Бесплатная техническая библиотека

О Луне, ртути и землетрясениях. Детская научная лаборатория

Справочник / Детская научная лаборатория

 Комментарии к статье

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.

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:

▪ Солнце красное взойдет

▪ Телескоп без единого стекла

▪ Микроскопы Левенгука

Смотрите другие статьи раздела Детская научная лаборатория.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Мини-транзисторы из теллура 18.02.2020 Компьютерные чипы используют миллиарды крошечных переключателей, называемых транзисторами, для обработки информации. Чем больше транзисторов на чипе, тем быстрее работает компьютер. Ученые из Университета Пердью в сотрудничестве с Мичиганским технологическим университетом, Вашингтонским университетом в Сент-Луисе и Техасским университетом в Далласе обнаружили, что материал, имеющий форму одномерной спирали ДНК, заключенный в нанотрубку из нитрида бора, мог бы построить полевой транзистор диаметром два нанометра. Транзисторы на рынке изготовлены из более объемного кремния и имеют размер от 10 до 20 нанометров. Одним из способов уменьшения размеров полевых транзисторов, который встречается в большинстве электронных устройств, является создание затворов, которые окружают более тонкие нанопроволоки. Эти нанопроволоки находятся внутри нанотрубок. Исследователи успешно построили транзистор с нанопроволокой теллура, заключенной в нанотрубку из нитрида бора. Высококачественная нанотрубка из нитрида бора эффективно изолирует теллур, что позволяет построить транзистор.

Другие интересные новости:

▪ Носимый персональный кинотеатр Sony Wireless Neckband Speaker

▪ Выведен негорький цикорий

▪ Прототип искусственного электронного языка

▪ Создан гибрид мобильника и телевизора

▪ Спутник на веревочке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инфракрасная техника. Подборка статей

▪ статья Тонкомпенсация. Искусство аудио

▪ статья Что такое Великая хартия вольностей? Подробный ответ

▪ статья Эхинопанакс высокий. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Клей и мазь для приводных ремней. Простые рецепты и советы

▪ статья Параметрический эквалайзер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025