Путешествие в страну миражей

«Первичным веществом» считал воду Фалес Милетский, живший две с половиной тысячи лет назад. К основным стихиям относили ее другие древнегреческие философы — Эмпедокл, Платон, Аристотель. «Все вещи в основе образуются в результате мощного действия воды», — писал римский инженер и ученый Марк Витрувий Поллион. Но и спустя тысячелетия после них не менялась эта точка зрения. Четыреста лет назад французский натуралист Б. Полисси утверждал, что все мировые тела происходят из водной субстанции. Сенека говорил, что излишне спрашивать о происхождении воды, ибо она — основа основ, о начале которых не спрашивают.

Еще двести лет назад ученые считали воду простым элементом. А потом, сначала не слишком заметно, как незаметен маленький камешек, рождающий лавину, нарастающей массой обрушились на людей новые сведения о воде. И мировая наука увидела вдруг в бесцветной и безвкусной простейшей жидкости такую глубину сложности, от которой закружилась голова не у одного крупнейшего знатока воды.

Во-первых, я должен сообщить вам, что существует сорок два вида воды, которые отличаются одна от другой физическими и химическими свойствами. Вода бывает легкой и тяжелой в зависимости от того, какие изотопы водорода и кислорода входят в ее состав.

Все вещества при охлаждении сжимаются, а вода, начиная с четырех градусов расширяется. Что станет, если вода вдруг потеряет эту свою исключительность? Тогда лед, намерзающий зимой на реках и озерах, будет тонуть, снова намерзать и снова тонуть. Водоемы промерзнут до дна. Погибнут рыбы и водоросли. Летнее солнце не успеет растопить эту массу льда, скрытую под водой. Зимы удлинятся. Солнечное тепло будет уходить в мировое пространство, отражаясь от белой поверхности промерзших водоемов, заснеженных полей, и постепенно вся Земля превратится в одну сплошную Антарктиду.

Вот что значит эта аномалия воды. Мы обязаны ей жизнью.

Вода — единственное в мире вещество, которое после плавления сжимается и достигает наибольшей плотности при четырех градусах тепла. Нагретая до этой температуры, она опускается на дно, вытесняя менее плотные слои. Если бы не это исключительное свойство, прогревающее глубины вод, Землю постигла бы та же участь, о которой только что говорилось.

А вот соленая морская вода лишена этого четырехградусного порога. Охлажденная у поверхности, она тонет, насыщая глубины кислородом. Если бы морская вода вела себя, как пресная, то жизнь в океане могла бы существовать только в тонком поверхностном слое.

А теперь скажите: куда течет вода? Вниз? Логично. Но как же она поднимается к листьям высоких деревьев? Правильно, по капиллярам благодаря поверхностному натяжению. Так вот, это тоже аномалия. Никакая другая жидкость не может так подниматься, потому что не обладает таким большим коэффициентом поверхностного натяжения. Трудно представить, как бы могла существовать жизнь без этого необычного свойства воды.

И еще вопрос: почему не замерзают подснежники? Ведь в те дни, когда они цветут, нередки сильные заморозки. Казалось бы, кристаллы льда должны разорвать ожившие лепестки. Но этого не происходит, потому что вода в капиллярах не замерзает. Она увеличивает вязкость в пятнадцать раз, но остается жидкой. Почему это происходит? Не четвертое ли это состояние воды после твердого, жидкого и газообразного?..

«Возницей природы» называл воду Леонардо да Винчи. Это она создала многообразие форм рельефа, она распределяет тепло по планете, укутывает ее облаками, нагревает воздух. Каждый грамм испарившейся воды уносит пятьсот тридцать семь калорий тепла. Прольется дождь — и тепло выделится в атмосферу. Количество этой энергии чудовищно велико. Чтобы выработать ее, понадобилось бы сорок миллионов электростанций по миллиону киловатт каждая.

Эти пятьсот тридцать семь калорий — тоже аномалия воды. Например, у жидкого азота, кислорода, керосина теплота парообразования в десять раз меньше. Если бы вода вела себя нормально и расход тепла на ее испарение был, как и у других жидкостей, то не было бы на Земле ни лесов, ни лугов, а озера и реки за лето высохли бы до дна.

У воды огромная теплоемкость. При нагревании ее на один градус требуется очень много энергии. Зато потом она долго хранит накопленное тепло. Благодаря этому свойству воды существуют теплые морские течения, преобразующие климат целых континентов, благодаря ему мы зимой греемся у батарей водяного отопления. Ведь кубометр воды, охладившись на один градус, нагревает на эту же величину три тысячи кубометров воздуха…

Тут лектор сделал паузу, налил в стакан воды, выпил ее и минуту задумчиво глядел в зал.

— А теперь я расскажу вам сказку, — сказал он. — Однажды охотник ранил изюбра. Долго шел по кровавым следам и никак не мог настичь зверя. А изюбр, уже выбившийся из сил, вышел к маленькому озеру. От воды шел пар. Подняв голову, зверь прислушался к настороженной тишине, вошел в воду и стал пить. Вскоре унялась кровь. Все энергичнее поднимал он свою красивую голову. И когда усталый охотник вышел к озеру, изюбр фыркнул и умчался от него, будто и не был ранен.