科学家宣布解开了困扰人类数百年的"鬼火"之谜——那些深夜里在沼泽、湿地甚至墓地上空时而浮现的幽蓝色"幽灵火焰"。
这种被称作" ignis fatuus "的现象,先前研究认为源自甲烷冷焰,正如研究人员在论文中所说:"低温氧化过程会产生蓝紫色化学发光"。
虽然已知沼泽气体含有有机物分解释放的甲烷,但这种气体如何在常温下自燃仍是未解之谜。科学家指出,甲烷氧化所需的活化能"远高于自然界被动引发的能量阈值"。
然而实验中发现,水中上升的含甲烷微气泡之间会产生名为"微闪电"的自发放电,这为鬼火形成提供了"天然点火机制"。
研究团队指出,这些微米级气泡会自发产生并释放表面电荷。他们认为类似放电也可能出现在微小水滴之间,为点燃甲烷形成鬼火提供必需能量。
实验中,科学家通过水下喷嘴向水中注入甲烷-空气混合气泡。
在高密度气泡条件下,相邻气泡间观测到持续不足毫秒的短暂闪光。通过高速成像、光电二极管探测和光子计数装置成功捕捉到这些瞬间放电。研究还运用发射光谱、温度监测和质谱分析追踪实验过程中的化学与热力学变化。
研究发现"这些放电会引发甲烷的非热氧化反应,在环境条件下产生发光现象和可测量的热量"。
科学家总结称,这一最新发现"证实了带电界面与自发性冷焰之间长期被怀疑的关联,为鬼火现象提供了具有物理依据的解释"。
他们进一步强调:"更广泛地说,我们的研究证明气水界面的瞬态放电可以介导氧化还原反应,拓展了界面现象在自然与工程系统中的重要作用。"
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参考文献
Meng, Y., Xia, Y., Xu, J., & Zare, R. N. (2025). Spraying of water microdroplets forms luminescence and causes chemical reactions in surrounding gas. Science Advances. https://www.fdsil.com/zb_users/upload/2025/10/fgenlqb1omz.>
Xia, Y., Meng, Y., Shi, J., & Zare, R. N. (2025). Unveiling ignis fatuus: Microlightning between microbubbles. Proceedings of the National Academy of Sciences, 122(41). https://www.fdsil.com/zb_users/upload/2025/10/o4qbcoyhn1y.>
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