Мир вокруг нас

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.

Непростой он потому, что на него невозможно ответить, если не знать, как образуются снежинки и из чего они состоят. Даже те люди, которые знают, что снег – это обычная замерзшая вода, маленькие кристаллики льда, которые образовались из водяных паров высоко в атмосфере, все равно затрудняются с ответом на вопрос, почему снег белый. Ведь вода бесцветная, и льдинки, которые из нее образуются, тоже бесцветные и прозрачные, значит, снег тоже должен быть прозрачным.

И все-таки как же образуются снежинки? Высоко в атмосфере отдельные, совсем крошечные частички водяных паров замерзают и превращаются в кристаллики льда. Перемещаясь вместе с воздушными потоками, эти крошечные ледяные кристаллики сталкиваются с другими такими же кристалликами и как бы приклеиваются друг к другу. Когда таким образом соединяются сотни, а то и тысячи кристалликов, получается снежинка, которая, отяжелев, опускается ближе к земле. Но эти кристаллики бывают разной формы: треугольные, квадратные, игольчатые, плоские – и приклеиваются они друг к другу тоже по-разному: то вплотную, то одной гранью, то только кончиком. Свет отражается в гранях этих прозрачных кристалликов, и снежинки кажутся совершенно белыми. Но стоит поймать одну снежинку на ладонь, как она постепенно теряет свой белый цвет, становится бесцветной, прозрачной, а потом и совсем тает, превращаясь в капельку воды.

Хотя бывает, что люди наблюдают красный снегопад, желтый и даже черный. Неужели в этих случаях снежинки образуются по-другому? Нет, снежинки всегда образуются одинаково, и в разноцветном снегопаде нет ничего необычного. Объясняется это тем, что в воздухе содержится очень много пыли, различных бактерий и грибков. Они бывают разного цвета, и, падая на землю, снежинки поглощают их, меняя свой цвет в зависимости от того, какого цвета пыль и бактерии попались на их пути.

Почему падают звезды?

Очевидно, многие из вас видели, как вдруг по ночному небу проносится звездочка, оставляя за собой яркий след. В таких случаях люди говорят: звезда упала. В самом ли деле звезды падают и почему? Оказывается, звезды никогда не падают, они как были, так и остаются на своих местах. А падают метеориты, причем не только ночью, но и днем. Правда, днем не видно, как они падают, а вот в темном ночном небе они оставляют за собой яркий след, как будто действительно упала светящаяся звезда. Этот след называется метеором.

Метеориты представляют собой осколки комет, они состоят из твердого тела и двигаются высоко в космическом пространстве, но часто, попадая в зону притяжения Земли, падают и на Землю. Ученые считают, что за сутки на Землю падают тысячи метеоритов, но большинство из них попадает в моря и океаны, так как воды на земном шаре больше, чем суши.

Кратер от падения метеорита (Аризона, США)

Метеориты бывают разного размера. Некоторые из них не больше горошины или булавочной головки, а другие могут весить несколько тонн, Тунгусский метеорит, например. Почему же они светятся? Есть объяснение и этому явлению. В космосе метеор представляет собой темное твердое тело, а вот когда он попадает в атмосферу Земли, то в результате трения его тела о воздух выделяется тепло, которое и дает свечение. Не все метеориты долетают до Земли, многие из них сгорают в земной атмосфере, особенно небольшие по размеру.

Когда метеор врезается в земную атмосферу, то, наблюдая его яркий красивый след, люди загадывают желание, а иногда случается наблюдать и целые метеорные потоки – «метеорный дождь», как будто разом падают тысячи звезд. В этом тоже нет ничего загадочного. При разрушении кометы ее осколки-метеоры продолжают двигаться в космосе все вместе, образуя настоящий поток. Когда орбита Земли пересекается с орбитой движения метеорного потока, большая масса метеоров притягивается Землей, и они, попадая в верхние слои атмосферы, разогреваются и сгорают, оставляя за собой яркие следы. Получается настоящий метеорный дождь, или, как у нас его называют, звездопад. Такие явления происходят на Земле каждые 33 года.

Что такое воздушный океан?

Земной шар окружен атмосферой, подобной которой нет ни у одной другой планеты Солнечной системы. Это и есть воздушный океан, а мы живем на самом его дне, на Земле. Атмосферу называют еще воздушной оболочкой Земли.

Воздушный океан никогда не бывает спокойным. Здесь постоянно сталкиваются теплые и холодные воздушные массы, образуются ветры, возникают сильные бури. И в то же время воздушная оболочка, которой окружена Земля, способствует образованию и поддержанию жизни.

Атмосфера Земли, ее воздушный океан, состоит из нескольких слоев. Самый близкий к Земле слой – тропосфера. Он достигает высоты 18 километров над Землей, и воздух здесь самый плотный. Именно в тропосфере происходит вся жизнедеятельность человека. Над ним простирается купол неба, где плывут облака, сияют не опасные для жизни солнечные лучи, там же образуется и падает на землю снег и дождь.

Над тропосферой, в 80–90 километрах над Землей, простирается следующий слой воздушного океана – стратосфера. Это слой очень горячего воздуха, его температура достигает 42 градусов по Цельсию. Воздух в стратосфере очень сильно разрежен и формула кислорода отличается от той, что характеризует тропосферу. В стратосфере каждая молекула состоит не из двух, как вблизи Земли, а из трех атомов кислорода, и это новое образование называется озоном. Озон поглощает наиболее опасные для жизни солнечные ультрафиолетовые лучи и ослабляет их действие в тропосфере. Оттого, что стратосфера задерживает большое количество тепла, исходящего от Солнца, этот слой воздушной оболочки очень горячий. Здесь не бывает ни бурь, ни дождя, ни снега. Царит мертвая тишина и темнота. Лишь изредка сюда добираются скоростные реактивные самолеты.

Еще выше, на расстоянии от 100 до 400 километров над Землей, находится последний слой воздушного океана, который называется ионосферой. Впрочем, здесь и воздуха почти нет, там есть только отдельные, наэлектризованные Солнцем частицы газов – ионы. Именно в этом слое атмосферы и образуются полярные сияния.

А дальше уже начинается бесконечное безвоздушное космическое пространство, мир других планет со своим воздухом, которым человек дышать не может.

Почему соль называют каменной?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, надо знать, как образуются залежи соли в земной коре. Ученые считают, что в тех местах, где открывают месторождения соли, когда-то давным-давно были соленые озера, такие, как Каспийское или Аральское. Соли в них было так много, что она постепенно оседала на дно и образовывала там целые соляные пласты. Такие же соляные пласты образовывались и на дне бывших морей. Потом, как это не раз бывало в истории развития Земли, озеро исчезало, море отступало в другие впадины, а оставшиеся соляные пласты сверху засыпались песком и землей. Известно также, что земная кора постоянно перемещается, образуются все новые и новые горы и впадины. Над солевыми пластами тоже постепенно образовывались горные породы. Они давили своей тяжестью на соль, та все больше и больше уплотнялась и становилась твердой и тяжелой, как камень. Поэтому соль и называют каменной.

Соль, как и другие полезные ископаемые, добывают через шахты, в которых прорываются подземные коридоры. Ее откалывают от пластов целыми глыбами, а рассыпчатой она становится уже после того, как на фабриках ее очистят и измельчат в порошок. Некоторые люди предпочитают соль крупную и даже не очень белую, считая, что такая соль полезнее, хотя для человеческого организма необходима и полезна любая соль – и крупная, и мелкая. Без соли человеческий организм не может развиваться нормально, и если постоянно есть пищу без соли, то можно заболеть. Лесники всегда раскладывают в лесах большие куски каменной соли, чтобы звери могли полизать ее: ведь и им тоже необходима соль для нормального развития. А в диких местах звери находят соль сами, поскольку ее залежи нередко расположены у самой поверхности земли.

Как растет кофе?

В нашей стране кофе не растет, поэтому мы можем купить только размельченный кофе в баночках или обжаренные до красивого темно-коричневого цвета кофейные зерна. А вот в тропических странах кофе растет на деревьях. Особенно много кофейных плантаций в жаркой Бразилии, поэтому кофе, который там выращивают, так и называется – «бразильский». А тот, который растет в других странах, называется Майлдс.

Считается, что кофейное дерево (или просто кофе) родом из Эфиопии. Его культивируют в тропиках и субтропиках Африки, Азии и Америки. Семена – кофейные зерна – имеют зеленый или желтый цвет, а когда они созревают, становятся красными. Коричневыми они становятся только после прожарки.

Зерна кофе