Magyarázatot találhattak a lidércfény létrejöttére

A lidércfény Kanadától Óceániáig ismert jelenség, amelyről nagyon sokáig úgy vélték, csak afféle népi legenda. A róla szóló történetek gyakran kísértettörténetek is voltak, így tudományos szempontból nem voltak megbízhatók. Mára tudjuk, hogy a kékes, és tényleg kissé kísérteties fénylés valós, és voltaképp a szerves anyagok bomlása során keletkező metán fényéről van szó.

A probléma ezzel a magyarázattal mindössze annyi, hogy a metánnak meg is kellene valahogyan gyulladnia. Miként lenne képes normál környezeti hőmérsékleten begyulladni a metán a szabadban, szikra vagy láng hatása nélkül?

Erre a kérdésre találhatott választ egy kínai – amerikai kutatócsoport nemrégiben, arra jutottak, hogy spontán elektromos kisülések, az úgynevezett mikrovillámlás jelensége állhat a háttérben. (Néhány hónapja az élet keletkezéséhez szükséges kémiai reakciókat kötötte e kutatócsoport efféle jelenséghez.)

A mikrovillámlás a víz egészen aprócska, eltérő töltésű cseppjei közt spontán kialakuló elektromos kisülés. Amikor a mocsár vizében a metánbuborék felemelkedik, a felszínen szétpattanva létrehozza ezeket a picurka vízcseppecskéket, amelyek közt, ha két ellentétes töltésű találkozik, a kisülés képes fellobbantani a metánt.

Mondani persze könnyű ilyesmit, a kutatók ezért kísérletekkel is igazolták az elméletüket. Ehhez ultra nagy sebességű (másodpercenként 24 ezer képkocka!) kamerával rögzítették, mi történik, ha vízben metánbuborékok áramlanak.

A metán ezekben az esetekben az úgynevezett „hideg láng” formájában oxidálódik, ég. Ez azt jelenti, hogy ilyenkor nem teljes, igazán magas hőmérsékletű égés zajlik. A metán esetében a teljes égés 2000 (tiszta oxigében 2800) Celsius-fokos is lehet, míg a lidércfényben is kialakuló részleges égés 600-800 Celsius-fokos csupán. Ez azt jelenti, hogy azért a szó hétköznapi értelmében nem hideg, ám összehasonlítva a normál égésével már igen.

Amikor két buborék egymáshoz ért, vagy épp szétpukkant, akkor alakultak ki a videón jól látható kis fénylések. A kutatóknak e mikrovillámokat metán mellett még hidrogénnel is sikerült előidézniük, így a jelenség nem kimondottan a metán jelenlétéhez köthető. A lényeg az, hogy a gáz jelenlétében bekövetkezzen a mikrovillámlás, az egészen picurka kisülés, és ez begyújtsa a gázt. A metán esetében a fénylés gyakrabban létrejött azonban, és a fényereje is nagyobb volt.

Amikor megmérték a fénylés által kibocsátott fény pontos hullámhosszait, akkor ebből világosan látszottak azok a köztes kémiai összetevők, amelyek a metán oxidációja (égése) során átmenetileg kialakulnak. Ilyen például a formaldehid vagy a hidroxilgyökök – ezek gerjesztés hatására kékeslila, „hideg láng” jellegű fényt bocsátanak ki.

A buborékokkal átjárt vízben a hőmérséklet is emelkedett, ez ismételten arra utal, hogy hőtermelő reakciók (ezek a metán oxidációjához vezető folyamat lépései) játszódtak le bennük. Szintén e reakciókra vallott a gázok összetételének változása: csökkent a metán és az oxigén, és nőtt a szén-dioxid.

A mikrovillámok energiájukkal lehetővé teszik, hogy a metán oxidációja alacsony környezeti hőmérsékleten is beindulhasson, így létre tud jönni a lidércfénynek nevezett jelenség. Azonban ez a mikrovillámlás nemcsak ebben a kísérteties és legendás jelenségben, hanem számos más oxidációs folyamatban is szerepet kaphat a természetben. Ez pedig sokkal nagyobb jelentőségű, így például a szennyeződések lebontásában is szerepe lehet.

A tudománynak sikerült olyan magyarázattal szolgálni egy legendás, misztikus tüneményre, amelyben kísérletekkel is igazolták, hogy a magyarázat valódi. A metán e mikrovillámoknak köszönhetően lobbanhat lángra a mocsarak felett, és a határfelületek elektrokémiai reakciói mind a természetben, mind az ember alkotta közegekben fontos szereplők lehetnek.