El misterio de las centellas (1544)
Sobre la causa de los rayos oscuros y el efecto Clayden
ON THE CAUSE OF DARK LIGHTNING AND THE CLAYDEN EFFECT.
Wood RW.Science. 1899 Nov 17;10(255):717-21. doi: 10.1126/science.10.255.717.PMID: 17771205 No abstract available.
Salsa especial
17 de octubre de 2007
Kentaro Mori
¿Qué ves arriba? Un tomate, una hamburguesa, lechuga, queso y un panecillo del mismo color. ¿Verdad? Incluso sin semillas de sésamo, salsa especial, cebolla ni pepinillos.
El problema es que la imagen de arriba solo tiene un color «real». Haz clic aquí para continuar leyendo la columna «Duda Razonable» de esta semana.
El misterio de las centellas (1543)
¿Qué es el rayo globular? La ciencia tras el fenómeno eléctrico escurridizo
El rayo globular, una esfera luminosa que aparece en tormentas eléctricas, magnetiza al mundo científico. A medida que los investigadores profundizan en su naturaleza, los misterios que rodean este fenómeno inusual permanecen, aguardando respuestas que podrían revolucionar nuestra comprensión del clima.
POR ABC COLOR
30 DE SEPTIEMBRE DE 2025
Una esfera luminosa del tamaño de una pelota que flota, zigzaguea y a veces atraviesa ventanas durante una tormenta eléctrica suena a leyenda. Sin embargo, el fenómeno tiene nombre, una larga historia de observaciones y un expediente científico abierto: el rayo globular.
Aunque sigue siendo raro y difícil de estudiar, en las últimas décadas la física atmosférica ha empezado a perfilar qué es, cómo se forma y por qué sigue siendo uno de los misterios más esquivos del tiempo severo.
Un fenómeno real, pero infrecuente
Los rayos globulares —también llamados «rayos en bola» o «ball lightning» en inglés— se describen típicamente como esferas luminosas de entre 10 y 40 centímetros de diámetro, con colores que van del blanco al anaranjado o azulado.
Suelen aparecer durante tormentas eléctricas, a menudo después de un rayo convencional o en zonas con intensa actividad eléctrica.
A diferencia del relámpago en forma de descarga lineal que dura milisegundos, el rayo globular puede persistir varios segundos, desplazarse de forma errática, emitir olor a ozono o azufre y desvanecerse de manera silenciosa o con una leve explosión.
Las crónicas de marinos y naturalistas del siglo XIX ya recogían episodios de «bolas de fuego» en cubierta o en iglesias, y en el siglo XX proliferaron relatos en zonas rurales.
Esa abundancia de testimonios no se tradujo en pruebas concluyentes hasta tiempos recientes: por su rareza, atraparlo con instrumentos ha sido una carrera contra el azar.
Qué sabemos sobre su naturaleza
No hay una única teoría que explique todos los casos, pero varias líneas de investigación convergen en escenarios plausibles:
• Composición y espectro. En 2012, un equipo de físicos en China registró por casualidad un rayo globular durante una tormenta cerca de Lanzhou. El análisis espectral del brillo mostró la presencia de silicio, hierro y calcio, elementos abundantes en el suelo. Ese hallazgo fortaleció una hipótesis propuesta años antes: cuando un rayo convencional golpea el terreno, vaporiza y reduce compuestos de silicato; los productos resultantes pueden formar nanopartículas de silicio que, al oxidarse lentamente en el aire, liberan energía y luz, sosteniendo la esfera durante segundos.
• Estructuras electromagnéticas. Otros modelos apuntan a que el rayo globular sería, al menos en algunos casos, una estructura guiada por campos electromagnéticos intensos cerca del suelo o dentro de estructuras metálicas. La enerva podría provenir de microondas generadas por la descarga principal, atrapadas temporalmente en una especie de «cavidad» o vórtice de plasma que actúa como resonador.
• Combustión lenta y química del aire. Se han propuesto mecanismos de combustión exotérmica de aerosoles o partículas cargadas eléctricamente, así como reacciones con ozono y nitrógeno oxidado producidos durante la tormenta, que mantendrían el brillo sin requerir temperaturas extremas en toda la esfera.
La diversidad de observaciones sugiere que el «rayo globular» podría no ser un único fenómeno, sino una familia de procesos con apariencia similar.
Algunos reportes de bolas que parecen atravesar vidrio podrían explicarse por descargas que encuentran caminos conductores a través de grietas o por efectos ópticos; en otros casos, la esfera podría desintegrarse en el exterior y regenerarse dentro, alimentada por campos eléctricos en ambos lados de una ventana.
Qué sigue siendo un misterio
Persisten incógnitas clave: cuánta energía almacenan estas esferas, cuál es su estructura interna y por qué algunas explotan mientras otras se disipan sin daño.
Tampoco está claro qué condiciones meteorológicas y del terreno —humedad, composición del suelo, intensidad del campo eléctrico— favorecen su formación. La escasez de registros instrumentales limita la validación de modelos.
Los intentos de reproducción en laboratorio han generado esferas luminosas de vida breve mediante descargas sobre materiales ricos en silicio o con microondas, pero replicar fielmente la fenomenología natural, con sus segundos de estabilidad y desplazamiento, aún es un desafío.
Mitos y realidades
El rayo globular no es lo mismo que el fuego de San Telmo, un resplandor continuo de color azulado que aparece en puntas y mástiles por ionización del aire en campos eléctricos fuertes.
Tampoco es un «espíritu» o un fenómeno puramente óptico: aunque algunos avistamientos pueden ser ilusiones o confusiones con reflejos y descargas internas en dispositivos, existen registros creíbles y mediciones físicas que respaldan su existencia.
Seguridad básica ante un encuentro improbable
La probabilidad de encontrarse con un rayo globular es muy baja. Si ocurre durante una tormenta, las recomendaciones coinciden con las del riesgo eléctrico general: evitar tocar la esfera o acercarse; alejarse de ventanas, puertas y objetos metálicos; desconectar aparatos si es seguro hacerlo; y buscar refugio en una estructura cerrada, lejos de conductores como grifos o cables.
Un enigma al alcance de nuevas herramientas
Cámaras de alta velocidad, sensores espectrales portátiles y la ubicuidad de teléfonos móviles aumentan las posibilidades de capturar datos valiosos del próximo rayo globular.
Cada registro riguroso —con hora, lugar, condiciones meteorológicas y, cuando sea posible, espectro y campo eléctrico— ayuda a acotar modelos y a distinguir entre variantes del fenómeno.
Entre la química del suelo, la física de plasmas y la meteorología, la ciencia está más cerca que nunca de explicar por qué, de cuando en cuando, la tormenta fabrica una bola de luz.
La extinción de los Ignis Fatuus
Quim. Nova, Vol. 46, No. 2, 168-170, 2023
Antonio C. Pavãoa*., Gerson S. Paivaa y Cristiano C. Bastosb
aDepartamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, 50740-560 Recife – PE, Brasil
bDepartamento de Química, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 52171-900 Recife – PE, Brasil
Recibido el 22/08/2022; aceptado el 14/10/2022; publicado en la web el 09/01/2023
Ignis fatuus, un fenómeno luminoso presenciado a lo largo de los siglos por observadores de todo el mundo, ya no se ve en los tiempos modernos, lo que sugiere que está extinto. Una explicación para esta desaparición se puede encontrar en la descripción del ignis fatuus como una llama fría de metano. A diferencia de una llama convencional, que genera grandes cantidades de calor, el ignis fatuus es una llama que brilla sin calor a través de un proceso de quimioluminiscencia. Su característico color azulado se debe a la emisión de formaldehído excitado, que se forma en la combustión lenta del metano. Generalmente se acepta que el fenómeno es una combustión espontánea del gas de los pantanos en contacto con el oxígeno del aire, pero un análisis de las energías involucradas en el proceso de la llama fría indica que el fenómeno no es espontáneo por naturaleza. Experimentos realizados en el siglo XIX muestran que se utilizan antorchas para encender el ignis fatuus. El abandono del fuego en favor de la iluminación nocturna podría guardar el secreto de este misterio de la extinción del ignis fatuus.
Palabras clave: ignis fatuus, fuego fatuo; metano; llama fría.
INTRODUCCIÓN
Ignis fatuus, Will-o’-the-Wisp, Jack-o’-Lantern, Shui têng, Hitodama, y Boitatá son solo algunos de los nombres utilizados para denominar un fenómeno luminoso presenciado durante siglos por observadores en varias partes del mundo. Aparece como una llama azulada pálida y generalmente se veía de noche en cementerios y pantanos y cerca de aguas estancadas, quietas y canales. El Ignis fatuus es material de leyenda y seducción, infundiendo miedo a quienes viajaban de noche, inspirando a poetas y artistas, y encendiendo debates entre científicos de renombre. Referencias antiguas al ignis fatuus aparecen en la literatura china. Hay registros de ‘linternas de agua (shui têng) en el Kuei Hsin Tsa Chih de Chou Mi (siglo XIII) , Li Shih-Chen (+1596) lo llama ‘llamas yang de los pantanos’ , y Phêng Ta-I (+1595)1 informa de luces en el agua en Shan Thang Sio Khao. También aparece en las obras de William Shakespeare en Enrique IV2, Johann Goethe en Fausto3, Emily Dickinson en Those-Dying Then4, Lewis Carroll en Euclid and his modern rivals5, Charlotte Brontë en Jane Eyre6 y otras, incluidas las conocidas historias de El Señor de los Anillos y Harry Potter7. En la música, aparece en los clásicos, Franz Liszt en el Estudio Trascendental N° 5 ‘Feux Follets’8, Franz Schubert en Winterreise9, y Frédéric Chopin en el Estudio en La Menor Op. 10, N° 210. En el folclore brasileño, el ignis fatuus tiene varias denominaciones, incluyendo João Galafoice, Cumadre Fulozinha, Mula sem Cabeça, Tocha, Fogo Corredor, Fogo Fátuo, y Boitatá , esta última derivada del idioma indígena Tupi mboî tatá y significa ‘serpiente de fuego’. En una de sus cartas, el colonizador europeo Padre José de Anchieta habla de un ‘fantasma con la forma de un ‘rayo brillante’ que ataca a los indígenas y los mata»11. Esta entidad en particular es un personaje del folclore brasileño que defiende la naturaleza contra el ataque de sus depredadores12.
Hoy en día, el ignis fatuus llama nuestra atención no por su mística natural, sino precisamente porque el fenómeno ya no se presencia. Considerando lo mucho que hemos avanzado en nuestra capacidad para observar y registrar fenómenos naturales, esta desaparición constituye un misterio13. Sin embargo, entender el ignis fatuus como una llama fría de metano puede proporcionar una explicación razonable para esta desaparición.
UNA LLAMA FRÍA DE METANO
Significando «fuego de los tontos» en latín, el ignis fatuus no es lo suficientemente brillante como para iluminar su entorno circundante y brilla ‘sin calor’, como señaló Isaac Newton14, quien distinguió el fenómeno de la llama de una vela o de la quema de madera. Joseph Priestley15 analizó relatos de ignis fatuus y encontró que ocurría durante una ‘noche oscura y tranquila’, emitiendo una ‘luz pálida e inofensiva’. En 1783, George Washington y Thomas Paine realizaron un experimento en el río Millstone para demostrar su hipótesis de que el ignis fatuus era producido por metano que emanaba de los pantanos16. Sostuvieron antorchas cerca del barro, donde vieron subir burbujas, momento en el que un destello de luz estalló sobre el agua. De manera similar, Louis Blesson, autor de relatos muy detallados del ignis fatuus, también empleó antorchas para producir llamas en las burbujas de aire que se elevaban de las marismas en el Bosque Gorbitz, Newmark, y otras localidades en Alemania17.
El gas de los pantanos se compone de aproximadamente dos tercios de metano18,19, un producto que surge de la descomposición bacteriana anaeróbica de celulosa y proteínas en la vegetación. Si bien la combustión de metano en el aire generalmente produce llamas calientes, también puede producir llamas frías20,21. A diferencia de las llamas convencionales, que generan grandes cantidades de calor, dióxido de carbono y agua, las llamas frías resultan de un proceso de combustión lenta. En 1817, Humphry Davy22 observó llamas frías insertando un alambre de platino caliente en una mezcla de aire y vapor de dietil éter. Según Davy, ‘Cuando el experimento sobre la combustión lenta del éter se realiza en la oscuridad, se percibe una luz fosforescente pálida sobre el alambre…’. Harry Emeléus23 registró el primer espectro de emisión de baja intensidad y baja temperatura de la llama para diferentes combustibles, que incluían éter, aldehídos y hexano. Vladimir Kondratiev24 identificó las bandas espectrales como idénticas a la fluorescencia de formaldehído en fase gaseosa. Una llama fría también se puede observar en el metano bajo ciertas condiciones. A presión atmosférica, la temperatura de la llama fría de metano está por debajo de 475 °C, mientras que la llama caliente ocurre a partir de 580 °C25. La llama fría de metano produce formaldehído excitado, o CH2O*, además de H2O2 y pequeñas cantidades de CO, H2, CO2 y H2O20. De hecho, el espectro de emisión de formaldehído, con picos a 350 nm y 400 nm23,26, corresponde al mismo color azulado pálido que el del ignis fatuus.
EL PROBLEMA DEL ENCENDIDO
Aunque la hipótesis de la llama fría de metano es bastante aceptable, un problema importante está relacionado con la ignición espontánea del gas de los pantanos. El geólogo británico Alan Mills27,28 atribuyó la autoignición del gas de los pantanos a la oxidación de la fosfina, que se produce en los procesos de biodegradación. Si bien la fosfina está presente en bajas concentraciones en el gas de los pantanos18,19, esta teoría no explica la ignición natural, ya que la oxidación de la fosfina o la difosfina en sí no son espontáneas en el aire29. Los químicos italianos Luigi Garlaschelli y Paolo Boschetti, ‘tras la pista del Will-o’-the-wisp’, lograron crear una llama fría y débil mezclando fosfina con aire y nitrógeno en ciertas proporciones30. Esas llamas frías eran de color verdoso. Por lo tanto, no se parecen al fenómeno natural, que emite luz azulada. Ningún otro componente del gas de los pantanos podría iniciar la combustión del metano. En 1776, Alessandro Volta consideró que la interacción entre la electricidad y el aire inflamable era la clave maestra para comprender el fenómeno del ignis fatuus. En consecuencia, tal interacción no solo podría dar cuenta del fenómeno del ignis fatuus, sino que también podría explicar varios ‘meteoros’31. Sin embargo, es importante separar el ignis fatuus de otros casos, como los meteoros luminosos. Además, no hay conexión del ignis fatuus con fuentes externas de electricidad. Para una mejor comprensión del problema del encendido, se realizó un análisis del mecanismo de reacción de la llama fría de metano. Las reacciones involucradas en la llama fría de metano y la formación de formaldehído se muestran en la Figura 1.
El primer paso es la oxidación del metano CH4 + O2 = CH3 + HO2. El radical CH3 se convierte en CH3O2 con adición de O2, y HCO a través de la reacción CH3 + O2 = HCO + H2O. Debido a la presencia de HO2, se produce CH3O2H por la reacción CH3O2 + HO2 = CH3O2H + O2. El formaldehído excitado CH2O*, que es responsable de la emisión azulada de la llama fría, se forma con la adición de HCO, CH3O2H + HCO = CH2O + CH3O2.20 Los cálculos de orbitales moleculares se realizaron al nivel de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) utilizando el funcional híbrido B3LYP y empleando el conjunto de bases 6-311G32. Dado que en el mecanismo de reacción intervienen moléculas simples, los resultados obtenidos con este nivel de teoría son fiables para el presente propósito. Las longitudes de enlace de las moléculas se tomaron de la base de datos experimental33. La optimización del estado intermedio en cada uno de los pasos se realiza aproximando las dos moléculas hasta que alcanzan la cima de la barrera de potencial. Como se muestra en la Fig. 1, la energía de activación de las reacciones químicas es más de cien kcal/mol (117.38 kcal/mol en el primer paso), lo que corresponde a temperaturas superiores a 250 °C. Esto significa que, en la naturaleza, se necesita una fuente extra de energía para encender la llama fría de metano. Es decir, el ignis fatuus no es la combustión espontánea del gas de los pantanos, como se ha argumentado durante años13,27.
CONCLUSIONES
Desde hace más de un siglo, no hay registros fiables de avistamientos de ignis fatuus como los reportados en el pasado. Los terrenos pantanosos ya no son comunes en el planeta, lo que podría explicar esta desaparición. Sin embargo, los pantanos todavía se conservan hoy en día, y hay cementerios y pantanos donde el metano se produce de forma natural. Se puede encontrar una explicación más adecuada al entender el ignis fatuus como una llama fría de metano, un fenómeno no espontáneo en la naturaleza que requiere ser encendido. Washington y Paine en Norteamérica16, junto con Blesson en Europa17, tuvieron éxito en sus esfuerzos por emplear antorchas que podían producir estas llamas en las burbujas de aire que se elevaban del pantano. Sus experimentos fueron valiosos para proporcionarnos una comprensión de los muchos avistamientos de ignis fatuus en el pasado, cuando las antorchas y lámparas se usaban comúnmente para guiar a los viajeros de noche a través del bosque. Parece que el ignis fatuus no es compatible con la época de las linternas ‘frías’, los vertederos de pantanos y la contaminación lumínica. Aunque la ignición artificial de gases por parte de los humanos es una explicación razonable, el misterio de la extinción del ignis fatuus puede no estar completamente resuelto. Las energías de activación pueden superarse con catalizadores que existen en el aire en forma de polvo, microorganismos y contaminantes. En los cementerios, por ejemplo, existen ciertas circunstancias diferentes a las de los pantanos que pueden requerir otras alternativas químicas para explicar el fenómeno. Por lo tanto, parece prematuro proclamar la extinción del ignis fatuus. En cualquier momento, alguien puede, ya sea de forma accidental o planificada, anunciar el regreso del ignis fatuus, esta vez ya no para engañar a la gente, sino quizás para seguir inspirando a artistas e intrigando a científicos.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo utilizó recursos del Centro Nacional de Procesamiento de Alto Rendimiento de São Paulo (CENAPAD-SP). Agradecemos a Cavani Rosas, Atelier Recife, Brasil, por la pintura a tinta y pluma del resumen gráfico.
Figura 1. Mecanismo de reacción de la llama fría de metano. El formaldehído excitado (CH2O*), que es responsable de la emisión azulada de la llama fría, se forma en el último paso.
REFERENCIAS
1. Needham, J.; Science & Civilization in China, vol. 4:1; Cambridge University Press: Cambridge, 2004, p. 72.
2. The Complete Works of William Shakespeare Arranged in their Chronological Order; Clark, W.; Wright, W., eds.; Nelson Doubleday Inc.: New York, 1960, p. 23.
3. Goethe, J.; The Fairy Tale of the Green Snake and the Beautiful Lily; Wynstones Press: Stourbridge, 2007, p. 24.
4. Dickinson E.; Those — dying then, https://en.wikisource.org/wiki/Those —_dying_then, accessed in November 2022.
5. Carroll, L.; The Complete Illustrated Lewis Carroll; Wordsworth Editions Ltd.: Stansted, 1998, p. 1011.
6. Brontë C.; Jane Eyre, https://archive.org/details/ourlittleoneswt00unkngoog/page/n41/mode/1up, accessed in November 2022.
7. Young, C.; The Unofficial Harry Potter Vocabulary Builder; Ulysses Press, 2009, p. 93.
8. Liszt, F.; Transcendental etude no. 5: Feux follets (Will-o’-the-wisps), https://en.wikipedia.org/wiki/Transcendental_Étude_No._5_(Liszt), accessed in November 2022.
9. Liszt, F.; Schubert, F.; The Schubert Song Transcriptions for Solo Piano, Dover, 1996, p. 27.
10. Chopin, F.; Étude in A minor, ignis fatuus, Op. 10 No. 2, https://en.wikipedia.org/wiki/Studies_on_Chopin%27s_Études, accessed in November 2022.
11. Anchieta, J.; Carta de São Vicente 1560. http://www.rbma.org.br/rbma/pdf/Caderno_07.pdf, accessed in November 2022.
12. Cascudo, C.; Dicionário do Folclore Brasileiro, Ediouro, Rio de Janeiro, 2012, p. 23.
13. Edwards, H.; Philos. Trans. R. Soc., London 2014, A372, 3. [Crossref]
14. Newton, I.; Opticks, Query 10, https://www.gutenberg.org/files/33504/33504-h/33504-h.htm, accessed in November 2022.
15. Priestley, J.; The History and Present State of Discoveries Relating to Vision, vol. 2; J. Johnson: London, 1772, p. 583.
16. Foner, P.; The Complete Writings of Thomas Paine, vol. 2, The Citadel Press: New York, 1969, p. 1062.
17. Blesson, L.; The Edinburgh New Philosophical Journal 1832, 14, 90.
18. Swain, F.; Appl. Geochem. 1986, 1, 301. [Crossref]
19. Ma, J.; Chen, W.; Niu, X.; Fan, Y.; Global Ecology and Conservation 2019, 17, 1. [Crossref]
20. Wang, Z.; Gou, X.; J. Energy Inst. 2019, 92, 2004. [Crossref]
21. Vanpee, M.; Combust. Sci. Technol. 1993, 93, 363. [Crossref]
22. Davy, H.; Philos. Trans. R. Soc., London 1817, 107, 45.
23. Emeléus, H.; J. Chem. Soc. 1926, 129, 2948. [Crossref]
24. Kondratiev, V.; Acta Physicochim. URSS 1936, 4, 556.
25. Smith, D.; Robinsom, C.; J. Hazard. Mater. 1984, 8, 199. [Crossref]
26. Giubileo, G.; Colao, F.; Puiu, A.; Panzironi, G.; Brizzi, F.; Rocchini, A. P.; Spectroscopy 2005, 19, 79. [Crossref]
27. Mills, A.; Chemistry in Britain 1980, 16, 69.
28. Mills, A.; Weather 2000, 55, 239. [Crossref]
29. Glagolev, M.; Kleptsova, I.; Environmental Dynamics and Global Climate Change 2013, 4, 1. [Crossref]
30. Garlaschelli, L.; Boschetti, P.; On the track of the Will-o’-the-wisp, 2013, http://www.radicalmatters.com/public/eskathon.publishing/library/rmepaas015.luigi.garlaschelli.will.o.the.wisp.2013.pdf, accessed in November 2022.
31. Ciardi, M. In Nuova Voltiana: Studies on Volta and His Times; Bevilacqua, F.; Fregonese, L., eds.; Ulrico Hoepli: Milan, 2000, p. 41.
32. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Li, X.; Caricato, M.; Marenich, A. V.; Bloino, J.; Janesko, B. G.; Gomperts, R.; Mennucci, B.; Hratchian, H. P.; Ortiz, J. V.; Izmaylov, A. F.; Sonnenberg, J. L.; Williams-Young, D.; Ding, F.; Lipparini, F.; Egidi, F.; Goings, J.; Peng, B.; Petrone, A.; Henderson, T.; Ranasinghe, D.; Zakrzewski, V. G.; Gao, J.; Rega, N.; Zheng, G.; Liang, W.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Throssell, K.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M. J.; Heyd, J. J.; Brothers, E. N.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Keith, T. A.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A. P.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Millam, J. M.; Klene, M.; Adamo, C.; Cammi, R.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Fox, D. J.; Gaussian 03 Revision, Wallingford CT: Gaussian, Inc., 2004.
33. Weast, R.; Bond Length, Handbook of Chemistry and Physics, 48th ed.; CRC Press: Boca Raton, 1967-1968, p. F145, available at https:// webbook.nist.gov/chemistry/, accessed in November 2022.
Descubriendo ignis fatuus: Microrayos entre microburbujas
yu xia https://orcid.org/0000-0001-7647-4921, Yifan Meng https://orcid.org/0000-0001-6897-3595, Jianbo Shi https://orcid.org/0000-0003-2637-1929, y Richard N. Zare https://orcid.org/0000-0001-5266-4253 zare@stanford.edu
Editado por Joseph Francisco, Universidad de Pensilvania, Filadelfia, PA; recibido el 5 de agosto de 2025; aceptado el 18 de agosto de 2025
29 de septiembre de 2025
122 (41) e2521255122
https://doi.org/10.1073/pnas.2521255122
Abstract
Los fuegos fatuos, llamas azules fantasmales que se ven de noche en las marismas y que durante mucho tiempo se atribuyeron a las llamas frías del metano, han permanecido sin explicación científica, un misterio causado por la falta de un mecanismo de ignición conocido. En este estudio, demostramos que pueden producirse descargas eléctricas espontáneas, denominadas «microrrelámpagos», entre microburbujas ascendentes que contienen metano en el agua. Imágenes ópticas de alta velocidad revelan breves destellos entre burbujas cargadas, que surgen de intensos campos eléctricos en las interfaces curvas gas-líquido. Estas descargas inician la oxidación no térmica del metano, produciendo luminiscencia y calor medible en condiciones ambientales. Nuestros hallazgos ofrecen una base científica para el fuego fatuo y revelan un mecanismo general por el cual las interfaces electrificadas pueden impulsar reacciones redox en entornos naturales sin necesidad de fuentes de ignición externas.
Durante siglos, tenues llamas azules conocidas como ignis fatuus o fuegos fatuos han danzado sobre pantanos, cementerios y humedales (1). A pesar de su ubicuidad cultural, su origen físico sigue sin resolverse (2). Estudios contemporáneos sugieren que estas luces pueden resultar de «llamas frías» de metano, donde la oxidación a baja temperatura conduce a quimioluminiscencia azul-violeta (3, 4). Se sabe que el gas de los pantanos contiene principalmente metano de materia orgánica en descomposición (5). Sin embargo, la cuestión de la ignición espontánea en condiciones ambientales persiste: la energía de activación para la oxidación del metano es >100 kcal/mol, demasiado alta para la iniciación pasiva en la naturaleza (2).
Las explicaciones previas, que invocaban la fosfina o la electricidad estática, siguen siendo especulativas (6). Nuestros estudios recientes muestran que gotas de agua de tamaño micrométrico pueden acumular carga interfacial y descargarse espontáneamente, un fenómeno que denominamos microrrelámpagos (7–9). Estas microdescargas pueden generar especies reactivas en condiciones ambientales, lo que demuestra que los campos eléctricos intensos en las interfaces curvas gas-agua pueden mediar la química redox sin aplicar voltaje (10, 11).
Planteamos la hipótesis de que podrían producirse descargas similares entre burbujas de metano en el agua. Las burbujas poseen interfaces gas-líquido curvadas, y experimentos recientes han demostrado que el campo eléctrico en la interfaz aumenta con el aumento de la curvatura de las microgotas (12, 13). Además, el movimiento o la coalescencia o la separación pueden inducir la separación de cargas. Si las burbujas con carga opuesta están cerca una de la otra, el campo eléctrico local en el estrecho espacio entre burbujas puede alcanzar niveles de ruptura de gases, produciendo una descarga que podría encender la química de la llama fría. Aquí, examinamos una ruta de ignición físicamente comprobable en la interfaz gas-líquido, donde las microdescargas localizadas en la superficie asociadas con las burbujas ascendentes y en estallido pueden oxidar el metano en condiciones ambientales. Discutimos esto como un mecanismo contribuyente plausible a la luminiscencia histórica sobre el agua.
Resultados y discusión
Diseñamos un generador de microburbujas transparente para introducir burbujas de metano-aire en el agua a través de una boquilla sumergida (Fig. 1A). Las microburbujas ascendentes mostraron una marcada curvatura interfacial y una alta relación superficie-volumen, factores que se sabe que favorecen la separación de cargas.
Figura 1.
Microrrelámpagos entre microburbujas. (A) Configuración experimental para burbujeo de metano-aire con acceso óptico. La imagen se obtiene a través de una lente de microscopio lateral de 20x, colocada para visualizar la zona de burbujas en el tanque. Las flechas indican la dirección del flujo. (B) Esquema (arriba) y fotogramas de alta velocidad (abajo) que muestran dos burbujas vecinas aproximándose y un destello localizado capturado a 0.05 ms. (Barra de escala, 150 µm).
En condiciones de burbujeo denso, se observaron destellos breves y localizados entre burbujas adyacentes. Las imágenes de alta velocidad (Películas S1 y S2) captaron estas emisiones de submilisegundos, compatibles con descargas eléctricas. Un evento representativo se muestra en la Fig. 1B. Estos microrrelámpagos se asemejan mucho a los observados previamente entre gotitas cargadas, lo que confirma un mecanismo compartido.
Película T1.
Un video que muestra múltiples descargas espontáneas (microrrelámpagos) que ocurren entre microburbujas de metano-aire adyacentes en condiciones de burbujeo de alta densidad. El video se grabó con una cámara de alta velocidad (Photron T2410) a 24,000 fotogramas por segundo (fps). Captura 0.5 segundos de tiempo real y se reproduce a 3 fps, 8000 veces más lento que la velocidad real, para resaltar destellos de duración inferior a un milisegundo distribuidos en el campo de visión.
Película T2.
Un video que muestra un primer plano de dos microburbujas de metano-aire aproximándose y experimentando un microrrelámpago justo antes de la coalescencia. El video se grabó con la misma cámara de alta velocidad a 24,000 fps, capturando 0.2 segundos de tiempo real y se reprodujo a 3 fps (8000 veces más lento). Se puede observar un destello distintivo en el estrecho espacio entre las burbujas, correspondiente a una descarga interfacial transitoria.
La detección mediante fotodiodos confirmó la emisión de luz incluso con aire únicamente (Fig. 2A), lo que indica que los microrrelámpagos se originan en interacciones de carga interfacial, más que en la composición del gas. Al introducir metano, tanto la intensidad como la frecuencia de emisión aumentaron, y el conteo de fotones calibrado reportó tasas de conteo absolutas para estos eventos (Fig. 2B), lo cual es consistente con la activación de la quimioluminiscencia en la interfaz. Además, un intercambio de combustible con H?/aire en condiciones idénticas también produjo destellos entre burbujas y luminiscencia visible medible.
Figura 2.
Mediciones ópticas, térmicas y de producto durante el burbujeo. (A) Corriente de fotodiodo en tiempo real registrada durante el burbujeo con aire y metano-aire. (B) Traza de conteo de fotones calibrada (conteos/s) adquirida en condiciones idénticas. (C) Espectros de emisión recopilados con burbujeo de fondo, aire y metano-aire. (D) Monitoreo simultáneo de la temperatura del agua a granel y la bomba durante el burbujeo. (E) Señales de espectrometría de masas de espacio de cabeza (intensidad relativa) registradas antes y después del burbujeo. (F) Evolución temporal de señales de espectrometría de masas normalizadas para canales seleccionados.
Los espectros de emisión óptica (Fig. 2 C) respaldaron esta interpretación. El burbujeo de metano-aire produjo un aumento generalizado de la emisión, centrado alrededor de 330 a 370 nm, característico de intermediarios excitados electrónicamente, como el formaldehído (CH?O*) y los radicales hidroxilo (•OH*), comunes en llamas frías (14, 15). Estas características generales, junto con picos esporádicos, apuntan a una oxidación no térmica iniciada en las interfaces gas-líquido.
Las mediciones térmicas (Fig. 2 D) revelaron un aumento de temperatura en el agua a granel que superó el calentamiento generado por la bomba, pero solo bajo burbujeo de metano-aire. Este calentamiento excesivo implica reacciones químicas exotérmicas, como la oxidación del metano, iniciada por microrrelámpagos.
Para complementar estas firmas ópticas y térmicas, se realizó un seguimiento de canales seleccionados mediante espectrometría de masas de espacio de cabeza antes y después del burbujeo (Fig. 2 E) y durante un funcionamiento prolongado (Fig. 2 F). Las señales relativas indican una disminución a 16 uma (CH?) y 32 uma (O?) con un aumento concomitante a 44 uma (CO?), lo que proporciona apoyo del lado del producto para la oxidación parcial en condiciones ambientales.
Conclusión
Los microrrelámpagos entre microburbujas de metano ofrecen un mecanismo de ignición natural para la oxidación del metano en condiciones ambientales. Este descubrimiento respalda una relación, sospechada desde hace tiempo, entre las interfaces electrificadas y las llamas frías espontáneas, y proporciona una explicación con fundamento físico para la ocurrencia del ignis fatuus. En términos más generales, nuestros hallazgos demuestran que las descargas eléctricas transitorias en las interfaces gas-agua pueden mediar la química redox, ampliando así el papel de los fenómenos interfaciales en sistemas naturales y artificiales.
Materiales y métodos
Se introdujeron burbujas de metano-aire (con controles de solo aire y H?/aire) en agua mediante una boquilla sumergida. Se registraron emisiones ópticas submilisegundos en los contactos burbuja-burbuja mediante video de alta velocidad, un fotodiodo rápido y un módulo de conteo de fotones calibrado; los espectros de emisión se recopilaron simultáneamente. El registro continuo de las temperaturas del agua y de la bomba permitió distinguir el calentamiento inducido por la reacción de las cargas térmicas de la bomba. La espectrometría de masas cuadrupolo monitoreó los gases en el espacio de cabeza antes, durante y después del burbujeo, rastreando los cambios a 16, 32 y 44 uma a lo largo del tiempo. El Apéndice del SI incluye esquemas completos del dispositivo, composiciones/flujos de gases, alineaciones ópticas, calibraciones de detectores y protocolos de procesamiento de datos.
Disponibilidad de datos, materiales y software
Todos los datos del estudio están incluidos en el artículo, la información complementaria y el enlace disponible públicamente: https://github.com/YuXia19/Unveiling-ignis-fatuus-Microlightning-between-microbubbles (16).
Expresiones de gratitud
JS reconoce a la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (42025704) y RNZ reconoce a la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU. a través del programa de Iniciativa de Investigación Universitaria Multidisciplinaria (AFOSR FA9550-21-1-0170).
Contribuciones del autor
YX y RNZ diseñaron la investigación; YX, YM y JS realizaron la investigación; JS contribuyó con nuevos reactivos/herramientas analíticas; YX, JS y RNZ analizaron los datos; y YX y RNZ escribieron el artículo.
Intereses en competencia
Los autores declaran no tener ningún interés en conflicto.
Información complementaria
Apéndice 01 (PDF)
Película T1.
Un video que muestra múltiples descargas espontáneas (microrrelámpagos) que ocurren entre microburbujas de metano-aire adyacentes en condiciones de burbujeo de alta densidad. El video se grabó con una cámara de alta velocidad (Photron T2410) a 24,000 fotogramas por segundo (fps). Captura 0.5 segundos de tiempo real y se reproduce a 3 fps, 8000 veces más lento que la velocidad real, para resaltar destellos de duración inferior a un milisegundo distribuidos en el campo de visión.
Película T2.
Un video que muestra un primer plano de dos microburbujas de metano-aire aproximándose y experimentando un microrrelámpago justo antes de la coalescencia. El video se grabó con la misma cámara de alta velocidad a 24,000 fps, capturando 0.2 segundos de tiempo real y se reprodujo a 3 fps (8000 veces más lento). Se puede observar un destello distintivo en el estrecho espacio entre las burbujas, correspondiente a una descarga interfacial transitoria.
Referencias
1 W. W. Newell, The ignis fatuus, its character and legendary origin. J. Am. Folklore 17, 39–60 (1904).
2 A. C. Pavão, G. S. Paiva, C. C. Bastos, The extinction of the ignis fatuus. Quím. Nova 46, 168–170 (2023).
3 J. Mitchell, Observations on ignis fatuus. J. Franklin Inst. 8, 73–75 (1829).
4 Z. Wang, X. Gou, Cool flame characteristics of methane/oxygen mixtures. J. Energy Inst. 92, 2004–2010 (2019).
5 H. G. Edwards, Will-o’-the-wisp: An ancient mystery with extremophile origins?. Philos. Trans. R. Soc. Lond. A Math. Phys. Eng. Sci. 372, 20140206 (2014).
6 A. A. Mills, WILL-O-THE-WISP. Chem. Britain 16, 69–72 (1980).
7Y. Meng, Y. Xia, J. Xu, R. N. Zare, Spraying of water microdroplets forms luminescence and causes chemical reactions in surrounding gas. Sci. Adv. 11, eadt8979 (2025).
8 J. Zhou et al., Charged water microdroplets enable dissociation of surrounding dioxygen. J. Am. Chem. Soc. 147, 10916–10924 (2025).
9 Y. Meng, E. Gnanamani, R. N. Zare, Water droplet microlightning sparks alkyne ozonolysis. J. Am. Chem. Soc. 147, 23399–23404 (2025).
10 Y. Xia et al., Visualization of the charging of water droplets sprayed into air. J. Phys. Chem. A. 128, 5684–5690 (2024).
11 S. Lin, L. N. Cao, Z. Tang, Z. L. Wang, Size-dependent charge transfer between water microdroplets. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 120, e2307977120 (2023).
12 I. U. Vakarelski et al., Dynamic interactions between microbubbles in water. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 11177-11182 (2010).
13 K. Lee, M. A. Mehrgardi, R. N. Zare, Interfacial curvature, not simply size, controls spontaneous hydrogen peroxide formation in water microdroplets. J. Am. Chem. Soc., https://doi.org/10.1021/jacs.5c11575 (2025).
14 M. De Leo, A. Saveliev, L. A. Kennedy, S. A. Zelepouga, OH and CH luminescence in opposed flow methane oxy-flames. Combust. Flame 149, 435–447 (2007).
15 J. Knox, “The interpretation of cool flame and low-temperature combustion phenomena” in Photochemistry and Reaction Kinetics, P. G. Ashmore, F. S. Dainton, T. M. Sugden Eds. (Cambridge University Press, 1967), pp. 250–286.
16 Y. Xia, YuXia19/Unveiling-ignis-fatuus-Microlightning-between-microbubbles. Github. https://github.com/YuXia19/Unveiling-ignis-fatuus-Microlightning-between-microbubbles. Deposited 6 September 2025.
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2521255122
Esto es lo que podría provocar fuegos fatuos fantasmales
Las microburbujas de aire y metano que se mueven pueden crear pequeños rayos, según muestran pruebas de laboratorio
Se han visto bolas brillantes de luz azulada sobre pantanos y cementerios de todo el mundo, como se aprecia en este grabado de principios del siglo XIX. Se cree que los fuegos fatuos de los pantanos se originan por la combustión de gas metano filtrado. Sin embargo, el proceso que enciende dicho gas ha permanecido envuelto en misterio. Grabados de Grosvenor (CC BY 4.0)
29 de septiembre de 2025
Por Laura Allen
Bajo la luna de medianoche, Luigi Garlaschelli observaba las tumbas. Buscaba bolas de luz brillantes, conocidas como fuegos fatuos. Como un cazafantasmas, Garlaschelli, químico que trabajó en la Universidad de Pavía, Italia, llevaba un dispositivo para aspirar los fuegos fatuos y estudiarlos, por si aparecía alguno.
Lamentablemente, no apareció ninguno. Pero durante siglos, otros relatos han relatado estas luces azuladas flotando sobre pantanos y cementerios. Si bien el folclore relaciona las luces con espíritus que intentan desviar a los viajeros, los científicos creen que las plantas o criaturas en descomposición liberan un gas lleno de metano que, en ciertas condiciones, puede arder lentamente con una llama fría y azul.
Pero lo que enciende esa llama es un misterio. Ahora, un equipo de químicos ha descubierto una pista inesperada: microchispas eléctricas.
En experimentos de laboratorio, el burbujeo de metano y aire a través del agua generó diminutos relámpagos, según informa el equipo el 29 de septiembre en Proceedings of the National Academy of Sciences. Estos destellos podrían ser suficientes para encender el gas de los pantanos y convertirlo en etéreos fuegos fatuos. Es más, algún día los químicos podrían aprovechar estos microrrelámpagos como un detonante ecológico para impulsar importantes reacciones químicas.
Anteriormente, el químico Richard Zare y sus colegas demostraron que diminutas gotas de agua pueden generar chispas eléctricas. El equipo se preguntó: ¿Podrían las burbujas diminutas hacer lo mismo? Y, de ser así, ¿podrían estas descargas crear fuegos fatuos al encender el gas metano que se filtra de los pantanos?
Zare le planteó esta pregunta a Yu Xia, investigador de su laboratorio en la Universidad de Stanford. Xia, ahora en la Universidad de Jianghan en Wuhan, China, formó un equipo para diseñar e imprimir en 3D una boquilla que genera pequeñas burbujas en el agua, imitando el gas que se filtra de un pantano.
Cualquier destello entre burbujas probablemente no sería visible a simple vista, por lo que los investigadores instalaron dos instrumentos para ayudar: un contador de fotones, para alertarlos sobre cualquier reacción que emitiera partículas de luz, y una cámara de alta velocidad para capturar cualquier destello.
A medida que los químicos empezaron a burbujear aire en el agua, el contador empezó a registrar los fotones emitidos. Se estaban produciendo microrrelámpagos, pero eran demasiado tenues para que la cámara los detectara.
Una mezcla burbujeante de gas metano y aire liberó más fotones que antes, y el agua se calentó. Pero aun así, no se observaron microrrelámpagos.
El equipo ajustó la boquilla para hacer algunas burbujas aún más pequeñas y más juntas. El trabajo previo de los investigadores con gotas de agua había demostrado que, al rociar agua, las gotas más pequeñas tienen carga negativa y las más grandes, positiva. Si esto mismo sucediera con las burbujas de gas, la aglomeración podría hacer que los electrones saltaran entre burbujas con cargas diferentes, creando un destello de luz. Y, efectivamente, lo lograron: la cámara capturó pequeños destellos de luz.
https://www.sciencenews.org/wp-content/uploads/2025/09/092925_LA_wisps_inline.mp4
Observa con atención: Burbujas de aire y metano se agolpan en el agua. A veces, las burbujas crean una carga eléctrica y una descarga de microrrelámpagos se dispara al agua (señalada con flechas).Y. Xia y otros / PNAS 2025
Esto demuestra claramente que las microburbujas pueden descargar descargas eléctricas, afirma Antonio Pavão, químico de la Universidad Federal de Pernambuco en Recife, Brasil. Sin embargo, no está convencido de que resuelva el misterio del fuego fatuo: un pantano es bastante diferente de esta configuración de laboratorio. Y si la nueva idea es correcta, cree que la gente debería seguir reportándolos. Pero su investigación muestra una falta de avistamientos en la actualidad. Hace mucho tiempo, los viajeros llevaban linternas por la noche. Tal vez, dice Pavão, la llama abierta de esas linternas provocó la ignición del gas del pantano.
Garlaschelli, ahora jubilado, encuentra intrigante la idea de que las bombas de burbujas enciendan el gas de los pantanos. Pero tampoco le resuelven del todo el misterio de los fuegos fatuos. Un problema: los nuevos experimentos se realizaron bajo el agua. Los fuegos fatuos, en cambio, son llamas que flotan en el aire.
Aunque aún no se ha resuelto el origen de estas luces, Garlaschelli ve beneficios en el nuevo trabajo. Es un avance prometedor en el campo de la triboelectricidad, afirma. Este efecto triboeléctrico crea carga eléctrica por fricción, como la electricidad estática, o cuando los objetos entran en contacto cercano y se separan. Por ejemplo, afirma, «podría utilizarse para desencadenar reacciones químicas que, de otro modo, requerirían condiciones mucho más severas».
Xia coincide. «Estas diminutas gotitas y burbujas», afirma, «son importantes por su papel en la química ambiental». Podrían ayudar a explicar, por ejemplo, «cómo se comportan y transforman los contaminantes en la atmósfera». Las descargas de las microburbujas también podrían aprovecharse para descomponer los gases contaminantes, añade. Estas chispas podrían incluso utilizarse, según Xia, como una vía más ecológica para «mejorar las tecnologías cotidianas».
Citations
Y. Xia et al. Unveiling ignis fatuus: Microlightning between microbubbles. Proceedings of the National Academy of Sciences. Published online September 29, 2025. Doi: 10.1073/pnas.2521255122.
A.C. Pavão, G.S. Paiva and C.C. Bastos. The extinction of the ignis fatuus. Química Nova. Vol.46, April 2023, p. 168. doi: 10.21577/0100-4042.20230002.
https://www.sciencenews.org/article/spark-will-o-the-wisps
Los químicos descifran la verdad fantasmal detrás de los fuegos fatuos
Los científicos llevaban tiempo sospechando que el metano tenía algo que ver. Resulta que tenían parte de razón.
30 de septiembre de 2025
Por Gayoung Lee
Ilustración de 1823 de fuegos fatuos y serpientes del pintor alemán Hermann Hendrich. © Hermann Hendrich
Durante siglos, los fuegos fatuos —inquietantes llamas azules que flotaban sobre los pantanos— asustaban a los transeúntes más discretos. Estas extrañas aberraciones inspiraron numerosas interpretaciones sobrenaturales, desde hadas y fantasmas hasta, por supuesto, una adaptación como ataque Pokémon. Pero, como ocurre con muchos fenómenos aparentemente sobrenaturales, existe una explicación científica muy tangible, una que los científicos sospecharon desde hace tiempo, pero que solo ahora han confirmado.
En un artículo publicado el 29 de septiembre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, investigadores explican que las diminutas chispas de un rayo que saltan entre burbujas pantanosas crean fuegos fatuos. Las marismas y pantanos son ricos en gas metano inflamable, y las interacciones microscópicas entre gotas de agua encienden el gas, según el artículo. En resumen, las llamas fantasmales son producto de reacciones químicas que ocurren a nivel microscópico.
“Seguimos descubriendo cosas sobre el agua que, una vez que las comprendes, son obvias, pero antes de eso, parecen completamente extrañas”, declaró a New Scientist Richard Zare, autor principal del estudio y químico de la Universidad de Stanford. “Nadie relaciona el agua con el fuego. Creen que el agua apaga el fuego. No te están diciendo que con el agua se puede generar una chispa y prender fuego. Esto es nuevo”.
‘Microrrelámpagos’ espontáneos
El nuevo estudio se basa en la investigación previa de Zare, que introdujo el concepto de «microrrelámpago». Este se refiere a un pequeño destello de energía generado por gotas de agua con carga eléctrica. Aunque el agua suele ser neutra, la exposición al aire puede crear cargas positivas o negativas dentro de las diminutas gotas. La diferencia de carga genera pequeños campos eléctricos que crepitan en chispas de energía aún más pequeñas: los microrrelámpagos.
Para el nuevo artículo, Zare y sus colegas se centraron en cómo los microrrelámpagos podrían desencadenar reacciones químicas imprevistas. Primero, diseñaron una versión simplificada de las condiciones químicas de una marisma, utilizando un vaso de precipitados con agua y una boquilla para introducir metano y otros gases. Capturaron el movimiento microscópico de las gotitas mediante videos de alta velocidad.
Video que muestra un primer plano de dos microburbujas de metano en el aire aproximándose y experimentando un microrrelámpago. © Zare et al., 2025
Como era de esperar, al chocar las burbujas, surgieron pequeños destellos de luz dentro del vaso. Mediante análisis químico, el equipo confirmó que los microrrelámpagos desencadenaban la reacción entre el metano y el oxígeno. La potencia de estas chispas es suficiente para encender el gas metano, según el artículo.
«Este es un avance realmente interesante», declaró a Science James Anderson, químico de la Universidad de Harvard que no participó en el estudio . «Revela un mecanismo mediante el cual se pueden iniciar reacciones químicas».
¿Los orígenes de la vida?
En su primer trabajo sobre microrrelámpagos, el equipo de Zare planteó la hipótesis de que el fenómeno podría haber «proporcionado las chispas que dieron origen a las biomoléculas necesarias para la vida», explicó Zare a Science. El nuevo trabajo «sugiere firmemente» que los microrrelámpagos contribuyeron a moldear los procesos naturales, en este caso los fuegos fatuos, según declaró a Scientific American Wei Min, químico de la Universidad de Columbia que no participó en el estudio.
Por otra parte, es importante recordar que el experimento, si bien loable, se llevó a cabo estrictamente en un laboratorio controlado. La dinámica de un pantano real es, sin duda, más compleja. Es más, la ausencia de avistamientos de fuegos fatuos modernos lo sugiere, según Antonio Pavão, químico de la Universidad Federal de Pernambuco en Recife, Brasil, quien no participó en el estudio, en declaraciones a Science News.
En cualquier caso, los resultados ofrecen una perspectiva fascinante sobre un proceso químico natural descuidado. En todo caso, es un fenómeno que merece una mirada más atenta, incluso si no hay fantasmas involucrados.
https://gizmodo.com/sorry-ghost-hunters-will-o-the-wisps-are-just-electrified-swamp-farts-2000665578
Un ‘fuego fantasma’ en los pantanos provocado por una química extraña
Un fenómeno llamado microrrelámpagos podría explicar las luces azules fantasmales de los pantanos.
29 de septiembre de 2025
Por Rachel Nuwer editado por Sarah Lewin Frasier
Una ilustración de un ignis fatuus, o will-o’-the-wisp, o fuego fatuo, por Josiah Wood Whymper del libro Phenomena of Nature (1849). Science & Society Picture Library/Getty Images
Algunos los llaman fuegos fatuos; otros los llaman ignis fatuus, que en latín significa «fuego de los tontos». Sea cual sea el nombre, durante siglos se ha reportado haber visto estas misteriosas y tenues llamas azules flotando sobre pantanos, ciénagas y otros humedales. Diversas culturas interpretaron estas efímeras aberraciones como hadas, fantasmas o espíritus. Los científicos han ofrecido una explicación diferente: se forman cuando el metano y otros gases de materia en descomposición reaccionan con el oxígeno y se encienden brevemente, produciendo un resplandor similar a una llama.
Sin embargo, para los científicos aún persistía un gran misterio. Aunque los fuegos fatuos no son llamas reales y se producen a temperatura ambiente, deben encenderse de alguna manera. La fuente de esa ignición se desconoce.
Ahora, un nuevo artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences USA parece ofrecer una respuesta: los microrrelámpagos, o pequeñas chispas eléctricas espontáneas que se producen debido a las diferencias de carga en las superficies de las gotas de agua. Estas gotas se forman cuando burbujas de agua que contienen metano ascienden y estallan en la superficie de la marisma, y las chispas resultantes encienden el metano, creando la luminiscencia característica de los fuegos fatuos.
“Tu primera reacción al enterarte de este hallazgo podría ser: ‘Bueno, los fuegos fatuos son cosas fantasmales y espeluznantes, pero ¿y qué?’”, afirma Richard Zare, químico físico de la Universidad de Stanford y autor principal de los hallazgos. “De hecho, el fenómeno que descubrimos, relacionado con cómo la química puede ser impulsada en las interfaces, es profundo”.
El agua es neutra, lo que significa que no suele tener carga eléctrica. Pero ya en 1892, los científicos observaron que diminutas gotas de agua en el aire pueden tener carga positiva o negativa en situaciones como la niebla o el rocío de una cascada. Sin embargo, lo que Zare y sus colegas descubrieron recientemente fue que cuando dos gotas con carga opuesta se acercan, la electricidad puede fluir repentinamente entre ellas, creando microrrelámpagos.
Zare y sus colegas describieron y acuñaron por primera vez el término microrrelámpago en un estudio publicado en marzo en Science Advances. En dicho estudio, demostraron que, al rociar agua, algunas de las microgotas resultantes adquieren cargas eléctricas opuestas que pueden provocar destellos de energía al acercarse. Esta chispa puede provocar reacciones químicas en el aire circundante que dan lugar a moléculas orgánicas simples. Zare y sus colegas plantearon la hipótesis de que este proceso podría haber generado algunos de los componentes químicos esenciales de la vida en la Tierra.
Aunque el nuevo estudio tiene implicaciones menos trascendentales, Zare afirma que el mecanismo es básicamente el mismo. El experimento de su equipo fue sencillo: en un vaso de precipitados con agua, los investigadores introdujeron burbujas compuestas de metano y aire. Capturaron videos de alta velocidad de las burbujas al impactar la superficie del agua, formando microgotas y produciendo diminutos y tenues destellos de luz. El equipo también utilizó la espectrometría de masas para obtener evidencia adicional de que los microrrelámpagos observados por los investigadores generaron la energía necesaria para impulsar una reacción entre el metano y el oxígeno, convirtiéndolos en diferentes compuestos.
La nueva investigación “bien ejecutada” “sugiere firmemente” que los microrrelámpagos son de hecho el mecanismo de ignición natural responsable de los fuegos fatuos, dice Wei Min, un químico de la Universidad de Columbia, que no participó en el trabajo.
Pero algunos misterios persisten, añade Min. Una gran pregunta sin respuesta, por ejemplo, es cómo se forman exactamente los intensos campos eléctricos en la superficie de las gotitas. La respuesta, afirma, tendrá amplias implicaciones para la física, la química, la biología y la ingeniería.
https://www.scientificamerican.com/article/marsh-will-o-the-wisps-sparked-by-strange-chemistry/