Чем дышать и где купаться (атмосфера и гидросфера)

После того как кислород водородной продувкой вынесло к поверхности планеты, он начал активно окислять все, что там было интересного. И пока не окислил, не успокоился...

Любопытно, что при больших давлениях (125 килобар) металлический кремний, из которого в основном-то и состоит наша планета, не окисляется кислородом. А вот при давлениях более низких, когда кремний становится полупроводником, он начинает окисляться весьма активно. Поэтому постепенно выносимый из глубин на поверхность кислород окислял кремний и его соединения только до глубины примерно в 130 километров. Цифра «130» не с потолка взята, она расчетная – именно на такой глубине при силе тяжести в 3g (втрое выше сегодняшней) давление кремния составляет те самые 125 килобар, при которых он окисляться перестает.

И только после того как кислородом была создана тонкая окисная пленка на поверхности металлического шарика, началась новая эра в истории этого шарика – эра обводнения. А до этого была великая сушь...

Процесс формирования плацдарма для появления будущей жизни (окисной пленки) завершился к концу архейской эры, то есть только через миллиард лет от рождества планеты. Почему он так долго длился? Да потому, что энергия связи так называемых петрогенных («камнеобразующих») химических элементов с кислородом больше, чем энергия связи кислорода с водородом. Это чистая химия, в которую мы углубляться не будем. Нам важно только, что пока агрессивный кислород не пожрал все, что мог пожрать вкусного, на худосочный водород он даже внимания не обращал – и воды на планете было мизер, да и та, в основном, кометного происхождения. Если провести несложный подсчет, то выяснится, что на образование 130-километровой окисной пленки потребовалось 40% всего запаса кислорода нашей планеты.

Жизнь на планете к тому времени уже появилась. И если бы она имела глаза, то увидела бы вокруг не только очень сухую, но и очень гладкую земную поверхность. Дело в том, что гор о ту пору на Земле никаких не было. Мы же помним, отчего появляются горы. Они появляются в зоне заглатывания. А зона заглатывания образуется от проседания слоя металлов, через который идет мощный поток водорода. Наводороженный столб ужимается в объеме и затягивает в депрессионную воронку что ни попадя. Сволакивает кучи осадочных пород, образуя горы... Но в те давние времена металлосфера, через которую тек водород, была еще тонка, и водородные ручейки не успевали собраться в крупные реки, как уже оказывались у поверхности планеты. Соответственно, крупных депрессионных воронок не образовывалось. И гор вместе с ними. Скучное было время...

А вот уже с начала протерозоя, то есть через миллиард лет от рождества планеты, начинает образовываться гидросфера. За неимением более достойных объектов кислород начинает активнее реагировать с водородом и выносится на поверхность планеты уже в виде водяного пара – вместе с вулканическими газами, которые, собственно, почти из одной воды и состоят (ранее я уже приводил цифры содержания воды в вулканических газах).

Небольшой вулканчик через жерло диаметром всего в 50 метров может выкинуть в атмосферу до 100 тонн воды (в виде перегретого пара) за одну секунду. Пять таких вулканов за сотню миллионов лет непрерывного извержения способны выкинуть столько воды, сколько ее есть сейчас на Земле. Конечно, непрерывных извержений такой длительности не бывает. Но и у природы было не пять вулканов. И дырки у них были не 50-метровые – порой вулканические жерла имеют диаметр в километры. Да и жалкой сотней миллионов лет природу, в общем-то, никто не ограничивал. Так что никаких проблем ни с наличием реагентов, ни со способом их доставки, ни со сроками у планеты не было... Больше того, процесс формирования гидросферы не завершился и по сей день. Поэтому в геологическом будущем нашей планете грозит подъем уровня океанов – и вовсе не по причине глобального потепления! Но в будущее мы пока лезть не будем, а вернемся лучше в прошлое – к моменту, когда уже сформировалась литосфера и начался процесс производства воды.

Планета активно газит водяным паром в атмосферу. Что же это была за атмосфера? Вам бы она не понравилась... В воздухе той эпохи практически нет кислорода, он состоит из аммиака, метана, угарного газа и вонючего сероводорода. И только потом в атмосфере начинают отмечаться углекислый газ, азот, свободный кислород.

Есть мнение, что кислородом земную атмосферу насытили первые одноклеточные, которые дышали черт знает чем, а выдыхали кислород. И так размножились, что полностью отравили атмосферу продуктами своего выделения... Вопрос о том, могли ли первые одноклеточные насытить земную атмосферу кислородом, все еще остается для науки открытым. Тем более что совсем недавно появилась еще одна версия касательно появления в нашем воздухе живительного кислорода.

На излете второго тысячелетия нашей эры нижегородские ученые под руководством физика Дмитрия Селивановского провели серию интересных экспериментов – они облучали воду звуковыми волнами разной интенсивности. Я бы не стал проводить такие опыты: зачем греметь-тарахтеть возле воды, а потом проверять ее свойства? Ясно же, что они не изменятся! При чем тут звук-то?..

Но если бы все были такие умные, как я, наука в этой области вряд ли продвинулась бы вперед. Потому что, как выяснилось, свойства воды, обработанной шумами, меняются! В воде резко повышается концентрация перекиси водорода. То есть она закисляется.

Только гуманитарий может не удивиться подобному известию, поскольку гуманитарий образования практически не имеет и как устроен мир представляет себе весьма смутно. Глупо хлопает глазами, и все... А человек образованный умеет удивляться подобным фактам. Он в подобный факт, мимоходом брошенный в разговоре, может даже не поверить: «Да ладно врать-то»! Поэтому для образованных я даже табличку приведу.

Табл. 3.2.

И хотя концентрации перекиси в воде мизерные, хороший гром, как видите, может повысить эту концентрацию на два порядка! То есть в сто раз. Естественно, возникает вопрос, почему это происходит – без всякой химии, без какого бы то ни было электричества и прочих лазеров?..

Высокоэнергичная звуковая волна бьет по молекулам H₂O и в некоторых из них разрывается химическая связь между кислородом и водородом. Получается молекулярный водород H₂ и атомарный кислород. Водород очень летуч и быстро уходит из жидкости. Некоторые атомы кислорода объединяются друг с другом и образуют молекулы кислорода O₂, которые улетают из жидкости... Другие атомы кислорода объединяются с молекулами воды, образуя H₂O₂ – перекись водорода. Именно ее кислый вкус мы и ощущаем в молоке.

Перекись – вещество нестойкое и вскоре распадается на воду H₂O и атомарный кислород – О. Судьба последнего нам уже известна – он либо вылетает из воды в виде газа, найдя себе пару, либо вновь повторяет перекисный цикл.

Таким образом, сотрясение воды волнами звуковых частот приводит не только к закислению воды, но и к выделению в воздух кислорода. И как только на Земле появилась гидросфера, этот процесс пошел. Громы, гул землетрясений, шум прибоя – атмосфера наполнена звуками, и каждый звук обогащал атмосферу сотнями или тысячами молекул кислорода. Казалось бы, мелочь. Но куда торопиться, если впереди – сотни миллионов лет? Между прочим, количественная оценка этого процесса группой Селивановского показала, что он в 100 раз эффективнее фотосинтеза. Так что, возможно, с теорией о том, будто именно первые бактерии заполнили атмосферу чистым кислородом, науке придется расстаться.

А Владимира Ларина, узнавшего от Селивановского про эти интересные опыты, насыщение атмосферы кислородом натолкнуло на две мысли. Первая из них нам малоинтересна – она о том, что сей процесс мог бы прекрасно объяснить некоторые до сих пор непроясненные геологические частности, например, появление на планете так называемых «красноцветов» А вот вторая его идея публику несомненно заинтересует: «Не потому ли в старину во время эпидемий звонили в колокола, что это повышало содержание перекиси водорода в организме, ведь человек, как известно, на 70% состоит из воды? А перекись – отличный антисептик...» Между прочим, в медицине – как традиционной, так и не очень – практикуются методы лечения разных болезней, в том числе довольно тяжелых, с помощью перекиси водорода. Впрочем, целительство не является темой данной книги, поэтому мы плавно переходим от медицины и перекиси к…

Нет, не переходим.

Не переходим, потому что я не могу не поделиться с читателем своим удивлением от того потрясающего факта, что громкий звук может разорвать молекулу воды и потому является причиной мгновенного прокисания (закисления) молока. Полный впечатлений от этой новости я спросил у своего отца, проведшего всю свою крестьянскую юность в деревне, известно ли ему, что в грозу молоко скисает? «Конечно! – удивился отец. – А ты разве не знал?»

Вот так вот! Простые крестьяне, оказывается, в курсе, что молоко от грозы скисает и что с неба иногда падают камни. Может, и драконы где-то существуют?..

Ну ладно. Сделаем один хороший вывод из сказанного. Поскольку кислородом нас снабжает океан при помощи грома, гринписовцы, ратующие за сохранение зеленых легких планеты, могут заткнуться. В свете сказанного выше их крики о том, что если мы вырубим все леса, на планете нечем станет дышать, – бред сивой кобылы. Поэтому рубите на здоровье! В крайнем случае, прибежим к берегу моря и будем бить в тамтамы, стучать в тазы и дудеть в трубы – кислород производить. И полезно, и весело.

Дата добавления: 2015-09-06