Белые пятна безбрежного океана - Фрадкин Борис Захарович - Страница 24

Конечно, все может оказаться гораздо сложнее. Недавно был установлен такой любопытный факт: измерение температуры деревьев показало, что у некоторых из них температура волокон, достигнув 10 градусов ниже нуля (263 К), вдруг перестает понижаться. Что это - самотеплорегулирование?

Таким образом, и в растительном мире вода задает загадки. Разгадка же секрета морозостойкости растительного мира будет иметь для человечества неоценимое значение. Люди по своему желанию сделают морозостойкими любые растения. Тогда цитрусовые рощи раскинутся в тундре, чайные плантации появятся на Северном Урале, а под Архангельском и Мурманском будет зреть виноград.

Одновременно мы научимся переводить и почвенную воду в дерягинскую воду II. Тогда и почва станет незамерзающей, на ней смогут круглый год расти хлеба. И фруктовые сады будут плодоносить круглый год не только на юге, но и за Полярным кругом. К тому же нельзя забывать, что когда-то, вероятно, предстоит осваивать ледяные пустыни Марса, где даже в тропиках ночами трещат морозы под -70 °С. Зато к полудню температура там подымается до +25 °С. Так что с помощью воды II там можно вполне обосноваться и создавать растительный покров.

Машина времени

Анабиоз... Со страниц научно-фантастических произведений он уже давно перекочевал в операционные и в исследовательские лаборатории медиков и биологов.

Охлаждение замедляет все физиологические процессы в организме, облегчает работу хирурга при сложных и длительных операциях на мозге. К тому же низкая температура подавляет деятельность микроорганизмов и вирусов.

Так, зимовщики-исследователи, живущие на самом морозном континенте планеты - Антарктиде, не ведают простудных заболеваний. Антарктида - единственный уголок Земли, где нет гриппа. Это замечательное обстоятельство объясняется тем, что микробы и вирусы не в состоянии приспособиться к суровым условиям "белого континента".

Применение анабиоза предусматривает возможность охлаждения человеческого организма до полного замораживания. Очевидно, вначале будет освоено замораживание отдельных органов, а когда-то в будущем - всего организма. Что даст такое замораживание?

Охлаждение до температуры - 272 °С (1 К) позволит убить в человеческом теле все болезнетворные микроорганизмы, все вирусы. Холод космического пространства позволит исцелить людей от всех неизлечимых ныне недугов.

Однако на пути полного замораживания человека еще множество нерешенных проблем. Одна из них - аномальное расширение воды при замерзании. Образующиеся кристаллики льда должны неизбежно порвать оболочку клетки, разрушить ядро, все ее составляющие. Неотвратимая гибель клеток - вот главное, что тормозит использование при анабиозе самых низких температур.

Но эксперименты по замораживанию тканей убедительно показали, что возвращение к жизни возможно, если охлаждение и последующее оттаивание вести с большими скоростями - 100, 200 °С

в мин и более. Современной технике такие скорости пока недоступны. Дело в том что процесс замерзания должен идти одновременно по всей глубине тела. Замерзать должны одновременно все клетки. Так же сразу они должны и оттаять.

Чем вызвана необходимость таких больших скоростей? Оказалось, что при столь резком снижении температуры вода в клетках не успевает превратиться в лед. Замерзая, она продолжает оставаться водой. Она не расширяется, не разрушает клетку. Короче говоря, быстрое охлаждение переводит внутриклеточную воду в дерягинскую воду II или в близкое к ней состояние.

Здесь и таится разгадка и проблема анабиоза при сверхнизких температурах. Только прежде следует решить проблему познания самой воды II, до конца выяснить ее природу, найти способы перевода обыкновенной воды в воду II. Когда эта задача будет решена, возрастет не только могущество медицины. Люди создадут своеобразную машину времени - они смогут отправляться в далекое будущее как живые свидетели прошлого. Единственным недостатком такого путешествия во времени будет невозможность возвратиться обратно.

Загадка растительного мира

Вспомним знаменитые опыты Торричелли с трубками, заполненными ртутью, или водой. Верхний конец трубки запаивался, а нижний, открытый, опускался соответственно в чашку с ртутью или с водой.

Торричелли брал трубки различной длины, но в них всегда устанавливался столб жидкости постоянной предельной высоты: для ртути 760 мм, для воды 10 м. Если высота трубки оказывалась больше указанных высот, то в трубке над поверхностью жидкости образовывалась так называемая "торричеллиева пустота".

Постоянство предельных высот столбов воды и ртути обусловливается постоянством той силы, которая удерживает эти столбы. Это атмосферное давление.

Чтобы привести в действие и заставить работать атмосферное давление, нужно над поверхностью жидкости создать разрежение. Именно на этом принципе основан процесс всасывания жидкости насосом. И мы точно знаем: выше чем на 10 м при нормальных атмосферных условиях поднять воду разряжением с ее поверхности к насосу по всасывающей трубе не удастся - не хватит атмосферного давления.

В растительном мире нарушается и эта закономерность. Деревья всасывают воду из почвы на высоты, значительно превышающие 10 м. Среди них есть подлинные "небоскребы" с высотой всасывания 100-150 м. Что это - нарушение закона сохранения энергии? Ведь силой атмосферного давления не поднять столб воды на такую высоту.

Нет, закон сохранения энергии всегда и всюду остается незыблемым. Просто на сцену выступают еще неведомые нам силы. Непонятным образом деревья заставляют работать воду на растяжение. Ведь чтобы поднять воду выше 10 м, нужно создать в ней отрицательные давления, "тянуть" ее вверх, как тянут трос с грузом.

До сих пор понятие отрицательных давлений в жидкости считалось абсурдом. В жидкостях и до нуля-то не удается снизить давление. Как только давление в жидкости понизится до давления насыщенных паров, она закипит. Но ведь это в обыкновенной, привычной нам жидкости.

Не, вводя понятия отрицательных давлений, не объяснишь всасывания воды на высоту 100-150 м. И при этом никаких намеков на кавитацию! Каким образом удается это деревьям, наука пока объяснить не может. Даже гипотез на этот счет нет.

Нам же остается предположить, что в капиллярах дерева вода меняет свою структуру, превращается в полимер, приобретает свойства работать на растяжение.

Рекорды водопития

Чтобы дерево или растение получало воду из почвы, нужно, чтобы в почве постоянно находилась вода. И как можно больше, и как можно ближе к поверхности земли, дабы корни растений могли дотянуться до живительной влаги.

Казалось бы, как удержаться воде у поверхности почвы? Ведь как и все жидкости, обладая текучестью, она под действием собственного веса должна была бы стремиться уйти в глубину.

Но почва (особенно возделываемая) обладает свойством капиллярности. И здесь в полную меру проявляется одно из уникальных свойств воды - большое поверхностное натяжение. По капиллярам почвы вода устремляется вверх, к поверхности земли, к корням растений. Благодаря исключительно высокому поверхностному натяжению снизу вверх к корням растений движутся целые реки, озера... моря воды.

Судите сами: за один сезон от всхода до созревания пшеница "выпивает" с каждого гектара до 2000 т воды, кукуруза еще больше - 3200 т. Но рекорд водопития пока остается за капустой - с каждого гектара она выкачивает за сезон порядка 8000 т воды!

Таким образом, всему, что дает нам земледелие, всему, что мы получаем с полей, огородов, садов, - всему этому способствует мощное поверхностное натяжение воды, проявление сил водородных связей в ее молекулах. Если бы эти связи оказались менее значительными, почва просохла бы на такую глубину, до которой не смогли бы дотянуться корни растений и деревьев. О возможных последствиях догадаться нетрудно.