І. Планета вода

Восьме диво світу

Якщо ми поглянемо на нашу планету з космосу, основним її кольором буде блакитний. Океани та моря, річки та озера, льодовики та гейзери створюють одну з оболонок Землі, яку називають гідросферою. В підручниках з географії написано, що вода займає 71% земної поверхні. Чому ж тоді ми називаємо нашу планету Землею? Води ж значно більше? Відповідь дуже проста: людина у воді жити не може. Ми робимо невеликі екскурсії до підводного світу, ми користуємося його скарбами, але переселитися до нього навіть не мріємо. А ось ті істоти, про яких піде мова у цій книжці, назвали б свій світ інакше: планета Вода. У підводному світі є все, що й у звичайному: день і ніч, ріки та гори, рослини й тварини. Але умови їхнього існування все-таки відрізняються від тих, до яких ми звикли.

Що таке вода? Запитайте про це людей різних професій і отримаєте дуже різні відповіді. Біологи скажуть вам, що вода – чи не найголовніша умова існування життя на Землі, колиска еволюції.

Медики зазначать, що мінеральні води – це природні ліки, а брудна вода – розсадник хвороб, тому її треба кип’ятити. Хіміки назвуть вам її формулу: два атоми водню та один – кисню. Вони скажуть, що вода – це рідина, яка не має власного смаку, кольору та запаху. Чому ж наші річки, озера та моря непрозорі, а кольорові?

Більша часшна запасів води на Землі – це солона вода океанів (97 %). На долю прісноі  води залишається тільки 2 %, але насправді наземні мешканці можуть користуватися ще  меншою її кількістю: майже половина цих запасів «законсервована» у льодовиках Гренландії та Антарктиди.

Ми ж знаємо, що на мапі є Червоне, Біле та Жовте море. Причини забарвлення води можуть бути дуже різні. По-перше, вода – майже універсальний розчинник. Вона здатна розчиняти більше солей та інших речовин, ніж будь-яка рідина. Крім того, вода може окислювати майже всі метали та розкришувати навіть найміцніші гірські породи. Ось ці породи та речовини, принесені річками до Жовтого моря, і забарвлюють його води. З Червоним морем все інакше. Його колір – наслідок періодичного цвітіння маленьких водоростей (цікавий факт: водорості мають назву синьо-зелених, а море – Червоне!). А Біле море так назвали тому, що 200 днів на рік воно вкрите кригою.

Деякі властивості води настільки незвичайні, що треба сказати про них хоча б декілька слів. Перша відмінність води – те, що це єдина на Землі речовина, яку в природних умовах можна зустріти і в твердому, і в рідкому, і в газоподібному стані. Для кожного стану води ми маємо окремі слова: рідину називаємо водою, тверду воду – кригою або снігом, а газоподібну – парою. Перехід з одного стану до іншого у води також не зовсім такий, як у інших речовин. Ми знаємо, що всі тіла при охолодженні зменшуються. Але якщо налити у пляшку води, щільно закрити пробкою і покласти на мороз, то лід або видавить пробку, або розірве пляшку. Об’єм льоду буде більшим, ніж об’єм води, яку ми налили у пляшку. А сам він буде легшим за воду. Це відбувається тому, що при замерзанні вода змінює молекулярну структуру. Якби було інакше, то лід би заповнив усі моря та океани від дна до поверхні.

Водне середовище має ще декілька властивостей, які впливають на життя йогомешканців. Основні зних – це прозорість, густина, електропровідність (здатність про водити електричний струм).

Температура води у Світовому океані неоднакова: від – 2 до + 30 градусів за Цельсієм. У прибережних водах Перської затоки вона може прогріватися навіть до 36 градусів тепла. А найнижчу температуру  спостерігають у морі Ведделла, в Антарктиці. Втім, значна кількість води більш однорідна: три чверті загального об’єму води мають температуру від нуля до шести градусів тепла.

Прозорість води вимірюють за допомогою білого диска діаметром 30 см. Його опускають у воду та відстежують, на якій глибині його буде ще видно. Найбільша прозорість була зареєстрована у Саргасовому морі: диск було видно на глибині 65 м. Зрозуміло, у каламутній воді світло поглинається набагато сильніше: диск «щезає» вже через кілька десятків сантиметрів.

Від прозорості води залежить насамперед забезпечення рослин та тварин світлом. У морях із прозорою водою слабке синьо-зелене світло, що його може сприйняти людське око, видно на глибині 800 м. Чутливі прилади фіксують його трохи глибше – до кілометрової глибини.

Мабуть, ви помітили, що у воді ваше тіло стає легшим, ніж на суші. Це тому, що вода густіша за повітря майже у 800 разів. Вона виштовхує на поверхню предмети, які мають меншу густину. Велике значення має пло-щина тіл на яку діє з виштовхувальна сила води: чим вона більша  тим сильніше вода буде «підтримувати» тіло. Але густина води стає перешкодою для швидкості руху: спробуйте побігати у воді, і ви відчуєте, що всі рухи стають повільнішими. Для того, щоб подолати опір водного середовища, потрібна так звана обтічна форма тіла. Подивіться на малюнки, і ви побачите, що форму багатьох сучасних суден людина перейняла у мешканців підводного світу.

Світло у воді та в повітрі відбивається неоднаково. Тому, коли ми пірнаємомаскою, всі підводні предмети та істоти здаються більшими на третину.

Густина води змінюється в залежності від її температури, солоності та тиску. Чим нижче температура, вище солоність та тиск, тим густішою стає вода. До речі, під солоністю вчені розуміють не кількість солі у воді, а загальну кількість розчинених у ній речовин. До складу морської води входять 72 хімічні елементи. Найбільш поширені з них – хлор, натрій, магній, сірка, кальцій, калій, бром, вуглець, стронцій та бор. Решта елементів розчинена в дуже невеликій кількості.

Велике значення має наявність у воді розчиненого кисню, яким дихають водні тварини. Звідки ж він береться? Виявляється, киснем підводний світ забезпечують рослини за допомогою фотосинтезу. Цей процес розпочався приблизно три мільярди років тому. Нині знайдеться небагато куточків підводного світу, у яких кисню не вистачає. Але в теплих водах його менше, ніж у холодних.

Завдяки тому, що вода має більшу густину, ніж повітря, звук у підводному світі розходиться швидше та краще (середня швидкість поширення звуку в воді становить 1500 м/сек). Саме тому під час риболовлі потрібно сидіти дуже тихо – незвичні звуки можуть налякати рибу.

На глибинах важливу роль відіграє підводний тиск. Тиск води набагато сильніший за тиск повітря. Через кожні 10 метрів він зростає на одну атмосферу (це означає, що на кожний квадратний сантиметр поверхні додається тиск, який дорівнює одному кілограму). На кілометровій глибині тиск становить 100 атмосфер. Цього досить, щоб опущений на цю глибину шматок дерева стиснувся вдвічі. Саме тому підводні апарати – батискафи, батисфери та субмарини – захищають дуже товстим шаром з найміцнішої сталі.

У морській воді розчинені також дорогоцінні метали. Наприклад, золота в океані стільки, що його вистачило б, щоб зробити мільярдерами всіх людей на планеті. Щоправда, дешевого способу видобування «морського» золота поки що не існує, а коли його придумають, саме золото значно подешевшає.

Здатність води проводити електричний струм використовують водні тварини. Деякі з них за допомогою електрики орієнтуються у просторі, інші спілкуються, а дехто пристосував електричну енергію для полювання (докладніше про це ми розповімо в наступних розділах).

Залишається тільки дивуватися, як перші рослини та тварини змогли подолати різницю між водою та сушею – настільки ці світи різні. Давайте простежимо, як і коли це сталося.