Драконы, эти фантастические создания, веками будоражили воображение людей. Но может ли огненное дыхание существовать в реальности? Давайте попробуем разобраться, вооружившись наукой!
В мире “Игры престолов” и “Дома Дракона” Джорджа Р. Р. Мартина драконы повергают всех в трепет своим огненным дыханием. Меня же, как и многих, интересует научная сторона вопроса. Какие биологические механизмы и химические реакции могли бы стоять за этим явлением?
Содержание
Химия пламени
Для начала вспомним основы химии. Чтобы пламя возникло и не гасло, нужны три составляющие: топливо, окислитель (обычно это кислород из воздуха) и источник тепла для воспламенения и поддержания горения.
Начнем с топлива. Метан — первый кандидат. Он выделяется в процессе пищеварения у животных. Судя по сериалам, драконы не прочь полакомиться овечкой. Однако, чтобы производить достаточно метана для огненного шторма, пищеварительная система дракона должна быть больше похожа на коровью. Кроме того, хранение больших объёмов метана — проблема. Давление в баллоне с метаном может достигать 150 атмосфер, в то время как даже самый раздутый желудок выдержит лишь немногим больше одной. Так что у наземных животных нет биологических механизмов для хранения газа под высоким давлением.
Лучшим вариантом было бы жидкое топливо. Например, этанол. Возможно, в желудках драконов живут колонии дрожжей, или же у них есть метаболизм, подобный дьявольским карпокзубикам – рыбкам, обитающим в горячих источниках Невады. В условиях низкого содержания кислорода эти рыбки переходят на дыхание, производящее этанол. Но снова встает вопрос хранения. Этанол легко проникает через биологические мембраны, поэтому для его хранения в высокой концентрации, готовой к выбросу по команде “Дракарис!” (что на вымышленном высоком валирийском означает “Драконий огонь”), потребовалась бы какая-то волшебная биология.
Если же мы хотим оставаться в рамках хоть сколько-нибудь реалистичной биологии, то мой выбор — горючее на масляной основе. Любой, кто хоть раз случайно поджигал сковородку с маслом, знает, к какому ревущему потоку пламени это приводит. И у нас есть биологический прецедент: глупыши (род птиц из семейства буревестниковых). Они производят в желудке богатое энергией масло, которым отрыгивают, чтобы накормить птенцов. Это масло также служит им защитой. В случае опасности глупыш извергает липкое, вонючее масло на хищника. К счастью, птицы пока не научились поджигать свою рвоту.
Раздувая пламя
Теперь, когда у нас есть топливо, займемся окислителем. Скорее всего, это будет кислород, как и в случае с большинством пожаров. Однако, чтобы создать струю горючего масла под давлением, достаточно горячую, чтобы расплавить железный трон, потребуется нечто большее, чем просто кислород из окружающего воздуха. И он должен быть хорошо смешан с топливом. Чем лучше подача кислорода, тем жарче пламя.
Дракон мог бы позаимствовать хитрость жука-бомбардира. У этого насекомого есть резервуары для хранения перекиси водорода (той самой, которой некоторые из вас, возможно, осветляют волосы). При угрозе жук толкает перекись водорода в специальную камеру, содержащую ферменты, которые быстро разлагают ее на воду и кислород. Это экзотермическая реакция, то есть она выделяет тепло, в данном случае нагревая смесь почти до кипения. Реакция настолько бурная, что её иногда используют для запуска ракет.
Повышение давления, вызванное быстрым образованием кислорода и кипящей воды, выталкивает едкую смесь через отверстие в брюшке жука в сторону врага.
Если бы дракон использовал подобный механизм, у него было бы несколько преимуществ. Реакция создала бы высокое давление, необходимое для выброса струи маслянистого топлива, тепло выделившееся при реакции нагревало бы масло, делая его более горючим, и, самое главное, она генерировала бы кислород, поддерживающий горение. Всё, что нужно дракону, — это биологический эквивалент карбюратора бензинового двигателя, чтобы смешивать масло с кислородом и создавать взрывоопасную смесь. В качестве бонуса вырывающаяся смесь, вероятно, образовывала бы мелкий туман из капелек масла, подобно аэрозолю, что ещё больше способствовало бы воспламенению.
Искра
Наконец, нам нужна искра, чтобы поджечь смесь. Для этого, я предполагаю, у драконов мог бы развиться электрический орган, подобный тому, что есть у многих рыб, особенно у электрических угрей. Они способны генерировать кратковременные импульсы напряжением до 600 вольт, чего достаточно, чтобы создать искру на небольшом расстоянии. Если бы эти искры проскакивали в каналах в задней части пасти дракона, они могли бы воспламенить струю масла и кислорода под высоким давлением.
Конечно, мы никогда не увидим дракона, извергающего потоки пламени в реальной жизни. Но как же увлекательно размышлять о науке, стоящей за этими вымыслами! Так что в следующий раз, когда услышите команду Таргариена “Дракарис!”, вспомните о биологии, которая могла бы стоять за этим волшебным огненным вихрем.
Марк Лорч, профессор научных коммуникаций и химии, Университет Халла.
Читайте также: Драконы: (не)естественная история
