|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
O Księżycu, rtęci i trzęsieniach ziemi. Laboratorium naukowe dla dzieci
Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci Prosta sztuczka Stakheeva zadziałała bez zarzutu. Na jego pytanie – z czym przede wszystkim kojarzy mi się słowo „rtęć” – ja, jak z góry zasugerował Jurij Iwanowicz, szczerze odpowiedziałem: z „termometrem”. Zawsze jest szkoda, gdy zostajesz przyłapany na myśleniu stereotypowym. Oczywiście, jeśli wytężycie pamięć, przypomnicie sobie świetlówki rtęciowe, że „płynne srebro” było jedną z ulubionych substancji alchemików, że rtęć to metal znany już w czasach prehistorycznych… A jednak termometr.
Dlaczego zacząłem od tego pozornie zwyczajnego faktu? Ponieważ radzieccy naukowcy zapisali niedawno zupełnie nową kartę o niesamowitej oryginalności w tysiącletniej historii rtęci. I jeszcze jedno – porozmawiamy właśnie o niestereotypowym myśleniu, które łączy w sobie niezwykłe skojarzenia i harmonijną logikę badań, wytrwałość i cierpliwość w drodze do celu. Być może dlatego ta historia, opowiedziana przez starszego badacza w Laboratorium Chemii Kosmicznej Instytutu Geochemii i Chemii Analitycznej Akademii Nauk ZSRR, przypomina rodzaj naukowego kryminału. Zaczęło się kilka lat temu, kiedy automatyczna stacja Łuna-13 dostarczyła na Ziemię próbki gleby księżycowej. Naukowcy musieli wyjaśnić strukturę skorupy księżycowej – przynajmniej tej jej części, do której dotarł próbnik. A pierwszą rzeczą było ułożenie próbek w tej samej kolejności, w jakiej stacja je pobierała. Wcześniej wszystkie próbki pozostawały, że tak powiem, anonimowe – wszystkie były mieszane w jednym pojemniku. W ten sposób skały księżycowe trafiły do laboratorium chemii kosmicznej. Aby dowiedzieć się, z jakiej głębokości pobrano konkretną próbkę, należało znaleźć różnice w ich składzie chemicznym. Badania spektralne wykazały, że Księżyc zawiera prawie wszystkie te same pierwiastki, co na Ziemi - molibden, ołów, żelazo, rtęć... Naukowców najbardziej interesowała rtęć. Według badaczy mógłby on służyć jako najbardziej rzetelny przewodnik w ich pracy. Pomysł był następujący. Temperatura na powierzchni Księżyca zmienia się znacznie w ciągu dnia. W nocy jest tam zimno - minus 150°. A w ciągu dnia - plus 150° C. A rtęć jest substancją ciekłą, lotną. W ciągu dnia rtęć zawarta w górnych warstwach aktywnie odparowuje. Głębsze warstwy mniej się nagrzewają, dlatego należy w nich zatrzymać więcej rtęci. To właśnie te różnice trzeba było uchwycić za pomocą specjalnie stworzonego do tego celu urządzenia. Urządzenie odgrywa w tej historii szczególną rolę, dlatego przyjrzyjmy się mu bardziej szczegółowo. Najpierw trzeba było to wymyślić. To prawda, że \uXNUMXb\uXNUMXbistniały instrumenty do sanitarnego monitorowania atmosfery, ale ich czułość, według badań spektralnych Księżyca, okazała się około tysiąc razy mniejsza niż potrzebna do określenia stężenia rtęci w glebie księżycowej. Natomiast inne urządzenia, bardziej wrażliwe, kojarzą się z radioaktywnością i nie mogą działać nieprzerwanie przez dłuższy czas. Zasadniczą część nowego urządzenia zakupiono... w sklepie AGD. To przenośne urządzenie kosmetyczne do sztucznego opalania „Photon”, w którym zainstalowana jest lampa rtęciowa wytwarzająca światło ultrafioletowe. Wiadomo, że pary rtęci świecą w świetle ultrafioletowym. Co więcej, intensywność blasku jest proporcjonalna do stężenia rtęci. Wzięli lampę Photon i obrobili metalowy cylinder z dwoma otworami pod kątem 90°. Lampa oświetla taki cylinder z jednego końca, a fotokomórka patrzy na niego z drugiego końca. Jeśli przez cylinder zostanie przepompowane powietrze zawierające pary rtęci, fotokomórka „zobaczy” blask i zamieni go na prąd elektryczny. Im silniejszy blask, tym silniejszy prąd. Ale to tylko schemat urządzenia. W prawdziwym urządzeniu najtrudniej było znaleźć odpowiednie przyciemnienie. Promienie lampy odbijają się wielokrotnie od wewnętrznych ścianek cylindra i uderzają w fotokomórkę. A blask pary jest tak słaby, że nawet promień odbity tysiąc razy może być silniejszy. Wypalili wnętrze cylindra wszystkim - świecą, gazem, węglem... W końcu znaleźli najczarniejszą powłokę dla promieni ultrafioletowych. Wydała to sadza z kory brzozy. Urządzenie zaczęło pracować z niespotykaną dotąd czułością. Wyniki pierwszych pomiarów nagle pokazały, że w księżycowej glebie jest prawie o połowę mniej rtęci, niż oczekiwano. Postanowiliśmy dokładnie sprawdzić te wyniki. Teraz jest... więcej rtęci. Kolejna seria eksperymentów testowych, dosłownie godzinę później. Stężenie rtęci wzrasta... O co chodzi? Wadliwe urządzenie? Został ponownie skalibrowany, zweryfikowany... Niestety, nowe eksperymenty dały ten sam obraz. Okazało się, że najpierw rtęć gdzieś zniknęła z ziemi, a potem powoli powróciła. Dlaczego rtęć zanika? Próbki do badań rozdrabniano w powietrzu. Może właśnie wtedy rtęć wyparowuje? Ale gleba wcale nie była rozgrzana, nie było imitacji księżycowego dnia i nocy. A mimo to postanowiliśmy to sprawdzić. Nie rozdrobnili kolejnej porcji gleby, lecz odizolowali ją od atmosfery i rozpuścili w kwasie. Wszystko się ułożyło – eksperyment wykazał, że pod ciśnieniem traci się prawie połowę rtęci. Ale jak można to wyjaśnić? Stawiamy tę hipotezę. Zniszczenie próbki pod ciśnieniem poprzedzone jest mikrostrzyżeniami w skale. Rtęć wewnątrz kawałka skały znajduje się na krawędziach ziaren kryształów tworzących ten kawałek. Posłużmy się teraz odległą, ale zdaniem badaczy dość trafną analogią. Wyobraź sobie kanapkę z masłem pokrytą innym kawałkiem chleba. Jeśli jeden element zostanie przesunięty względem drugiego, olej zostanie wyciśnięty. Coś podobnego może się zdarzyć z rtęcią. Ujawnia się przy zniszczeniu skały i zaczyna intensywnie parować. Teraz trzeba było jakoś odpowiedzieć na drugie pytanie: skąd bierze się rtęć? Tutaj przypomnieliśmy sobie tak zwany „paradoks rtęci”. W meteorytach wielokrotnie odkryto ogromną zawartość rtęci, tysiące razy większą niż w skałach ziemskich. Co więcej, zauważyli: im dłużej meteoryt znajdował się w zbiorach muzealnych, tym więcej zawierał rtęci. Próbki gleby księżycowej po wyjęciu spod szczelnie zamkniętej szklanej pokrywy również przed eksperymentem testowym wystawiono na jakiś czas na działanie otwartego powietrza. Narodził się pomysł - a co, jeśli porównamy tempo akumulacji rtęci w meteorytach, które leżały w muzeum przez dokładnie znany czas, i księżycowej glebie? Okazało się, że prędkości są w przybliżeniu takie same! Otrzymano zatem odpowiedź na drugie pytanie. Próbki skał księżycowych niczym gąbka pochłaniają rtęć z atmosfery ziemskiej. Ale jak to zawsze bywa w badaniach naukowych, gdy jedna zagadka zostanie rozwiązana, pojawiają się nowe. Dlaczego w atmosferze ziemskiej jest tak dużo rtęci? Dlaczego ziemskie skały go nie gromadzą? W jaki sposób rtęć dostaje się do atmosfery? Pracownicy laboratorium chemii kosmicznej udali się na długie, odległe, ale całkowicie ziemskie wyprawy, uzbrojeni w swój instrument. Rezultatem było nowe zrozumienie roli rtęci w procesach ziemskich. W szkole uczymy się o obiegu wody, węgla, azotu... Teraz tę listę uzupełniła rtęć. Co więcej, bez znajomości wzorców cyklu rtęci, jak stało się jasne, niemożliwe jest stworzenie pełnego obrazu złożonych procesów geochemicznych, biologicznych i fizycznych zachodzących w biosferze. Podczas wypraw naukowcy odkryli, że z głębi planety rtęć unosi się przez skały wraz z tzw. gazowym oddychaniem ziemi. Rtęć przedostająca się do atmosfery jest następnie zmywana przez deszcz i przedostaje się z powrotem do gleby. Pomiary dokonywane podczas wypraw przyniosły także nowe tajemnice. Po rozpoczęciu pomiarów stężenie rtęci w powietrzu początkowo wzrosło. Trwało to około tygodnia. Potem stężenie zaczęło spadać. A po tygodniu znów zaczął rosnąć. Jak powstaje ta dwutygodniowa cykliczność? Naukowcy sugerują, że winę ponosi... Księżyc. Wznosi metrowe fale przypływów oceanicznych, powodując unoszenie się i opadanie skorupy ziemskiej z dokładnie taką samą częstotliwością. W tym przypadku w głębi ziemi powstają napięcia i pęknięcia. W tym czasie rtęć paruje najintensywniej z głębin. Zastanawiając się nad tym faktem, badacze przypomnieli sobie także zagadkę prasy, która „ukradła” rtęć z księżycowej gleby. Tak naprawdę w obu przypadkach przyczyna intensywnego parowania rtęci była ta sama... Ale nawet podczas trzęsień ziemi, jak odkryli już geofizycy, powstają dokładnie te same warunki! Na krótko przed katastrofą pod ziemią wzrastają naprężenia i zwiększa się liczba pęknięć w skałach. Oznacza to, że przed trzęsieniem ziemi w pobliżu jego źródła stężenie rtęci również powinno wzrosnąć! Urządzenie zostało zabrane w obszary o dużej aktywności sejsmicznej. Badania przeprowadzono w Turkmenistanie, Tadżykistanie i Kirgistanie. Nie było wówczas na tych terenach większych trzęsień ziemi. Ale było wiele małych podziemnych strajków. Urządzenie od razu okazało się bardzo niezawodnym prognostą. Cztery do pięciu dni przed trzęsieniem ziemi urządzenie przewidywało: będzie szok! W siedmiu przypadkach na dziesięć przewidywania okazały się trafne. A teraz naukowcy pracują nad zwiększeniem wiarygodności niezwykłego prognosty. Autor: A.Fin
▪ O Księżycu, Merkurym i trzęsieniach ziemi
Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024 Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza
04.05.2024 Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe
03.05.2024
▪ Urządzenie Btunes zamienia zwykłe słuchawki w bezprzewodowe ▪ Procesory Intel Alder Lake vPro ▪ Znalazłem skuteczny sposób na rozweselenie
▪ sekcja serwisu Mikrokontrolery. Wybór artykułów ▪ artykuł Dusza musi pracować. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Kim są Muzy? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Ubezpieczenia sposobem na zrekompensowanie szkód
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony