Ild er en stor del af den menneskelige civilisation, faktisk en af grundpillerne. Ilden lod os ændre landskabet til vores behov, og nu beror samfundet på omdannelse af ild til bevægelse og elektricitet. Ild og forbrænding findes i flere former, som både har skabende og destruerende kraft. Læs her hvordan.
Hvad er ild?
Ild er egentlig bare en kemisk proces. Via aktiveringsenergi i form af f.eks. en gnist fra en lighter eller et lynnedslag begynder ilt (molekyle af to oxygenatomer, også kaldet O2 eller dioxid) fra atmosfæren at omdanne f.eks. kulstofforbindelser i et stykke træ eller tør lyng til vanddamp, CO2 og energi i form af varme. Dette ser vi som flammer. Den hyggelige ’ild-lyd’ fra et bål kommer fra små eksplosioner af vand og andre substanser inden i det brændende træ, som udvider sig i varmen. Ilden holder sig selv ved lige ved at udvikle høj varme, som gør det muligt for forbrændingsprocessen at blive ved, så længe der er brændsel og ilt.
Indvendig forbrænding
Forbrænding kan forløbe uden flammer og i stedet frigive kemisk energi. Det sker for eksempel inden i dig og mig og alle aerobiske (altså iltudnyttende) livsformer omkring os. Vores celler genererer nemlig hovedsageligt energi ved at forbrænde kulstofforbindelser fra vores mad via samme overordnede formel som ild: Ilt og kulstof omdannes til kemisk energi, som er cellernes brændstof. Der dannes også varmeenergi ligesom fra en flamme, og det er det, der holder kroppen varm. Ligesom ved ild dannes der en del vanddamp og CO2 i processen, som mestendels udåndes som ‘affald’. Hvilket netop er det, planter bruger til at lave ny ilt, altså CO2 og vand. Og sådan kører kredsløbet.
Forbrændingen i kroppen kræver en vis mængde aktiveringsenergi, ligesom det kræver en gnist at starte en flamme. Den sag klarer en række dertil indrettede molekyler (enzymer), som via en kemisk proces kaldet katalyse sørger for at starte og holde gang i ‘ilden’. Men det kræver en stabil tilførsel af ny brændsel, altså rugbrødsmadder eller onsdagssnegle. Nu skal man ikke være nervøs for brandfare, for menneskekroppen består som bekendt af cirka 60 procent vand, hvilket modvirker gnister ganske effektivt.
Det hele skyldes, at ilt er meget glad for at indgå i kemiske reaktioner med andre molekyler. Faktisk så meget, at det også kan gøre skade på os. Hvis der ikke er nogen kontrol med ilten, kan den forsøge at gå i forbindelse med alt muligt utilsigtet og sætte gang i en nedbrydningsproces
af vigtige ting som DNA og celler. Hvilket selvsagt ikke er sundt og kan føre til en hel række dårligdomme.
Heldigvis er levende organismer netop levende af den grund, at der er blevet tænkt over den slags. For eksempel sørger de berømte molekyler antioxidanter for at holde ilten koncentreret om at producere energi i cellerne og minimere ulykkerne. Deraf navnet ‘antioxidanter’ – nogle, der modvirker oxidation, som er et andet fint ord for forbrænding. Antioxidanterne laves i kroppen, men skal også indtages via kosten, især fra planter, så husk at spise salaten.
Vægtløse flammer er runde
Hvordan brænder ild ude i rummet? Det har de gode mennesker fra NASA selvfølgelig testet for os. I 2000 lavede de et forsøg med flammer i vægtløs tilstand, som viste, at flammerne bliver runde. I vores normale tyngdekraft-bestemte omgivelser styres flammens retning bl.a. af sodpartikler fra brændselsprocessen, der bevæger sig mod flammens top. Uden tyngdekraft havde sodpartiklerne ikke længere nogen ‘retningssans’ og bevægede sig ud i alle retninger fra den genstand, der brændte. Det skabte den flotte, sfæriske flamme, som ses her.
Den eneste planet med ild?
Ild kræver ilt (O2) for at kunne brænde. Som nævnt på forrige side er det en grundbestanddel af den kemiske proces, som ild er. Faktisk skal der i de fleste tilfælde være minimum 14 procent ilt i luften, for at der vil gå ild i typiske brændsler som papir eller træ. Iltindholdet i Jordens atmosfære er 21 procent, hvilket er perfekte forhold for ild. Indtil videre er Jorden den eneste kendte ‘brandbare’ planet, hvor iltniveauet er højt nok til, at der kan gå ild i ting. (Flere gasser kræver mindre ilt for at brænde, så her er barren lavere.) Oxygen findes naturligt på mange planeter, men på Jorden er der sket det, at levende organismer, såsom planter og særlige bakterier, også producerer det aktivt.
Det har hævet iltkoncentrationen til det usædvanligt høje niveau, vi har i dag, og som mange livsformer har udviklet sig til at være helt afhængige af. Denne iltproduktion begyndte i det stille for ca. 3,5 mia. år siden, men begyndte først rigtigt at hobe sig op i atmosfæren for ca. 1 mia. år siden – hvilket faktisk var et kæmpestort problem for mange daværende organismer. De var ikke vant til ilt og blev simpelthen forgiftet.
Siden udviklede livet sig dog til at kunne udnytte iltmolekylerne, herunder fuldstændig iltafhængige pattedyr som os selv. I tidernes morgen kunne der derfor højst sandsynligt ikke opstå brande på Jorden. Der har så i stedet været en frygtelig masse lava på overfladen af den unge Jord, men det er noget ganske andet.
Planternes geniale brand-strategi
Der findes en række plantearter, der kaldes pyrofytter, altså ’ildplanter’. De har tilpasset sig områder med hyppige skovbrande i en sådan grad, at deres frøkapsler faktisk skal udsættes for ild, før de åbner sig og sender frøene ud. For eksempel træ- og buskarten Banksia på billedet t.v.
Den er almindelig i bl.a. Australien, hvor skovbrande er en del af det naturlige skovsystem (til en vis grænse). Dette er faktisk ret smart, for når der lige har været skovbrand, vil mange af de voksne planter være beskadigede eller måske endda døde. Det giver den nye lille plante en masse lys og ressourcer, som den ellers skulle kæmpe med de andre om. Det giver den altså et forspring, den ikke ville have haft uden ilden. Banksia og lignende arter, som f.eks. den australske eukalyptus, har dog også en tyk bark, som beskytter dem, og de kan også ofte skyde op igen fra rødderne.
Mange fyrreskove er meget brandbare på grund af olierne i deres nåle, men også her er koglerne designet til at åbne ved eller efter høje temperaturer. Hvis hele ‘forælderskoven’ dør i en brand, tager en ny generation derfor hurtigt over, båret frem af den ultimative selvopofrelse fra den forrige generation som på billedet herunder.
Ilden skabte vores samfund
Hvornår fandt de første mennesker ud af at bruge ild? Det er faktisk ikke helt defineret, for spor af egentlige bål er ikke helt nemme at kende fra naturlige afbrændingsspor. Der er fundet en række fordybninger i Østafrika, som bærer tegn på et begrænset område af ild og mulig afbrænding af organisk materiale. Sporene er ca. 1,5 mio. år gamle og tolkes af nogle arkæologer som første tegn på tidlige menneskers brug af ild.
Der findes lignende, lidt nyere spor, bl.a. i en række huler i Sydafrika, hvor man er ret sikker på, at der har været tændt bål af tidlige mennesker for omkring 1 mio. år siden. F.eks. Wonderwerk-hulen, hvor to forskere på fotoet herunder t.v. ser på lag, der bærer præg af at have været brændt. Der er også tegn på det, der kaldes ‘regelmæssig ildbrug’ i en 400.000 år gammel hule i Israel, hvor der lå aske og forkullede dyreknogler (foto herunder t.h.).
Med tiden er vi mennesker blevet mere eller mindre afhængige af ilden. Den gav os varme, lys i mørket, muligheder for at spise flere forskellige ting, fordi vi kunne tilberede dem, en vis sikkerhed fra rovdyr m.m. Senere brugte man ilden til at smelte metaller til redskaber og våben, og senest –med en lille justering – til forbrændingsmotorer i biler, fly, el-generatorer osv.
