Небесные растворы
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
По непроверенным данным, слабые телом ангелы в райских кущах умываются росой. А умываться-то им следовало бы талым градом. Во всяком случае, это было бы гигиеничнее: по сравнению с градом роса концентрированный раствор солей. А может града в раю попросту нет? Но так или иначе — роса солона и даже очень.
Вот, например, подсчеты, сделанные в Одессе. Жизнь одесситов иногда омрачают дожди, снегопады, град, иней и изморозь. Но в воде, выпадающей на город в результате всех этих метеорологических «невзгод», растворено в десятки (!) раз меньше поваренной соли, чем в одесских же росе и тумане. «Чистейшая роса» вовсе не так чиста и вовсе не так проста, как думали. Ее хрустальные капельки живут сложной и, вероятно, необходимой для биосферы жизнью. В круговороте земного вещества эти капельки играют весьма солидную транспортную роль, испаряясь, роса ежегодно оставляет на поверхности суши сто тысяч тонн йода.
Разумеется, и град, и снег, и дождь бывают порою грязнее росы. Но в среднем в дождевой капле заключено всего 9,3*1015 грамма солей. По дороге к земле капля «моет» воздух на своем пути и все больше пачкается. Снег обычно приносит на землю в два-три раза меньше грязи, чем дождь. Еще чище град, в литре талого града всего 25 миллиграммов «посторонних» веществ, он в два-три раза чище снега и в пять-шесть раз чище дождя.
В каждой дождевой капле есть более 20 химических элементов. Есть в ней и анионы, и ионы, и органические соединения. Концентрация и состав небесных растворов сильно меняются в зависимости от времени года и места действия. Например, первому снегу после сухой осени приходится работать мусорщиком. Он надолго очищает воздух от йода, азотной и азотистых кислот и других веществ. И тут сравнение «чист как первый снег» становится вопиюще неудачным.
Солей много не только в дожде и снеге, не только в облаках — сам воздух соленый. Дело доходит до того, что в воздухе образуются мельчайшие взвеси концентрированных растворов. Откуда же они берутся?
Главные поставщики солей на небо — океаны и моря. Однажды неподалеку от Астрахани к стволам деревьев прикололи квадратики из сукна. С Каспия дул ветер средней силы. Через три дня с сукна собрали налет солей. Сделали анализы и расчеты. Оказалось, что всего за три дня ветер мог отложить по 11 тонн морских солей на квадратном километре суши. Когда над Каспием стоит солнечная ветреная погода, море выбрасывает в прибрежную атмосферу 62 тысячи тонн солей в сутки!
Соли эти отправляются в замысловатые воздушные путешествия, с ними случается множество приключений, прежде чем они найдут успокоение в каком-нибудь уголке суши. Может быть, они приютятся в сочной мякоти арбуза, а может быть, отольются золотистым зерном…
Солевой набор облаков и солевой состав морской воды схожи. И не мудрено — соли попадают на небо не только в парах воды. При ветре крохотные пузырьки воздуха, проникшего в воду, как бы взрываются на гребнях волн. Брызги от этих взрывов — капельки размером всего по нескольку микронов — тоже насыщают небо. Правда, над континентами облака иногда обогащены «сухопутными» солями. Их из почвы или с поверхности горных пород забрасывают на небо восходящие потоки воздуха. Но все же и здесь роль первой скрипки играют соли, прилетевшие из царства Нептуна.
Сколько же соли в облаках? Академик В. И. Вернадский определил среднюю соленость облаков в 34 миллиграмма на литр (литр воды, а не облака!). Если эти миллиграммы перемножить на все тучи и ливни, то окажется, что за год с неба на сушу падает столько же минеральных солей сколько их выбрасывают в океан реки, три с половиной миллиарда тонн! Впрочем, по другим подсчетам, с неба падает только половина того количества солей, которое речные воды выносят в океан.
С осадками на квадратный километр суши в среднем выпадает по 12 тонн разнообразных солей в год. Одного только необходимого растениям азота, в зависимости от географических особенностей местности, ежегодно осаждается от 60 до 700 килограммов на квадратный километр! Такие дожди и впрямь посчитаешь золотыми.
Говорят, в семье не без урода. Есть такой урод и в облаках. Это хлор. Попадая в почву, он вредит растениям. Правда, хлор не очень-то разгуливает по небу, он придерживается приморских районов. Зато там ежегодно «приземляется» до двадцати тонн его на квадратный километр. Этот «двадцатитонный» рекорд принадлежит Цейлону.
Бог с ним, с хлором, все равно главное — что небесные растворы подкармливают поля, леса и луга. И кто знает, каковы были бы урожаи, если бы миллионы лет с неба на землю лилась дистиллированная вода. Впрочем, ее как раз капало бы очень мало. Ведь именно частицы морских солей (в том числе и хлористых) рождают осадки: они служат ядрами конденсации для водяных паров. Не возносись соли на небо — на земле не было бы ни туманов, ни облаков, ни туч, не шел бы снег, не было бы града. На вечно безоблачном небе припекало бы все иссушающее Солнце.
Может быть, только капли росы кое-где окропили бы скалы или песок. Ну, а в таких условиях на суше могли бы жить разве лишь какие-нибудь лишайники. Цветов, трав, деревьев и рек не было бы. И кто знает, появился ли бы на такой планете разум, смогли ли бы родиться мы, люди.
Автор: С. Старикович.