Если бы драконы были реальными, как бы могло работать огнедышащее дыхание?

Образы драконов, высвобождающих потоки пламени в новом сериале «Дома Дракона», заставили меня задуматься: если бы драконы существовали, какие реальные биологические механизмы и химические реакции они могли бы использовать?

Но сначала краткий обзор химии. Чтобы зажечь и поддержать пламя, нам нужны три компонента; топливо, окислитель (обычно кислород воздуха) и источник тепла для инициирования и поддержания горения.

Начнем с топлива. Метан может быть кандидатом. Животные производят его в процессе пищеварения. На изображениях Вестероса на экране видно, что драконы увлекаются поеданием овец. Однако нашим драконам, питающимся метаном, потребуется диета и пищеварительная система, более похожие на коровьи, чтобы производить достаточно газа, чтобы сжечь город.

Существует также проблема с хранением достаточного количества метана. Типичный метановый баллон может быть рассчитан на давление в 150 атмосфер, в то время как даже раздутый кишечник может выдержать лишь чуть больше одной атмосферы. Таким образом, у неморских животных нет никаких биологических оснований хранить газы под высоким давлением.

Лучшим вариантом будет жидкость. Этанол может быть вариантом. Возможно, наши драконы держат в своих кишках чан с ферментирующими дрожжами, или у них может быть метаболическая система, подобная рыбе-куколке Дьявольской Дыры, которая живет в горячих источниках в Неваде, США. В условиях низкого содержания кислорода эти рыбы переключаются на форму дыхания, при которой образуется этанол.

Однако хранение снова является проблемой. Этанол быстро проходит через биологические мембраны, поэтому для поддержания его высоких концентраций и готовности к использованию по сигналу «дракарис» (что на вымышленном языке Высшего Валирийского языка переводится как «драконий огонь») потребуется некоторая потусторонняя биология.

Итак, если мы придерживаемся объяснений, опираясь хотя бы одной ногой на реальную биологию, то я предпочитаю что-то более основанное на нефти. Любой, кто случайно поджег сковороду, знает, что это может стать источником ревущего пламени. У глупыша для этого есть биологическая основа.

Они производят богатое энергией желудочное масло, которое срыгивают, чтобы накормить своих цыплят. Нефть также служит сдерживающим фактором. При угрозе глупыш изрыгает на хищников липкое и вонючее масло. К счастью, чайки еще не научились разжигать свою рвоту.

Кормление пламени

Теперь, когда у нас есть источник топлива, давайте обратим внимание на окислитель. Как и в большинстве пожаров, скорее всего, это будет кислород. Однако для создания струи горящего масла под давлением, достаточно горячего, чтобы расплавить железный трон, потребуется нечто большее, чем просто кислород в окружающем воздухе. И его необходимо хорошо перемешать с топливом. Чем лучше подача кислорода, тем горячее пламя.

Дракон мог использовать некоторые химические вещества, используемые жуком-бомбардиром. У этого насекомого появились резервуары, приспособленные для хранения перекиси водорода (вещества, которое можно использовать для отбеливания волос). При угрозе жук выталкивает перекись водорода в преддверие, содержащее ферменты, которые быстро разлагают перекись водорода на воду и кислород.

Это экзотермическая реакция, которая передает энергию окружающей среде и в этом случае повышает температуру смеси почти до точки кипения. Реакция настолько агрессивна, что ее иногда используют для запуска ракет.

Увеличение давления, вызванное быстрым производством кислорода и кипящей воды, вынуждает ядовитую смесь выходить из вентиляционного отверстия в брюшке жука и направляться к его добыче или угрозе.

Если эту реакцию использует дракон, у этой реакции есть несколько приятных особенностей. Это создаст высокое давление, необходимое для приведения в движение струи маслянистого топлива, экзотермическая реакция нагреет масла, сделав их более готовыми к воспламенению, и, что наиболее важно, выработает кислород, который будет стимулировать реакцию горения.

Все, что нужно дракону, — это своего рода биологический эквивалент карбюратора бензинового двигателя, который смешивает масло с кислородом и создает взрывоопасную смесь. В качестве бонуса извергающаяся смесь, вероятно, образует мелкий туман из капель нефти, похожий на аэрозоль, который воспламеняется еще лучше.

Искра

Наконец, нам нужна искра, чтобы воспламенить смесь. Для этого я предполагаю, что драконы развили электрический орган, аналогичный тому, который имеется у многих рыб, особенно у электрических угрей.

Они могут генерировать короткие импульсы напряжением до 600 вольт, что достаточно легко для создания искры в коротком воздушном зазоре. Если бы эти искры пролетели через каналы в задней части пасти дракона, они могли бы воспламенить струю масла и кислорода под высоким давлением.

Хотя мы никогда не увидим дракона, высвобождающего потоки пламени за пределами художественной литературы, интересно задуматься о науке, лежащей в основе фэнтези. Итак, в следующий раз, когда вы станете свидетелем команды Таргариенов «дракарисами», подумайте о биологии, стоящей за этим волшебным адом.

Марк Лорч, профессор научных коммуникаций и химии, Университет Халла.