разное

Как появилась вода и сколько ее на нашей планете

«Тобою наслаждаются не ведая, что ты та­кое», — обращался кводе Антуанде Сент-Эк - зюпери. Тот самый, что написал прекрас­ную сказку о маленьком принце. И там вода играла не последнюю роль: принц постоян­но помнил, что надо поливать свою единст­венную розу, оставленную на далекой род­ной планете.

Мы не можем прожить без воды и несколь­ких дней. Между тем долгие столетия люди не только не знали, что она собой представля­ет, но не знали даже, сколько ее на Земле. И уже совсем было неясно, как появилась она на планете.

Вода была еще до появления человека: есть все основания полагать, что жизнь воз­никла в водной среде. А до возникновения жизни?

Вода — активный созидатель нашей плане­ты, один из ее основных «строительных мате­риалов».

Миллиарды лет назад в холодном газопы­левом облаке, со временем сгустившемся, уп­лотнившемся и ставшем Землей, уже содер­жалась вода. Скорее всего, она была в виде ле­дяной пыли. Это подтверждают исследова­ния Вселенной. Установлено, что исходные элементы для образования воды — водород и кислород — в нашей Галактике принадлежат к шести самым распространенным вещест­вам космоса.

Скопления молекул воды и гидроксидных радикалов обнаружены за пределами Солнеч­ной системы. В созвездиях Кассиопеи и Ори­она найдены облака, состоящие из молекул воды. Размеры облаков колоссальны — их протяженность в 40 раз превышает расстоя­ние от Солнца до Земли. Нередки случаи па­дения на Землю остатков кометных ядер — «посланцев» далеких миров. Чаще всего они представляют собой гигантские глыбы льда, смерзшегося с метаном, аммиаком и мине­ральными частицами. Вес достигших Земли ледяных глыб может достигать сотен кило­граммов.

Многолетними исследованиями геологиче­ских процессов, происходящих на нашей пла­нете, академик АН Украины Н. П. Семененко установил, что именно вода и составляющие ее элементы играли определяющую роль во всей геологической истории Земли. Исследуя содержание кислорода в составе земной коры, ученый сделал вывод, что в образова­нии протоземли[1] участвовали громадные ко­личества воды. Помимо этого, ее элементы входили в состав основных компонентов ис­ходного облака: водород — в состав гидридов металлов, кислород — в состав оксидов.

Согласно теории академика А. П. Виногра­дова, протоземное облако постепенно уплот­нялось и саморазогревалось. Источником не­обходимой энергии служили процессы радио­активного распада и уплотнения первичного вещества планеты. С незапамятных времен в недрах планеты происходят глубинные физи­ко-химические процессы. Там развиваются чудовищные давления и температуры; исход­ные вещества при этом испытывают слож­ные превращения. В результате образуются паро - и газообразные соединения, причем большинство из них состоит из воды или со­ставляющих ее элементов.

Согласно геохимической модели нашей планеты, созданной Н. П. Семененко, зем-

Кислородный каркас, смешан­ный с металли­ческим и водо­родом

НИЖНЯЯ МАНТИЯ

Ная кора, состоящая из окисленных пород, является своеобразным кислородным карка­сом, а ядро планеты слагают гидриды не­скольких металлов и частично карбид желе­за. В зонах самых высоких давлений и темпе­ратур выделяются, преимущественно, водо­род и углеводороды. Дальше от центра плане­ты эти вещества взаимодействуют с окислен­ными породами — образуются водяной пар и углекислый газ. Эти соединения постоянно выделяются на поверхность через жерла вул­канов, через всевозможные наземные и под­водные трещины и разломы земной коры (рис. 1.2).

По подсчетам Н. П. Семененко, за всю ис­торию существования Земли на ее поверх­ность таким образом выделилось около 3,4-109 км[2] воды. Треть этого количества в па­рообразном состоянии покинула поверх­ность планеты, а под воздействием Солнца значительная часть фотодиссоциировала1 на водород и кислород.

Остальная масса воды, очевидно, посте­пенно составила гидросферу. Появившись на поверхности планеты таким сложным пу­тем, вода не стала инертной, пассивной сре­дой. Вместе с парами воды выделялись не только оксиды углерода, но и соединения азо­та, фосфора, серы, которые вместе с кислоро­дом, углеродом и водородом составляют хи­мическую основу жизни. Наиболее благопри­ятные условия для появления и развития жиз­ни создались в водной среде. «Именно вода гидросферы явилась той обязательной, неза­менимой средой, в которой происходило формирование наиболее сложных органичес­ких соединений, послуживших в дальней­шем материалом для построения тел живых существ. Вода и сейчас является наипростей­шим, но количественно преобладающим хи­мическим компонентом «живой материи» — всей совокупности организмов, населяющих нашу планету», — так оценивает роль воды в возникновении биосферы биохимик А. И. Опарин.

В настоящее время подсчет количества во­ды на Земле выполнен со всей точностью, до­ступной современной науке. Эту работу уче­ные проделали в рамках программы Между­народного гидрологического десятилетия 1964...1974 гг. Результаты этой работы опуб­ликованы в многотомном труде «Мировые водные ресурсы и водный баланс земного шара».

Установлено, что гидросфера — океаны, моря, реки, озера, болота, атмосферная влага

— измеряется внушительной величиной — 1,385-109км3 воды, или 1,4-1019т. Три четвер­ти поверхности планеты покрыто водой.

Космонавты неоднократно отмечали, что из космоса Земля выглядит голубой плане­той с относительно небольшими вкрапления­ми суши. Голубая планета? Пожалуй, не пла­нета, а только ее тонкая оболочка. Если рас­пределить всю воду равномерно по поверхно­сти земного шара, средний радиус которого 6370 км, получится пленка толщиной менее 3 км. Не много воды в общем объеме плане­ты. К тому же, основную часть нашего водно­го потенциала составляет вода, которой не на­пьешься, не используешь ни в промышленно­сти, ни в сельском хозяйстве, ни в быту. 97,75% или 1,338-109 км3, — это соленые воды океанов и морей. Остальные 2,25% — пре­сные воды, однако, половина их — 24-106 км3

—«законсервирована» в виде ледяных гигант­ских шапок Антарктиды, Арктики, Гренлан­дии, высоких гор в различных районах Зем­ли. Примерно столько же воды — 23,4-106 км3

— скрыто от людских глаз в толще земной коры. Это подземные воды.

Объем доступной пресной воды исчисляет­ся уже не миллионами, а тысячами кубичес­ких километров. Больше всего пресной воды на земной поверхности накоплено в озерах — 176,4-103 км3. Если на мгновение задержать течение всех рек земного шара, то оказалось бы, что в их руслах одновременно находится 2120 км3 воды.

Истоки множества рек, больших и малых, находятся в болотах, которые содержат 10300 км3 пресной воды. 13000 т воды содер­жится в ближайших к земной поверхности слоях атмосферы. На высоте до 1 кмконцент - рация водяного пара в воздухе в среднем со - ставляет2%.

Вот, пожалуй, и вся вода, на которую мо­жет реально рассчитывать человечество те­перь и в ближайшем будущем.