В ПОИСКАХ ТЯЖЕЛОЙ ВОДЫ
Те же результаты получены при анализе воды, выделенной из всевозможных минералов, воды, образовавшейся при сжигании нефти, угля и природных газов.
Означало ли это, однако, что ученые, убедившись в одинаковом изотопном составе любой воды на нашей планете, потратили впустую и силы и время? Совсем нет.
Дело в том, что 0,02 процента — это только приблизительная величина. В действительности же количество тяжелой воды в природных водах колеблется. Хотя эти колебания и весьма незначительны — в пределах нескольких тысячных долей процента, они указывают на то, что
В грандиозной лаборатории природы происходит разделение изотопов водорода. Конечно, этот процесс нигде не идет до конца.
Поэтому там, где есть условия для интенсивного испарения, вода, как правило, несколько обогащается дейтерием. Например, вода Мертвого моря, Каспия и большинства других крупных водоемов содержит несколько больше дейтерия, чем речная.
В водах забайкальских рек — Шилки, Аргуни и Гази — мура — дейтерия меньше, чем в воде московского водопровода или в Волге, Днепре и Оби, но уже по другой причине. Обеднение забайкальских рек тяжелой водой связывается с вечной мерзлотой почвы. Она раньше выморажи —
Вается и меньше принимает участия в общей природной циркуляции воды.
Характерно, что в инее дейтерия меньше, чем его содержится в обычной воде. Иней образуется из водяного пара, а так как тяжелая вода испаряется медленнее легкой, то пар, содержащийся в воздухе, уже обеднен дейтерием.
Изменение плотности воды, вызванное присутствием сбычного количества тяжелых изотопов кислорода, в двенадцать раз больше изменения плотности, вызываемого присутствием в ней дейтерия. А так как количество дейтерия в воде чаще всего определяется именно по ее плотности, то даже небольшое изменение в изотопном составе кислорода может существенно исказить результаты анализа.
Разный изотопный состав капель дождя и снежинок свидетельствует о том, что возникают они в облаках разными путями.
Сжигая водород в кислороде, выделенном из различных минералов, и исследуя затем изотопный состав полученной воды, удается воссоздать условия образования этих минералов в земной коре.
Все эти работы требуют от исследователя большой изобретательности и экспериментального мастерства. И почти каждый год приносит здесь много нового, порой заставляет пересмотреть старые результаты, наметить и уточнить пути дальнейших исследований.
Водород находится в природе как в виде химических соединений с другими элементами, так и в свободном состоянии. Химически не связанный, свободный водород имеется в газах, выделяющихся при извержении вулканов. Он образуется при разложении некоторых органических веществ, а также выделяется в небольших количествах растениями.
Но выделить из огромной массы природной воды содержащиеся в ней крохотные количества тяжелой воды очень трудно. Надо переработать тысячу литров воды, чтобы получить всего с полстакана этого драгоценного вещества.
Физические свойства обычной и тяжёлой воды
Физические свойства обычной и тяжёлой воды
Существует также и полутяжёлая (или дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO. Термин тяжёлая вода применяют также по отношению к воде, у которой любой из атомов (водород или кислород) заменен тяжёлым изотопом:
• к тяжёлокислородной воде (лёгкий изотоп кислорода 16 O замещается тяжёлыми изотопами 17 O или 18 O),
• к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей вместо атомов 1 H его радиоактивный изотоп тритий — 3 H).
Что же случится, если удалить весь дейтерий? На этот вопрос науке еще предстоит ответить. Пока же несомненным является тот факт, что, меняя количественное содержание изотопного состава в растительном или животном организме, мы можем ускорять или замедлять ход жизненных процессов.
Клетка. За 4…5 млрд лет существования на нашей планете живое вещество развилось в несколько миллионов видов, но все они — от бактерий до высших животных — состоят из клеток.
Клетка — это организованная основная часть живого вещества: она усваивает пищу, способна существовать и расти, может делиться (размножаться), каждая из частей содержит генетический материал, идентичный исходной клетке (поэтому правильнее говорить не о делении, а о самовоспроизводства, репликации).
Клетка состоит из ядра и цитоплазмы. От окружающей среды клетка отделена плазматической мембраной, которая регулирует обмен между внутренней и внешней средой и служит границей клетки. В каждой клетке содержится генетический материал в форме ДНК, регулирующей жизнедеятельность и самовоспроизведение.
Размеры клеток — соматическая животная клетка средних размеров имеет 10…20 мкм в диаметре, растительная — 30…50 мкм; длина хлоропласта цветкового растения — 5…10 мкм, бактерии — 2 мкм.
Клетки существуют как самостоятельные организмы (простейшие бактерии) или входят в состав многоклеточных организмов. Клетки дифференцированы: половые, соматические, нервные, мышечные, костные.
Клетки в биологии (со времен Шванна, затем — Левенгука) идентифицируются с начальным звеном в образовании живого (что по современным представлениям не является строгим научным положением).
Молекулы – это совокупность соединенных друг с другом атомов (посредством ковалентных связей атомов).
Совокупность макромолекул (типа ДНК и РНК) считается переходным мостиком между неорганическим веществом и изначально живым веществом, поскольку допускается, что макромолекулы РНК-ДНК в соответствующих условиях могут размножаться (делиться с сохранением исходных свойств).
Атом — это наименьшая структурная единица химического элемента. Некоторые атомы (например, углерода и водорода) отличаются наибольшей способностью образовывать сложные (структурно и функционально) молекулярные цепи, являющиеся основой для образования еще более сложных структур (макромолекул), проявляющих биологические свойства, т. е. свойства живого.
