- Источник:
iStockphoto/Mikael Svensson
На протяжении веков люди, заметив в ночи над болотом или кладбищем таинственное мерцание, рассказывали легенды о призраках или душах усопших. Эти мимолетные огни, которые часто называют блуждающими, долгое время оставались загадкой. Ученые предполагали, что всему виной метан — горючий газ, который выделяется при гниении растений. Но оставалось непонятным, почему он вспыхивает.
Как возникают вспышки
Команда химика Ричарда Зейра из Стэнфордского университета попыталась найти ответ на этот вопрос и выяснила, что причиной свечения могут быть крошечные, невидимые глазу вспышки молний, возникающие между микроскопическими пузырьками газа. Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Во время опытов ученые изучали, как мельчайшие пузырьки способны создавать мощные электрические поля. Оказалось, что когда в воде образуются пузырьки разных размеров, то на их поверхности происходит разделение электрических зарядов: маленькие пузырьки становятся отрицательно заряженными, а большие — положительными. Когда эти пузырьки сталкиваются, заряды стремятся уравновеситься, порождая миниатюрные электрические разряды — настоящие микромолнии.
Зейр и его коллеги решили проверить, могут ли эти разряды поджигать метан и вызывать свечение. Они создали установку, которая подавала в воду струйку микропузырьков метана и воздуха. С помощью высокоскоростных камер ученые зафиксировали рождение крошечных вспышек света в момент столкновения пузырьков.
Любопытно, что вспышки возникали даже когда через воду пропускали только воздух. Это доказывает, что свечение вызывается именно электрическими разрядами, а не самовоспламенением метана. Однако когда в пузырьках присутствовал метан, свечение становилось ярче, а температура повышалась. Более того, приборы зарегистрировали ультрафиолетовое излучение, которое соответствует свечению формальдегида — вещества, образующегося при горении метана.
Как отмечает Грэм Кукс, химик из Университета Пердью, химические реакции, запускаемые микропузырьками, могут быть гораздо более распространенным явлением. Его команда уже использует разработки Зейра для проведения тысяч химических реакций одновременно, в поисках новых способов создания сложных соединений.
Новая теория возникновения жизни
Но на этом потенциал микропузырьков не заканчивается. Исследования показали, что реакции в пузырьках могут способствовать образованию пептидов из аминокислот и полинуклеотидов из нуклеиновых кислот. Это ключевые «кирпичики», из которых построена вся жизнь.
Ричард Зейр выдвигает смелую гипотезу: поскольку на ранней Земле микропузырьки были повсеместно, именно они, а не атмосферные молнии из знаменитых опытов Миллера — Юри, могли стать той самой искрой, которая дала начало первым биомолекулам. Пока, правда, это предположение требует дальнейших доказательств.