100 великих парадоксов

Подобные курьёзные откровения встречаются нередко. Виной тому пущенное в оборот парадоксальное понятие «подземное море». Чаще всего так говорят, что называется, для красного словца, аллегорически. Подразумевается месторождение ценного полезного ископаемого – подземной воды. Её добывают специально оборудованными скважинами. Запасы подземного бассейна нередко превышают триллионы литров.

Подземная вода имеется практически повсюду в земной коре, но добывать её можно только там, где она пронизывает пористые или трещиноватые слои. Поры должны быть как можно крупнее, так же как трещины. Это не морские воды, а водонасыщенные горные породы.

Залежей подземных пресных или слабо солёных вод много в пустынях. Обычно они свидетельствуют о том, что сравнительно недавно здесь были другие природные условия, существовали реки и озёра, лесные массивы. По мере освоения людьми этих территорий уничтожались леса, деградировали почвы и растительный покров, скудели реки, снижался уровень грунтовых вод. Изменение ландшафта сказывалось на климате.

Карстовое озеро Восток в Антарктиде

Настоящие подземные реки и озёра бывают в районах, где распространены легко растворимые горные породы (гипс, известняк, доломит, каменная соль). В них вода промывает порой обширные полости причудливых форм. Явление это называют карстом, по названию плато в Словении, где оно развито. Немало карстовых районов в нашей стране, например в Крыму, на Северном Кавказе, Предуралье. Бывали случаи, когда в карстовые полости проваливались дома.

Карстовые подземные озёра сравнительно невелики. Обычно они находятся в сложных лабиринтах карстовых пещер. Но есть и гигантское подземное озеро. Находится оно в Антарктиде и называется Восток (по имени советской научно-исследовательской станции). Его площадь более 15 тысяч км, а глубина местами превышает 1 км.

Это – вода в воде. То есть жидкая вода в твёрдой воде. В самых морозных условиях на Земле под четырёхкилометровой толщей льда находится жидкая вода (на станции Восток средняя температура –55°, а минимальная –89 °C). Дело в том, что температура плавления льда снижается под давлением.

Советские геофизики обнаружили признаки подлёдного озера Восток в конце прошлого века. Оно несколько миллионов лет находилось практически в полной изоляции от земной атмосферы. В нём предполагалось обнаружить живые микроорганизмы. Тем более что озеро, по-видимому, не простое, а с подогревом: в него из скальных пород поступают тёплые воды.

5 февраля 2012 года скважина на глубине 3770 м достигла озёрной воды. Год спустя появилось сообщение, что в ней обнаружили новый вид бактерий. Насколько это верно, ещё предстоит выяснить. Условия в озере экстремальные из-за высокого содержания кислорода (почти в сто раз больше, чем в обычной питьевой воде). Какие организмы и как могут существовать в таких условиях, остаётся загадкой.

Информация из Интернета: «В апреле 2017 года прошла премьера фильма “Озеро Восток. Хребет безумия”, в котором рассказывалось о нелёгких условиях, в которых российские полярники и учёные добились весьма значимых результатов по поиску жизни под несколькими километрами антарктических льдов. Фильм… поднимает тему фактической остановки глубинного бурения на озере Восток… Нехватка финансирования не даёт сделать там больших шагов уже с 2015 года. И сейчас на станции в несколько раз меньше человек, чем было на пике работ. От этого надежд на большое открытие местной подлёдной жизни практически нет».

Парадокс воды

Всем известно с детства: при нагревании тела расширяются, а при охлаждении сжимаются. Этому есть простое объяснение. Атомы и молекулы, из которых состоят материальные тела, находятся в разного вида движении. Поступление энергии (нагревание) делает эти движения интенсивнее, атомы и молекулы увеличивают зоны своего влияния, и тела расширяются. При охлаждении всё происходит в обратном порядке.

Есть немногие вещества, не подчиняющиеся этой простой и логичной схеме. Одно из них – вода. Если начать охлаждать тёплую воду, она будет сжиматься. Однако с +4 °C пойдёт обратный процесс, она начнёт расширяться.

Наиболее правдоподобное объяснение, на мой взгляд: с этой температуры меняется структура воды. Её молекулы частично и временно образуют нечто подобное гибкой кристаллической решётки, которая занимает объём больше, чем вода без таких связей. Назовём это «предкристаллизацией».

Казалось бы, этот парадокс воды имеет отношение к физике, химии, кристаллографии. Но при чём тут планета Земля? Вот комментарий из Википедии: «Если бы лёд был тяжелее воды и не удерживался бы на её поверхности, а тонул, то даже в глубоких водоёмах вода замерзала бы зимой целиком. Падающий на дно пруда лёд вытеснял бы нижние слои воды вверх, и это происходило бы до тех пор, пока вся вода не превратилась в лёд.