Гидрология

Вода - бездонный кладезь знаний

Наши предки, когда еще и науки не было, каким-то шестым чувством поняли, что окружающий мир создан взаимодействием четырех важнейших первоначал или стихий: земли, воздуха, огня и воды. Последняя, как выяснилось позже, занимает особое положение среди них. Это убедительно показал академик Владимир Вернадский в книге "История природных вод" (1933 - 1934 гг.).

Не только земная поверхность, писал он, но и глубинные части планеты определяются ее наличием и свойствами. Вода создает основные механизмы земной коры, вплоть до магматической оболочки, и ее химию, электрическое поле планеты, формирует климат и термодинамику атмосферы, определяет среду нашего обитания. Наконец, она охватывает всю жизнь человека, ибо едва ли есть какое-нибудь другое вещество, до такой степени влияющее на его общественный уклад, быт, существование.

Эти мысли выдающегося ученого полностью разделяет доктор геолого-минералогических наук Степан Шварцев (Томский филиал Института геологии нефти и газа СО РАН), посвятивший не один десяток лет изучению подземных вод, геохимическим методам их поиска, эволюции и самоорганизации. Выступая в газете "Наука в Сибири", он не только подчеркнул доминирующую роль воды в развитии нашей планеты и особое положение среди других первоначал, но и поставил ряд проблем, связанных с ее изучением.

Прежде всего важно понять механизмы взаимодействия этой стихии с основными компонентами планеты: землей, воздухом и огнем. Наибольший интерес специалисты проявляют к системе "вода - горная порода". Они установили: в любой части земной коры эта пара является равновесно-неравновесной, т.е. вода всегда растворяет одни минералы и формирует другие, состав которых зависит от ее собственной трансформации. Открытие этой закономерности привело к выводу о внутренней противоречивости системы, способности к самопроизвольному, непрерывному, геологически длительному развитию с образованием принципиально новых минеральных фаз и геохимических типов воды. И это состояние - не частный случай, а фундаментальное свойство, заложенное природой. Важно подчеркнуть и другое: данная система развивается независимо от внешних факторов, только вследствие непрерывного изменения состава воды, происходящего как результат постоянного растворения горных пород.

Взаимодействуя с ними, она создает окружающий мир, в корне отличный от существовавшего ранее. На первых этапах это выражается в образовании нового состава воды и минеральных продуктов, не похожих на растворяемые ею алюмосиликаты (широко распространенные минералы, соли алюмокремниевых кислот, в том числе полевые шпаты, слюды и другие). Заметим, они формируются в согласии с ее характеристиками и в полной гармонии с изменяющимися законами внутреннего содержания и энергии. Поэтому она и способна формировать новые, более сложные продукты, обеспечивая эволюцию в неживой, а позже - и в живой материи. Механизмы такого всеобъемлющего развития в настоящее время вырисовываются достаточно четко.

При этом система "вода-порода" выработала механизмы аккумуляции необратимых потоков солнечной энергии и горного вещества, "подпитывающих" ее прогрессивно-поступательное развитие.

Можно только поражаться, отмечает далее Шварцев, почему структура такого простого, на первый взгляд, соединения, как вода, состоящего всего-навсего из кислорода и водорода, до сих пор тайна за семью печатями. Скажем, академик Вернадский насчитал в жидком составе 485 разновидностей минералов, утверждая, что на самом деле их не менее 1500. По современным данным, это число надо увеличить как минимум на порядок. Автор статьи убежден: по мере развития науки число минералов воды, т.е. ее структурных форм, будет расти и составит многие миллиарды. Есть серьезные основания утверждать, что все многообразие окружающего мира определяется различиями данного вещества.

А она меняется не только под влиянием окружающей среды (температуры, давления), но и в результате смены состава соединения (химического, бактериологического, газового и т.д.), происходящей непрерывно и закономерно в течение всей геологической истории. Из основ синергетики следует: эволюционное развитие любой системы, ее возникновение и разрушение - процесс информационный,

фиксируемый в структуре новых образований. И в этом смысле вода - бездонный кладезь самых разнообразных знаний, включая память. Эту важнейшую фундаментальную проблему XXI в., от которой зависит плодотворное развитие многих естественных наук, можно решить, по мнению Шварцева, лишь в тесной кооперации физиков, химиков, геологов, биологов, других специалистов.

Далее он рассмотрел взаимосвязь воды с геологией и биологией.

Некоторые исследователи считают, что в неживой материи господствуют исключительно хаос, случайность и нет никакого прогресса, имеющего место в живых системах. Отсюда, дескать, для происхождения жизни нет геологической основы. Но если нет эволюции в неживой материи, то откуда она появилась в живой?

Если же включить в систему воду и установить механизмы, обеспечивающие ее взаимодействие с другими оболочками Земли, тогда станет ясно: именно оно и подготовило почву для возникновения жизни. При этом следует иметь в виду: речь идет не об одноразовом акте, а о преобразовании материи на строго определенной стадии. И благоприятные условия для этого создавались многократно в разных частях нашей планеты.

В последние годы, как утверждает Шварцев, гидрогеологам удалось доказать: многие фундаментальные свойства, определяющие длительную (вечную) эволюцию воды с горными породами, имеют место и в живой материи. Отсюда следует вывод: биологические системы, по крайней мере ландшафтной сферы, унаследовали механизмы взаимодействия воды и породы.

Показав, что решение сложных фундаментальных проблем естествознания - происхождение, сохранение жизни, становление окружающего мира, экологии - невозможно без глубокого специального изучения воды, автор ставит вопрос о необходимости ее применения и в новых технологических разработках. Ведь, по сути, подавляющее большинство существующих технологий - водные. И почему бы тогда не направить их на благо человечества - создание принципиально новых продуктов и производств.


Шварцев С., Марина ХАЛИЗЕВА

Вкусный рецепт тушеных овощей карточек в коллекции рецепты тушеных овощей.
Авторские права на статьи принадлежат их авторам
Проект компании Kocmi LTD