آتش واقعاً چیست؟ پاسخ آن عجیب‌تر از چیزی است که فکر می‌کنید

پایگاه خبری تحلیلی افق میهن (ofoghmihan.ir):

آتش یک فناوری بسیار قدیمی است که نقش اساسی در شکل گیری تکامل انسان ایفا کرده است. اجداد ما از آتش برای امنیت، پخت و پز و نگهداری غذا استفاده می کردند. آنها دور شعله های سوسوزن آتش جمع شدند، داستان هایی برای یکدیگر تعریف کردند، دانش فرهنگی را از نسلی به نسل دیگر منتقل کردند و حس اجتماعی را شکل دادند.

به گزارش افق میهن و به نقل از sciencealert; امروزه آتش هنوز یک ابزار مهم در صنعت است و هنوز در زندگی روزمره و مراسم ما وجود دارد (مثلاً وقتی شمع های کیک تولد را فوت می کنید).

همانطور که میلیون ها سال پیش، آتش می تواند مناظر طبیعی را تغییر دهد. نیرویی که هم قدرت تخریب و هم قدرت احیای کامل اکوسیستم ها را دارد.

اگرچه آتش برای ما بسیار آشناست، اما تعریف دقیق آن کار آسانی نیست. پس واقعا آتش چیست؟

بیایید با سوالی شروع کنیم که پاسخ دادن به آن کمی ساده تر است.

مواد تشکیل دهنده آتش چیست؟

برای روشن کردن آتش به سه چیز نیاز داریم:
سوخت (چیزی برای سوزاندن)، اکسیژن و جرقه یا منبع اصلی گرما. این سه عامل در کنار هم «مثلث آتش» را تشکیل می دهند. البته سوخت و اکسیژن را می توان «واکنش دهنده» و گرمای اولیه را «انرژی فعال سازی» نامید.

در آتش سوزی های طبیعی مانند آتش سوزی جنگل ها، مواد آلی (مانند چوب و گیاهان) نقش سوخت را ایفا می کنند. اکسیژن از هوا تامین می شود و انرژی فعال سازی می تواند از منابع مختلف تامین شود. مانند رعد و برق یا فعالیت های انسانی.

اگر یکی از این عوامل حذف شود، آتش نمی تواند به سوختن ادامه دهد. برای خاموش کردن آتش سوزی جنگل می توان با ریختن آب گرما را کاهش داد. آب تبدیل به بخار می شود و با جابجایی هوا آتش را خفه می کند. سوخت یا توسط خود آتش مصرف می شود یا از قبل با سوزاندن کنترل شده یا سنتی از منطقه خارج می شود.

تعریف آتش کار آسانی نیست.

محصول اصلی آتش «انرژی» به همراه گازهایی مانند دی اکسید کربن و بخار آب است. هنگامی که مقدار سوخت از مقدار اکسیژن موجود برای سوزاندن بیشتر شود – وضعیتی که در آتش سوزی های جنگلی دیده می شود – محصولات دیگری ایجاد می شوند.

یکی از این محصولات «دوده» است. ذرات بسیار ریز کربن که به طور ناقص سوخته اند. همه این محصولات برای ایجاد آنچه احساس می کنیم و در هنگام تجربه آتش می بینیم تعامل دارند.

گرمایی که از آتش احساس می کنیم نتیجه انرژی است که به صورت گرما به اطراف تابش می شود. گازهای داغ به دلیل چگالی کمتری که نسبت به هوای خنک اطراف دارند به سمت بالا حرکت می کنند. این گازها ذرات دوده را با خود حمل می کنند. ذراتی که به دلیل دمای بالا به رنگ زرد-نارنجی می درخشند.

در آتش سوزی جنگل یا آتش کمپ، این دوده درخشان است که ما به صورت شعله می بینیم. در واقع شعله های آتش بسیار فراتر از محدوده ای است که ما می بینیم. با افزایش دوده، دمای آن کاهش می‌یابد و نوری با رنگ‌هایی که برای چشم ما قابل مشاهده نیست، ساطع می‌کند. مثل نور مادون قرمز.

پس آتش چیست؟

بدیهی است که آتش نه مایع است و نه جامد. اگرچه شعله‌ها با گازهای داغ سروکار دارند، شعله‌ها فقط زمانی وجود دارند که آتش می‌سوزد. آنها به خودی خود حالت ثابتی ندارند و ما نمی توانیم شعله را دوست داشته باشیم دی اکسید کربن یا بخار آب را در یک ظرف جمع کنید. بنابراین شعله و آتش نیز «گاز» نیستند.

حالت چهارم ماده یعنی «پلاسما» را نیز می توان کنار گذاشت. پلاسما شبیه یک گاز بسیار داغ است، اما با تفاوت های مهم.

در پلاسما، انرژی حرارتی آنقدر زیاد است که اتم ها یونیزه می شوند. یعنی دیگر نمی توانند تمام الکترون های خود را نگه دارند. پلاسما مانند سوپی از ذرات باردار – الکترون ها و اتم های یونیزه – است که می تواند جریان الکتریکی را هدایت کند و به یک میدان مغناطیسی واکنش نشان دهد.

در داغ‌ترین بخش‌های شدیدترین آتش‌ها، ممکن است اتم‌های یونیزه‌شده کافی برای تشکیل نواحی کوچک پلاسمای ضعیف وجود داشته باشد. اما این پلاسما به تنهایی پایدار نیست و آتش، به طور کلی، مانند پلاسما رفتار نمی کند.

در واقع آتش اصلا «ماده» نیست. آتش یک “فرایند” است. نوعی واکنش شیمیایی به نام «احتراق».

فرآیندی منحصر به فرد برای زمین

گازها و پلاسما در سراسر جهان وجود دارند، اما آتشی که ما تجربه می کنیم – با شعله های قابل مشاهده و وابسته به اکسیژن – به نظر پدیده ای منحصر به فرد برای زمین است.

خود زمین از گرد و غبار و گازی که خورشید جوانی را احاطه کرده است، آنقدر داغ است که تقریباً تمام آن پلاسما است. جهان شامل تریلیون ها کهکشان است که هر کدام پر از ستاره و احتمالاً منظومه های سیاره ای هستند. بنابراین گاز و پلاسما در کیهان فراوان است.

اما زمین تنها جایی است که می دانیم در آن آتش سوزی امکان پذیر است.

دلیل آن این است که یکی از عناصر کلیدی آتش – عرضه مداوم اکسیژن – محصول جانبی زندگی است. و تا آنجا که ما می دانیم، زندگی فقط روی زمین وجود دارد.