Чудеса: Популярная энциклопедия. Том 1

Вероятно, всем довелось видеть, как космонавты во время телевизионной связи с ними показывали своеобразный «фокус»: выдавленные из туба капли воды никуда не падали, а спокойно плавали в воздухе. Суть же этого «фокуса» не просто в том, что капли никуда не падали, но и в том еще, что они принимали безупречную форму шара. Это, можно сказать, демонстрация явления поверхностного натяжения в натуральном виде: именно силы этого натяжения при отсутствии внешних воздействий стягивают каплю жидкости в шар. Стало быть, естественная форма капли — шар, а не та, что мы повседневно видим в земных условиях.

Мы говорим: химически чистая вода. Это значит, что она не содержит примесей. Н ₂О, так сказать, в чистом виде. Однако под этой универсальной формулой скрывается разная вода. Давно уже установлено, что химические элементы имеют своих двойников — изотопы. Они отличаются от основного элемента лишь тем, что масса их атомов другая. Изотопы могут быть, тяжелее или легче основного элемента. В химически чистой воде есть такая, молекулы которой состоят из изотопов водорода или кислорода. Чаще всего это тяжелая вода, в ней присутствует не водород, а его тяжелый собрат — дейтерий. У тяжелой воды, естественно, и плотность, и другие физические характеристики иные. Некоторые ученые считают, что вода, даже химически чистая, представляет собой смесь молекул разного сорта: простых и ассоциированных, объединенных в группы. Простая молекула — это всем известное Н ₂О, ассоциированные (Н ₂О) ₈, (Н ₂О) и (Н ₂О) ₂. Правда, такое строение воды экспериментально еще не доказано.

Похоже, что на изучении воды как химического соединения рано ставить точку.

Быль о мертвой воде

О живой и мертвой воде мы наслышаны с детства. Во всяком случае те из нас, кто любил слушать сказки, а потом и сам читал их. Став взрослыми, мы узнали, что сказки — это духовное творчество народа, в котором в иллюзорной форме отражалась его жизнь, чаяния и надежды. Сказочное, иллюзорное мы оставили сказкам, но сказочные образы и метафоры сплошь да рядом стали переносить на явления и предметы вполне реальные. Вода, которая спасает в засушливый год урожай, конечно же, живая! Она, безусловно, живая и для населения пустынных и полупустынных районов, где и жизнь, и земледелие возможны только при наличии воды. И наоборот, вода, в которой не может жить ни одно существо, мертвая: Мертвое море в Западной Азии (впрочем, в нем все-таки живут отдельные виды бактерий), мертвыми стали некоторые реки и водоемы, отравленные отходами промышленности… В XVII–XVIII веках, да гораздо позже писались целые книги о проявлениях мертвой воды и, как правило, во всех этих «трудах» указанное явление природы связывалось с проделками дьявола.

Сразу же скажем: с этим и в самом деле загадочным явлением мореходы прошлых веков сталкивались неоднократно во многих районах земного шара — у побережья Норвегии и в Средиземном море, в Мексиканском заливе и в устьях больших африканских рек. В одном из скандинавских сказаний повествуется о морском походе викингов, прерванном по воле богов. Большое парусно-гребное судно стояло в фиорде, готовое сняться с якоря. Заснеженные пики гор, окружающие залив, сверкали в лучах весеннего солнца. Снег таял, вынося к морю целые потоки пресной воды… Прозвучала команда херсира (вождя). Над кораблем раскрылся большой четырехугольный парус красного цвета, и свежий ветер принял судно в свою стихию.

Но не успело оно продвинуться и сотни локтей, как, словно натолкнувшись на какое-то невидимое в воде препятствие, резко снизило скорость. Навалившись на весла, воины-гребцы пытались помочь ветру вывести судно из фиорда. Тщетно! «Хозяин фиорда не хочет нашего похода! — шептали испуганные люди. — С ним нельзя спорить!» Предводитель, столь же суеверный, отдал приказ возвращаться. Был брошен канат, которым корабль подтянули к берегу. В тот же день у херсира собрался военный совет. Было решено принести новую щедрую жертву богам-покровителям.

А старый, самый опытный из мореходов, Олаф Одноглазый, добавил: «Боги не хотят, чтоб мы вышли в море сегодня. Подождем, когда изменится ветер и принесет в залив свежую воду». По опыту прошлого он знал, что таинственные подводные силы исчезают, когда в фиорд устремляются воды открытого моря.

О «мертвой» воде, на которой резко гасилось движение корабля, упоминал еще Плиний Старший. Не зная истинных причин этого редкостного явления, он в своей «Естественной истории» пытался объяснить остановку корабля тем, что к днищу присасываются моллюски.

Существование «мертвой» воды как реального природного явления ученые долго не принимали всерьез. Лишь наблюдения норвежского исследователя Ф. Нансена привлекли, наконец, к ней внимание. Ведь на сей раз о ней сообщал уже не безызвестный моряк, а всемирно известный исследователь Арктики. И не только сообщал, но и пытался объяснить.

Специальными опытами было установлено: для появления в море очага с такой водой действительно необходим на поверхности слой пресной или почти пресной воды. Когда корабль движется по ней с незначительной скоростью (около четырех узлов), то на границе между пресной и соленой водой образуются подводные волны, которые очень быстро достигают больших размеров. Энергия этих внутренних волн и гасит всю или почти всю скорость судна. Мощь судовых двигателей расходуется на то, чтобы противостоять этому невидимому глубинному волнению. Эксперименты в бассейнах показали, каким путем можно избежать западни: судну необходимо идти со скоростью, превышающей скорость движения глубинных волн. В этом случае на границе раздела водных слоев волн не образуется — они гасятся. И если скорость судна превышает пять узлов, то проблемы «мертвой» воды для него нет. Вот почему моряки и замечали с давних пор, что в загадочную ловушку попадали суда средних размеров, ведь шли они обычно со скоростью не выше четырех с половиной узлов.

Обо всем этом впереди у нас еще будет разговор.

А вода «живая?»

Так почти через две тысячи лет после походов викингов был раскрыт механизм одного из редкостных природных явлений. Но, говоря в связи с ним о «мертвой» воде, мы не могли обойтись без кавычек: все-таки эпитет «мертвая» в данном случае не более чем метафора, возможно даже не очень-то удачная. Иное дело изотопная раз-, новидность воды. Установлено, что так называемая тяжелая вода, в которой, как мы уже знаем, «нормальный» водород заменен тяжелым дейтерием, в больших дозах вызывает гибель организмов, в меньших — действует угнетающе. Тут уж перед нами действительно мертвая вода — без всяких кавычек.

Тяжелая вода обязательный спутник воды обыкновенной, но содержание ее в природных водах определяется таким соотношением: одна часть тяжелой воды на шесть тысяч восемьсот частей нормальной. Это очень и очень немного, так что нам нечего опасаться. Впрочем, некоторые опытные данные, требующие, правда, дальнейшей проверки, говорят, что было бы еще лучше для нас и для всего живого, если бы тяжелой воды в обыкновенной содержалось еще меньше.

В течение нескольких лет в Томске ученые исследовали, как влияет на жизнедеятельность животных и растений чистая снеговая вода. Дело в том, что в ней содержится меньше тяжелой воды, чем в обычной, взятой из реки или колодца. И обнаружилось, что снеговая вода — в полном смысле слова вода «живая». Ученые брали две группы кур одинакового веса и возраста. Одних поили снеговой водой, других — обычной водопроводной. Опыт продолжался три с половиной месяца. Куры из первой группы снесли пятьсот тридцать восемь яиц, из второй только двести семьдесят два. К тому же яйца кур, пивших снеговую воду, весили больше.

Снеговой водой поили и супоросную свинью. Через два месяца она принесла десять поросят, каждый из них при рождении весил полтора килограмма, в контрольной же группе новорожденные весили килограмм или чуть-чуть больше. А в месячном возрасте поросята, получавшие «живую» воду, набрали уже по девять килограммов каждый, в то время как обычная масса поросят в этом возрасте около пяти килограммов.

Не менее интересные результаты дали опыты с растениями. В Томском ботаническом саду снеговой водой поливали огурцы, и они давали вдвое больший урожай, А те, у которых и семена замачивали этой водой, — почти втрое. Урожай редиса «живая» вода увеличивала на двести тридцать процентов.

Проводили эксперименты со снеговой водой в Ленинграде. Когда цыплятам ставили блюдечко с обычной водой, они пили спокойно, но стоило налить талой, прямо с плавающими льдинками, как цыплята начинали пить с жадностью, дрались и лезли в блюдечко лапками.

Эти и подобные им эксперименты дали повод высказать смелое предположение о причинах сезонных перелетов птиц. Возможно, что инстинктивная тяга перелетных птиц гнездиться не на юге, в местах зимовок, а на севере, обусловлена именно талой водой. Талая вода, по мнению авторов этой идеи, способствует выведению здорового, многочисленного и жизнестойкого потомства. Впрочем, предположить — не значит доказать… Исследователи талой воды не могли оставить без внимания и такие факты. В Арктике — микроорганизмы особенно бурно развиваются у кромки тающих льдов. То же самое можно наблюдать и в тундре, и в горах, где лежат вечные снега и ледники. Ученые считают, что благотворное влияние талой воды на живые организмы кроется не только в том, что в ней меньше тяжелой фракции, но и в ее структуре. Вода, образовавшаяся из растаявшего льда или снега, некоторое время структурно, по своему строению, ближе к первоисточнику, чем к обычной воде из реки или озера в жаркий летний день. Благодаря этому она более активно участвует в биохимических процессах, протекающих в живом организме.