мала. Под такой «шубой», говорит известный наш океанолог профессор В. Г. Богоров, даже зимой в Арктике морским животным не очень холодно.
Правда, это расширение льда может оказаться роковым для водопровода, автомобильного радиатора и живых клеток, которые всегда наполнены водой. Но все-таки пользы от него больше, чем вреда. Укутывая зимой ледяной шубой воду, природа сохраняет ее и теплой и жидкой. Не дает затвердеть. Ведь твердая вода для жизни не пригодна.
Шестая аномалия самая странная.
Все вещества, когда нагревают их, расширяются, а при охлаждении сжимаются. Истина эта всем известна. А один нерадивый школьник усвоил ее даже чересчур хорошо.
— Почему зимой дни короче? — спросил его учитель.
— Потому, — ответил ученик, — что зимой холодно, а все от холода сжимается.
Вода тоже сжимается от холода. Но… В этом «но» все дело. Сжимается, сжимается, пока температура падает, но при 4 градусах тепла наступает предел. Тут она снова вдруг начинает расширяться, хотя температура и понижается. Поэтому вода самая плотная и тяжелая при 4 градусах тепла. И поэтому зимой, охладившись до 4 градусов, она опускается на дно и здесь сохраняется в течение всей зимы (в пресноводных водоемах, так как морские соли усложняют картину циркуляции воды). Охладившиеся еще больше слои воды ложатся поверх четырехградусных, ведь их плотность, а следовательно и вес, меньше. Вот почему зимой на дне пруда или реки сравнительно тепло.
Эта удивительная аномалия спасает жизнь всем пресноводным животным, зимующим в наших реках, прудах и озерах.
Седьмая аномалия: из всех жидкостей, кроме ртути, у воды самое большое поверхностное натяжение.
Что это такое? Некомпенсированные силы сцепления между молекулами. Внутри жидкости притяжение молекул друг к другу уравновешено. А на поверхности нет. Молекулы воды, которые лежат глубже, тянут вниз самые верхние молекулы (вверх их ничто так сильно не тянет, так как там нет воды, а только воздух).
Поэтому капля воды стремится затянуть себя в узелок. Стягивают ее силы поверхностного натяжения. Капля воды как бы упакована в свою поверхностную пленку, которая очень прочна.
Итак, поверхность воды всегда затянута тончайшей пленкой из молекул. Чтобы разорвать ее, нужна сила, и сила немалая. По этой пленке, как по паркету, бегают насекомые — вертячки и водомерки. За нее цепляются, повиснув вниз головой, личинки комаров, и даже улитки с массивными раковинами ползают по ней. Они тяжелее воды, но не проваливаются: пленка поддерживает их. Бегают по воде и не тонут даже ящерицы! И большие ящерицы — василиски (они живут в тропиках Америки).
Физики точно рассчитали, какую гирю надо подвесить к столбику воды толщиной в 3 сантиметра, чтобы разорвать его. Гиря потребуется огромная — больше 100 тонн!
Но это когда вода исключительно чистая. В природе такой воды нет[73]. Всегда в ней что-то растворено, пусть хоть немного. Чужеродные вещества разрывают звенья в прочной цепи молекул воды, и силы сцепления между ними сильно уменьшаются. Но в лабораториях ученым удалось получить почти чистую воду, и разорвать ее было так же трудно, как сталь самого лучшего сорта.
Могучие силы сцепления между молекулами поднимают воду вверх по тонким трубкам и щелям, хотя земное тяготение, противоборствуя им, тянет ее вниз. Чем тоньше трубка, тем выше поднимается по ней вода.
Силы поверхностного натяжения тянут вверх воду из глубин почвы, питая растения солями и влагой. Увлекаемая ими (и силами осмоса) течет она по корням и стеблям самих растений и наполняет кровью наши капилляры.
Аномалия восьмая и последняя, о которой я расскажу. Вода — лучший в мире растворитель. «Могучий растворитель», — говорят химики. Она растворяет очень многие вещества, но сама остается инертной, не изменяется от многих веществ, которые растворяет.
Благодаря этому качеству вода смогла стать носителем жизни. Растворы всех веществ, циркулирующие в нашем теле, приготовлены на воде. Они мало изменяются в таком растворе, и сам растворитель — вода — может быть использован неоднократно.
«Воде, — сказал великий Леонардо, — была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле».
Полужидкая конструкция на воде
Говорят, что, если высушить медузу, от нее останется крохотный комочек, который будет весить в тысячу раз меньше живой медузы (По другим данным, в медузе воды значительно меньше — всего 96,8 процента.)
А что останется от человека, если высушить его? Двадцать килограммов праха, или, как сказали бы теперь, сухого вещества. Мы не медузы, но тоже, как видите, основательно налиты водой: больше чем на две трети отпущенного нам природой материала. Во взрослом человеке, который весит скажем, 70 килограммов, 50 килограммов воды.
Но когда человек впервые приходит в этот мир, в нем воды еще больше: у трехдневного зародыша 97, у трехмесячного — 91, у восьмимесячного — 81 процент.
Интересно, где в нас воды всего больше. Оказывается, кроме слюны (99,5 процента), в мозгу — 85[74]. В костях воды совсем мало — 20–30 процентов. В мускулах вдвое больше — 77. В легких и почках — 80. «Таким образом, — говорит Раймонд Фюрон, — живое существо целиком „обводнено“»[75].
«Обводнено» и снаружи и изнутри. Снаружи: в морях и океанах, в реках и прудах, в дождях, туманах, льдах, в болотах, в сырости… А внутри: в клетках — 50 процентов всей нашей «телесной» воды, между клетками — 45 и в крови — 5 процентов.
Каждый день взрослому человеку «как пить дать» нужно 2 литра воды, и не меньше. Иначе все в нем пойдет не так. Два литра получить снаружи: выпить или «съесть» с пищей (в огурцах, скажем, в мясе и пр.). Но вообще-то, чтобы организм человека исправно работал, воды ему требуется минимум впятеро больше — 9–10 литров.
И эти 10 литров каждые сутки регулярно поступают в наш кишечник: 2 литра, мы уже знаем, человек выпивает, полтора глотает со слюной, полтора дает желудок в виде желудочного сока и 0,7 литра поджелудочная железа, 3 литра кишечных соков и, наконец, пол-литра желчи.
Где же берут наши ткани столько воды?
Сами ее создают. Это так называемая эндогенная, внутрирожденная вода.
Эндогенная вода постоянно рождается и «выпивается» в тканях нашего организма; и когда мы дышим, добывая энергию из проглоченной пищи, и когда строим себя из чужеродных белков, и когда разрушаем свои больные или ненужные ткани, и когда худеем, и когда полнеем. Словом, всегда.
И не только, конечно, «мы»: по-видимому, все животные и все растения живут главным образом «на воде», которую сами в себе создают.
Советский биохимик Б. Б. Вартапетян, экспериментируя с куколками тутового шелкопряда, доказал, например, что в бабочках, развившихся из этих куколок, вся вода «или большая часть ее» — эндогенная. Это значит, что бабочки не выпили ее и не всосали с нектаром: получилась она из питательных веществ куколки, которые запасла еще гусеница.
Этот же исследователь, работая над докторской диссертацией, пришел к выводу, что у кактусов, которые растут в безводной пустыне, уже к концу второго-третьего месяца засухи нет «и следов той воды, которая первоначально поступила в растение через корни». Вся вода, наполняющая в изобилии их сочные ткани, эндогенная, ими самими сотворенная из воздуха (вернее, из кислорода воздуха) и водорода запасенных впрок веществ[76].