当前位置: 华文世界 > 科学

会喷火的动物会存在吗?

2024-07-07科学

在乔治·R·R·马丁(George RR Martin)在【权力的游戏】(Game of Thrones)和【龙之屋】(House of the Dragon)中奇幻的 维斯特洛大陆(Westeros )中,龙喷 的奇观通过神话和幻想的融合吸引了观众。至少对我而言,还有对科学的好奇心。

在新系列的【龙之屋】中,龙释放火焰洪流的画面让我思考:如果龙存在,它们可能会使用哪些现实世界的生物机制和化学反应?

但首先,我们来回顾 一下化学 。为了点燃和维持火焰,我们需要三个组成部分;一种燃料、一种氧化剂(通常是空气中的氧气)以及引发和维持燃烧的热源。

让我们从燃料开始。甲烷可能是一个候选者。 动物 在消化过程中产生它。维斯特洛屏幕上的图像显示龙热衷于吃羊。然而,我们以甲烷为燃料的龙需要有一个 更像牛 的饮食和消化系统,才能产生足够的气体来烧毁一座城市。

储存足够数量的甲烷气体也存在问题。一个典型的甲烷气瓶的额定压力可能为 150 个大气压,而即使是臃肿的肠道也只能忍受一个大气压。因此,非海洋动物在高压下储存气体没有生物学基础。

更好的选择是液体。乙醇可能是一种选择。也许我们的龙的内脏里有一桶发酵酵母,或者它们可能有一个类似于魔鬼洞小鱼的新陈代谢系统,它们生活在美国内华达州的温泉中。 在低氧条件下, 这些鱼会切换到产生乙醇的呼吸形式。

然而,存储再次成为一个问题。乙醇会迅速通过生物膜,因此将其保持在高浓度并准备部署在「 dracarys 」信号(在虚构语言「高瓦雷利亚语中翻译为」龙火「)将需要一些超凡脱俗的生物学。

因此,如果我们坚持至少在现实世界的生物学中用一只脚来解释,那么我的首选是更基于石油的东西。任何不小心点燃煎锅的人都知道,这可能是咆哮火焰的来源。这在 富尔马鸥 中是有生物学基础的。

它们产生富含能量的胃油,然后反刍以喂养小鸡。石油也起到威慑作用。当受到威胁时,富尔马会向捕食者吐出粘稠、发臭的油。值得庆幸的是,海鸥还没有进化出一种点燃呕吐物的方法。

助长火焰

现在我们有了燃料来源,让我们把注意力转向氧化剂。与大多数火灾一样,这很可能是氧气。然而,要产生一股热到足以熔化铁王座的加压火焰油,需要的不仅仅是周围空气中的氧气。而且它必须与燃料充分混合。氧气供应越好,火焰越热。

龙可以利用 庞巴迪甲虫 使用的一些化学物质。这种昆虫已经进化出适合储存过氧化氢(您可能用来漂白头发的东西)的储层。当受到威胁时,甲虫会将过氧化氢推入含有酶的前庭,这些酶会迅速将过氧化氢分解成水和氧气。

这是一种 放热反应 ,它将能量传递到周围环境,在这种情况下,将混合物的温度提高到几乎沸点。这种反应非常具有侵略性,有时被用来 推动火箭 。由快速产生氧气和沸水引起的压力增加迫使有毒混合物从甲虫腹部的通风口中流出并走向其猎物或威胁。

庞巴迪甲虫将过氧化氢储存在体内。 (图片来源:johannviloria via Shutterstock)

如果被龙使用,这种反应有几个不错的特征。它将产生驱动油性燃料射流所需的高压,放热反应将加热油,使其更容易燃烧,最重要的是,它将产生驱动燃烧反应的氧气。

龙所需要的只是某种相当于汽油发动机化油器的生物,将油与氧气混合并产生爆炸性混合物。作为奖励,喷发的混合物可能会形成细小的油滴雾,就像气溶胶一样,它会更好地点燃。

火花

最后,我们需要一个火花来点燃混合物。为此,我建议龙已经进化出一种类似于许多鱼类(尤其是 电鳗 )的电子器官。

它们可以产生高达 600 伏的短脉冲,很容易在短气隙中产生火花。如果这些火花通过龙嘴后部的管道放出,它们可能会点燃油和氧气的高压射流。

虽然我们永远不会看到一条龙在小说领域之外释放出火焰的洪流,但思考幻想背后的科学是很有趣的。所以,下次你目睹坦格利安对「龙人」的命令时,想想那个神奇的地狱背后的生物学。