Astronomiya

Yanar qazla dolu soyuq bir planetdə yanğın başlayır

Yanar qazla dolu soyuq bir planetdə yanğın başlayır

Neptun kimi çox miqdarda yanıcı qazı olan soyuq bir planetin içərisinə bir az atəş etsək nə olar? Yandıracaq, yoxsa soyuqdan alov sönəcək?


Neptunun xarici hissələri əsasən hidrogen və helyumdur. Metan, ammonyak və su buxarı kimi az miqdarda digər qazlar var. Ancaq oksigen ümumiyyətlə yoxdur.

Neptunun xarici təbəqəsinin bir hissəsini yenidən dünyaya götürüb havamıza qarışdırsanız, yandıra bilər. Çox soyuq hidrogen belə yandıra bilər (tezliklə isinir!) Bu Neptunda baş vermədi, çünki yanğının yanması üçün həm yanacaq, həm də oksigen lazımdır.

Hər hansı bir planetin atmosferində çox miqdarda həm yanacaq, həm də oksigen olması ehtimalı çox azdır. Oksigen çox reaktivdir və yanacaq qazları ilə reaksiya verərək (əsasən) su və karbon dioksid istehsal edəcəkdir. Milyonlarla il ərzində bir hidrogen atmosferində oksigen sabit deyil. Bir planetin atmosferində oksigen tapsaq, planetdəki bir şeyin olduğundan əmin ola bilərik edilməsi o.


Göy göydə: Perseus Molekulyar Buludunun soyuq alovları

Qalaktikadakı ən böyük tək quruluşlardan bəziləri, insan baxımından son dərəcə soyuq olan və demək olar ki, görünən işıq saçmayan nəhəng tünd dumanlıqlar, qaz və toz buludlarıdır. Bunlara Nəhəng Molekulyar Buludlar deyilir - atomların daha mürəkkəb molekullar meydana gətirmək üçün bir-birinə yapışa biləcəyi qədər soyuqdurlar və tamamilə qaranlıqdırlar ki, onları ulduzlarla dolu Samanyolu qarşı siluet şəklində görməyə meylliyik.

. gözümüzə, yəni. Bütün elektromaqnit spektrinin yalnız dar bir zolağını görürük. Ancaq radio dalğaları, rentgen şüaları, ultrabənövşəyi kimi digər hissələr mövcuddur. Teleskoplar düzəltdik və bir çoxunun kosmosda olan bu digər işıq növlərini görmək üçün dedektorlarla təchiz etdik, çünki atmosferin üstündə olmasına ehtiyacımız var, bu işıqları özlərinə şəffaf edir.

Daha pis Astronomiya

Spitzer Kosmik Teleskopu onlardan biridir. Büdcə məhdudiyyətləri onu bağlamadan 16 il əvvəl istismar olundu, yenə də Günəşin ətrafında planetimizdən yavaş-yavaş uzaqlaşmasına imkan verən "Yer arxasında" bir yolda fırlanır. İnfraqırmızıda görmək üçün dizayn edilmiş Kainatı, yaxın asteroidlərdən, müşahidə oluna bilən Kainatın kənarındakı qalaktikalara qədər milyard il işıq məsafəsində müşahidə etdi.

Bir çox nəhəng molekulyar buludları da gördü. Bunlar gözümüzə qara olsa da, infraqırmızı işıq saçacaq qədər isti (hələ çox soyuq olsa da). Spitzer onları görəndə elədi həqiqətən onları gördü:

Spitzer Space Teleskop görüntüsü, yaxınlıqdakı ulduz əmələ gətirən fabrik olan nəhəng Perseus Molekulyar Buludun bir hissəsinin. Kredit: NASA / JPL-Caltech

Bu möhtəşəmlik, Perseus bürcündə təxminən 1000 işıq ili məsafədə yerləşən Perseus Molekulyar Buluddur. Bu şəkil 5 ° -dən yuxarı bir nəhəng göy yamağını göstərir - on tam ay üzünə sığa bilərdi.

Perseus Molekulyar Buludun Spitzer görüntüsü, bürclər işarələnmiş, səmanın çox hissəsini görünən işığa yerləşdirdi. Sol üst hissədəki dumanlıq Kaliforniya Dumanlığıdır və aşağıda Pleiades ulduz qrupu var. Kredit: NASA / JPL-Caltech

2009-cu ildən sonra bu çəkiliş erkən çəkildi, maye helyum kriogenik soyuducu bitdi və Spitzer ən uzun dalğa boyu kanallarından bir neçəsini itirdi. Ancaq bu şəkil çəkildiyi zaman insan gözünün görə biləcəyi ən qırmızı işığın 30 qatından çox, 24 mikron dalğa uzunluğunda görə bilirdi. Bu dalğa uzunluğunda görünüşü təqribən -150 ° C (-240 ° F) -də olan toz üstünlük təşkil edir, toz kiçik maddə dənələrindən və ya ulduzlar öldükdə yaranan uzun karbon molekullarından ibarətdir və materialı kosmosa sovurur. Görüntüdəki rəng real deyil, sadəcə görə bildiyimiz rəngə çevrildi, buna görə portağal alov kimi görünür, ancaq soyuq alov.

Perseus Molekulyar Buludun Spitzer görüntüsü etiketli bir neçə əsas xüsusiyyətə malikdir. Kredit: NASA / JPL-Caltech və Phil Plait

Buludda bu şəkildə görünən bir neçə xüsusiyyət var. Sol tərəfdəki parlaq düyün çox gənc bir ulduz dəsti olan IC 348-dir. Molekulyar buludlar yerli sıxlığın yüksək olduğu ulduz meydana gəlməsi bölgələri ilə dolğun ola bilər, öz çəkisi altında ulduzlar meydana gətirə bilər. Bunun ən məşhur nümunəsi, nəhəng Orion Molekulyar Kompleksinin yaxın tərəfində olan Orion Dumanlığıdır. IC 348, ehtimal ki, yalnız bir neçə milyon yaşındadır və ulduzların çoxu Günəş kimi aşağı kütləlidir. İçərisində yüksək kütləli ulduzlar olsaydı, bir Milad ağacı kimi işıqlandırardılar və bu Orion Dumanlığı qədər möhtəşəm olardı. Bunun əvəzinə, əsasən qalın tozla örtülmüş, bizim nəzərimizdən gizlidir.

Bunun yalnız sağında Barnard 3 adlı daha böyük dairəvi bir üzük var ki, bundan əvvəl onun ortasında HD 278942 adlı nəhəng bir ulduz olduğunu yazmışdım ki, materialı qar təmizləyən subatomik hissəciklərin küləkini partladır. o üzük.

Spitzer Kosmik Teleskopunun gördüyü infraqırmızı işıqda NGC 1333, qazına səpələnmiş bol gənc ulduzları göstərir. Kredit: NASA / JPL-Caltech / R. A. Gutermuth (Harvard-Smithsonian CfA)

Görünüşün sağ tərəfində NGC 1333 adlı başqa bir ulduz debriyajı var. Bu klaster haqqında da geniş yazmışam (burada və burada). Radiasiyanı və qazı partladan, ətrafındakı molekulyar buluddakı qaz və tozları qəribə və gözəl formalarda oyma və heykəltəraşlıq edən gənc, isti ulduzlarla yüklənir. Daha böyük şəkildəki NGC 1333 altındakı bir ovuc digər kiçik qrupları görə bilərsiniz.

Perseus Molekulyar Buludu (ortada) bağlamda AKARI FIS-dən gələn bu görüntü bütün səmaya qədər olan infraqırmızı anketin 36 ° genişliyində. Kredit: Ələddin / İŞİD / JAXA

Buna bənzər molekulyar buludlar qalaktikamızdakı ulduz meydana gəlməsində aslan payına sahib ola bilər, bəziləri isə minlərlə ulduz doğur. Diqqətinizə gətirin, bu Spitzer şəkli, bəlkə də 500 işıq ili uzun buludun 100 işıq ili zolağını gördüyünüz daha böyük bir qaz və toz kompleksinin bir parçasıdır. Bu buludlar çox böyükdür və qalaktikanın hər yerindədirlər.

Günəşin belə bir buludda doğulub-doğulmadığını tez-tez düşünürəm. Çox kiçik buludlar da var, lakin daha aşağı nisbətdə ulduzlar meydana gətirirlər, buna görə Perseus kimi bir şeyin başlanğıc yeri olduğu ehtimalı böyükdür. 4.6 milyard il əvvəl baş verdi və bu dumanlıq çox güman ki, indidən və ya bəlkə də qalaktikanın digər tərəfində keçib, buna görə heç bilməyəcəyik.

Ancaq bu kimi cisimləri öyrənmək sözün əsl mənasında haradan gəldiyimizi anlamağa çalışır. Məni mənşəyimizi və necə olduğumuzu bilmək istədiyimizi astronomiyaya sevməyimə səbəb olan şeylərdən biridir.

Üstəlik, araşdırdığımız obyektlər çox gözəldir. Bu, heç vaxt yorulmayacağım bir şeydir.


Atmosferdə daha çox oksigen olan timeperiods zamanı yanğınlar daha sürətli / daha isti yandı?

Bəli. Və oksigen səviyyəsinin aşağı olduğu dövrlərdə yanğınlar daha yavaş yandırılır və ya ümumiyyətlə yanmır. Bəzi təbii yanacaqlar yüksək oksigen konsentrasiyalarında yanacaq, lakin az deyil. Bu məqalə bu əlaqələri araşdırır. Meşə yanğınları həqiqətən atmosferdəki oksigen səviyyəsini sabitləşdirmək üçün hərəkət edə bilər. Konsentrasiya artarsa, yanğınlar daha sürətli yanar və artıq hissəni istehlak edər. Konsentrasiya azalırsa, yanğınlar yavaşlayır və daha az oksigen istehlak edir və konsentrasiyanın yenidən yüksəlməsinə imkan verir. Bu və yanğınla iqlim, ekologiya, təkamül və s. Arasındakı digər əlaqələr haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün bu əla kağızı (PDF) nəzərdən keçirin.

Yəni Enderin davamındakı piggies / ağaclar kimi?

Deyəsən nədən danışdığınızı bilirsiniz. Eyni növdə və odun miqdarında bir atəşim varsa. Deməli, əslində iki od eyni odunla eyni miqdarda odun var. Biri soyuq temperaturda yanar, mən 20 dərəcə deyərəm. Çox soyuq deyil, böcək bizə soyuqdur. Sonra 75 dərəcədə ikinci bir atəşim var. Soyuq yanğının necə yanmasına təsir edir? 3

Meşə yanğınları həqiqətən atmosferdəki oksigen səviyyəsini sabitləşdirmək üçün hərəkət edə bilər. Konsentrasiya artarsa, yanğınlar daha sürətli yanar və artıq hissəni istehlak edər

Əgər bu doğrudursa, onda niyə Kaliforniyada yüz illərdəki ən böyük meşə yanğını oldu?

C02 tullantıları, son 1000 ildə ən yüksək göstəricidir. Meşə yanğımız böyüməkdən daha kiçik olmazdımı?

Tamamilə - həm biokütlə, həm də atmosferdəki oksigen tərkibinin yüksək olduğu Karbon dövründə yanğınlara dair bir ton fosil dəlilimiz var. O dövrdən bəri kömür yataqlarına baxsanız, içərisində yüksək miqdarda kömür var. Bəzi dəlillər əslində meşə yanğınlarının Karbonifer meşələrinin müntəzəm bir xüsusiyyəti olduğunu göstərir.

Bu arada Permianın sonunda atmosfer oksigenində bir azalma baş verdi və bu da "kömür boşluğuna" səbəb oldu və son Permian nəsli kəsilməsindən biyokütlə azaldı.

Karbon dövrü tam olaraq necə adlandırıldı - bu yanğınlar və yüksək oksigen səviyyələri, ətrafda birbaşa bir çox karbon maddəsi buraxdı, yoxsa digər proseslərlə eyni anda meydana gəldi? (Görünür, kömür və digər yataqların vaxtından bəri qaldığını xatırlayıram və düz olub olmadığını və bir əlaqənin olub olmadığını düşünürdüm.)

Yəni bu, meşə yanğınlarının artması və fosil yanacağının yandırılması ilə atmosferə daha çox CO2 salınması, atmosferdəki O2 miqdarını əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq deməkdir? Elədirsə, bəlkə də yer üzündə yanmağı yavaşlatan bir yoldur (meşə yanğınlarının insan tərəfindən fosil yanacağının yanmasına davam edəcək)? Və belədirsə, CO2-də nə qədər artım və O2-də azalma, bu günə qədər və ya 2100-a görə?

Kömür düzəltməyi düşündüm ki, oksigeni torpaq və ya hava keçirməyən sobada yandıraraq xaric etməyə çalışın

Deyildiyi kimi, cavab bəli. Hələ qeyd etdiyim maraqlı bir nəticə, odur ki, atəşlərin həqiqətən mümkün olduğunu bildiyimiz yeganə planet cismidir. Atəş azaldılmış bir substratın (meşə yanğınında odun) atmosferdəki oksigenlə oksidləşdiyi bir redoks reaksiyasıdır. Vəhşi hissəsi yalnız Yer üzündə azalmış substratların meydana gəlməsi və oksidlənmiş atmosferin birlikdə meydana gəlməsidir və yalnız burada yaşadıqları üçün. Fotosintez Yer üzündə mövcud olan oksigenin təxminən 100% -dən məsuldur və beləliklə siyanobakteriyalar, bitkilər və yosunlar planetimizdə atəşin baş verməsinin səbəbidir.

Digər cisimlər ya çox azalmış, ya da yüksək dərəcədə oksidləşmiş ola bilər, lakin ikisi də deyil. Məsələn, Saturnun ayı Titan maye metan okeanları ilə örtülmüşdür. Bu, Yer üzündə təhlükəli bir hadisə olardı, lakin Titanda metanın reaksiya göstərməsi üçün oksidant mövcud deyil, buna görə heç vaxt yanmayacaq. Digər tərəfdən Mars oksidləşmiş bir səthə malikdir, lakin oksigenə məruz qaldıqda belə yandıra bilən azaldılmış substrat yoxdur.

Alovun yalnız Yer üzündə meydana gələ bilməsi, həyatın bütün atmosferimizin tərkibini dəyişdirəcək qədər oksigen istehsal etdiyi üçün, meşə yanğınlarının digər aləmlərdə də aşkar edə bilsək çox yaxşı bir namizəd biosignasiyası olduğu anlamına gəlir. Yalnız cansız planetlərdə meydana gəlmələrinin bir yolunu bilmirik.

Bəli. NASA kosmik kapsulalarda% 100 oksigenlə təcrübə etdi, çünki orbitə şey göndərmək son dərəcə bahalı olduğundan az azot göndərməli idi. Apollon 1-də bütün kabini yandıran və yarım dəqiqə ərzində yüksək təzyiqə səbəb olan yanğın başladığı üçün digər səbəblər arasında bunları dəyişdirdilər.

Bundan biraz daha mürəkkəbdir.

Oksigenin reaktivliyi, orada olan qazın yüzdə yüzdə bir hissəsi deyil. Bu barədə & # x27s qismən təzyiq var. Yalnız bir qaz qarışığındakı oksigenin tətbiq etdiyi təzyiq budur. Bunu qazın ümumi təzyiqini oksigen faizinə vurmaqla tapırıq. Beləliklə, atmosferimizdə oksigenin qismən təzyiqi 14.7 psi (atmosfer təzyiqi) * 3% psi əldə etmək üçün% 21 (atmosferin oksigen nisbəti) alaraq tapılır.

Uçuş zamanı kapsul 5 psi-də təmiz bir oksigen atmosferi ehtiva etmək üçün dizayn edilmişdir. Yer üzündən daha yüksək, lakin dramatik deyil. Bu, kapsulun daha yüngül olmasına imkan verdiyi üçün edildi, çünki kosmosda 14,7 psi yox, yalnız 5 psi tutmalı idi və atmosferdə və kapsulun saxlama çənlərində daha az kütlə var. 5 psi təmiz oksigen əhəmiyyətli dərəcədə yanğın riski yaratmır. Atmosferimizdə yerə düşdüyünüzə bənzəyir.

Təhlükə, kapsulda saf bir oksigen mühiti əldə etmək üçün etməlisiniz.

Havanı kapsuldan itələmək və təmiz bir oksigen mühiti etmək üçün ətraf təzyiqindən daha çox təzyiq göstərdilər. Bu 16,7 psi-ə qədər edildi. Normal oksigen təzyiqinin 5 qatından çoxdur.

Bu olduqca təhlükəlidir. Normalda normal olaraq yanmaz olan hər cür şey, əsasən oksigenin bu səviyyələrində partlayacaqdır. Ən əsası bu vəziyyətdə Velcro.

Merkür və İkizlər missiyaları üçün eyni prosedurları istifadə edərək bir hadisə yaşamamışdılar. Beləliklə, təhlükəsiz olduğuna inanırdılar.

O gün Apollon 1 üçün edilən sınaq, kapsula başlanğıcdakı prosedurları istifadə edərək təmiz oksigen ilə təzyiq göstərməyi əhatə etdi.

Yüksək təzyiqdə təmiz oksigendən başlamağı tələb etməyən uçuşda 5 psi-də təmiz oksigenə keçid yolunu tapsaydılar, yanğın riskində heç bir artım olmazdı.


'Alovlu buz' yad həyat tapmaq üçün açar ola bilərmi?

Tədqiqatçılar "yanar buz" olaraq bilinənləri araşdırarkən, qəribə materialdakı mikroskopik baloncukların həyatı ehtiva etdiyini kəşf etdilər. Bu tapıntılar dünyadışı həyatı müəyyənləşdirmək üçün araşdırmanı məlumatlandıra bilər.

Metan hidrat olaraq da bilinən yanıcı buz, metan qazının buzun molekulyar quruluşuna daxil olması ilə meydana gəlir. Bu dondurulmuş qaz və buz təbəqələrində mikroskopik yağ və su baloncukları var. Yeni bir araşdırmada, Yapon dənizində "yanar buz" tədqiq edən elm adamları, bu kiçik baloncukların içərisində mikroskopik, canlı varlıqlar tapdılar.

Bu tədqiqatdakı tədqiqatçılar bu kəşfi bənzərsiz bir şəkildə tapdılar. İçindəki metan qazını öyrənmək üçün hidrat əridərkən, Meiji Universitetinin bir tədqiqatçısı və yeni tədqiqatın aparıcı müəllifi Glen T. Snyder, içərisində qaranlıq mərkəzləri olan kiçik kürələri ehtiva edən az, mikroskopik sferoidləri olan bir toz gördü. Tapıntı o qədər qəribə idi ki, Snyder daha da araşdırmaq üçün bir qrup topladı.

"Həmkarlarımın topladığı digər dəlillərlə bir araya gəldikdə, nəticələrim göstərdi ki, yaxın dondurucu temperaturlarda da, son dərəcə yüksək təzyiqlərdə, yalnız qida mənbələri üçün ağır yağ və duzlu su olan bu çiçəklər içərisində həyat çiçəklənir və iz qoyur" "Alovlu buzda" baloncuklar, bu araşdırmanın həmmüəllifi olan Aberdeen Universiteti İskoçya Yerşünaslıq Məktəbindən Stephen Bowden, etdiyi şərhdə.

Bu nəticəyə gəlmək üçün Bowden, kiçik nümunə ölçüləri üçün xüsusi olaraq hazırlanmış Aberdeen Universitetində hazırlanmış analitik texnikalardan istifadə etdi. Bowden, bu üsullardan istifadə edərək, bu bənzərsiz materialdakı yağın alovlanan buz içindəki baloncukların kiçik mühitlərində alçaldıcı olduğunu göstərə bildi.

Bəs bu əsər dünyadışı həyat axtarışını necə məlumatlandırır? "" Metan hidrat "dakı metanın dəniz dibindəki üzvi maddələrin xarab olmasına səbəb olan mikroblar meydana gətirdiyi bilinir. Ancaq heç gözləmədiyimiz bu sferoidlərin böyüməsinə və istehsalına davam edən mikroblar, hər zaman kiçik soyuq qaranlıq ciblərdə təcrid olunduqda duzlu su və yağ "dedi Snyder açıqlamasında. "Əlbətdə ki, soyuq qaranlıq yerlərə müsbət bir dönüş verir və digər planetlərdə həyatın mövcudluğu ilə bağlı tantal bir ipucu açır."

Bowden, bu kəşfin soyuq ekzoplanetlərdə həyat axtarışı üçün nə məna verə biləcəyini düşündüyündə, "Şübhəsiz şeylər haqqında düşüncə tərzimi dəyişdirir" dedi. "Hər bir planet sisteminin kənarında buz və bir az istilər olmasını təmin edən bütün soyuq planetlər, öz" ölüm ulduzlarını "quran və öz kiçik atmosferlərini və ekosistemlərini düzəldən mikrobları olan kiçik mikro yaşayış yerlərini qəbul edə bilər. . "

Bu tapıntılar 5 Fevralda nəşr olunan bir sənəddə ətraflı məlumat verildi Scientific Reports jurnalında.


Əlcəzair Ivy

Bu xüsusi sarmaşıq 1900-cü illərin ortalarında əkilmişdir, çünki təpələrdəki çılpaq ləkələri və başqa yerlərdə sürətlə böyüyə bilən sürətlə böyüyən bir torpaq örtüyüdür. İnvazivliyi - divarlar, çitler və çadırlar kimi səthlərə möhkəm yapışır - bəziləri tərəfindən xorlanır və köklü bir alaq hesab olunur, yayılır və qurtarmaq çətindir.


Alovda işıqlandırma işıqları: Mavi alov

İnsan düzündə yanıcı olan hidrogen qazı və / və ya metan ola bilər. Bu qazların kifayət qədər miqdarı varsa, osurmanı atəşə vermək mümkündür. Unutmayın, bütün farts yanıcı deyil. Flatus mavi bir alov istehsal etmək üçün böyük bir YouTube şöhrətinə sahib olsa da, insanların yalnız yarısının bədənində metan çıxarmaq üçün lazım olan arxey (bakteriya) olduğu ortaya çıxır. Metan hazırlamırsınızsa, farlarınızı alovlandıra bilərsiniz (təhlükəli bir praktika!), Ancaq alov mavi deyil, sarı və ya ehtimal ki, narıncı olacaqdır.


Siqaret və oksigen müalicəsi

Əgər oksigen içən bir adam siqaret çəkirsə, partlamaz və ya alovlanmaz. Oksigen ətrafında siqaret çəkmək, heç olmasa yanğın olduğu qədər təhlükəli deyil. Bununla birlikdə, yaxınlarınız və ya biriniz oksigen terapiyasındadırsa siqaret çəkməyin qarşısını almaq üçün yaxşı səbəblər var:

  1. Siqaret çəkmək, oksigen mövcudluğunu azaltan və tənəffüs sistemini qıcıqlandıran tüstü, dəm qazı və digər kimyəvi maddələr istehsal edir. Kimsə oksigen terapiyasındadırsa, siqaret çəkmək əks təsir göstərir və sağlamlığı üçün zərərlidir.
  2. Yanan kül siqaretdən düşsə və tüstülənməyə başlayarsa, əlavə oksigen alov alovlandırar. Külün hara düşdüyünə görə, əhəmiyyətli bir atəşə başlamaq üçün kifayət qədər yanacaq ola bilər. Oksigen vəziyyəti daha da pisləşdirərdi.
  3. Siqareti yandırmaq üçün alovlanma mənbəyinə ehtiyac var. Oksigen alışqanın alovunun alovlanmasına və ya yanmış bir kibritin gözlənilmədən böyük bir alova girməsinə səbəb ola bilər və bu da insanın yanmasına səbəb ola bilər. Və ya yanan bir cisimin potensial yanıcı bir səthə düşməsinə səbəb ola bilər. Təcili yardım otaqlarında oksigen alovlanması yanğınları baş verir, buna görə də ev şəraitində bir qədər azalmasına baxmayaraq risk mövcuddur.
  4. Bir xəstəxanada oksigen terapiyası aparılırsa, bir neçə səbəbdən siqaret çəkmək qadağandır. Siqaret çəkən şəxsin sağlamlığa mənfi təsirləri bir yana, siqaret tüstüsü əmələ gəlir və başqaları tərəfindən tənəffüs edilə bilər. Üstəlik siqaretdən qalıq, siqaret söndükdən sonra da qalır və bu otaqdan sonra gələn xəstələr üçün sağlamlıqsızdır.
  5. Tibbi şəraitdə, qığılcım və ya siqaretlə alovlana biləcək digər qazlar (məsələn, anesteziya) və ya materiallar ola bilər. Əlavə oksigen bu riski xüsusilə təhlükəlidir, çünki qığılcım, yanacaq və oksigenin birləşməsi ciddi yanğına və ya partlayışa səbəb ola bilər.

Əsas məhsullar: Oksigen və alovlanma

  • Oksigen yanmaz. Yanıcı deyil, ancaq bir oksidləşdirici maddədir.
  • Oksigen yanğını qidalandırır, buna görə yanan bir şeyin ətrafında istifadə etmək təhlükəlidir, çünki yanğının daha tez yanmasına kömək edəcəkdir.
  • Siqaret çəkən oksigen terapiyasındakı xəstələr siqaret çəksələr alovlanmayacaq və ya partlamayacaqlar. Bununla birlikdə yanğın və ya qəza riski böyük dərəcədə artır. Siqaret çəkmək oksigen istifadəsinin bəzi faydalarını ləğv edir.

Əsas maddələr

Finney, yanğın üçün üç əsas maddəni ayırır. Birincisi yanma, yanacağın oksigenlə parlaq, alovlu və istilik sərbəst buraxılması ilə nəticələnən kimyəvi reaksiyasıdır. Sonra radiasiya (istinin sərbəst buraxılması) və ya konveksiya (isti qazların və ya mayelərin hərəkəti) kimi bir enerji ötürülməsi var. Üçüncü tərkib hissəsi sərbəst buraxılan enerjinin qarşılaşdığı yeni yanacaqların alovlanmasıdır. Finney deyir: "Hər birinin özləri ilə əlaqəli, təbiətdə əsas olan açıq sualları var".

Missoula-dakı son araşdırmalar atəşin bəzi fizika sirlərini açmağa başladı. Son illərin ən böyüklərindən biri konveksiyanın roludur. Yanğın tədqiqatları 70 ildən çox əvvəl ciddi şəkildə başladığından bəri, elm adamları yanğının yayılmasında radiasiyanın ən vacib amil olduğunu düşünürlər. Fikir, yanmanın parlaq enerji istehsal etməsi, yeni yanacağı qızdırması və alovlandırması idi. "Bundan əvvəl heç kim alov quruluşunu araşdırmamışdı" deyir Finney. Bəs niyə olardılar? Təmiz və sadə bir fenomen - bir izahat kimi radiasiya kifayətdirsə, onda konveksiya ilə nə narahat olmalısan?

Ancaq Finney və digər tədqiqatçılar radiasiyanın yetərli olmadığını göstərən təcrübələr barədə məlumat verməyə başladıqda radiasiyanın kifayət edəcəyi fərziyyəsi bir tələ vurdu. Kiçik yanacaq hissəcikləri meşə yanğından çıxanlara bərabər səviyyədə radiasiyaya məruz qaldıqda alovlana bilmədi və bu da tədqiqatçıların konveksiyanın əhəmiyyətli bir rol oynadığına baxmasına səbəb oldu (2015 PNAS 112 9833). Yüksək sürətli kameralardan istifadə edilərək aparılan ətraflı təcrübələr, yanğının içərisində gizlənmiş strukturları aşkar etdi. Görüntülərdə əks istiqamətlərdə fırlanan burulğan cütləri aşkar olundu, alovları yuxarıya yönəlmiş zirvələrin və alt çuxurların naxışlarına məcbur etdi. Bu burulğanlar tanış görünürdü - maye dinamikasında “Taylor-Görtler burulğan cütləri” kimi tanınır və qarışıq bir maye içbükey bir sərhədlə qarşılaşdıqda meydana gəlir. Burulğanlar yanğınlarda tez-tez müşahidə olunan parlaq zolaqları izah etməyə kömək edir (şəkil 1).

Finney və qrupu, burulğanların 1960-cı illərdən bəri müşahidə olunan və güclü alov partlamalarının bəzən atəşin qabaqcıl kənarından çıxaraq ətraf mühiti bürüyən bir fenomeni izah edə biləcəyini tapdılar. Kiçik yanğınlarda, o böyük dalğalanma böyük tac yanğınlarında yalnız bir neçə düym ola bilər, onlarla metr uzunluğunda alov partlayışlarına səbəb ola bilər. Bu cür partlayışlar, xüsusilə də vəhşi alovu idarə etməyə çalışan cəsur yanğınsöndürənlər üçün ölümcül ola bilər. Araşdırmaları radiasiyanı deyil, konveksiyanı bir atəşi qabağa itələyin gizli tərkib hissəsidir (və ya bunlardan yalnız biri), lakin bu nəticənin olub olmadığını görmək üçün daha böyük miqyasda daha çox təcrübə aparmalı olacaqlar.


Mündəricat

Kimya

Yanğınlar və ya yanacaq maddə oksigen qazı və ya oksigen baxımından zəngin başqa bir birləşmə (oksigen olmayan oksidləşdirici maddələr mövcud olsa da) kimi kifayət qədər miqdarda bir oksidləşdirici ilə birləşərək istilik mənbəyinə və ya ətraf mühitin istiliyinə məruz qaldıqda yanğınlar başlayır. yanacaq / oksidləşdirici qarışığı üçün parlama nöqtəsi və zəncirvari reaksiya meydana gətirən sürətli oksidləşmə dərəcəsini davam etdirə bilər. Buna ümumiyyətlə yanğın tetraedrası deyilir. Bu elementlərin hamısı yerində və düzgün nisbətdə olmasa, atəş mövcud ola bilməz. Məsələn, yanıcı bir maye yanacaq və oksigen düzgün nisbətdə olduqda yanmağa başlayacaq. Bəzi yanacaq-oksigen qarışıqları, katalizator tələb edə bilər, bu da yanma zamanı hər hansı bir kimyəvi reaksiya verilərkən istehlak edilməyən, lakin reaktivlərin daha asan yanmasına imkan yaradır.

Bir dəfə alovlandıqdan sonra yanğının davamlı bir oksidləşdirici və yanacaq tədarükü olduğu təqdirdə yanğın prosesində istilik enerjisinin sərbəst buraxılması ilə yanğınların öz istiliyini davam etdirə biləcəyi və yayılabiləcəyi bir zəncirvari reaksiya meydana gəlməlidir.

Əgər oksidləşdirici ətrafdakı havanın oksigenidirsə, yanma məhsullarını xaric edən və atəşə oksigen tədarük edən konveksiya istehsal etmək üçün bir cazibə qüvvəsinin və ya sürətlənmənin yaratdığı bəzi oxşar qüvvənin olması lazımdır. Cazibə qüvvəsi olmadan bir atəş sürətlə özünü öz yanma məhsulları və oksigen xaric edən və yanğını söndürən havadan oksidləşməyən qazlarla əhatə edir. Bu səbəbdən bir kosmik gəmidəki atəş riski, hərəkətsiz uçuşa yaxınlaşdıqda kiçik olur. [6] [7] Atəşə oksigen istilik konveksiyası xaricində bir müddətlə verilirsə, bu tətbiq olunmur.

Yanğın tetraedrinin hər hansı bir elementindən kənarlaşdırılaraq yanğın söndürülə bilər. Soba sobası kimi təbii qaz alovunu düşünün. Yanğın aşağıdakılardan biri ilə söndürülə bilər:

  • yanacaq mənbəyini çıxaran qaz tədarükünün dayandırılması
  • alovu tamamilə əhatə edən, alovu yanan kimi yanan həm mövcud oksidləşdiricidən (havadakı oksigen) istifadə edir, həm də CO ilə alov ətrafındakı yerdən kənarlaşdırır.2
  • atəşi istidən daha sürətli atəşdən çıxara bilən suyun tətbiqi (buna bənzər bir alovun üstünə üfürmək, hazırda yanan qazın istiliyini yanacaq mənbəyindən eyni nöqtəyə çıxaracaq) və ya
  • Halon kimi gecikdirici bir kimyəvi maddənin alova tətbiq edilməsi, yanma dərəcəsi zəncirvari reaksiyanı qorumaq üçün çox yavaş oluncaya qədər kimyəvi reaksiyanı gecikdirir.

Əksinə, yanğın ümumi yanma sürətini artıraraq güclənir. Bunu etmək üçün üsullara yanacaq və oksidləşdirici girişinin stokiyometrik nisbətlərə balanslaşdırılması, bu balanslaşdırılmış qarışıqda yanacaq və oksidləşdirici daxilolmasının artırılması, ətraf temperaturunun artırılması, odun öz istiliyinin yanma qabiliyyətini daha yaxşı təmin edə bilməsi və ya katalizatorun verilməməsi daxildir. yanacaq və oksidləyicinin daha asan reaksiya göstərə biləcəyi reaktiv mühit.

Alov

Alov, görünən, infraqırmızı və bəzən ultrabənövşəyi işıq saçan reaksiya verən qazların və qatı maddələrin qarışığıdır, tezlik spektri yanan materialın kimyəvi tərkibi və ara reaksiya məhsullarından asılıdır. Bir çox hallarda, məsələn, odun və ya qazın natamam yanması kimi üzvi maddələrin yandırılması, közərmə adlanan közərmə qatı hissəciklər tanış olan qırmızı-narıncı "alov" parıltısını yaradır. Bu işıq davamlı bir spektrə malikdir. Alovda əmələ gələn həyəcanlı molekullarda müxtəlif elektron keçidlərindən tək dalğa uzunluğunda şüalanmanın yayılması səbəbindən qazın tam yanması tünd mavi rəngə malikdir. Ümumiyyətlə oksigen iştirak edir, ancaq xlorda yanan hidrogen də alov yaradır, hidrogen xlorid (HCl) istehsal edir. Bir çoxları arasında alov istehsal edən digər mümkün birləşmələr flor və hidrogen və hidrazin və azot tetroksiddir. Hidrogen və hidrazin / UDMH alovları oxşar şəkildə açıq rəngdə olur, 20-ci əsrin ortalarında reaktiv və roket mühərrikləri üçün yüksək enerji yanacağı kimi qiymətləndirilən bor və onun birləşmələrini yandırarkən, şiddətli yaşıl alov yayır və bu da qeyri-rəsmi "Yaşıl Ejderha" ləqəbinə səbəb olur. .

Alovun parıltısı mürəkkəbdir. Qara cisim şüaları quru, qaz və yanacaq hissəciklərindən yayılır, baxmayaraq hiss hissəcikləri mükəmməl qara cisimlər kimi davranmaq üçün çox kiçikdir. Qazlardakı həyəcanlı atom və molekulların foton emissiyası da mövcuddur. Radiasiyanın çox hissəsi görünən və infraqırmızı zolaqlarda yayılır. Rəng qara cisim şüalanması üçün temperaturdan və emissiya spektrləri üçün kimyəvi tərkibdən asılıdır. Alovdakı dominant rəng temperaturla dəyişir. Kanadadakı meşə yanğınının fotoşəkili bu dəyişikliyə əla bir nümunədir. Ən çox yanmanın baş verdiyi yerin yaxınlığında, yanğın ağ, ümumiyyətlə üzvi maddə üçün mümkün olan ən isti rəng və ya sarıdır. Sarı bölgənin üstündə, rəng daha soyuq olan narıncıya, daha sonra isə daha soyuq olan qırmızıya çevrilir. Qırmızı bölgənin üstündə yanma artıq baş vermir və yanmamış karbon hissəcikləri qara tüstü kimi görünür.

Alovun normal cazibə şəraitində ortaq paylanması konveksiyadan asılıdır, çünki normal cazibə şəraitində şamda olduğu kimi hissəcik ümumi alovun zirvəsinə qalxmağa meyllidir və onu sarı hala gətirir. Mikro cazibə və ya sıfır cazibə qüvvəsində [8], məsələn, kosmosdakı bir mühitdə konveksiya artıq baş vermir və alov daha mavi və daha səmərəli olma meyli ilə sferik olur (baxmayaraq ki, davamlı hərəkət etməsə sönə bilər, CO olaraq2 yanmadan mikro çəkidə asanlıqla dağılmır və alovu boğmağa meyllidir). Bu fərq üçün bir neçə mümkün izahatlar mövcuddur, bunlardan ən çox ehtimal ki, havanın meydana gəlməməsi və tam yanma baş verməsi üçün temperatur kifayət qədər bərabər paylanmışdır. [9] NASA tərəfindən aparılan təcrübələr göstərir ki, mikro cazibə qüvvəsindəki diffuziya alovları, normal cazibə şərtləri ilə müqayisədə mikro cazibə qüvvəsində fərqli davranan bir sıra mexanizmlər səbəbindən meydana çıxdıqdan sonra yer üzündə diffuziya alovlarına nisbətən daha çox hissəciklərin tamamilə oksidləşməsinə imkan verir. [10] Bu kəşflərin tətbiqi elm və sənayedə, xüsusilə yanacaq səmərəliliyinə dair potensial tətbiqləri var.

Yanma mühərriklərində alovu aradan qaldırmaq üçün müxtəlif addımlar atılır. Metod əsasən yanacağın yağ, odun və ya təyyarə yanacağı kimi yüksək enerjili bir yanacaq olmasından asılıdır.

Tipik adiabatik temperatur

Müəyyən bir yanacaq və oksidləşdirici cütünün adiabatik alov temperaturu qazların sabit yanma əldə etdiyi temperaturdur.

    –Disioanoetilen 4.990 ° C (9.000 ° F) - asetilen 3.480 ° C (6.300 ° F) 2.800 ° C (5.100 ° F) - asetilen 2.534 ° C (4.600 ° F) (hava-MAPP qazı) 2.200 ° C (4.000 °) F) (hava - təbii qaz) 1300 - 1600 ° C (2400 - 2.900 ° F) [11] (hava - parafin) 1.000 ° C (1.800 ° F)

Hər bir təbii ekosistemin öz atəş rejimi vardır və bu ekosistemlərdəki orqanizmlər o atəş rejiminə uyğunlaşdırılmışdır və ya ondan asılıdır. Atəş, hər biri fərqli bir ardıcıllıq mərhələsində, fərqli yaşayış yamaqlarından bir mozaika yaradır. [12] Müxtəlif bitki növləri, heyvanlar və mikroblar müəyyən bir mərhələni istismar etməkdə ixtisaslaşmış və bu müxtəlif yamalar yaradaraq atəş mənzərə daxilində daha çox növün mövcud olmasına imkan verir.

Atəş elmi yanğın davranışını, dinamikasını və yanmasını ehtiva edən fizika elminin bir hissəsidir. Yanğın elminin tətbiqləri yanğından mühafizə, yanğın istintaqı və meşə yanğınlarının idarə edilməsini əhatə edir.

Ateşin fosil qeydləri ilk dəfə 470 milyon il əvvəl Orta Ordovik dövründə quru mənşəli bir floranın qurulması ilə ortaya çıxdı [13], əvvəllər olmadığı qədər atmosferdə oksigen yığılmasına icazə verdi; bir tullantı məhsulu olaraq çıxardı. Bu konsentrasiya% 13-dən yuxarı qaldıqda, meşə yanğınlarının baş verməsinə icazə verdi. [14] Wildfire ilk dəfə 420 milyon il əvvəl Kömürləşdirilmiş bitkilərin qalıqları ilə Silurianın son fosil qeydlərində qeydə alınmışdır. [15] [16] Son Devonundakı mübahisəli bir boşluqdan başqa, kömür o vaxtdan bəri mövcuddur. [16] Atmosfer oksigeninin səviyyəsi kömürün yayılması ilə sıx bağlıdır: açıq şəkildə oksigen meşə yanğınlarının bolluğunda əsas amildir. [17] Təxminən 6-7 milyon il əvvəl çəmənlər yayıldıqda və bir çox ekosistemin əsas hissəsinə çevrildikdə yanğın daha da artdı [18] bu alışma atəşin daha sürətli yayılmasına imkan verən tinder təmin etdi. [17] Bu geniş yayılmış yanğınlar, atəş üçün daha isti, daha quru bir iqlim yaratdıqları üçün müsbət bir geribildirim prosesi başlatmış ola bilər. [17]

Atəşi idarə etmək qabiliyyəti erkən insanların vərdişlərində dramatik bir dəyişiklik idi. İstilik və işıq yaratmaq üçün atəş etmək insanların qida bişirməsini təmin etdi, eyni zamanda qidaların çeşidini və mövcudluğunu artırdı və qidadakı orqanizmləri öldürərək xəstəlikləri azaltdı. [19] The heat produced would also help people stay warm in cold weather, enabling them to live in cooler climates. Fire also kept nocturnal predators at bay. Evidence of cooked food is found from 1 million years ago , [20] although fire was probably not used in a controlled fashion until 400,000 years ago. [21] There is some evidence that fire may have been used in a controlled fashion about 1 million years ago. [22] [23] Evidence becomes widespread around 50 to 100 thousand years ago, suggesting regular use from this time interestingly, resistance to air pollution started to evolve in human populations at a similar point in time. [21] The use of fire became progressively more sophisticated, with it being used to create charcoal and to control wildlife from 'tens of thousands' of years ago. [21]

Fire has also been used for centuries as a method of torture and execution, as evidenced by death by burning as well as torture devices such as the iron boot, which could be filled with water, oil, or even lead and then heated over an open fire to the agony of the wearer.

By the Neolithic Revolution, [ alıntıya ehtiyac var ] during the introduction of grain-based agriculture, people all over the world used fire as a tool in landscape management. These fires were typically controlled burns or "cool fires", [ alıntıya ehtiyac var ] as opposed to uncontrolled "hot fires", which damage the soil. Hot fires destroy plants and animals, and endanger communities. This is especially a problem in the forests of today where traditional burning is prevented in order to encourage the growth of timber crops. Cool fires are generally conducted in the spring and autumn. They clear undergrowth, burning up biomass that could trigger a hot fire should it get too dense. They provide a greater variety of environments, which encourages game and plant diversity. For humans, they make dense, impassable forests traversable. Another human use for fire in regards to landscape management is its use to clear land for agriculture. Slash-and-burn agriculture is still common across much of tropical Africa, Asia and South America. "For small farmers, it is a convenient way to clear overgrown areas and release nutrients from standing vegetation back into the soil", said Miguel Pinedo-Vasquez, an ecologist at the Earth Institute’s Center for Environmental Research and Conservation. [24] However this useful strategy is also problematic. Growing population, fragmentation of forests and warming climate are making the earth's surface more prone to ever-larger escaped fires. These harm ecosystems and human infrastructure, cause health problems, and send up spirals of carbon and soot that may encourage even more warming of the atmosphere – and thus feed back into more fires. Globally today, as much as 5 million square kilometres – an area more than half the size of the United States – burns in a given year. [24]

There are numerous modern applications of fire. In its broadest sense, fire is used by nearly every human being on earth in a controlled setting every day. Users of internal combustion vehicles employ fire every time they drive. Thermal power stations provide electricity for a large percentage of humanity.

The use of fire in warfare has a long history. Fire was the basis of all early thermal weapons. Homer detailed the use of fire by Greek soldiers who hid in a wooden horse to burn Troy during the Trojan war. Later the Byzantine fleet used Greek fire to attack ships and men. In the First World War, the first modern flamethrowers were used by infantry, and were successfully mounted on armoured vehicles in the Second World War. In the latter war, incendiary bombs were used by Axis and Allies alike, notably on Tokyo, Rotterdam, London, Hamburg and, notoriously, at Dresden in the latter two cases firestorms were deliberately caused in which a ring of fire surrounding each city [ alıntıya ehtiyac var ] was drawn inward by an updraft caused by a central cluster of fires. The United States Army Air Force also extensively used incendiaries against Japanese targets in the latter months of the war, devastating entire cities constructed primarily of wood and paper houses. The use of napalm was employed in July 1944, towards the end of the Second World War [26] although its use did not gain public attention until the Vietnam War. [26] Molotov cocktails were also used.


Researchers Analyze the Evolving Human Relationship with Fire

Humanity's relationship to fire –– including wildfires, burning of fossil fuels, controlled burns, and human-caused fire –– is the focus of a report by an international team of scientists. The team was organized by UC Santa Barbara's National Center for Ecological Analysis and Synthesis (NCEAS).

Fire, both friend and foe, is a controversial force in the world. The team of 18 researchers analyzed the history and possible future of our ever-changing relationship with fire in an article published today in the Journal of Biogeography. The article is titled, "The Human Dimension of Fire Regimes on Earth."

"The value of this study is that it presents a critical assessment of the diversity of human uses of fire, from tamed landscape fire, to agricultural fire, to industrial fire," said Jennifer K. Balch, postdoctoral associate at NCEAS and second author on the paper. "Human use and misuse of fire has been so prevalent in our evolutionary history, and the evolution of cultures, that we've forgotten how dominant a force fire really is."

The research team noted that wildfires are often viewed as major disasters, and there is concern that climate change will increase their incidence. However, it is difficult to consider the true impact of past or future wildfires without understanding their place in natural and human history, about which much is unknown.

The researchers offer a historical framework to help other researchers, as well as managers, to develop a context for considering the relationships humans have with fire. This framework is key to planning for future fire risk and understanding the role of fire in natural ecosystems, according to David M. J. S. Bowman, lead author and professor at the School of Plant Science, University of Tasmania.

"There are often needless debates about whether or not fire has any place in flammable landscapes," Bowman said. "These debates are not helpful because of the intertwined relationships among humans, landscapes, and fire throughout human history, which blur any distinction between natural and human-set fires."

The researchers' analysis recognizes four fire phases:

Natural fires that occur without human influence.

Tame fire used by hunter-gatherers to manage landscapes for game and wild food production.

Agricultural fire used to clear land, grow food, and burn fallow.

Industrial fire to power modern societies that have switched from using living to fossilized plants as the primary fuel.

All these phases still occur today. The researchers explain that this remarkable diversity of human uses of fire, albeit imperfectly controlled, has powered all cultures. However, the problem is that the excessive combustion of fossil fuels is driving climate change. "Our fossil-fuel-dependent economy is yet another extension of our dependence on combustion," Balch said. "We have effectively put fire in a box." The result of massive dependence on this one use of fire may ultimately overwhelm human capacities to control landscape fire, given more extreme fire weather and more production of fuels, according to the researchers.

Considering Earth's fire history before human influence also offers great insights into the flammable planet we have inherited, according to the team. "Unraveling the nature of fire before any human influence is an important element of the current debate," said co-author Andrew C. Scott, professor in the Department of Earth Sciences, Royal Holloway, University of London. "Some only see fires in terms of human causation and impact. Understanding the ways that humans have and are altering natural wildfire systems has profound political and economic significance."

The research highlights the fact that understanding the relative influences of climate, human ignition sources, and cultural practices in particular environments is critical to the development of sustainable fire management to protect human health, property, ecosystems, and diminish greenhouse gas pollution. "Fire is such a defining feature of humans, and we are the only animals that use fire," Bowman said. "We could have been called Homo igniteus as much as Homo sapiens."

With future climate change all of us may have to confront wildfire –– even if we do not do so now –– so understanding human's relationship with fire will be important for all of us, according to Balch. "Companion with changing climate, human ignitions are also changing therefore, it is imperative that we better understand the human relationship to fire," she said.

NCEAS is funded by the National Science Foundation.

Top photo: View of Canada's 2003 Okanagan Mountain Park Fire from McCulloch Road, with Harvest Golf Club in the foreground.
Credit: Wenda Pickles/ Library and Archives Canada

†† Middle photo: Smoke plume from a deforestation fire in the Amazon's expanding agricultural frontier.
Credit: Jennifer K. Balch, 2006


Videoya baxın: اشتعال نار بسبب بئر غاز وسط البحر (Dekabr 2021).