Свечение над могилами: учёные раскрывают тайны мистического феноменаЧто стоит за мистическим свечением над могилами. Учёные объясняют этот загадочный феномен и его причины
: UEFIMA.RU: На протяжении столетий над сырыми низинами, погостами и заболоченными местами красовалось призрачное свечение – ignis fatuus, известные как блуждающие огоньки.
Загадочные и таинственные, они всегда притягивали внимание, но их природа оставалась скрытой. Научные теории допускали версию "холодного пламени" метана, когда медленное окисление создает слабое сине-фиолетовое мерцание.
Болотный газ богат метаном, продуктом разложения органики. Но оставался вопрос: как происходит самовозгорание в обычных условиях?
Ведь чтобы поджечь метан, требуется немало энергии, которой явно недостаточно для спонтанного возгорания в природе.
Прежние догадки о роли фосфина или статического электричества не подтверждались. Но недавние исследования, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciencesпролили свет на вопрос, выявив способность мельчайших капель воды накапливать заряд и генерировать микроскопические электрические разряды – "микромолнии".
Они создают химически активные частицы, доказывая, что сильные электрические поля на границе газа и воды могут запускать химические реакции без внешнего напряжения.
Ученые выдвинули гипотезу, что микроразряды могут возникать между пузырьками метана в воде.
Пузырьки имеют изогнутые границы, где электрическое поле усиливается с увеличением кривизны. Движение и слияние пузырьков создают разделение зарядов.
Когда два противоположно заряженных пузырька сближаются, поле между ними усиливается, и происходит пробой газа – искра, воспламеняющая "холодное пламя". Наша модель показывает, как микроразряды на поверхности пузырьков окисляют метан, объясняя старинные предания о таинственном болотном свечении.
Исследователи разработали генератор микропузырьков, пропускающий пузырьки метана и воздуха в воду через специальное устройство.
Поднимающиеся микропузырьки имеют изогнутую поверхность и большую площадь, что способствует разделению зарядов.
При интенсивном барботировании между пузырьками возникали кратковременные вспышки, зафиксированные высокоскоростной видеосъемкой.
Эти микромолнии напоминают разряды между заряженными каплями, подтверждая общую природу явлений.
Фотодиоды подтвердили слабые вспышки света даже при использовании только воздуха, что указывает на взаимодействие зарядов на границе раздела фаз.
При добавлении метана интенсивность и частота вспышек возрастали, подтверждая активацию хемилюминесценции. Замена метана на смесь водорода и воздуха также вызывала межпузырьковые вспышки и свечение.
Спектры излучения подтвердили усиление излучения в диапазоне 330–370 нм, характерное для возбужденных молекул, таких как формальдегид и гидроксильные радикалы, часто встречающиеся в холодном пламени.
Эти особенности указывают на нетермическое окисление на границе раздела фаз. Тепловые измерения зафиксировали повышение температуры воды, превышающее нагрев от насоса, но только при барботировании метана и воздуха, что говорит об экзотермических реакциях.
Масс-спектрометрия газовой фазы выявила уменьшение сигналов CH4 и O2 с одновременным увеличением сигнала CO2, подтверждая частичное окисление метана.
Полученные результаты говорят о том, что микромолнии между пузырьками метана представляют собой естественный механизм окисления метана в обычных условиях.
Кроме того, результаты показывают, что кратковременные электрические разряды на границе между газом и водой могут запускать химические реакции, расширяя роль межфазных явлений в природных и искусственных системах.
Опубликовано 2025-09-30.
