О Луне, ртути и землетрясениях. Чертеж, описание

ДЕТСКАЯ НАУЧНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Бесплатная библиотека / Справочник / Детская научная лаборатория

О Луне, ртути и землетрясениях. Детская научная лаборатория

Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

Немудреная уловка Стахеева сработала безотказно. На его вопрос - с чем у меня в первую очередь ассоциируется слово "ртуть" - я, как заранее предположил Юрий Иванович, честно ответил: с "градусником". Это всегда бывает обидно, когда тебя ловят на стереотипности мышления. Конечно, если напрячь память, можно было припомнить ртутные люминесцентные лампы, что "жидкое серебро" было одним из излюбленных веществ у алхимиков, что ртуть - это металл, который знали еще в доисторические времена... И все-таки градусник.

О Луне, ртути и землетрясениях

Почему я начал с этого обыденного вроде бы факта? Потому что в тысячелетнюю историю ртути советскими учеными недавно вписана совершенно новая, удивительная по оригинальности страница. И еще - речь как раз пойдет о нестереотипном мышлении, которое сочетает необычные ассоциации и стройную логику исследования, настойчивость и терпение на пути к цели. Может быть, поэтому история эта, рассказанная старшим научным сотрудником лаборатории космической химии Института геохимии и аналитической химии АН СССР, подобна своеобразному научному детективу.

Началась она несколько лет назад, когда автоматическая станция "Луна-13" доставила на Землю пробы лунного грунта. Ученым предстояло уточнить строение лунной коры - хотя бы той ее части, до которой дотянулся пробоотборник. А первым делом надо было расположить пробы в том же порядке, в котором станция их брала. До этого все пробы оставались, так сказать, анонимными - все они были упакованы в одном контейнере вперемешку.

Так лунные породы оказались в лаборатории космической химии. Чтобы узнать, с какой глубины взята та или иная проба, надо было найти отличия в их химическом составе. Спектральные исследования показали, что на Луне есть практически все те же элементы, что и на Земле, - молибден, свинец, железо, ртуть... Ртуть заинтересовала ученых более всего. Она, по замыслу исследователей, могла послужить самым надежным ориентиром в их работе. Идея заключалась в следующем. Температура на поверхности Луны за сутки очень сильно изменяется. Ночью там холодно - минус 150°. А днем - плюс 150° С. А ртуть - вещество жидкое, летучее. Днем ртуть, содержащаяся в верхних слоях, активно испаряется. Более глубокие слои нагреваются меньше, следовательно, ртути в них должно сохраниться больше. Вот эти различия и надо было уловить с помощью специально созданного для этого прибора.

Прибор в этой истории играет особую роль, поэтому остановимся на нем подробнее. Во-первых, его пришлось придумывать. Существовали, правда, приборы для санитарного контроля атмосферы, но их чувствительность, по данным спектральных исследований Луны, оказывалась примерно в тысячу раз ниже, чем нужно было для определения концентрации ртути в лунном грунте. А другие устройства, более чувствительные, связаны с радиоактивностью и не могут долго работать в непрерывном режиме.

Главную часть нового прибора приобрели... в магазине бытовой электротехники. Это портативный косметический приборчик для искусственного загара "Фотон" в котором установлена ртутная лампа, дающая ультрафиолетовый свет. Пары ртути, как известно, светятся в ультрафиолете. Причем интенсивность свечения пропорциональна концентрации ртути. Взяли лампу "Фотона", выточили металлический цилиндр с Двумя отверстиями под углом в 90°. С одного конца в такой цилиндр светит лампа, с противоположного - смотрит фотоэлемент. Если через цилиндр прокачивать воздух, содержащий пары ртути, фотоэлемент "увидит" свечение и преобразует его в электрический ток. Чем сильнее свечение, тем сильнее ток. Но это только схема прибора. Самым же трудным в реальном приборе оказалось найти подходящее затемнение. Лучи лампы многократно отражаются от внутренних стенок цилиндра и попадают на фотоэлемент. А свечение паров так слабо, что даже тысячекратно отраженный луч может оказаться сильнее. Чем только не коптили внутренность цилиндра - свечкой, газом, углем... Наконец нашли самое черное покрытие для ультрафиолетовых лучей. Его дала копоть от бересты. Прибор заработал с невиданной доселе чувствительностью.

Результаты первых же замеров вдруг показали, что ртути в лунном грунте почти вдвое меньше, чем предполагали. Решили перепроверить эти результаты. Теперь ртути стало... больше. Еще серия проверочных опытов, буквально час спустя. Концентрация ртути возрастает... В чем дело? Неисправный прибор? Его заново откалибровали, выверили... Увы, новые эксперименты дали ту же самую картину. Получалось, что сначала ртуть из грунта куда-то пропадала, а затем потихоньку возвращалась.

Почему исчезает ртуть? Образцы для экспериментов дробили на воздухе. Может быть, именно тогда ртуть и испаряется? Но ведь грунт при этом совершенно не нагревали, не было тут никакой имитации лунного дня и ночи. И все-таки решили проверить. Очередную порцию грунта дробить не стали, а, изолировав от атмосферы, растворили в кислоте. Все стало на свои места - эксперимент доказал, что под прессом как раз и теряется почти половина ртути. Но чем это объяснить? Выдвинули такую гипотезу. Разрушению образца под прессом предшествуют микросдвиги в породе. Ртуть внутри куска породы располагается на гранях зерен-кристаллов, составляющих этот кусок. Теперь воспользуемся далекой, но, как считают исследователи, довольно точной аналогией. Представьте бутерброд с маслом, накрытый еще одним куском хлеба. Если один кусок сдвинуть относительно другого, масло выдавится наружу. Примерно так может происходить и с ртутью. Она обнажается при разрушении породы и начинает интенсивно испаряться.

Теперь надо было как-то ответить и на второй вопрос: откуда ртуть потом берется? Тут вспомнили так называемый "ртутный парадокс". В метеоритах много раз обнаруживалось огромное, в тысячи раз большее, чем в земных породах, содержание ртути. Причем заметили: чем дольше пролежал метеорит в музейной коллекции, тем ртути в нем оказывалось больше. Образцы лунного грунта, когда их извлекали из-под герметичного стеклянного колпака, тоже некоторое время до проверочного эксперимента находились на открытом воздухе. Родилась идея - что, если сравнить скорость накопления ртути метеоритами, пролежавшими точно известное время в музее, и лунным грунтом? Оказалось, скорости приблизительно совпадают!

Итак, получен ответ и на второй вопрос. Образцы лунной породы, словно губка, впитывают ртуть из земной атмосферы. Но, как всегда бывает в научном поиске, решили одну загадку - возникают новые. Откуда в земной атмосфере много ртути? Почему не накапливают ее земные породы? Как попадает ртуть в атмосферу?

Сотрудники лаборатории космической химии отправились в долгие, далекие, но вполне земные экспедиции, вооруженные своим прибором. Результатом их стало новое представление о роли ртути в земных процессах.

Мы еще в школе узнаем о круговороте в природе воды, углерода, азота... Теперь этот перечень дополнила ртуть. Причем без знания закономерностей круговорота ртути, как стало ясно, нельзя составить полную картину сложных геохимических, биологических, физических процессов, происходящих в биосфере. В ходе экспедиций ученые выяснили, что из глубин планеты ртуть поднимается сквозь горные породы вместе с так называемым газовым дыханием земли. Попавшая в атмосферу ртуть вымывается затем дождями, чтобы вновь очутиться в земле.

Измерения, сделанные в экспедициях, принесли и новые загадки. Когда начались замеры, вначале концентрация ртути в воздухе росла. Так длилось примерно с неделю. Затем концентрация начала снижаться. А еще через неделю она вновь стала нарастать. Как возникает эта двухнедельная периодичность? Ученые предположили, что в этом виновата... Луна. Она поднимает метровые волны океанских приливов, заставляет подниматься и опускаться земную кору как раз с той же периодичностью. В глубине земли при этом возникают напряжения, трещины. Ртуть в это время наиболее интенсивно испаряется из недр.

Обдумывая этот факт, исследователи вспомнили и загадку с прессом, который "крал" ртуть из лунного грунта. По сути дела, и в том и в другом случае причина интенсивного испарения ртути была одинакова... Но ведь и при землетрясениях, как выяснили к тому времени геофизики, возникают точно такие же условия! Незадолго до катастрофы под землей усиливаются напряжения, возрастает количество трещин в горных породах. Значит, перед землетрясением вблизи его очага, должна возрастать и концентрация ртути!.

Прибор повезли в районы высокой сейсмичности. Исследования провели в Туркмении, Таджикистане, Киргизии. Крупных землетрясений в этих районах тогда не случилось. Но небольших подземных ударов происходило много. И прибор сразу же зарекомендовал себя весьма надежным прогнозистом. За четверо-пятеро суток до землетрясения прибор предсказывал: будет толчок! В семи случаях из десяти предсказания оказывались верными. И теперь ученые работают над тем, чтобы увеличить надежность необычного прогнозиста.

Автор: А.Фин

Рекомендуем интересные статьи раздела Детская научная лаборатория:

▪ Мускулы из воздуха

▪ Пульс Земли

▪ Сделай гигрометр

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Как защитить мобильный телефон от кражи 20.11.2002

Во всем мире весьма актуальной остается проблема защиты мобильных телефонов от кражи, для решения которой предложено несколько способов.

Так, британская компания "Allied Commercial Developments" создала устройство под названием "Kobra", которое монтируется под задней панелью трубки и подходит к 80% моделей современных аппаратов. В специальный разъем вставляют штырек, похожий на чеку гранаты. Штырек привязывают к ремешку, а тот - к запястью, чехлу или поясу владельца. При попытке украсть аппарат штырек освобождается, и через несколько секунд раздается звуковой сигнал силой 120... 140 дБ, что превышает болевой порог человеческого слуха. Скрыться с таким визжащим мобильником вору будет непросто.

Другая группа исследователей из университета штата Калифорния (США) нашла способ взрывать кремниевые чипы по специальному электрическому сигналу, посылаемому в случае попадания телефона в чужие руки. На части кристалла микросхемы мобильника осаждается слой нитрата гадолиния, выполняющий функцию детонатора.

При поступлении кодированного радиосигнала детонатор возбуждается, и микросхема просто расплавляется. Вору ничего не остается, как выбросить уже испорченную украденную вещь.

Другие интересные новости:

▪ Защита смартфона при падении

▪ Плата для разработчиков Winkel Board

▪ Бронежилет из наноструктурированного углеродного материала

▪ Слух с возрастом не ухудшается

▪ Улучшена компьютерная распознаваемость речи

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Воздушно-гидравлический ракетоплан. Советы моделисту

▪ статья Какие камни называют драгоценными? Подробный ответ

▪ статья Машинист по обслуживанию аммиачно-холодильных установок. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Модульное программирование систем управления на MCS48. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрооборудование лифтов. Освещение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте