Помоги проекту - поделись книгой:
Журнал «Открытия и гипотезы»
Ежемесячный научно-популярный журнал
№ 5 (159) Май 2015
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ
Пещера тростниковой флейты
На северо-западе Китая находится гора Гуанмин-шань, на южном склоне которой примостилась скала «Камышовая флейта». В этой скале есть уникальная пещера, называемая Пещерой Тростниковой Флейты. Свое название пещера получила из-за широко распространённого в этой местности тростника, из которого местные жители делали себе флейты.
Это наверное одна из самых красочных пещер мира, ведь мягкая неоновая подсветка делает и без того удивительный подземный мирок похожим на самую настоящую сказку.
Когда-то на этом месте был океан. Природные катаклизмы заставили воду уйти, подняв на поверхность фантастические горы с диковинными ущельями, расселинами, гротами и пещерами.
Пещера была обнаружена более 12 столетий назад, во время правления династии Тан. В наши дни она стала настоящей Меккой для туристов со всего мира.
ЗЕМНАЯ СОКРОВИЩНИЦА
Дороже золота
С платиной, в отличие от золота и серебра, европейская цивилизация познакомилась довольно поздно. Первые упоминания об этом веществе можно найти в итальянских рукописях XVI века.
Платина — один из самых тяжёлых, редких и дорогих металлов. На сегодняшний день его цена приблизительно на 10 % выше чем цена золота. Правда, так высоко этот металл ценился не всегда. В Европе ничего не знали о платине до самого открытия Америки. Там же он был известен издавна. Индейские цивилизации (инки и чибча) добывали и использовали платину задолго до конкистадоров, открывших для себя вместе с американским континентом и новый металл. Причём европейцы далеко не сразу поняли, с чем имеют дело. Бывало даже, что добытчики считали белые крупицы платины «неспелым» золотом и, обнаружив их, бросали обратно «дозревать». Так что знакомство с платиной не задалось с самого начала.
Считается, что первым в литературе упомянул о платине итало-французский философ, филолог, естествоиспытатель и врач Скалигер в опубликованной в 1557 году книге «Экзотерические упражнения в 15 книгах», где он, полемизируя о понятии «металл», рассказал о некоем веществе из Гондураса, которое нельзя расплавить. Вероятно, этим веществом и была платина.
У платины множество замечательных свойств которые позже обеспечили её популярность. Но поначалу они не были оценены по достоинству Например, платина очень тугоплавка и почти не вступает в химические реакции. Поэтому её было сложно отделить от примесей. И пока «неприступность» платины считали недостатком, она ценилась невысоко, вдвое ниже серебра. Её даже назвали пренебрежительно:
Затем оказалось, что, несмотря на свою тугоплавкость, «серебришко» отлично сплавляется с золотом, почти не меняя его плотности. Этим обстоятельством стали пользоваться предприимчивые фальшивомонетчики, выдавая за чистое золото его сплав с платиной. Поскольку платина тогда была дешева, мошенничество оказалось очень выгодным. Вскоре распространение подделок достигло таких масштабов, что престиж испанских монет катастрофически упал. Пришлось испанскому королю Филиппу V в 1735 году издать специальный указ против платины. Он состоял в следующем:
1) Впредь ввозить платину в Испанию запрещалось.
2) На разработках россыпей повелевалось отделять платину от золота и топить в местной реке.
3) Ту платину, что уже ввезли в Испанию, следовало прилюдно затопить в море.
Закон был отменён только через сорок лет, когда мадридские власти приказали доставлять платину в Испанию, чтобы самим фальсифицировать золотые и серебряные монеты. В 1820 году в Европу было доставлено от 3 до 7 тонн платины. Здесь с нею познакомились алхимики, считавшие самым тяжелым металлом золото. Необычайно плотная платина оказалась тяжелее золота, поэтому алхимики посчитали ее непригодным металлом и наделили адскими чертами.
Её, правда, уже использовали в химии: изготовленные из платины приборы и посуда не разрушаются в тех химических передрягах, через которые им по долгу службы приходится проходить. Кроме того, выяснилось, что платина в разы ускоряет некоторые реакции, сама при этом не расходуясь (такие вещества называют катализаторами). Но для такого применения много платины не требовалось, и месторождений Америки вполне хватало.
Ситуация изменилась после 1819 года, когда платину обнаружили на Урале. Её там оказалось так много, что в течение столетия добыча платины в уральских горах превысила сорокакратно добычу во всём остальном мире. Платину буквально некуда было девать, и, начиная с 1828 года, было решено использовать её как материал для монет. Однако человечество мало-помалу находило новые неожиданные применения платины, и её цена росла. В результате в 1845 году платиновые монеты перестали чеканить и срочно изъяли из обращения.
Такая парадоксальная ситуация неоднократно случалась в истории. Например, в США запрещено переплавлять одно- и пятицентовые монеты, стоящие меньше потраченного на них металла.
Платина является одним из самых редких металлов: её среднее содержание в земной коре составляет 5-10-7% по массе.
В чистом виде она не встречается. Даже так называемая самородная платина является сплавом, содержащим до 20 процентов железа, а также иридий, палладий, родий, осмий, реже медь и никель.
Природная платина встречается в виде смеси из шести изотопов. Один из них слабо радиоактивен (период полураспада 6,5∙1011 лет). Это совершенно безвредный уровень. Предсказывается существование очень слабой радиоактивности ещё двух природных изотопов платины, однако пока экспериментально эти распады не зарегистрированы.
Основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в недрах пяти стран.
К этим странам относятся ЮАР, США, Россия, Зимбабве, Китай.
Самородную платину добывают на приисках, менее богаты рассыпные месторождения платины. Сегодня платину получают в основном из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп. При этом иридий и палладий восстанавливаются. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют гексахлороплатинат(IV) аммония. Высушенный осадок прокаливают при 800-1000 °C. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки.
Чем же так ценна платина? Во-первых, как уже говорилось, она выдерживает экстремальные условия, в которых другие материалы плавятся, разъедаются, ржавеют.
Например, из кислот платину берёт только так называемая царская водка (смесь азотной и соляной кислоты), что в сочетании с тугоплавкостью делает её хорошим материалом для лабораторного оборудования. Золото и другие благородные металлы, кстати, тоже ценятся, в том числе из-за своей стойкости к окислению: они не теряют со временем своего благородного вида.
В наше время платина и её сплавы широко используются для производства ювелирных изделий. Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. До 2001 года большая часть ювелирных изделий из платины потреблялась в Японии. С 2001 года на долю Китая приходится примерно 50 % мировых продаж.
Но не только в красоте дело, хотя французский король Людовик XVI некогда нарёк платину единственным металлом, подходящим королям. Гораздо важнее в современном мире то, что покрытые платиной электрические контакты не окисляются, обеспечивая надежную работу электрических схем. Есть и совсем неожиданные применения платины: так, например, её соединения используют в медицине, поскольку они убивают раковые клетки. Самое же распространенное сейчас использование этого металла — на это уходит около половины всей добываемой в мире платины — весьма далеко от ювелирной промышленности. А именно, платина помогает очищать выхлопные газы автомобилей. Мы уже говорили, что она может ускорять некоторые реакции. В машинах её сплав с иридием наносят на соты фильтра, называемого «каталитический конвертер-нейтрализатор». Проходя сквозь него, вредные вещества догорают при контакте с платиной, так что на выходе в основном остаются безвредные азот, вода и углекислый газ.
Под конец ещё пара интересных фактов.
Уже знакомым нам образом — в качестве катализатора — платина использовалась в первой зажигалке — огниве Дёберейнера. Там она заставляла вспыхивать водород, которому без участия платины для горения обычно нужен дополнительный начальный толчок в виде искры или нагрева. А ещё неизменность платины пригодилась Международному бюро мер и весов во Франции: из платино-иридиевого сплава были сделаны эталоны метра и килограмма.
НЕИЗВЕСТНАЯ ПРИРОДА
Шимпанзе вооружились копьями
Как известно, шимпанзе умеют изготавливать орудия труда и даже поддерживают различные традиции этого ремесла. Однако недавно биологи установили, что некоторые популяции шимпанзе в Африке ведут себя точно так же, как древние люди. Они изготовляют копья и выходят с ними на окоту.
Авторы исследования выяснили, что шимпанзе являются единственными живыми существами, помимо человека, кто использует собственноручно изготовленные орудия для охоты на крупных существ.
Исследователи в течение нескольких лет наблюдали за популяцией саванных шимпанзе в местечке Фонголи на юго-востоке Сенегала. Они заметили, что эти обезьяны часто отламывают крупные ветви от деревьев, очищают их от мелких веточек и зубами заостряют конец. В результате в распоряжении шимпанзе оказываются копья длиной до 75 сантиметров.
С этими орудиями шимпанзе охотятся на галаго, небольших примитивных приматов. Копья позволяют наносить удары галаго, когда они прячутся в дуплах. Обычно такие удары не приводят к умерщвлению галаго, но дают возможность шимпанзе вытащить их и добить руками и зубами. Всего было задокументировано 308 эпизодов охоты с копьями В 61 % случаев в ней принимали участие самцы — самкам обычно мешают дети, которых они носят с собой.
Тем не менее, по словам ученых, матерые шимпанзе-охотники обычно делятся мясом со своими партнершами и более молодыми самцами. Вероятно, на первых этапах эволюции охота наших предков выглядела примерно также.
Странные повадки орангутангов
Голландские и британские биологи под руководством Мадлен Хардус из Фонда орангутангов (Нидерланды) задались вопросом: зачем представители подвида орангутангов, живущего на Борнео (
Сначала биологи предположили, что этими звуками орангутанги шлют дружеские приветствия своим партнерам. Однако дальнейшие исследования показали, что это не так. Авторы статьи записали чмоканье орангутангов и создали на компьютере акустическую модель, показывающую, каким был бы звук, если бы обезьяны не прикладывали ладонь к губам.
Выяснилось, что руки обезьян выступают как звукоусилитель, позволяя сигналам распространяться на более длинные дистанции. Кроме того, прикладывание рук делает звук более низким, и в чмоканье появляются нотки, свойственные крупным животным. Следовательно, чмоканье создает преувеличенные представления о габаритах обезьян.
Из этого биологи сделали вывод, что «воздушные поцелуи» выполняют защитную функцию — заслышав их, леопарды боятся подходить к источнику звука.
Как отмечают авторы статьи, среди животных неизвестны случаи, когда бы конечности произвольно использовались для звукоусиления. Скорее всего, у орангутангов это поведение не является врожденным, так что молодые особи учатся «чмокать» у старших.
Тюленей обвинили в охоте на акул
Больше десяти лет назад Крис Фаллоуз, капитан моторного судна из Кейптауна, заметил, как молодой капский морской котик гнался за синей акулой, толкал ее и через некоторое время загрыз, съев внутренние органы животного (наиболее богатые питательными веществами).
В 2012 году Фаллоуз смог заснять как к стае синих акул подплыл капский морской котик, загрыз пять акул и также съел их внутренности.
В своей научной статье Фаллоуз пишет, что в норме эти животные, примерно равные по размерам, охотятся на мелких рыб и кальмаров. Некоторые виды тюленей нападают на мелких акул, а синие акулы иногда гоняются за дельфинами. Однако впервые ученые стали свидетелями атаки морских котиков на настолько крупных акул, и они затрудняются объяснить, зачем морским млекопитающим преследовать такую опасную добычу.
Соавтор статьи Уг Бенуа подозревает, что случаи нападения тюленей на акул происходят довольно часто, просто случается это в открытом море, вдали от ученых с видеокамерами. Поскольку котики съедают у крупных рыб только внутренние органы, масштабы этого феномена нельзя оценить по содержимому их желудка (то есть по наличию акульих хрящей).
В заключение биологи отмечают, что агрессивное поведение тюленей может сдерживать рост популяций акул и, таким образом, помогать другим рыбам — в том числе видам, имеющим важное значение для рыболовецкой отрасли.
Эволюция "вертолетиков"
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли оценили аэродинамические качества семян различной формы, принадлежавших древнему хвойному растению.
Как известно, семена елки или сосны, когда они выпадают из шишки, начинают вращаться, подобно миниатюрному вертолету. Это позволяет семенам провести больше времени в воздухе, что, в свою очередь. увеличивает их шансы упасть на свободный участок леса и успешно прорасти.
В наши дни все семена-«вертолетики» устроены одинаково и имеют одну лопасть.
Однако на первых этапах эволюции хвойных встречались семена разной конструкции. Например, в пермских отложениях на территории штата Техас найдено множество семян хвойного
80 % семян этого растения, произраставшего около 270 млн. лет назад, несли вторую маленькую лопасть, 13 % обладали двумя симметричными лопастями, а еще 7 % были снабжены лишь одной лопастью, подобно хвойным в наши дни.
Авторы исследования изготовили модели всех этих семян из пластика и бумаги и выяснили, что семена с одной лопастью крутились в воздухе примерно в 2 раза дольше, чем семена иной конструкции.
Ученые показали, что с увеличением массы семени конструкция с одной лопастью приобретает еще больше преимуществ. Поэтому неудивительно, что хвойные в ходе длительной эволюции сделали выбор в пользу именно таких семян.
Электрическое чувство
Живые существа дали нам понятие об электричестве задолго до того, как была сконструирована первая батарея. Древних греков познакомил с электричеством черный скат Torpedo nobiliana. Он производит разряды с напряжением порядка 50 вольт — при высокой проводимости морской воды — это достаточно много.
«Химия и жизнь»
Поделиться книгой: