Атомы в воде
Воды источников рек, морей, океанов и подземные пластовые воды все вместе образуют неразрывную водную оболочку Земли, или гидросферу. Над огромными просторами океанов непрерывно происходит испарение воды под влиянием тепла Солнца.
В атмосфере вода конденсируется и падает на землю в виде дождя, снега и града. Она размывает почвы, выщелачивает их, разрушает породы, растворяет массу разнообразных веществ и сносит все это опять в моря и океаны.
Таким образом, вода много миллионов раз совершает свой круговорот: океан атмосфера земля океан. И каждый раз она извлекает из твердых пород Земли все новые и новые количества растворяющихся в воде веществ.
Подсчитано, что ежегодно все реки мира сносят с поверхности Земли в океан около трех миллиардов тонн растворенных ими веществ.
Иначе говоря, воды разрушают и сносят со всей Земли за 25 тысяч лет слой пород толщиной около одного метра.
Работа, совершаемая водой на Земле, грандиозна.
Вода, химическая формула которой Н2О, — одно из самых распространенных веществ на Земле.
Объем воды мирового океана составляет 1,37 миллиарда кубических километров!
Значение воды в истории Земли, а следовательно, и в геохимии огромно.
Вот почему в свое время в геологических науках существовала гипотеза о происхождении всех горных пород на земле из водной среды.
Сторонники этой гипотезы — нептунисты, названные по имени мифологического бога морей Нептуна, — спорили с плутонистами, доказывавшими, в свою очередь, происхождение всех пород на Земле из расплавленных масс, излившихся на поверхность из глубин подземного царства бога Плутона.
Сейчас мы знаем, что обе эти силы — вода и вулканы — участвовали в образовании пород Земли.
В природе практически нет воды, которая не содержала бы каких-то примесей или растворенных в ней веществ или солей. В природе, иными словами, нет дистиллированной воды. Даже дождевая вода содержит углекислоту, следы азотной кислоты, иода, хлора и других соединений.
Получить химически чистую воду очень трудно, если не сказать — невозможно. Газы воздуха, стенки сосуда, в котором находится вода, хотя и в малых количествах, но растворяются в воде.
Например, миллиардные доли серебра переходят в раствор воды, содержащейся в серебряном сосуде. Серебро чайной ложки в ничтожном количестве переходит в воду. Химик почти не может заметить этих следов. Но некоторые низшие организмы, например водоросли, настолько чувствительны к следам серебра и к некоторым другим атомам в воде, что погибают от них.
Природная вода, протекая по чрезвычайно разнообразным породам Земли: пескам, глинам, известнякам, гранитам и так далее, извлекает, конечно, из них разнообразные соединения. Некоторые ученые говорили, что если знать, по какому ложу течет река, — можно сказать, какого состава будет ее вода.
Но, несмотря на то, что в природе, как мы уже знаем, широко распространены алюмосиликаты, воды, как правило, не содержат больших количеств алюминия и кремния. Если эти металлы и присутствуют, то главным образом в виде мути, в виде механической взвеси. С другой стороны, все воды рек и морей всегда содержат щелочи — натрий, калий, а также магний, кальций и другие элементы. В чем же дело?
Оказывается, что химический состав растворенных в водах солей чрезвычайно зависит от степени растворимости тех или иных солей в воде. Наиболее растворимые соединения являются самыми обычными составными частями природных вод. Как мы уже говорили, главную массу солевого остатка природной воды постоянно составляют атомы натрия, калия, кальция, магния, хлора, брома и некоторых других элементов.
Насыщенные солями воды — рассолы — опять-таки содержат именно эти хорошо растворимые соединения атомов, вымытых из пород.
Океан, таким образом, является вместилищем растворимых солей, которые накопились в нем за все время существования Земли, в результате непрерывной циркуляции воды между материком и океаном.
Ученые пытались по количеству растворенных солей в океане подсчитать, какие их количества ежегодно выносят реки. На этом основании они вычисляли возраст океана, или то число лет, которое было необходимо, чтобы вода океана приобрела наблюдаемую сейчас концентрацию солей. Цифры, однако, получились не очень достоверные.