Небесні розчини
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
За неперевіреними даними, слабкі тілом ангели в райських кущах вмиваються росою. А вмиватися-то їм слід було б талим градом. У всякому разі, це було б гігієнічніше: в порівнянні з градом роса концентрований розчин солей. А може граду в раю просто немає? Але так чи інакше — роса солона і навіть дуже.
Ось, наприклад, підрахунки, зроблені в Одесі. Життя одеситів іноді затьмарюють дощі, снігопади, град, іній і паморозь. Але у воді, що випадає на місто в результаті всіх цих метеорологічних «негараздів», розчинено в десятки (!) раз менше кухонної солі, ніж в одеській ж росі і тумані. «Чиста роса» зовсім не така чиста і зовсім не така проста, як думали. Її кришталеві крапельки живуть складним і, ймовірно, необхідним для біосфери життям. В круговороті земної речовини ці крапельки грають вельми солідну транспортну роль, випаровуючись, роса щорічно залишає на поверхні суші сто тисяч тонн йоду.
Зрозуміло, і град, і сніг, і дощ бувають часом брудніше роси. Але в середньому в дощовій краплі укладено всього 9,3*1015 грама солей. По дорозі до землі крапля «миє» повітря на своєму шляху і все більше брудниться. Сніг зазвичай приносить на землю в два-три рази менше бруду, ніж дощ. Ще чистіше град, в літрі талого граду всього 25 міліграмів «сторонніх» речовин, він у два-три рази чистіше снігу і в п’ять-шість разів чистіше дощу.
У кожній дощовій краплі є більше 20 хімічних елементів. Є в ній і аніони, і іони, і органічні сполуки. Концентрація і склад небесних розчинів сильно змінюється в залежності від пори року і місця дії. Наприклад, першому снігу після сухої осені доводиться працювати сміттярем. Він надовго очищає повітря від йоду, азотної і азотистої кислот та інших речовин. І тут порівняння «чистий, як перший сніг» стає кричуще невдалим.
Солей багато не тільки в дощі і снігу, не тільки в хмарах – саме повітря солоне. Справа доходить до того, що в повітрі утворюються дрібні суспензії концентрованих розчинів. Звідки ж вони беруться?
Головні постачальники солей на небо — океани і моря. Одного разу неподалік від Астрахані до стовбурів дерев прикололи квадратики з сукна. З Каспію дув вітер середньої сили. Через три дні з сукна зібрали наліт солей. Зробили аналізи і розрахунки. Виявилося, що всього за три дні вітер міг відкласти по 11 тонн морських солей на квадратному кілометрі суші. Коли над Каспієм стоїть сонячна вітряна погода, море викидає в прибережну атмосферу 62 тисячі тонн солей в добу!
Солі ці відправляються в хитромудрі повітряні подорожі, з ними трапляється безліч пригод, перш ніж вони знайдуть заспокоєння в якомусь куточку суші. Може бути, вони влаштуються в соковитій м’якоті кавуна, а може бути, віділлються золотистим зерном…
Сольовий набір хмар і сольовий склад морської води схожі. І не дивно — солі потрапляють на небо не тільки в парах води. При вітрі крихітні бульбашки повітря, що проникло у воду, як би вибухають на гребенях хвиль. Бризки від цих вибухів — крапельки розміром всього по кілька мікронів — теж насичують небо. Правда, над континентами хмари іноді збагачені “сухопутними” солями. Їх з грунту або з поверхні гірських порід закидають на небо висхідні потоки повітря. Але все ж і тут роль першої скрипки грають солі, що прилетіли з царства Нептуна.
Скільки ж солі в хмарах? Академік В. І. Вернадський визначив середню солоність хмар в 34 міліграма на літр (літр води, а не хмари!). Якщо ці міліграми перемножити на всі хмари і зливи, то виявиться, що за рік з неба на землю падає стільки ж мінеральних солей скільки їх викидають в океан річки, три з половиною мільярди тонн! Втім, за іншими підрахунками, з неба падає тільки половина тієї кількості солей, яку річкові води виносять в океан.
З опадами на квадратний кілометр суші в середньому випадає по 12 тонн різноманітних солей в рік. Одного тільки необхідного рослинам азоту, в залежності від географічних особливостей місцевості, щорічно осідає від 60 до 700 кілограмів на квадратний кілометр! Такі дощі і справді порахуєш золотими.
Кажуть, в сім’ї не без виродка. Є такий виродок і в хмарах. Це хлор. Потрапляючи в грунт, він шкодить рослинам. Правда, хлор не дуже розгулює по небу, він дотримується приморських районів. Зате там щорічно «приземляються» до двадцяти тонн його на квадратний кілометр. Цей «двадцятитонний» рекорд належить Цейлону.
Бог з ним, з хлором, все одно головне — що небесні розчини підгодовують поля, ліси і луки. І хто знає, які були б врожаї, якби мільйони років з неба на землю лилася дистильована вода. Втім, її якраз капало б дуже мало. Адже саме частинки морських солей (в тому числі і хлористих) народжують опади: вони служать ядрами для конденсації водяної пари. Не піднімайся сіль на небо — на землі не було б ні туманів, ні хмар, не йшов би сніг, не було б граду. На вічно безхмарному небі припікало б все висушуюче Сонце.
Може бути, тільки краплі роси подекуди окропили б скелі або пісок. Ну, а в таких умовах на суші могли б жити хіба лише якісь лишайники. Квітів, трав, дерев і річок не було б. І хто знає, чи з’явився б на такій планеті розум, чи змогли б народитися ми, люди.
Автор: С. Старикович.