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會噴火的動物會存在嗎?

2024-07-07科學

在喬治·R·R·馬丁(George RR Martin)在【權力的遊戲】(Game of Thrones)和【龍之屋】(House of the Dragon)中奇幻的 維斯特洛大陸(Westeros )中,龍噴 的奇觀透過神話和幻想的融合吸引了觀眾。至少對我而言,還有對科學的好奇心。

在新系列的【龍之屋】中,龍釋放火焰洪流的畫面讓我思考:如果龍存在,它們可能會使用哪些現實世界的生物機制和化學反應?

但首先,我們來回顧 一下化學 。為了點燃和維持火焰,我們需要三個組成部份;一種燃料、一種氧化劑(通常是空氣中的氧氣)以及引發和維持燃燒的熱源。

讓我們從燃料開始。甲烷可能是一個候選者。 動物 在消化過程中產生它。維斯特洛螢幕上的影像顯示龍熱衷於吃羊。然而,我們以甲烷為燃料的龍需要有一個 更像牛 的飲食和消化系統,才能產生足夠的瓦斯來燒毀一座城市。

儲存足夠數量的甲烷瓦斯也存在問題。一個典型的甲烷氣瓶的額定壓力可能為 150 個大氣壓,而即使是臃腫的腸道也只能忍受一個大氣壓。因此,非海洋動物在高壓下儲存瓦斯沒有生物學基礎。

更好的選擇是液體。乙醇可能是一種選擇。也許我們的龍的內臟裏有一桶發酵酵母,或者它們可能有一個類似於魔鬼洞小魚的新陳代謝系統,它們生活在美國內華達州的溫泉中。 在低氧條件下, 這些魚會切換到產生乙醇的呼吸形式。

然而,儲存再次成為一個問題。乙醇會迅速透過生物膜,因此將其保持在高濃度並準備部署在「 dracarys 」訊號(在虛構語言「高瓦雷利亞語中轉譯為」龍火「)將需要一些超凡脫俗的生物學。

因此,如果我們堅持至少在現實世界的生物學中用一只腳來解釋,那麽我的首選是更基於石油的東西。任何不小心點燃煎鍋的人都知道,這可能是咆哮火焰的來源。這在 富爾馬鷗 中是有生物學基礎的。

它們產生富含能量的胃油,然後反芻以餵養小雞。石油也起到威懾作用。當受到威脅時,富爾馬會向捕食者吐出粘稠、發臭的油。值得慶幸的是,卡玫基還沒有前進演化出一種點燃嘔吐物的方法。

助長火焰

現在我們有了燃料來源,讓我們把註意力轉向氧化劑。與大多數火災一樣,這很可能是氧氣。然而,要產生一股熱到足以熔化鐵王座的加壓火焰油,需要的不僅僅是周圍空氣中的氧氣。而且它必須與燃料充分混合。氧氣供應越好,火焰越熱。

龍可以利用 龐巴迪甲蟲 使用的一些化學物質。這種昆蟲已經前進演化出適合儲存過氧化氫(您可能用來漂白頭發的東西)的儲層。當受到威脅時,甲蟲會將過氧化氫推入含有酶的前庭,這些酶會迅速將過氧化氫分解成水和氧氣。

這是一種 放熱反應 ,它將能量傳遞到周圍環境,在這種情況下,將混合物的溫度提高到幾乎沸點。這種反應非常具有侵略性,有時被用來 推動火箭 。由快速產生氧氣和沸水引起的壓力增加迫使有毒混合物從甲蟲腹部的通風口中流出並走向其獵物或威脅。

龐巴迪甲蟲將過氧化氫儲存在體內。 (圖片來源:johannviloria via Shutterstock)

如果被龍使用,這種反應有幾個不錯的特征。它將產生驅動油性燃料射流所需的高壓,放熱反應將加熱油,使其更容易燃燒,最重要的是,它將產生驅動燃燒反應的氧氣。

龍所需要的只是某種相當於汽油發動機化油器的生物,將油與氧氣混合並產生爆炸性混合物。作為獎勵,噴發的混合物可能會形成細小的油滴霧,就像氣溶膠一樣,它會更好地點燃。

火花

最後,我們需要一個火花來點燃混合物。為此,我建議龍已經前進演化出一種類似於許多魚類(尤其是 電鰻 )的電子器官。

它們可以產生高達 600 伏的短脈沖,很容易在短氣隙中產生火花。如果這些火花透過龍嘴後部的管道放出,它們可能會點燃油和氧氣的高壓射流。

雖然我們永遠不會看到一條龍在小說領域之外釋放出火焰的洪流,但思考幻想背後的科學是很有趣的。所以,下次你目睹坦格利安對「龍人」的命令時,想想那個神奇的地獄背後的生物學。