Nghiên cứu mới giải mã hiện tượng 'ma trơi'
Những ngọn lửa xanh lơ lửng trên đầm lầy đã trở thành cảm hứng cho những câu chuyện dân gian ma quái trong nhiều thế kỷ. Giờ đây, hiện tượng kỳ lạ đó tiếp tục được giải thích bằng khoa học: những tia sáng nhỏ đốt cháy bong bóng khí metan li ti.
Giới khoa học từ lâu đã nghi ngờ rằng ánh sáng quang phổ của ma trơi xuất phát từ phản ứng hóa học trong các chất khí được giải phóng từ vật chất hữu cơ đang phân hủy. Mê-tan, không mùi, không màu và rất dễ cháy, là một trong những loại khí như vậy.
Theo nghiên cứu mới được đăng trên tạp chí PNAS, hiện tượng ma trơi bí ẩn xuất hiện khi các “tia sét siêu nhỏ" lóe lên giữa các bong bóng khí metan tích điện. Khi nhiều bong bóng khí mê-tan bị oxy hóa và kết hợp lại, chúng tạo ra ánh sáng kỳ lạ mà dân gian gọi là ma trơi.
"Có một nghịch lý: Lửa bị nước dập tắt, nhưng những giọt nước nhỏ có thể tạo ra lửa", Tiến sĩ Richard Zare, chuyên gia về hóa học công tác tại ĐH Stanford, cho biết.
Sử dụng máy quay tốc độ cao, với tốc độ 24.000 khung hình/giây, TS Zare và các đồng nghiệp đã ghi lại những tia điện chạy qua giữa bề mặt của các bong bóng tích điện nhỏ. Khi các bong bóng tích điện trái dấu kết hợp với nhau, các electron nhảy từ bề mặt tích điện âm sang bề mặt tích điện dương và tạo ra tia lửa điện.
"Đó là sét, dù ở quy mô cực nhỏ nhưng đủ năng lượng để tạo ra các phản ứng hóa học", ông nói.
Theo chuyên gia này, những cách giải thích khác về hiện tượng "ma trơi" không đứng vững khi xem xét kỹ lưỡng. Những giả thuyết cho rằng luồng sáng là do côn trùng bay theo đàn hoặc chim mang theo nấm phát sáng đã nhanh chóng bị bác bỏ. Tĩnh điện cần điều kiện khô ráo để phát ra tia lửa, nhưng điều này không xảy ra trong các khu vực đầm lầy, ngập nước.
Khi nhà hóa học và vật lý người Ý Alessandro Volta - người phát hiện ra khí mê-tan năm 1776, cho rằng sét đốt cháy khí mê-tan trong đầm lầy tạo ra ma trơi, ông đã tiến gần tới sự thật.
"Ông ấy nghĩ đó là sét trên trời. Nhưng không phải. Đó là tia sét cực nhỏ”, TS Zare nói.
Trong nghiên cứu trước đây, TS Zare và các nhà nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng những giọt nước tích điện có đường kính từ 1 micron - 20 micron, nhỏ hơn chiều rộng của một sợi tóc người, có thể tạo ra tia sét cực nhỏ nhưng đủ mạnh để hình thành các phân tử hữu cơ.
Khí đầm lầy chứa khoảng 2/3 mê-tan, và khi mê-tan phản ứng với oxy, mê-tan bị oxy hóa sẽ phát sáng màu xanh tím. Tuy nhiên, mê-tan không tự bốc cháy khi có oxy. Nghiên cứu mới cho thấy “ma trơi” xuất hiện nhờ các tia sét nhỏ giữa các bong bóng mê-tan tích điện trong nước.
