Про Місяць, ртуті та землетруси. Креслення, опис

ДИТЯЧА НАУКОВА ЛАБОРАТОРІЯ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Дитяча наукова лабораторія

Про Місяць, ртуті та землетруси. Дитяча наукова лабораторія

Дитяча наукова лабораторія

Нехитрий прийом Стахєєва спрацював безвідмовно. На його запитання – з чим у мене насамперед асоціюється слово “ртуть” – я, як заздалегідь припустив Юрій Іванович, чесно відповів: із “градусником”. Це завжди буває прикро, коли тебе ловлять на стереотипності мислення. Звичайно, якщо напружити пам'ять, можна було пригадати ртутні люмінесцентні лампи, що "рідке срібло" було однією з улюблених речовин у алхіміків, що ртуть - це метал, який знали ще в доісторичні часи... І все-таки градусник.

Про Місяць, ртуті та землетруси

Чому я почав із цього буденного начебто факту? Тому що в тисячолітню історію ртуті радянськими вченими нещодавно вписана нова, дивовижна за оригінальністю сторінка. І ще – мова якраз піде про нестереотипне мислення, яке поєднує незвичайні асоціації та струнку логіку дослідження, наполегливість та терпіння на шляху до мети. Можливо, тому ця історія, розказана старшим науковим співробітником лабораторії космічної хімії Інституту геохімії та аналітичної хімії АН СРСР, подібна до своєрідного наукового детектива.

Почалася вона кілька років тому, коли автоматична станція "Місяць-13" доставила на Землю проби місячного ґрунту. Науковці мали уточнити будову місячної кори - хоча б тієї її частини, до якої дотягнувся пробовідбірник. А насамперед треба було розташувати проби у тому порядку, у якому станція їх брала. До цього всі проби залишалися, так би мовити, анонімними - всі вони були запаковані в одному контейнері впереміш.

Так місячні породи опинилися у лабораторії космічної хімії. Щоб дізнатися, з якої глибини взято ту чи іншу пробу, треба було знайти відмінності в їхньому хімічному складі. Спектральні дослідження показали, що на Місяці є практично ті самі елементи, що і на Землі, - молібден, свинець, залізо, ртуть... Ртуть зацікавила вчених найбільше. Вона, за задумом дослідників, могла послужити найнадійнішим орієнтиром у роботі. Ідея полягала у наступному. Температура на поверхні Місяця за добу сильно змінюється. Вночі там холодно – мінус 150°. А вдень - плюс 150 ° С. А ртуть - речовина рідка, летюча. Вдень ртуть, що міститься у верхніх шарах, активно випаровується. Глибокі шари нагріваються менше, отже, ртуті в них має зберегтися більше. Ось ці відмінності треба було вловити за допомогою спеціально створеного для цього приладу.

Прилад у цій історії грає особливу роль, тому зупинимося на ньому докладніше. По-перше, його довелося вигадувати. Існували, щоправда, прилади для санітарного контролю атмосфери, але їхня чутливість, за даними спектральних досліджень Місяця, виявлялася приблизно в тисячу разів нижче, ніж потрібно було для визначення концентрації ртуті в місячному ґрунті. Інші пристрої, більш чутливі, пов'язані з радіоактивністю і не можуть довго працювати в безперервному режимі.

Головну частину нового приладу придбали у магазині побутової електротехніки. Це портативний косметичний приладчик для штучної засмаги "Фотон", в якому встановлена ртутна лампа, що дає ультрафіолетове світло. Пари ртуті, як відомо, світяться в ультрафіолеті. Причому інтенсивність свічення пропорційна концентрації ртуті. Взяли лампу "Фотона", виточили металевий циліндр із Двома отворами під кутом у 90°. З одного кінця в такий циліндр світить лампа, з протилежного дивиться фотоелемент. Якщо через циліндр прокачувати повітря, що містить пари ртуті, фотоелемент "побачить" світіння і перетворює його на електричний струм. Чим сильніше свічення, тим сильніший струм. Але це лише схема приладу. Найважчим у реальному приладі виявилося відповідне затемнення. Промені лампи багаторазово відбиваються від внутрішніх стінок циліндра і потрапляють на фотоелемент. А світіння парів таке слабке, що навіть тисячоразово відбитий промінь може виявитися сильнішим. Чим тільки не коптили нутро циліндра - свічкою, газом, вугіллям... Нарешті знайшли найчорніше покриття для ультрафіолетових променів. Його дала кіптяву від берести. Прилад запрацював із небаченою досі чутливістю.

Результати перших замірів раптом показали, що ртуті в місячному грунті майже вдвічі менше, ніж припускали. Вирішили перевірити ще раз ці результати. Тепер ртуті стало... більше. Ще серія перевірочних дослідів, буквально через годину. Концентрація ртуті зростає... У чому річ? Несправний пристрій? Його заново відкалібрували, вивірили... На жаль, нові експерименти дали ту саму картину. Виходило, що спочатку ртуть із ґрунту кудись зникала, а потім потихеньку поверталася.

Чому зникає ртуть? Зразки експериментів дробили на повітрі. Можливо, саме тоді ртуть і випаровується? Але грунт при цьому зовсім не нагрівали, не було тут ніякої імітації місячного дня і ночі. І таки вирішили перевірити. Чергову порцію ґрунту дробити не стали, а, ізолювавши від атмосфери, розчинили у кислоті. Все стало на свої місця – експеримент довів, що під пресом якраз і губиться майже половина ртуті. Але чим це пояснити? Висунули таку гіпотезу. Руйнування зразка під пресом передують мікрозрушення в породі. Ртуть усередині шматка породи розташовується на гранях зерен-кристалів, що становлять цей шматок. Тепер скористаємося далекою, але, як вважають дослідники, є досить точною аналогією. Уявіть бутерброд із олією, накритий ще одним шматком хліба. Якщо один шматок зрушити щодо іншого, олія видавиться назовні. Приблизно так може відбуватися і з ртуттю. Вона оголюється при руйнуванні породи і починає інтенсивно випаровуватися.

Тепер треба було якось відповісти на друге запитання: звідки ртуть потім береться? Тут згадали так званий "ртутний феномен". У метеоритах багато разів виявлялося величезне, у тисячі разів більше, ніж у земних породах, вміст ртуті. Причому помітили: що довше пролежав метеорит у музейній колекції, то ртуті в ньому виявлялося більше. Зразки місячного ґрунту, коли їх витягали з-під герметичного скляного ковпака, також деякий час до перевірочного експерименту знаходилися на відкритому повітрі. Народилася ідея - що, якщо порівняти швидкість накопичення ртуті метеоритами, що пролежали точно відомий час у музеї, та місячним ґрунтом? Виявилося, швидкості приблизно збігаються!

Отже, отримано відповідь і друге питання. Зразки місячної породи, як губка, вбирають ртуть із земної атмосфери. Але, як завжди буває у науковому пошуку, вирішили одну загадку – виникають нові. Звідки у земній атмосфері багато ртуті? Чому не нагромаджують її земні породи? Як попадає ртуть в атмосферу?

Співробітники лабораторії космічної хімії вирушили у довгі, далекі, але цілком земні експедиції, озброєні своїм приладом. Результатом їх стало нове уявлення про роль ртуті у земних процесах.

Ми ще у школі дізнаємося про кругообіг у природі води, вуглецю, азоту... Тепер цей перелік доповнила ртуть. Причому без знання закономірностей круговороту ртуті, як зрозуміло, не можна скласти повну картину складних геохімічних, біологічних, фізичних процесів, які у біосфері. У ході експедицій вчені з'ясували, що з глибин планети ртуть піднімається крізь гірські породи разом із так званим газовим диханням землі. Потрапивши в атмосферу, ртуть вимивається потім дощами, щоб знову опинитися в землі.

Вимірювання, зроблені в експедиціях, принесли нові загадки. Коли почалися виміри, спочатку концентрація ртуті у повітрі зростала. Так тривало приблизно з тиждень. Потім концентрація почала знижуватися. А ще через тиждень вона знову почала наростати. Як виникає ця двотижнева періодичність? Вчені припустили, що в цьому винна... Місяць. Вона піднімає метрові хвилі океанських припливів, змушує підніматися і опускатися земну кору якраз із тією самою періодичністю. У глибині землі у своїй виникають напруги, тріщини. Ртуть тим часом найбільш інтенсивно випаровується з надр.

Обмірковуючи цей факт, дослідники згадали і загадку з пресом, який "крав" ртуть із місячного ґрунту. По суті, і в тому і в іншому випадку причина інтенсивного випаровування ртуті була однакова... Але ж і при землетрусах, як з'ясували на той час геофізики, виникають такі самі умови! Незадовго до катастрофи під землею посилюються напруження, зростає кількість тріщин у гірських породах. Отже, перед землетрусом поблизу його вогнища повинна зростати і концентрація ртуті!

Прилад повезли до районів високої сейсмічності. Дослідження провели у Туркменії, Таджикистані, Киргизії. Великих землетрусів у цих районах тоді не сталося. Але невеликих підземних ударів відбувалося багато. І прилад одразу ж зарекомендував себе дуже надійним прогнозистом. За чотири-п'ять діб до землетрусу прилад передбачав: буде поштовх! У семи випадках із десяти передбачення виявлялися вірними. І тепер вчені працюють над тим, щоби збільшити надійність незвичайного прогнозиста.

Автор: А.Фін

Рекомендуємо цікаві статті розділу Дитяча наукова лабораторія:

▪ Машина катастроф

▪ Чарівна лампа

▪ Робимо холод

Дивіться інші статті розділу Дитяча наукова лабораторія.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву

Тонкий промінь рентгену 27.12.2010

Створено настільне джерело променя Рентгену мікронного діаметра.

Зазвичай рентгенівський промінь отримують при гальмуванні розігнаних в електричному полі електронів металеву мішень. Такий промінь не можна назвати ні яскравим, ні гостронаправленим. Тобто просвітити їм пацієнта чи шматок металу можна, а ось просканувати об'єкт та виявити його будову з мікронною точністю не можна.

Вузький яскравий промінь одержують на синхротроні, але це величезний прискорювач, випромінювання на ньому дають електрони, розігнані до світлових швидкостей. Схоже, що незабаром у нього з'явиться компактний побратим, який міститься в невеликій кімнаті.

Міжнародна група вчених на чолі з доктором Стефаном Кнейпом із лондонського Імперського коледжу створила прототип нового джерела рентгена, в якому потужний лазер світить на тонку колонку атомів гелію. Гелій іонізується, і в ньому лазерний імпульс створює поділ зарядів: утворюється міхур із позитивно заряджених ядер, оточений хмарою вільних електронів. Між міхур і хмарою виникає сильне електричне поле, яке, по-перше, розганяє деякі електрони плазми до величезної швидкості, а по-друге, змушує їх випромінювати у вузькому конусі.

Виходить короткий імпульс дуже яскравого рентгена, причому діаметр променя вбирається у одного мікрона. Яскравість джерела виявилася в 1000 разів більшою, ніж у звичайних джерел схожого розміру, і за його допомогою вчені отримали непогані зображення. Наприклад, голови бабки.

Інші цікаві новини:

▪ Плавання покращує словниковий запас дітей

▪ Білінгвізм покращує розвиток мозку у дітей

▪ CMOS-сенсор Sony IMX487

▪ Анти-антибіотик

▪ Чисельність населення та клімат планети

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електротехнічні матеріали. Добірка статей

▪ стаття Види засобів та способи подачі сигналів лиха. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Що таке родимки? Детальна відповідь

▪ стаття Гібіскус сабдарифа Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Праска зі звуковою індикацією нагріву. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Транзистори біполярні та польові. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт