Природа. Человек. Закон - Городинская Виолетта Семеновна
Удивительные, во многом и до сих пор загадочные, свойства воды всегда интриговали людей. Ее физические свойства служат серьезнейшим опровержением механистическому подходу к явлениям даже косной природы. Изменчивость водной стихии издревле служила дежурным тропом поэтам всех времен и народов. Химики выяснили, что не только океанские или речные массы воды изменчивы; сама по себе она, даже в стакане, в спокойном и невозмутимом, казалось бы, состоянии постоянно меняется. Из школьной химии мы знаем, что молекула обычной воды имеет постоянную структуру — два атома водорода и один кислорода. Так-то это так, но оказывается еще, что три эти атома сочетаются в каждой молекуле по-разному, и сочетаний этих 42! Правда, устойчивыми из них являются только 9, но и того достаточно, чтобы сказать: на самом деле мы пьем воду, состоящую из смеси вод девяти химических свойств. И все эти разнообразные молекулы одной и той же воды постоянно взаимодействуют между собой, изменяют свою структуру и, следовательно, состав. Бот и получается, что не только нельзя дважды войти в одну и ту же реку, как утверждал Гераклит, но и выпить дважды одну и ту же воду невозможно. И может быть, недаром у древних греков самым ярким символом изменчивости было морское божество — Протей.
Легко расступающаяся, легко же и дробящаяся на капли, вода обладает, оказывается, большой силой сцепления молекул. Поставьте в стакан с водой тонкую стеклянную трубку, жидкость тут же поднимется в трубке выше уровня стакана. Очевидное это свойство — результат преодоления атмосферного давления силой сцепления молекул воды. И иголка держится на ее поверхности отнюдь не потому, что на стали оказался слой жира, как уверяли, во всяком случае нас, школьные учителя. А из-за большого поверхностного натяжения слоя воды. Причем чем чище вода, тем сильнее поверхностное натяжение. Ученые утверждают, что если бы им удалось совершенно избавить воду от примеси, то по озеру такой воды можно было бы и летом кататься на коньках.
При нагревании тела расширяются, при охлаждении — сжимаются. Эта аксиома, с учетом которой строятся все человеческие сооружения, подверженные климатическим или иным колебаниям температуры, опровергается водою. До 4 °C выше нуля она еще согласна вести себя, как все остальные земные тела, но при температуре ниже этого уровня она вопреки аксиоме начинает расширяться и, превращаясь в лед, увеличивается в объеме примерно на 11 процентов — коэффициент расширения для природных тел невиданный, даже если исключить тот феномен, что это происходит отнюдь не при нагреве. Сила ее расширения при этом колоссальна, давление на стенки, сдерживающие ее желание расширяться, доходит до 2500 кгс/см2! Удара в две с половиной тонны весом на каждый квадратный сантиметр поверхности не выдерживает самая прочная порода и сталь. А сама она к увеличению давления гораздо индифферентнее, чем любое твердое вещество, и пробовать спрессовать ее во вдвое меньший объем — только даром время и силы терять. При увеличении давления она, опять же вопреки всем правилам, установленным для других минералов, начинает замерзать при более низкой температуре — минус 3° и ниже. Потому-то и не промерзают глубины океанов до дна (правда, тут еще помогает и повышенная соленость).
И, пожалуй, главная для живых существ особенность — вода вступает в, если перефразировать метафору академика Ферсмана, дружеские связи со всеми минералами Земли. «Вода точит камень» не потому, что легчайшая струйка воды нежно касается грубой твердости гранитного валуна или скалы. А потому, что растворяет минералы, из которых состоит гранит и прочие твердые породы, и рассеивает их по земле, морям и океанам на радость жизни.
Для организма биосферы вода имеет главенствующее значение. В сущности, конечно, отделять ее от атмосферы или литосферы, выделять и отдавать предпочтение какому-либо из этих трех косных компонентов биосферы нельзя — все они необходимы друг другу и жизни, и это лишь кажется, что, поскольку бывает и полностью водная жизнь, она вполне могла бы обойтись без атмосферы. Ни в коем случае. И не только потому, что без защитного атмосферного слоя и самих вод Мирового океана, рек и озер не существовало бы, но еще и потому, что именно атмосфера снабжает эти воды кислородом, азотом, углекислотой, необходимой для существования жизни в воде, перемешивает водные толщи, обогащая их этими веществами, равномерно распределяя в водах минеральные соли Земли.
Современные ученые полагают, что жизнь на Земле зародилась в водах Мирового океана. Если даже это и не так, если местом зарождения жизни в действительности было какое-то иное место (некоторые, как мы знаем, утверждают, что она могла зародиться в Космосе), то уж, без всякого сомнения, ее существование и развитие без вод Мирового океана было бы невозможно. Это вода укрывала первые, робкие и слабые ростки жизни от всяческих невзгод: жуткой жары или, наоборот, жуткого холода поверхности Земли, плохо защищенной от огромного перепада температур первобытной углекислотной атмосферой, защищала от жестких космических излучений, способных убить все живое во мгновение ока, питала растворенными ею минеральными и органическими веществами первые микроорганизмы, а позже давала возможность осуществлять фотосинтез — то самое преобразование углекислотной атмосферы в кислородную, благодаря которому мы существуем. В этом процессе хлорофилл расщепляет именно воду, усваивая водород для собственных нужд и высвобождая свободный-кислород, которым мы дышим.
В сущности, любой организм, тело любого растения и животного представляет собою как бы губку, пропитанную водой, жадно вбирающую ее из источников и атмосферы.
Сок растений, протоплазма клеток и кровь животных, межтканевая жидкость и лимфа, жидкие среды глазного яблока и ликвор спинного мозга, смазки суставов и плевры, другие специализированные жидкостные среды, — все это существует и работает на основе воды, легко растворяющей минеральные соли и легко же с ними расстающейся, проникающей вместе с ними под воздействием гидростатического давления, создаваемого работой сердца, сквозь стенки кровеносных сосудов всех тканей организма.
Подсчитано, что в среднем человек за сутки принимает с пищей 2,5 литра воды (точнее — 2,2, а еще 0,3 литра образуется в ходе обменных процессов из жиров организма). Считается, что столько же и выводится из его тела за те же сутки: с мочой, потом, другими выделениями (причем с дыханием и потом выходит до 40 процентов воды). Однако это вовсе не значит, что организм схож с водопроводной трубой и все, что выпито, тотчас же протекает, не задерживаясь. Исследователи установили, что выпитая нынче вода уйдет из организма только через 6, а то и через 12 дней — все зависит от микроклиматических условий, в которых находится тот или иной человек, и других факторов. И за это время она успевает проделать гигантскую работу.
Путь воды начинается в желудке и кишечнике, где она, растворив переваренные частицы питательных веществ, поступающих с пищей, проникает, перенося их через стенки пищеварительного тракта, в кровь. Насыщенная аминокислотами, глюкозой и другими сахарами, жирными кислотами, минералами разносит она их по кровотоку и межтканевой жидкости к каждой из миллиардов клеток, из которых состоит наш организм. Вместе с ними проникает она через мембрану (когда возникает необходимость выровнять осмотическое давление) в плазму клетки, выносит оттуда продукты распада, образовавшиеся при синтезе питательных веществ, и вновь по кровотоку устремляется к почкам и печени, где и откладываются ненужные и вредные вещества, выводящиеся потом из организма с мочой, которая является не чем иным, как отработавшей свою 6-12-суточную смену и свершившей свыше 1000 оборотов по организму водой с растворенными в ней отходами жизнедеятельности нашего тела.
Так удаляется более половины суточной нормы воды. Еще четверть выделяется с потом и опять же уносит значительную долю всевозможных отходов и примерно пятая часть ее (свыше 400 граммов) улетучивается вместе с дыханием.
