Мир вокруг нас

Этот вопрос волновал человечество уже с давних времен. Считается, что золото было первым металлом, известным человеку. Некоторые люди, которых называли алхимиками, пытались добыть золото искусственным путем, расплавляя и соединяя разные металлы или пробуя получить золото из свинца. Это были не совсем бесполезные занятия, хотя золото в результате этих опытов не получалось. Зато они приносили другие, не менее важные открытия. Так, монах-алхимик Бертольд Шварц таким образом случайно изготовил порох, а другой алхимик – Иоганн Бетгер – нашел способ изготовления драгоценного фарфора. Что же касается золота, то его искусственный аналог так и не был найден, а все желтое и блестящее даже издали не спутаешь с настоящим металлом.

Первые следы золота были обнаружены в Египте более 5000 лет назад. Правители Греции и Рима тоже любили этот редкий драгоценный металл. Они грабили страны, которые завоевывали, и заставляли рабов работать в золотодобывающих шахтах.

Настоящее золото можно найти только в земле, и здесь оно встречается в двух видах – в виде самородков, то есть чистого золота без примесей других металлов, и в руде, где золото содержится в соединении с другими металлами.

Золотые самородки встречаются не так часто, и это всегда большая удача для старателей, а именно так называют людей, которые добывают золото. Чаще всего самородное золото находится в кварцевых жилах или в пластах железного колчедана. Под воздействием ветра и воды кварцевые и железнорудные залежи постепенно разрушаются, и обнажаются частицы золота. Потом они так же постепенно вымываются из золотоносных жил и попадают на дно рек и долин, где смешиваются с песком и гравием. Это так называемое рассыпное золото, в котором встречаются совсем крошечные крапинки и более крупные самородки весом от нескольких граммов до килограмма и даже нескольких килограммов.

Золотые рудники в Бразилии нач. XX в.

Чаще всего золото встречается в природе в соединении с другими металлами: почти всегда частицы золота есть в серебре, в соединении с медью и др. В настоящее время существуют разные сложные технологии, с помощью которых золото освобождается от примесей других металлов.

Что весьма любопытно, очень много золота содержится в водах Мирового океана. Конечно, если измерять количество золота на литр морской воды, то там его обнаружить практически невозможно. Но ученые подсчитали, что при таком количестве морской воды, сколько ее существует на земном шаре, золото в ней составляет не менее 10 млрд. тонн.

Как образуются родники?

Во многих местах Земли есть источники, из которых течет чистая, прозрачная вода, которую люди называют родниковой, а сами источники – родниками. Эта вода приятно утоляет жажду в жаркие дни, а многие люди считают ее целебной. Откуда же берутся родники и почему вода в них такая чистая?

Глубоко под землей, там, где расположены твердые горные породы, имеются пустые участки, которые заполнены водой. Они называются «зоной подземных вод». Вода поступает туда с верхнего слоя земли от растаявших снегов, льда, от дождей. Часть этой воды остается в верхних слоях почвы, питает корни растений, испаряется под действием жарких лучей солнца, но большая часть проникает в подземный слой и заполняет пустоты между скальными породами.

Таких пустот под землей очень много, но и воды с поверхности земли проникает туда достаточно, поэтому под землей воды немногим меньше, чем на поверхности. В свою очередь подземная вода по отверстиям, которые есть в земной коре, выходит на поверхность Земли. В основном это происходит в низких местах: долинах, впадинах между гор, низинах, потому что подземная вода вытекает только через такие отверстия, которые расположены ниже уровня подземных вод. Ведь вы знаете, что вода всегда течет только вниз, вверх она течь не может и всегда падает обратно под силой своей тяжести.

Вот так и образуются родники, когда подземная вода через отверстия проникает на поверхность Земли. Может быть, вы слышали, что есть постоянные родники. Люди обносят их оградой, строят над ними навесы, чтобы вытекающая из них вода не загрязнялась, и все могут круглый год пить воду из этих родников. А другие родники то появляются, то исчезают. Это объясняется тем, что «зона подземных вод» бывает разного уровня, то есть разной глубины, и она постоянно меняется. Те родники, куда вода поступает из самой глубины водоносного слоя, действуют постоянно, и вода в них никогда не исчезает. А вот те родники, которые питаются водой из верхнего слоя, могут исчезать, если уровень воды в нем понизится, а потом опять появляются, когда начинает таять снег или идут дожди, и воды под землей становится больше. Такие родники называются «пульсирующими».

Целебной родниковую воду тоже называют неспроста. Ведь подземная вода проходит через скальные породы и обогащается различными минеральными солями, очень полезными для здоровья.

Есть ли у гор возраст?

Прежде чем ответить на этот вопрос, надо выяснить, что такое горы и как они образуются. Горы – это часть земной суши, возвышающаяся над равнинами. Есть отдельно стоящие горы, а есть целые горные цепи. В преданиях возникновение гор объясняется следующим образом: «Очень молодая Земля была гладкой, как головка овечьего сыра. Но шло время, и Земля стала стареть, на ней появились морщины. Они избороздили лицо Земли глубокими складками. И Земля заплакала. Ее слезы потекли ручейками и речками, собрались в озера, моря и океаны…»

Вот эти морщины, по преданию, и стали горами. Однако у ученых на этот счет есть своя точка зрения. Они объясняют образование гор резкими изменениями земной поверхности, которые произошли много миллионов лет назад и происходят сейчас. Существуют даже разные типы гор. Одни из них – складчатые – появились там, где земная кора была более подвижной и могла сминаться в складки. Так, например, образовались Альпы. Есть горы сводчатые, которые поднимаются вверх в виде сводов под большим давлением расплавленной лавы, которая рвется снизу к поверхности Земли. В результате разломов или провалов земной коры образовались целиковые горы, когда то поднимались, то опускались целые горные гряды. Тип вулканических гор говорит сам за себя. Они образовались из лавы, вулканического пепла и шлаков, попавших на поверхность Земли в результате извержения вулканов. Это Фудзияма в Японии, Везувий в Италии.

Но горы не вечны. Их подтачивает вода, распыляет ветер, частицы скального грунта вымываются дождем. Жаркое солнце раскаляет камни, а потом их сковывает мороз, отчего они тоже постепенно разрушаются. Со временем даже самые высокие горы превращаются в небольшие холмы, а иногда на их месте и вообще ничего не остается, кроме равнины. Как видно, горы тоже стареют и умирают. Но им на смену появляются новые: ведь процесс горообразования не прекращается, земная кора так же сдвигается, образуя складки, происходят извержения вулканов и землетрясения, опускание и подъем почвы. В результате всех этих процессов рождаются новые, молодые горы, к которым относятся Памир, Гималаи, Анды, Кавказские горы. А старые горы у нас в России – это Уральские горы, многие вершины которых уже не так круто поднимаются над земной поверхностью, а кое-где вообще спускаются небольшими пологими холмами. Бывает, правда, и так, что горы, которые почти исчезли с лица Земли, вырастают снова. Так произошло с Тянь-Шанем, когда неожиданно его опустившиеся вершины опять поднялись высоко в небо.

Альпы

Самая высокая в мире – это гора Эверест, расположенная на границе между Непалом и Китаем. Ее высота достигает 8 848 м! А самой высокой в Европе считается Эльбрус с высотой 5 633 м.

Что находится в глубине Земли?

Наша Земля называется планетой, и отличается она от звезд тем, что представляет собой плотную массу, тогда как звезды состоят из раскаленных газов и светятся.

Ученые уже очень многое знают о том, что представляет собой планета Земля. И то, что она имеет форму шара и вращается вокруг собственной оси, совершая за сутки, то есть за 24 часа, полный оборот, и то, что при этом она медленно вращается вокруг Солнца, полностью оборачиваясь за 365 дней, что и составляет земной год. Измерили расстояние от Солнца и узнали, какие планеты находятся по соседству с Землей. Но не меньшую загадку для ученых всегда представляло то, что находится в глубине самой Земли. Это очень трудно узнать. Пока еще не придумали приборы, с помощью которых можно было бы пробраться в самую глубину Земли и увидеть, что там находится. Поэтому ученых так интересуют извержения вулканов, которые позволяют изучать породы, которые при этом выбрасываются на поверхность Земли из ее недр. Поскольку вулканы извергают раскаленные газы и расплавленные горные породы, то по этим признакам ученые определили, что внутри Земли очень высокая температура. Кроме того, очень внимательно исследуются и землетрясения: ведь они зарождаются где-то в глубине Земли и волны от подземных толчков расходятся как по поверхности Земли, так и внутри ее.

С помощью точных приборов – сейсмографов – ученые определяют, как проходят эти волны, и фиксируют их скорость. Этот метод тоже подсказывает им, какие породы находятся внутри Земли. Ведь через рыхлые породы сейсмические волны проходят быстрее, чем через твердые. Скорость меняется также, если сейсмические волны проходят через расплавленные металлы.

Таким образом, ученым удалось определить, что в самой глубине Земли, в центре шара, находится твердое металлическое ядро, диаметр которого около 2 560 километров. Это ядро окружено жидкой оболочкой радиусом около 3 360 километров, состоящей из расплавленного железа и никеля, Сверху над этой раскаленной, расплавленной массой находится мантия. Это слой твердых пород толщиной 2 880 километров. Мантия отделяет жидкую раскаленную оболочку ядра Земли от земной коры и таким образом защищает земную кору от высокой температуры. А самый последний, верхний слой – это и есть земная кора. Она тоже состоит из твердых горных пород, но в каких-то местах они разрыхлились и там образовалась почва – то, что мы называем землей, глиной, песком, а в других местах она остается твердой, каменистой. Там высятся серые безжизненные скалы без единого зеленого деревца. Но почва и горы – это только верхняя часть земной коры. Твердые горные породы уходят далеко в глубь Земли и достигают мантии. Правда, глубина земной коры не везде одинакова. Под континентами она составляет 48 километров, а под океанами намного меньше – всего 5 километров.

Вот такой слоеный пирог представляет собой наша планета Земля.

Чем звезда отличается от планеты?

Все звезды, которые мы видим на ночном небе, на самом деле являются такими же солнцами, как наше большое Солнце. Только они расположены очень далеко, гораздо дальше, чем наше светило, поэтому кажутся нам маленькими звездочками. Самая ближайшая к нам звезда – альфа из созвездия Центавра – находится от нас в 270 тысяч раз дальше, чем Солнце. От Солнца до Земли свет идет чуть более 8 минут, а от ближайшей звезды альфа из созвездия Центавра – 4 года 3 месяца.

Звезды представляют собой небесные тела, которые состоят из раскаленных газов. Они настолько горячи, что кусок стали мгновенно превратился бы в пар, коснувшись поверхности любой из них! Температура поверхности самой горячей звезды достигает 100 тысяч градусов. Это даже больше, чем температура нашего Солнца, которая тоже не низкая – 6 тысяч градусов. Так что можно себе представить, что бы случилось с Землей, если бы на месте Солнца оказалась такая горячая звезда, как Альфа Центавра. Земля бы попросту сгорела. Температура звезды зависит от ее цвета. Голубые звезды – самые горячие и яркие – температура их поверхности достигает 400 000 градусов, а красные звезды – холоднее, их температура около 2 500 градусов, и свет их не так ярок, как у голубых.

Звезды

Звезды светятся потому, что они состоят из раскаленных газов. Этим они отличаются от планет. Планеты сами не светятся, а только отражают свет звезд. Правда, если посмотреть на налгу Землю из космоса, то кажется, что она тоже светится. Но это не так. Земля просто отражает солнечный свет. Точно так же, как и Луна. Луна является планетой, спутником Земли. И она сама не светится, хотя по вечерам мы ясно видим, что от Луны идет свет, но это тоже солнечный свет, который отражается Луной.

Планеты отличаются от звезд и по своему составу. Правда, все планеты тоже разные по составу, но все они состоят из плотной массы, как и Земля. Например, планета Меркурий – это маленький горный мир с кратерами, Венера – белый шар с туманными пятнами.

Планеты

Планеты представляют собой темные шары, масса которых не превышает 1/100 от массы Солнца. Это еще одно подтверждение того строгого порядка, который действует в космосе. Ученые просчитали, что если масса какой-нибудь планеты будет больше массы Солнца, то в центре планеты намного повысится давление, температура возрастет до миллиона градусов и в результате возникших атомных реакций планета превратится в раскаленное газовое образование, то есть в звезду.

Что такое чистый кислород?

Кислород – это химический элемент, самый распространенный во Вселенной. Он необходим для жизни на Земле. Им дышат люди, животные и растения. Кислород соединяется практически со всеми другими химическими элементами. Вместе с азотом он входит в состав воздуха, а в соединении с водородом образует воду. В живых организмах кислород соединяется с водородом, углеродом и другими веществами, составляя в человеческом теле примерно 2/3 общего веса.

Вам, наверное, доводилось слышать, что при лечении некоторых заболеваний применяют чистый кислород, который хранится в больницах в баллонах и в кислородных подушках. Больным с ослабленными легкими, которые трудно воспринимают обычный воздух, состоящий на 78 процентов из азота и только на 21 процент из кислорода, дают дышать чистым кислородом, чтобы поддержать жизнедеятельность организма. Но каким образом его добывают и отделяют от азота?

Чистый кислород получают из обычного воздуха. Для этого воздух охлаждают до температуры ниже 180 градусов, и он превращается в жидкость. Теперь стоит только немного повысить температуру, и жидкий воздух начинает кипеть. А как вы знаете, при кипении жидкости наиболее легкие ее соединения испаряются. Так происходит и в данном случае. При кипении воздуха азот, как наиболее легкий газ, испаряется первым, и в резервуаре остается только кислород, который какое-то время пребывает в жидком состоянии, а охлаждаясь, приобретает свою обычную газообразную форму, но уже отделенную от азота.

Хотя кислород из воздуха постоянно забирается живыми существами для дыхания, его запасы тем не менее никогда не иссякают. Растения выделяют его в процессе своего питания, пополняя наши запасы кислорода.

Почему идет дождь?

Как только на небо наползает черная, мрачная туча, мы уже знаем, что пойдет дождь. Правда, бывает, что ветер уносит ее в сторону или рассеивает, но все равно туча для нас всегда является предвестником дождя. Откуда же берутся тучи и почему из них идет дождь?

Оказывается, прежде чем пойдет дождь, в природе совершается очень сложный процесс. Горячие лучи солнца разогревают воду на поверхности морей, рек, озер и даже маленьких лужиц. Вода испаряется и превращается в водяной пар, который смешивается с воздухом. Этот процесс называется парообразованием. Но ведь солнце разогревает и землю. Исходящий от нее теплый воздух поднимает водяной пар высоко в небо, в атмосферу, где всегда холодно. Водяной пар там тоже остывает, и из него образуются капельки воды, из которых и состоят облака. Это уже другой процесс. Он называется конденсацией.

Водяной пар поднимается в атмосферу непрерывно, и постепенно там накапливается очень много влаги, которая образует капельки воды. Облака становятся тяжелыми, капельки воды соединяются друг с другом и из-за своей тяжести уже не могут удержаться в воздухе. Тогда они и падают на землю в виде дождя.

Что общего между карандашом и алмазом?

Кому-то этот вопрос может показаться странным. Все знают, что алмаз – это драгоценный камень, самый твердый из существующих на Земле минералов. А карандаш – самый обычный предмет, который мы можем выбросить, даже не исписав до конца. И тем не менее между такими, на первый взгляд, разными предметами есть очень много общего. Правда, не весь целиком карандаш, а его стерженек – черный графит – приходится родным братом сверкающему алмазу. И тот и другой – не что иное, как разные формы самого распространенного на Земле химического элемента – углерода. Углерод – «рождающий уголь», значит, и уголь относится к этой же группе веществ.

Как же ученые установили родство таких непохожих друг на друга элементов? Еще в конце XVII века ученые из Флоренции Аверани и Тарджони попытались сплавить несколько мелких алмазов в один крупный. С помощью увеличительного стекла они нагрели мелкие кусочки алмазов, но те неожиданно исчезли, сгорели на солнце. Тогда ученые не могли объяснить, почему так произошло. И только спустя 100 лет, в 1772 году, французский химик А. Лавуазье, повторив этот опыт, убедился, что кристаллики алмаза сгорают точно так же, как кусочки угля и фосфора. А в 1797 году английский ученый С. Теннант доказал, что уголь, алмаз и графит состоят из одного и того же вещества – углерода, только представляют из себя разные его формы.

Сейчас такие опыты проводятся и в школьных химических лабораториях. Если взять кусочек алмаза и сильно нагреть его в приборе без доступа кислорода, то он превратится в графит – серый мягкий камень, из которого с добавлением глины делают грифели для карандашей. Но, конечно, это только опыты. Графит получают не из алмазов, его и без того много в земле. А если опыты продолжить и сильно нагреть алмаз и графит на воздухе, то они исчезают, превратившись в углекислый газ, в состав которого тоже входит углерод.

Из чего состоит воздух?

Все знают, что человек дышит кислородом. Но ведь он дышит воздухом, который окружает его со всех сторон, где бы он ни был: дома, на прогулке, на работе. Иногда создается обманчивое впечатление, что воздух – это и есть кислород. Но это не так. Чистым кислородом человек долго дышать не может, а воздух состоит не из одного только кислорода, а из смеси различных газов. Причем кислорода в воздухе гораздо меньше, чем азота, всего 21 %, в то время как азота – 78 %. Таким образом, получается, что 99 % воздуха состоит из смеси двух газов – азота и кислорода. Кроме этих двух основных газов, составляющих воздух, в нем присутствует небольшое количество других газов: углекислого газа, аргона, гелия, ксенона и других.

Земной шар со всех сторон окружен воздухом. Но мы уже выясняли, что воздух состоит из газов. Почему же он в таком случае не улетает от Земли в космическое пространство? Оказывается, у воздуха есть вес. Можно проделать простой опыт: взять два воздушных шара, один из них надуть воздухом, а другой оставить как есть. Если после этого положить их на весы, то окажется, что надутый шар весит больше, чем спущенный.

Воздух притягивается к Земле силой своей тяжести, и в то же время он давит на человека. Не замечаем мы этого только потому, что он с одинаковой силой давит на нас со всех сторон и даже изнутри – ведь в организме человека тоже есть воздух. Таким образом, давление воздуха уравновешивается, и мы не ощущаем никаких неудобств.

Где расположен Мировой океан?

Каждый школьник знает, что на земном шаре существует четыре океана: Атлантический, Тихий (его еще называют Великим), Индийский океан и Северный Ледовитый. И тем не менее такое понятие, как Мировой океан, существует, и ученые-океанологи, да и не только они, часто его употребляют. Но увидеть Мировой океан весь полностью могут только космонавты, да и то только те, которые выходят в открытый космос из космического корабля, потому что лишь с такой огромной высоты видно весь земной шар, почти на две трети покрытый водой.

Воды на земном шаре так много, что Землю иногда называют «водяной планетой». И если посмотреть на нее из космоса, то кажется, что океан и моря на Земле представляют собой сплошное водное пространство. А Мировым океаном называют не какой-то отдельный океан, а все моря и океаны, которые существуют на земном шаре.

Вид на океан со спутника

Ученые предполагают, что понятие «Мировой океан» возникло еще в древности и означало беспредельное, без конца и без края, водное пространство. Древние люди боялись водной стихии: ведь в океанах часто случаются штормы, могучие волны захлестывали берега и уносили в глубину все живое. Поэтому люди считали Океан грозным и безжалостным божеством и писали это слово с большой буквы. А к рекам относились по-другому, тепло и ласково, хотя и думали, что они дочери коварного Океана. Реки несли пресную, чистую воду, которую можно было пить. В реках купались и не боялись их.

Когда изобрели суда и мореплаватели отправлялись на них в путешествия, они открывали все новые и новые водные пространства и давали им разные названия. Оказалось, что океан в некоторых местах на многие километры вдается в сушу. Эти участки водного пространства стали называть заливами и бухтами. А те части океана, которые отделены от него грядой островов или сходящимися береговыми линиями, – морями. Однако моря отделяются от океана не сплошной линией. На самом деле все моря и океаны, которые существуют на земном шаре, кроме трех окруженных сушей морей-озер – Каспийского, Аральского и Мертвого – так или иначе соединены между собой проливами.

Так что можно взойти на палубу корабля в Золотой бухте Владивостока и через год-два там же выйти, обогнув по морям и океанам весь земной шар, ни разу не спустившись на берег. В таком случае смело можно говорить, что проплыл весь Мировой океан и теперь знаешь, где он находится.

Почему бывают белые ночи?

Многие люди весной и летом мечтают побывать на севере, когда там наступает время белых ночей. Особенно красиво в это время в Петербурге, дворцы и парки которого становятся еще прекраснее в призрачном, таинственном свете. И все-таки петербургские белые ночи, хотя они и светлые, не похожи на дни. Но чем дальше на север, тем белые ночи длиннее и светлее. В Мурманске они длятся два месяца. И все это время целыми сутками на небе сияет яркое солнце и гулять можно когда захочется. Это время называется полярным днем. На Северном и на Южном полюсах полярные дни длятся еще дольше – три месяца, и только к концу лета день становится короче, солнце время от времени скрывается за горизонтом, и вскоре наступает долгая полярная ночь, которая длится до весны. Ее только изредка оживляют яркие красочные всполохи полярного сияния. Почему же в одних районах земного шара бывают белые ночи, а в других нет? Это зависит от того, в каком положении находится Земля по отношению к Солнцу.

Как известно, земной шар вращается вокруг своей оси. Земная ось – это не какой-то реальный, а воображаемый стержень, который будто бы пронизывает земной шар в направлении от Северного полюса к Южному. Но земная ось находится в наклонном состоянии по отношению к Солнцу. В связи с этим при вращении Земли солнечные лучи в разное время освещают земную поверхность не одинаково. На всем земном шаре дни и ночи регулярно сменяют друг друга, только они бывают разной продолжительности. В теплое время года день обычно длиннее ночи, а в холодное – наоборот: длинными становятся ночи, а дни – короткими. Только в тропиках и у экватора день всегда равен ночи. И меняются они быстро, без сумерек и рассветов. В шесть часов вечера сразу же становится темно, а в шесть часов утра так же сразу наступает яркий день.

Земля, освещенная Солнцем

А вот в районах, расположенных вблизи Северного и Южного полюсов, происходит так, что дни и ночи продолжаются не по 10–12 часов, а по два-три месяца. Но люди, привыкшие к регулярной, через каждые 12 часов, смене дня и ночи, называют определенное время суток белыми ночами.

Почему снег белый?

Все уже настолько привыкли к тому, что снег бывает только белого, а не красного и не зеленого цвета, что никому и в голову не приходит поинтересоваться, почему же он белый. Только маленькие дети задают иногда этот очень серьезный и непростой вопрос.