Земная вода старше Солнечной системы

Жидкие факты

С точки зрения науки, окружающий нас мир устроен настолько сложно, а его «тонкие настройки» так выверены, что у некоторых ученых всерьез возникают мысли, что эта идеально сбалансированная система просто по определению не могла появиться сама. В то же время обычные люди, привыкшие жить, не задавая сложных вопросов, воспринимают действительность как данность. Тем не менее даже воздух, которым мы дышим, и вода, которую пьем, хранят весьма интригующие тайны.

Фото  pixabay.com

Чистая энергия

«Вероятность того, что вода в вашем стакане когда-то употреблялась динозавром, равна 100 %» — эту фразу можно услышать довольно часто. Согласитесь, поверить в такой вариант весьма сложно. Но на самом деле все еще круче. Древние рептилии вместе с неандертальцами — это вообще мелочи. Как утверждают американские астрофизики из научного Института Карнеги, опубликовавшие свое открытие в журнале Science, вода, которая содержится в Солнечной системе, когда-то была частью огромного молекулярного облака, породившего, собственно говоря, вообще все. Глобально — Вселенную.

Надо сказать, что с точки зрения физики здесь нет никакого противоречия. Более того, это отражено в первом законе термодинамики (закон сохранения энергии): «Энергия не исчезает и не теряется в никуда, она всего лишь переходит из одного состояния в другое». В простом изложении: ничто не появляется из ничего и не исчезает бесследно. Любопытно, что фундаментальный закон природы действует везде без исключений, идет ли речь о классической физике или о квантовой. Если говорить конкретно о воде и упрощать суть до уровня школьной программы, стоит вспомнить раздел природоведения «Круговорот воды в природе» — там очень доступно все изложено.

Ровесница звезд

Когда ученые ищут признаки внеземной жизни, одним из важных критериев возможной обитаемости планет для них является наличие воды. Однако тут есть некоторые нюансы. Во-первых, согласно новым теориям, живая среда других миров может быть устроена принципиально отлично от нашей. Да, для Земли именно вода — важнейший компонент жизни. Например, человек может прожить без нее не более 5 дней.

Люди состоят из воды на 75—80 %, она участвует во всех обменных процессах, и ее баланс очень важен для нормальной работы организма. К примеру, если мы теряем всего 2 % воды от массы тела, возникает сильная жажда. Если процент увеличится до 10, начнутся галлюцинации. Потеря 12 % жидкости — такое сильное обезвоживание, что восстановиться без помощи медицины невозможно. При потере в 20 % наступает смерть. И эта схема работает практически для всех существ на Земле. Но ученые все больше склоняются к мысли, что иные формы жизни могут не настолько сильно зависеть от воды, а то и вовсе без нее обходиться. Во-вторых, даже в нашей родной Солнечной системе воды в виде, например, льда полным-полно. Он есть на ледяных кометах, спутниках, в бассейнах Меркурия, был найден в минеральных остатках метеоритов, на Луне и Марсе. И при этом обитаема только Земля. Как такое может быть?

Ученые предположили, что вода — элемент, который был дан всем в равной степени, поскольку изначально присутствовал во Вселенной. Дело в каких-то нюансах. Для того чтобы доказать теорию, исследователи построили химическую модель ранней Солнечной системы. Они исходили из постулата, что когда-то Солнце было окружено протопланетным диском — так называемой солнечной туманностью, из которой потом появились планеты. Задача заключалась в том, чтобы понять, является ли появление воды (льда) результатом местных химических реакций либо он уже присутствовал в молекулярном облаке, из которого сформировался космос. В результате долгих вычислений, которые мы приводить не будем (они касаются дейтерия — тяжелого водорода, а это сложная тема), выяснилось, что верно как раз таки второе. Вода в Солнечной системе появилась не в силу локальных условий, а когда-то была льдом межзвездного пространства. Следовательно, молекулы воды старше не только динозавров, но и самого нашего светила — они ровесники космической пыли, черных дыр и прочих интересных штук. Как говорится, есть от чего впасть в восторг. По крайней мере, теперь на банальную кружку жидкости начинаешь смотреть по-другому.

Уникальность не случайна

Тот факт, что основа жизни на Земле досталась нам из космоса, позволяет продвинуться мыслью гораздо дальше. Например, если допустить, что оттуда же родом и органика (а это уже практически доказано), значит, межзвездное вещество представляет собой некий «стандартный суп». И все планетарные системы образованы с участием ингредиентов, пригодных для эволюции. Но поскольку на обнаруженных к настоящему моменту экзопланетах явно выраженной жизни нет, стало быть, дело не в уникальности условий именно на Земле. Что-то в определенный момент должно послужить cпусковым крючком к развитию микробных форм, так сказать, в гуманоидные. И если сработало у нас, значит, где-то еще могло тоже. Почему бы и нет? Осталось только выяснить отправную точку эволюции. Но это уже совсем другая история.

КСТАТИ


Еще со школы все знают, что у воды есть 3 агрегатных состояния: жидкое, твердое и газообразное. Однако ученые выделяют 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 — в замерзшем. Именно последнее наиболее интересно с точки зрения физики. 

Например, если взять замерзшую чистую воду и продолжить ее охлаждение, то при минус 120 градусах по Цельсию она станет сверхвязкой (тягучей), как густой кисель. А при минус 135 градусах и ниже образуется так называемая стеклянная вода. Это не лед, а твердое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура. И еще один любопытный момент: классическая химическая формула воды — H2O. Но на самом деле такой идеальной жидкости в природе не существует, потому что к ней все время пристают различные примеси.

В ТЕМУ

Несмотря на то что вода кажется нам «мягкой», падение на нее с большой высоты равносильно удару о бетонный блок. Все дело в поверхностном натяжении — силе сцепления между молекулами жидкости. Даже профессиональные спортсмены прыгают с трамплина только после подготовки. Тело должно войти в воду с наименьшими показателями поперечного сечения, врезаясь в нее, как нож. А вход плашмя чреват травмой. Что же касается благополучного приводнения дилетанта с нескольких десятков метров, как часто показывают в кино, — это сказки. Тут даже чемпион вряд ли сгруппируется, поскольку тело раскручивается в воздушном потоке. И в любом случае перегрузки при контакте с поверхностью достигают критических значений. Что, кстати, опытным путем проверили авторы популярной передачи «Разрушители легенд»: манекен по имени Бастер (парню все время не везет) получил травмы, несовместимые с жизнью. Тем не менее есть исключения.

Например, герой лихо сигает в воду со стометровой скалы — прямо в основание водопада. Хотите верьте, хотите нет, но тут есть честный шанс не превратиться в лепешку благодаря тем же законам физики, которые в других случаях гарантируют больничную койку и костыли. Цитируя рекламу: все дело в волшебных пузырьках! А точнее — в особом состоянии воды под ниспадающим потоком: она сильно вспенена, и плотность поверхностного натяжения у нее гораздо ниже.

bebenina@sb.by
Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter