新闻记者 马晓玉
鬼火( will-o’-the-wisps),又称磷火,是一种在夜间出现的幽蓝色或绿色的火焰,通常出现在墓地、沼泽地或荒郊野外。在许多文化中,鬼火一直被视为神秘而恐怖的现象,常被与鬼魂、亡灵联系在一起。
科学家们一直试图从科学的角度解释这种“鬼火”的由来。当地时间9月29日,江汉大学、南开大学、中国科学院生态环境研究中心与美国『斯坦福大学』合作在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表研究称,“鬼火”现象可能是由甲烷和空气的微气泡在水中自发产生的微型电火花❇️引起的。
赫尔曼·亨德里奇于1901年创作的壁画描绘了鬼火在诡异的蓝光下翩翩起舞的景象。图源《科学》杂志
在大众普遍的印象中,“鬼火”的形成通常与磷化氢(PH₃)密切相关。磷化氢是一种无色、低燃点的气体,常在有机物腐烂过程中产生。人和动物的骨骼中含有大量磷元素,尸体腐烂后,磷会转化为磷化氢。当磷化氢从土壤中逸出,接触到空气中的氧气时,会在常温下自燃,形成幽蓝色的火焰。
而在本次研究中,研究人员将目光锁定在另一种常在沼泽中出现的气体——甲烷上,他们认为“鬼火”现象可能是由甲烷和空气的微气泡在水中自发产生的微型电火花❇️引起的,这些微气泡的尺寸在纳米到微米之间。
为了验证这一推理,科学家们3D打印了一个喷嘴,用于在水中制造微气泡,模拟沼泽中逸出的气体。他们发现,通过不断调整喷嘴让气泡间距离变得越来越小时,就能成功捕捉到微闪电。
在实验装置中,高速摄像机📹️捕捉到了水中微小气泡和甲烷气泡之间发生的微闪电(中下)。图源《科学》杂志
研究人员指出,“即使只注入空气,也会出现闪光,这表明微闪电是由电荷分离引起的,而不是甲烷自燃。然而,当甲烷气泡和空气同时存在时,光量会增加,温度也会升高。”
由于微气泡在早期地球上无处不在,研究人员认为,它们可能为生命起源提供了必要的生物分子,而无需依赖大气闪电。
“这是一个有趣的进步,”哈佛大学化学家詹姆斯·安德森说道,“它揭示了一种引发化学反应的机制,”也可能有助于解释生命起源之前基本生物分子是如何形成的。
然而,《科学》杂志认为,就目前而言,这个结论仍然有点脆弱——就像“鬼火”的微弱火焰一样。