Wenn Drachen existierten, wie könnten sie Feuer speien?

Von Mark Lorch - Professor für Wissenschaftskommunikation und Chemie, Universität Hull

Im fantastischen Land Westeros, das von George R.R. Martin erdacht und in Game of Thrones und House of the Dragon auf die Leinwand gebracht wurde, fesseln Drachen, die Feuer speien, das Publikum durch eine geschickte Mischung aus Mythen und Fantasie. Für mich jedenfalls birgt es auch eine wissenschaftliche Neugier.


Die Bilder von Drachen, die in der neuen Staffel von House of the Dragon Feuerstöße freisetzen, haben mich zum Nachdenken gebracht: Wenn Drachen existierten, welche biologischen Mechanismen und chemischen Reaktionen könnten sie in der realen Welt nutzen?

Doch zunächst ein kleiner Chemiekurs. Um eine Flamme zu entzünden und aufrechtzuerhalten, benötigen wir drei Komponenten: einen Brennstoff, ein Oxidationsmittel, auch Brandförderer genannt – in der Regel den Sauerstoff der Luft – und eine Wärmequelle, um die Verbrennung zu initiieren und aufrechtzuerhalten.


Beginnen wir mit dem Brennstoff. Methan könnte ein Kandidat sein. Tiere produzieren es während der Verdauung. Die Bilder von Westeros zeigen, dass die Drachen gerne Schafe fressen. Unsere methangetriebenen Drachen müssten jedoch eine Ernährung und ein Verdauungssystem ähnlich wie Kühe haben, um genügend Gas zu produzieren, um eine Stadt in Brand zu setzen.

Das Speichern ausreichender Mengen Methan stellt ebenfalls ein Problem dar. Eine typische Methanflasche könnte für einen Druck von 150 Atmosphären ausgelegt sein, während selbst ein aufgeblähter Darm nur etwas mehr als eine Atmosphäre aushalten kann. Es gibt also keine biologische Grundlage für landlebende Tiere, Gase unter hohem Druck zu speichern.

Eine bessere Lösung wäre also eine Flüssigkeit. Ethanol könnte eine Option sein. Vielleicht haben unsere Drachen einen Fermentationsbehälter in ihren Eingeweiden oder ein Stoffwechselsystem ähnlich dem Fisch Cyprinodon diabolis, der in heißen Quellen in Nevada, USA lebt. Unter niedrigen Sauerstoffbedingungen nehmen diese Fische eine Art der Atmung an, die Ethanol produziert.


Doch die Lagerung bleibt ein Problem. Ethanol durchdringt schnell biologische Membranen, und es in hohen Konzentrationen zu speichern und auf das Signal "dracarys" (was in der fiktiven Sprache Hochvalyrisch "Drachenfeuer" bedeutet) bereitzuhalten, würde eine biologie von einer anderen Welt erfordern.

Bleiben wir daher bei Erklärungen, die zumindest in der Biologie der realen Welt verankert sind, wäre meine bevorzugte Option etwas ähnliches wie Öl. Wie jeder weiß, der versehentlich eine Pfanne in Brand gesetzt hat, kann es schreckliche Flammen erzeugen. Es gibt eine biologische Grundlage dafür bei den Eissturmvögeln.

Diese Vögel aus den Polarregionen produzieren ein energiehaltiges Magenöl, das sie hochwürgen, um ihre Küken zu füttern. Dieses Öl hat auch eine abschreckende Wirkung. Wenn er bedroht wird, erbricht der Eissturmvogel dieses klebrige und übelriechende Öl auf seine Fressfeinde. Glücklicherweise haben diese Vögel noch nicht herausgefunden, wie sie ihr Öl entzünden können.

Die Flammen befeuern

Nun, da wir eine Brennstoffquelle haben, betrachten wir den Brandförderer. Wie bei den meisten Feuern wird es wahrscheinlich Sauerstoff sein. Es wird jedoch mehr als den Sauerstoff in der Umgebungsluft brauchen, um einen unter Druck stehenden Ölstrahl heiß genug zu machen, um einen Eisernen Thron zu schmelzen. Der Sauerstoff muss gut mit dem Brennstoff vermischt werden. Je mehr Sauerstoff vorhanden ist, desto heißer wird die Flamme.

Ein Drache könnte sich von der Chemie der Bombardierkäfer inspirieren lassen. Dieses Insekt hat Behälter entwickelt, die Wasserstoffperoxid (das Produkt, das zur Haaraufhellung verwendet wird) speichern können. Wenn es bedroht wird, drückt der Käfer das Wasserstoffperoxid in ein Vorzimmer, das Enzyme enthält, die es schnell in Wasser und Sauerstoff zerlegen.

Dies ist eine exotherme Reaktion, die Energie in die Umwelt überträgt und in diesem Fall die Temperatur des Gemischs bis zum Siedepunkt erhöht. Die Reaktion ist so heftig, dass sie manchmal genutzt wird, um Raketen anzutreiben. Der Druckanstieg, der durch die schnelle Sauerstoffproduktion und das Sieden des Wassers verursacht wird, zwingt die schädliche Mischung durch eine Öffnung im Abdomen des Käfers und auf seine Beute oder seinen Feind zu.


Wird diese Reaktion von einem Drachen genutzt, hat sie einige interessante Eigenschaften. Sie würde den hohen Druck erzeugen, der nötig ist, um den Brennstoffstrahl zu fördern, die exotherme Reaktion würde das Öl erhitzen und es somit besser verbrennbar machen, und vor allem würde sie den Sauerstoff erzeugen, der die Verbrennungsreaktion befeuert.

Alles, was der Drache benötigt, ist eine Art biologisches Äquivalent zu einem Vergaser eines Benzinmotors, um das Öl mit dem Sauerstoff zu einem explosiven Gemisch zu vermischen. Als Bonus würde das Gemisch wahrscheinlich einen feinen Nebel aus Öltropfen formen, ähnlich einem Aerosol, das sich noch besser entzünden würde.

Der Funke

Schließlich fehlt uns noch ein Funke, um das Gemisch zu entzünden. Dafür schlage ich vor, dass Drachen ein elektrisches Organ entwickelt haben, ähnlich dem, das bei vielen Fischen, insbesondere den Zitteraalen, vorkommt.

Diese Organe können kurze Impulse von bis zu 600 Volt erzeugen, was ausreicht, um einen Funken in der Luft zu erzeugen. Wenn sich diese Funken an den Kanälen im hinteren Teil des Drachenmauls bilden, können sie den hochdruckstehenden Öl- und Sauerstoffstrahl entzünden.

Auch wenn wir nie einen Drachen außerhalb des Reiches der Fantasie Feuerspucken sehen werden, ist es interessant, über die Wissenschaft hinter der Fantasie nachzudenken. Also, das nächste Mal, wenn du einen Targaryen "Dracarys" befehlen hörst, denke an die Biologie hinter diesem magischen Feuersturm.

Quelle: The Conversation unter Creative-Commons-Lizenz