Sve teorije o nastanku života na Zemlji nekako su povezane s vodom. Ona je uvijek s nama, štoviše, u nama. Najobičnija, jednostavna voda, uključena u tkiva tijela, omogućuje svaki novi dah i otkucaj srca. Sudjeluje u svim tim procesima zbog svojih jedinstvenih svojstava.
Što je voda: definicija
Sa znanstvenog stajališta, glavna tekućina planeta je vodikov oksid - binarni anorganski spoj. Molekularna formula vode vjerojatno je svima poznata. Svaki njegov strukturni element sastoji se od jednog atoma kisika i dva atoma vodika povezanih polarnom kovalentnom vezom. U normalnim uvjetima je u tekućem stanju, nema okus i miris. U malim količinama, obična voda bez nečistoća je bezbojna.
Biološka uloga
Voda je glavno otapalo. Priroda strukture molekule čini takvu definiciju mogućom. Svojstva vode povezana su s njezinom polarizacijom: svaka molekula ima dva pola. Negativno je povezano s kisikom, ipozitivno - s atomima vodika. Molekula vode sposobna je stvarati takozvane vodikove veze s česticama drugih tvari, privlačeći suprotno nabijene atome na svoje "+" i "-". U tom slučaju, tvar koja postaje otopina također mora biti polarizirana. Jedna njegova molekula okružena je s nekoliko čestica vode. Nakon transformacije, tvar postaje reaktivnija. Vodu kao otapalo koriste sve stanice živih organizama. Ovo je jedno od onih svojstava koja definiraju njegovu biološku ulogu.
Tri države
Voda nam je poznata u tri oblika: tekućem, čvrstom i plinovitom. Prvo od ovih agregacijskih stanja, kao što je već spomenuto, karakteristično je za vodu u normalnim uvjetima. Pri normalnom atmosferskom tlaku i temperaturama ispod 0 ºS postaje led. Ako zagrijavanje tvari dosegne 100 ºS, iz tekućine nastaje para.
Treba napomenuti da su tvari slične strukture u normalnim uvjetima u plinovitom stanju i imaju nisko vrelište. Razlog relativne stabilnosti vode je u vodikovim vezama između molekula. Da biste otišli u stanje pare, morate ih razbiti. Vodikove veze su dovoljno jake da je potrebno puno energije da se razbiju. Otuda visoka točka vrenja.
Površinska napetost
Zbog vodikovih veza, voda ima visoku površinsku napetost. U tom pogledu je drugi nakon žive. Površinska napetost javlja se na granici dva različita medija i zahtijeva utrošak određene količineenergije. Ovo svojstvo rezultira zanimljivim efektima. U bestežinskom stanju, kap poprima sferni oblik, jer tekućina nastoji skupiti vlastitu površinu kako bi sačuvala energiju. Slično, voda se ponekad ponaša na materijalima koji se ne kvaše. Primjer je kap rose na lišću. Zbog sile površinske napetosti, vodoskoci i drugi insekti mogu kliziti po površini ribnjaka.
Izolator ili provodnik?
Na satovima sigurnosti života djecu se često uči da je voda dobar provodnik struje. Međutim, to nije sasvim točno. Zbog osobitosti svoje strukture, čista voda je slabo disocirana i ne provodi struju. To je, zapravo, izolator. Međutim, u normalnim uvjetima praktički je nemoguće susresti tako čistu vodu, jer otapa mnoge tvari. A zahvaljujući brojnim nečistoćama, tekućina postaje vodič. Štoviše, sposobnost provođenja struje može odrediti koliko je voda čista.
Refrakcija i apsorpcija
Još jedno svojstvo vode, poznato svima iz škole, je sposobnost prelamanja svjetlosnih zraka. Nakon prolaska kroz tekućinu, svjetlost donekle mijenja svoj smjer. Ovaj učinak je povezan s formiranjem duge. Također, lom svjetlosti i naša percepcija je u osnovi pogrešaka u određivanju dubine vodenih tijela: uvijek se čini manjim nego što zapravo jest.
Međutim, svjetlost vidljivog dijela spektra se lomi. I, na primjer, infracrvene zrake vodeapsorbiraju se. Zbog toga dolazi do efekta staklenika. Da bismo razumjeli skrivene mogućnosti vode u tom smislu, možemo se osvrnuti na karakteristike atmosfere na Veneri. Prema jednoj verziji, isparavanje vode dovelo je do efekta staklenika na ovoj planeti.
Vodena boja
Svatko tko je vidio more ili bilo koju slatku vodu i usporedio je s tekućinom u čaši primijetio je određenu nesklad. Boja vode u prirodnom ili umjetnom rezervoaru nikada ne odgovara onome što se opaža u šalici. U prvom slučaju je plava, plava, čak i zelenkasto-žuta, u drugom je jednostavno odsutna. Dakle, koje je boje voda zapravo?
Ispostavilo se da čista tekućina nije bezbojna. Ima blagu plavkastu nijansu. Boja vode je toliko blijeda da se u malim količinama čini potpuno prozirnom. Međutim, u prirodnim uvjetima, pojavljuje se u svom svom sjaju. Štoviše, brojne nečistoće, kao u slučaju provođenja električne energije, mijenjaju svojstva vode. Svatko je barem jednom susreo zeleni ribnjak ili smećkaste lokve.
Boja vode i života
Boja rezervoara često ovisi o mikroorganizmima koji se u njemu aktivno razmnožavaju, nečistoćama stijena. Zelenkasta boja vode često ukazuje na prisutnost malih algi. U moru područja obojana u ovoj nijansi, u pravilu, obiluju živim bićima. Stoga ribari uvijek paze na boju vode. Bistre plave vode siromašne su planktonom, a time i onima koji se njima hrane.
Ponekad mikroorganizmi daju najbizarnije nijanse. Poznata su jezera s vodom boje čokolade. Aktivnost jednostaničnihalge i bakterije pretvaraju tijelo vode u tirkiznu boju na otoku Flores u Indoneziji.
U Švicarskoj, na prijevoju Sanetsch, nalazi se jezero s jarko ružičastom vodom. Nešto bljeđa nijansa ima vodeno tijelo u Senegalu.
Šareno čudo
Nevjerojatan prizor pojavljuje se pred turistima u Americi, u Nacionalnom parku Yellowstone. Morning Glory Lake se nalazi ovdje. Njegove vode imaju najčišću plavu boju. Razlog za ovu nijansu su sve iste bakterije. Yellowstone je poznat po brojnim gejzirima i toplim izvorima. Na dnu jezera Morning Glory je uski vulkanski otvor. Toplina koja se odatle diže održava temperaturu vode, kao i razvoj bakterija. Nekada je cijelo jezero bilo kristalno plavo. Međutim, s vremenom su se ušće vulkana začepilo, čemu su turisti svojom ljubavlju pridonijeli bacanju novčića i drugog smeća. Kao rezultat toga, temperatura površine je pala, a druge vrste bakterija su se ovdje počele razmnožavati. Danas se boja vode mijenja s dubinom. Na dnu je jezero još uvijek tamnoplavo.
Prije nekoliko milijardi godina, voda je doprinijela nastanku života na Zemlji. Od tada njegova važnost nije nimalo smanjena. Voda je neophodna za niz kemijskih reakcija koje se odvijaju na staničnoj razini, dio je svih tkiva i organa. Oceani pokrivaju otprilike 71% površine planeta i igraju veliku ulogu u održavanju stabilnosti takvog divovskog sustava kao što je Zemlja. Fizikalna i kemijska svojstva vode mogu je nazvati glavnom tvari za sva živa bića. Rezervoari, kao stanište višestaničnih mikroorganizama, osim toga postaju izvor ljepote i inspiracije, pokazuju ogromne kreativne sposobnosti prirode.
