Что-то несообразное заключается в самом названии нашего очерка «жидкий камень»; ведь мы не без оснований представляем себе камень чем-то твердым. Между тем это так: есть камни жидкие и есть камни газообразные.
Дело, конечно, только в самом слове или термине: камнем, или минералом, мы называем все тела, химические соединения, лишенные жизни и образующиеся в земле без содействия человека. Камнем, минералом или горной породой для нас является и твердый гранит, и железная руда, и соль в наших озерах, и песчинки в почве, и вся остальная неорганическая природа, независимо от того, является ли она жидкой, твердой или газообразной.
Физика нас учит, что в сущности деление природы на эти три состояния условно и зависит от окружающей температуры: если бы на поверхности земли господствовала температура иная, чем сейчас, то, пожалуй, совершенно иначе шло бы развитие природы.
Если бы градусов на двадцать мы понизили среднюю температуру земной поверхности, то вода превратилась бы в нормальную твердую горную породу — лед, и, может быть, только нефть да густые соляные растворы являлись бы жидкостью, а при еще более низких температурах и соответственных давлениях на земле текла бы жидкая угольная кислота.
Подробная инструкция по заточке ножей на водных камнях.
Если бы температура земли повысилась градусов на сто, мы жили бы в густых парах воды; не было бы даже твердой серы — ее мы называли бы жидким минералом.
Все относительно, и потому давайте поговорим о том, какие же жидкие и летучие камни мы сейчас знаем в природе.
Вода, нефть и ртуть — это главные жидкие минералы. Вода — столь важный жидкий минерал и стольйос ним связано диковинного, что о нем мы будем говорить особо. Нефть мы хорошо знаем по ее огромному значению в промышленности и знаем, что ее добывают из глубины земли, врезаясь туда буровыми инструментами.
Меньше мы слышали о самородной жидкой ртути — живом серебре, капельки которой мы иногда встречаем в различных месторождениях. В нашем музее вы можете увидеть образцы белого известняка или чёрной углистой породы, а в них блестящие капельки жидкого металла.
Интересно вам рассказать, что, кроме ртути, есть еще другой, более диковинный металл,— галлий. Он выглядит, как настоящий твердый металл, но в руке на ладони начинает плавиться: тепла руки достаточно для того, чтобы превратить его в сверкающую жидкость. Но в природе в таком чистом виде галлий не встречается.
Еще меньше, пожалуй, вы слышали о газообразных минералах. Между тем в атмосфере, которая нас окружает, кислород и азот являются как раз такими газовыми минералами. Кроме того, газы в огромном количестве содержатся и в водах и в твердых породах.
В каждом куске кристаллической породы, в каждом обломке наших мостовых связано огромное количество газов. Один кубический километр твердого гранита заключает до 26 миллионов кубических метров воды, до 5 миллионов кубических метров водорода и до 10 миллионов кубических метров угольной кислоты, азота, метана и других газообразных и летучих веществ. Такими огромными количествами газов проникнута земная кора. Как магма глубин, так и всякая твердая порода прочно удерживает в себе эти газы.
АБВГДейка Вода камень точит. Многообразие природных форм Официальный канал
Но при известной температуре,так называемой температуре взрыва, они стремительно выделяются, дробя кусок породы в мельчашйие осколки. С этими взрывами связывают исследователи происхождение вулканической деятельности, так как колоссальны те количества различных газообразных продуктов, которые вулканы содержат, выделяя их в земную атмосферу. Многие из них уже давно замерли, еще до появления человека на земле, а между тем еще сейчас на месте старых жерл и в образовавшихся в них озерах поднимаются пузырьки угольной кислоты — последние отголоски некогда могучей вулканической деятельности.
Иногда — это угольная кислота, которая, насыщая воды, образует вкусные и полезные минеральные воды — нарзаны; иногда — в газах преобладают горючие составные части, которые представляют прекрасное топливо.
В Соединенных Штатах Америки такие струи перехватывают, и в настоящее время используется более двадцати тысяч отдельных выходов. У нас, на Кавказе и в Нижневолжском крае, много могучих выходов газовых струй — ими наша техника пользуется как прекрасным топливом
Редкие, «благородные» газы — неон, аргон и криптон — в огромном количестве незаметными струями и отдельными атомами вливаются в атмосферу. На каждом шагу медленно распадается радиоактивное вещество, выделяется легкий газ гелий, то накапливаясь многими миллионами лет внутри минералов, то свободно вливаясь в атмосферу и мировое пространство. В качестве временных гостей образуются тяжелые газы — эманации радия и тория. Быстро проходят они свой жизненный цикл и вновь застывают в виде тяжелых и малоподвижных атомов твердого вещества.
В недосягаемых глубинах земли кипят магмы. В них не только скована энергия вселенной со времен космического прошлого,— в них скованы с того же времени огромные массы воды и летучих элементов. Медленно, в долгие геологические эпохи, внутреннее ядро освобождалось от этой энергии и этих запасов газа, пронизывая ими твердую оболочку, пробивая для них дорогу к свету, к атмосфере.
Но это выделение газов сопровождается тем, что Земля теряет эти вещества. Легкие атомы в своих быстрых движениях преодолевают силы земного тяготения и из земной атмосферы, из власти Земли улетают обратно в почти неведомый нам мир междузвездных пространств.
Такова история некоторых подвижных минералов Земли.
Источник: bibliotekar.ru
Правда ли, что «вода точит камень»? В США дали на это научный ответ
Наверное, каждый из нас хоть раз обращал внимание на такое необычное явление, как постепенное разрушение камня под действием периодически или систематически капающей воды. И наверняка пытался дать этому какое-то объяснение. Оказывается, даже физики не совсем понимают, как такое слабое воздействие может привести к подобным последствиям.
Ведь с точки зрения элементарной логики капля не может разрушить тело, для разрушения которого необходима несравнимо большая сила. Однако каким-то образом она это делает, если падение капель достаточно частое и происходит в течение длительного времени. Всерьез заняться исследованием данного вопроса решили ученые из Чили и США.
Особенности исследования
Для изучения процесса был использован метод высокоскоростной стресс-микроскопии. С его помощью физики детально изучили, что происходит с поверхностью камня, если на нее падает капля жидкости.
Как известно, данный феномен играет заметную роль в эрозии различных природных и антропогенных поверхностей: почв, турбин, лопастей ветрогенераторов и поверхности исторических сооружений. И если высокоскоростные капли (несколько сотен метров в секунду) вызывают эффект эрозии по понятному физикам механизму, то ударная эрозия от низкоскоростных капель ученым не совсем ясна. В основном ученые акцентировали внимание на данных высокоскоростной съемки, но она дает представление лишь о кинематических характеристиках падающих капель.
В этом же исследовании использовался более комплексный подход. Ученые сравнивали отклик твердой поверхности на падение капель и удар стальным шариком.
Как произошел прогресс в понимании данного феномена
Ученые из США смогли расширить понимание процесса благодаря использованию высокоскоростной стресс-микроскопии. Она показывает, как напряжение распространяется по поверхности и глубине и чем оно отличается от эффектов падения на твердую поверхность стального шарика. Как выяснилось, эффект от капли не похож на тот, что возникает при падении шарика.
Каковы результаты исследования
В случае с шариком сдвиговое напряжение было локализованным в точке удара, тогда как при падении капли фронт удара расходился радиально за счет ее ударного сплющивания. Как известно, любая капля жидкости (за исключением ртути) расплющивается и растекается при ударе о твердую поверхность.
Для так называемого нормального напряжения исследователи также увидели распространяющийся фронт, о чем было известно физикам и раньше, но только теоретически. Однако неожиданным для исследователей стало то, что, начиная с определенного момента времени на поверхности появились области отрицательного давления (то есть растяжения), что является признаком образования поверхностной акустической волны, которая также называется волной Рэлея.
При этом, согласно законам физики, скорость распространения фронта в начальный момент времени имеет сверхзвуковое значение. Также при этом наблюдается резонанс и взрывоподобный рост амплитуды волны Рэлея. Такая волна декомпрессии разрывает связи внутри твердого материала, приводя к появлению на поверхности эрозионных процессов.
О чем это говорит
Таким образом, казалось бы, совершенно мирное и ничем не примечательное падение капель из желоба нашего дома приводит к появлению на короткий период времени серьезных физических сил, способных разрушать твердые материалы типа камня. Это очередной раз подтверждает сложность законов природы, позволяющих получать большое разнообразие форм поверхности и другие интересные вещи. Кстати, касается это и живой природы. Например, на западе Северной Америки обитает сверхпрочный железный жук, который останется живым, даже если его переедет автомобиль. Все дело в уникальном расположении чешуек его защитной кольчуги.
Источник: fb.ru
В мантии Земли заподозрили большое количество воды
Ученые из Университета Альберты заподозрили в мантии Земли большое количество воды из-за найденного на глубине около 660 километров алмаза. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Несмотря на то что этот элемент химически взаимодействует с минералами и не обладает текучестью, она, по всей видимости, играет роль в плавлении мантии. Полученные данные говорят о том, что вода может влиять на геологию всей планеты, тектонику плит, а также вулканическую активность. Кроме того, она может способствовать появлению мантийных плюмов, с которыми связывают извержения вулканов.
Материалы по теме:
Вздулось и забурлило Доказано спонтанное возникновение всего живого
7 марта 2017
Ватные капли Зарождение жизни объяснили без участия бога
2 мая 2017
В дальнейших исследованиях ученые хотят определить, как вода попала в мантию. Возможно, она могла туда проникнуть вместе с океаническими плитами, которые периодически смещаются.
В сентябре сотрудники Калифорнийского университета в Санта-Барбаре заметили неизвестный ранее механизм, который был связан с вулканической активностью.
Источник: lenta.ru