Джон Митчинсон - Вторая Книга всеобщих заблуждений
Зная об особенностях воды при низких температурах, вы не удивитесь, узнав, что точка ее кипения (даже при нормальном давлении) – не обязательно 100 °C. Она вполне может быть и гораздо выше. Правда, и здесь жидкость нужно нагревать медленно, причем в сосуде без единой царапины. Именно в царапинах содержатся те самые воздушные полости, возле которых формируются первые пузырьки.
Кипение начинается, когда пузырьки водяного пара, расширяясь, пробивают поверхность воды. Чтобы такое произошло, температура должна быть достаточно высока – настолько, чтобы давление, создаваемое паровым пузырьком, превысило атмосферное. В нормальных условиях это 100 °C, но если в воде нет мест, где могут образовываться пузырьки, для преодоления поверхностного натяжения пробивающихся в жизнь пузырьков требуется больше тепла. (По той же причине надувать воздушный шарик вначале труднее, чем под конец.)
Этим, кстати, объясняется, почему чашка с кипящим кофе может взорваться, забрызгав все вокруг, стоит вынуть ее из микроволновой печи или помешать в ней ложкой. Движение вызовет цепную реакцию, в результате чего вся содержащаяся в кофе вода стремительно испарится.
И наконец, еще одна, последняя водяная странность: горячая вода замерзает быстрее холодной. Первым на это обратил внимание Аристотель еще в IV веке до н. э„однако научный мир признал его правоту лишь в 1963 г. – спасибо упорству танзанийского школьника по имени Эрасто Мпемба. Мальчуган подтвердил слова древнего грека, наглядно продемонстрировав, что подслащенная молочная смесь превратится в мороженое быстрее, если ее сначала нагреть. Но в чем тут секрет, нам неизвестно до сих пор.
Где находится самое крупное из известных озер?
В 842 млн миль от нас, в самом центре Солнечной системы.
В 2007 г. космический зонд «Кассини – Гюйгенс» отправил на Землю снимки Титана – крупнейшего спутника планеты Сатурн. Радиолокационное изображение, полученное рядом с северным полюсом Титана, выявило гигантское озеро, покрывающее, по оценкам ученых, 388 500 кв. км поверхности спутника, что существенно больше Каспийского моря – крупнейшего озера на Земле с площадью 370 400 кв. км.
Озеро получило название Кракен Маре: mare — от латинского «море», а kraken — это морское чудовище из скандинавской мифологии.
На Титане много других озер, и это единственные стабильные жидкостные емкости за пределами Земли, известные науке. Правда, жидкость эта отнюдь не вода: средняя температура Титана -181 °C, и любая вода промерзла бы там насквозь. Это озера сжиженных газов, метана и этана – главных ингредиентов природного газа нашей планеты, и настолько холодны, что, возможно, даже содержат замороженные «метанберги».
По химическому составу Титан считают сходным с Землей тех времен, когда на ней только зарождалась жизнь, и это единственный спутник во всей Солнечной системе, у которого имеется своя атмосфера.
В 2004 г. букмекерская контора «Лэдброукс» (совместно с журналом «Нью сайнтист») в качестве рекламного хода предложила ставки 10 000 к 1 против того, что на Титане обнаружится жизнь. Может, рискнуть да поставить на это титан-другой? («Титан» – это облигация достоинством в 100 миллионов фунтов стерлингов, используемая Банком Англии в межбанковских расчетах.)
Хотя, по здравом размышлении, наверное, все же нет. Развитие ДНК на Титане маловероятно в силу крайнего холода и отсутствия жидкой воды. Тем не менее некоторые астробиологи допускают, что углеводородные озера Титана могут поддерживать формы жизни, использующие для дыхания водород вместо кислорода. Согласно другой теории, жизнь могла попасть на Титан с Земли – через микробы, прилипшие к обломкам камней, выбитых с орбиты нашей планеты бродячими астероидами. Теория эта носит название панспермия (от греческих pan, «весь», «всякий», и sperma, «семя») и еще в V веке до н. э„когда ее впервые предложил греческий философ-космолог Анаксагор, применялась для объяснения появления жизни на Земле.
С уверенностью можно сказать одно: по мере того как Солнце становится горячее, температура на Титане также будет расти, делая все более вероятными подходящие для жизни условия. Существование «Лэдброукс» в этой связи, скажем, через шесть миллиардов лет и их возможность выплатить выигранные деньги вызывают намного больше сомнений.
Зонд «Кассини – Гюйгенс» назван так в честь двух великих людей, Джованни Доменико Кассини (1625–1712) – итальянского астронома, открывшего четыре новых спутника Сатурна в период с 1671 по 1684 г., и голландского энциклопедиста Христиана Гюйгенса (1629–1695) – того самого, что обнаружил кольцо Сатурна и, собственно. Титан. Среди других достижений Гюйгенса разработка теории центробежной силы, публикация книги об использовании вероятностей при игре в кости, изобретение первых маятниковых часов и составление первого в мире физического уравнения.
Где самая соленая на свете вода?
Не в Мертвом море.
Самая соленая вода в мире находится в озере Дон-Жуан, в Сухих Долинах, на северо-востоке Антарктики. И хотя Дон-Жуан называют озером, на самом деле это скорее лужа – со средней глубиной менее 15 см. Вода ее настолько соленая, что даже не замерзает, несмотря на температуру воздуха -50 °C. Вода Дон-Жуана – это на 40 % соль, что в восемнадцать раз солонее морской воды и более чем в два раза солонее Мертвого моря (которое, в свою очередь, лишь в восемь раз солонее океанов).
Озеро Дон-Жуан было открыто случайно в 1961 г. и названо в честь двух пилотов-вертолетчиков ВМФ США – лейтенантов Дональда Роу и Джона Хики (отсюда «Дон-Джон», или «Дон-Хуан» по-испански), совершивших первую экспедицию для его изучения.
Вероятно, это самая интересная лужа на всей нашей планете. С учетом того, что антарктические Сухие Долины – самое сухое и самое холодное место Земли, удивительно, что там вообще есть вода. И попала она туда не с небес – для снега и дождя там чересчур холодно и ветрено; вода просочилась из-под земли, медленно солонея по мере испарения верхних слоев. Вопреки всем бесперспективным для наличия в озере жизни условиям, она (к удивлению первых исследователей) там все же была – в виде скудных подстилок из синезеленых водорослей, дававших приют процветающему сообществу бактерий, дрожжей и грибов.
По причинам, оставшимся неясными по сей день, с момента первой экспедиции уровень воды в озере снизился больше чем вдвое, и жизни там не осталось совсем. Но даже это существенно, ибо вода Дон-Жуана по-прежнему содержит закись азота (более известную как «веселящий газ») – вещество, для производства которого нужна, как считалось ранее, органическая жизнь. В данном же случае очевидно, что «веселящий газ» являлся побочным продуктом реакции между солями в озере и окружающими его вулканическими базальтовыми породами.
Если на Марсе таки обнаружат жидкую воду, скорее всего, она будет в виде холодных соленых луж, точь-в-точь как в озерце Дон-Жуан. К тому же мы теперь знаем, что, по крайней мере, некоторые из требуемых для производства жизни азотсодержащих химикатов могут встречаться даже в самых что ни на есть суровых условиях.
Не в пример Дон-Жуану, в Мертвом море жизнь бьет ключом. Рыбы там, конечно же, нет, зато водорослей – хоть пруд пруди. Ими питаются микробы – галобактерии. Принадлежат они к семейству архей – старейшей форме жизни на нашей планете. Археи настолько древние, что по эволюционной шкале человек намного ближе к бактериям, чем сами бактерии к археям. Как и бывшие обитатели озера Дон-Жуан, галобактерии – «экстремофилы», т. е. способны существовать в экстремальных условиях, некогда считавшихся непригодными для жизни.
Гнлобактерия также известна как «микроб возрождения», поскольку может латать собственную ДНК (повреждаемую высокими концентрациями солей). Если научиться это использовать, раковые больные сильно выиграли бы. Реальностью стали бы и пилотируемые полеты на Марс: можно было бы защитить ДНК астронавтов от интенсивного воздействия радиации в межпланетном пространстве.
Откуда взялось большинство минералов?
От жизни на Земле.
Сегодня в мире насчитывается около 4300 минералов, хотя в изначальной пыли, коей суждено было стать Солнечной системой, их содержалось не больше дюжины. Да, все химические элементы существовали уже тогда, но до образования Солнца и планет минералы были необычайной редкостью.
В отличие от остальных планет, кора Земли – мозаика постоянно перемещающихся тектонических плит (тектоникос по-гречески «строительный»). Никто не знает почему, но одна из гипотез гласит, будто вода на поверхности Земли вызывала в ней трещины, подобно влаге из затопленной ванной, что просачивается сквозь штукатурку потолка квартиры внизу. Плиты юной еще Земли, теснясь и толкаясь, генерировали огромное давление и тепло, постепенно увеличившие количество минералов примерно до тысячи.
