آیا یک حیوان آتش‌نفس می‌تواند وجود داشته باشد

در سرزمین خارق‌العاده وستروس جورج آر آر مارتین در بازی تاج و تخت و خانه اژدها، منظره اژدهایی که آتش نفس می‌کشند، مخاطبانش را از طریق ترکیبی از اسطوره و فانتزی مجذوب خود می‌کند. حداقل برای من، کنجکاوی علمی نیز وجود دارد.

تصاویر اژدهایی که سیل‌های شعله‌های آتش را در سری جدید House of the Dragon منتشر می‌کنند، مرا به این فکر انداخت: اگر اژدها وجود داشت، از چه مکانیسم‌های بیولوژیکی و واکنش‌های شیمیایی در دنیای واقعی استفاده می‌کرد؟

اما ابتدا یک خلاصه شیمی. برای شعله ور کردن و حفظ شعله به سه جزء نیاز داریم. یک سوخت، یک عامل اکسید کننده – معمولاً اکسیژن موجود در هوا – و یک منبع گرما برای شروع و حفظ احتراق.

بیایید با سوخت شروع کنیم. متان می تواند یک نامزد باشد. حیوانات آن را در طول هضم تولید می کنند. تصاویر روی صفحه نمایش وستروس نشان می دهد که اژدها مشتاق خوردن گوسفند هستند. با این حال، اژدهایان متان ما باید رژیم غذایی و سیستم گوارشی بیشتر شبیه گاو داشته باشند تا گاز کافی برای سوزاندن یک شهر تولید کنند.

همچنین مشکل ذخیره سازی مقادیر کافی گاز متان وجود دارد. یک سیلندر متان معمولی ممکن است برای فشار ۱۵۰ اتمسفر درجه بندی شود، در حالی که حتی یک روده متورم فقط می تواند کمی بیش از یک اتمسفر را تحمل کند. بنابراین هیچ مبنای بیولوژیکی برای حیوانات غیر دریایی برای ذخیره گازها در فشار بالا وجود ندارد.

یک گزینه بهتر یک مایع خواهد بود. اتانول می تواند یک گزینه باشد. شاید اژدهایان ما خمره ای از مخمر تخمیری را در روده خود نگه دارند، یا سیستم متابولیکی شبیه به ماهی توله سگ سوراخ شیطان داشته باشند که در چشمه های آب گرم در نوادا، ایالات متحده زندگی می کنند.در شرایط کم اکسیژن، این ماهی‌ها به شکلی از تنفس تغییر می‌کنند که اتانول تولید می‌کند.

با این حال، ذخیره سازی یک بار دیگر یک مشکل است. اتانول به سرعت از غشاهای بیولوژیکی عبور می کند، بنابراین نگه داشتن آن در غلظت های بالا و آماده استقرار در سیگنال ‘dracarys‘ (که در زبان ساختگی به زبان ساختگی High Valyrian به ‘اژدها آتش’ ترجمه می شود) نیاز به زیست شناسی ماورایی دارد.

بنابراین، اگر حداقل با یک پا در زیست شناسی دنیای واقعی به توضیحات پایبند باشیم، گزینه ترجیحی من چیزی است که بیشتر مبتنی بر روغن است. همانطور که هر کسی که تصادفاً یک ماهیتابه را آتش زده است می داند، این ماهیتابه می تواند منبع شعله های خروشان باشد. یک مبنای بیولوژیکی برای این در مرغ دریایی فولمار وجود دارد.

آنها روغن معده پر انرژی تولید می کنند که برای تغذیه جوجه هایشان دوباره آن را برمی گردانند. روغن همچنین به عنوان یک بازدارنده عمل می کند. هنگامی که مرغ دریایی فولمار تهدید می شود، روغن چسبنده و بدبو را روی شکارچیان استفراغ می کند. خوشبختانه، مرغان دریایی هنوز راهی برای تحریک استفراغ خود نیافته اند.

تغذیه شعله های آتش

اکنون که منبع سوخت داریم، بیایید توجه خود را به عامل اکسید کننده معطوف کنیم. مانند بیشتر آتش سوزی ها، این به احتمال زیاد اکسیژن خواهد بود. با این حال، بیش از اکسیژن هوای اطراف برای تولید یک جت روغن شعله ور تحت فشار به اندازه کافی داغ است تا یک تخت آهنی را ذوب کند. و باید به خوبی با سوخت مخلوط شود. هرچه اکسیژن بهتر باشد، شعله گرمتر می شود.

یک اژدها می‌تواند از مقداری شیمی استفاده شده توسط سوسک بمب‌افکن استفاده کند. این حشره دارای مخازنی است که برای ذخیره پراکسید هیدروژن (چیزی که ممکن است برای سفید کردن موهای خود استفاده کنید) سازگار است. هنگامی که سوسک تهدید می شود، پراکسید هیدروژن را به دهلیز می فشارد که حاوی آنزیم هایی است که به سرعت پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن تجزیه می کنند.

این یک واکنش گرمازا است که انرژی را به محیط اطراف منتقل می کند و در این حالت دمای مخلوط را تقریباً به نقطه جوش افزایش می دهد. واکنش آنقدر تهاجمی است که گاهی اوقات برای به جلو رانده کردن موشک ها استفاده می شود. افزایش فشار ناشی از تولید سریع اکسیژن و آب جوش، مخلوط مضر را از دریچه ای در شکم سوسک خارج کرده و به سمت طعمه یا تهدید آن می برد.

اگر توسط یک اژدها به کار گرفته شود، این واکنش چند ویژگی خوب دارد. این باعث ایجاد فشار بالایی برای به حرکت درآوردن جت سوخت روغنی می شود، واکنش گرمازا باعث گرم شدن روغن ها می شود و آنها را برای احتراق آماده تر می کند، و مهمتر از همه، اکسیژن تولید می کند که واکنش احتراق را هدایت می کند.

تنها چیزی که اژدها به آن نیاز دارد نوعی معادل بیولوژیکی از کاربراتور موتور بنزینی است تا روغن را با اکسیژن مخلوط کرده و ترکیبی انفجاری ایجاد کند. به عنوان یک مزیت، مخلوط فوران احتمالاً یک غبار ریز از قطرات روغن تشکیل می دهد، مانند یک آئروسل، که بسیار بهتر مشتعل می شود.

جرقه

در نهایت ما به یک جرقه نیاز داریم تا مخلوط را مشتعل کند. برای این کار، می‌خواهم پیشنهاد کنم که اژدها یک اندام الکتریکی شبیه به آن چیزی که در بسیاری از ماهی‌ها، به‌ویژه در مارماهی‌های الکتریکی یافت می‌شود، تکامل داده‌اند.

اینها می توانند پالس های کوتاه تا ۶۰۰ ولت تولید کنند که به راحتی برای ایجاد جرقه در یک شکاف هوایی کوتاه کافی است. اگر این جرقه‌ها از مجرای پشت دهان اژدها خارج شوند، می‌توانند جت پرفشار نفت و اکسیژن را مشتعل کنند.

در حالی که ما هرگز اژدهایی را نخواهیم دید که سیل‌هایی از شعله‌های آتش را خارج از قلمرو داستانی پراکنده می‌کند، اندیشیدن در مورد علم پشت فانتزی جذاب است. بنابراین، دفعه بعد که شاهد دستور تارگرین در مورد «دراکاری ها» بودید، به زیست شناسی پشت آن دوزخ جادویی فکر کنید.