Не связано ли это с тем, что вода – это не просто одно из рядовых веществ, окружающих нас, но жизненно необходимое соединение, являющееся центральным в проявлении Разумного Замысла, спроектировавшего наш мир? Здесь, как и во всех остальных случаях своего проявления Разумный Замысел направлен на создание во Вселенной благоприятных условий для существования жизни, существования человека. С этим, судя по всему, и связаны те уникальные свойства воды, благодаря которым она является «самым удивительным на свете веществом». Рассмотрим более подробно некоторые из аномальных свойств этого удивительного вещества.
Аномальное поведение воды при замерзании
Одним из неповторимых свойств воды является ее способность расширяться при замерзании. Почти все известные науке вещества при замерзании, то есть при переходе из жидкого состояния в твердое, сжимаются, а вода наоборот – расширяется. Ее объем при этом увеличивается на 9%[73].
Зачем понадобилось Творцу создавать воду такой, что она при замерзании не сжимается, а наоборот – расширяется? Что бы случилось в мире, если бы вода не обладала таким необычным свойством?
Очевидно, что если бы вода при замерзании сжималась, то лед бы тогда был тяжелее воды и тонул бы в ней. Реки, озера и даже моря в полярных областях планеты при слишком сильных морозах промерзли бы до самого дна, и все водные обитатели в них погибали бы.
В самом деле, когда лед образуется на поверхности водоема, то он находится между холодным воздухом и водой и «надёжно предохраняет глубины от сплошного промерзания – ведь его теплопроводность намного меньше, чем воды»[74]. Но если бы лед опускался на дно, то ничего не предохраняло бы воду от дальнейшего охлаждения, и все новые и новые слои льда опускались бы на дно водоема, пока этот водоем не превратился бы в сплошной ледяной массив.
Это же необычное свойство воды, – способность к расширению при замерзании, –имеет важное значение и для образования почвы в горах. Попадая в маленькие трещины, которые всегда найдутся в камнях, дождевая вода при замерзании расширяется и разрушает камень. Так, постепенно каменная поверхность становится способной приютить растения, которые своими корнями довершают этот процесс разрушения камней и приводят к образованию на склонах гор почвы. Это же свойство воды расширяться при замерзании издавна использовали и люди. «Могучие постройки на севере Европы возводились из каменных монолитов, весящих сотни килограммов. Чтобы изготовить такие блоки, в скалах пробивали сравнительно неглубокие пазы или выбирали подходящие трещины. Перед наступлением зимних холодов их заливали водой, и образовавшийся лёд выполнял роль взрывчатки. Так терпеливо, год за годом, люди дробили крепчайшие скалы, получали строительный материал, используя расширение воды при замерзании»[75]. Такому разрушению пород – не только ради каменных построек, но и ради необходимой для растений почвы – способствует еще одно аномальное «самого удивительного вещества» – «сжимаемость воды и льда по сравнению со сжимаемостью других веществ мала»[76]. Это приводит к тому, что «при замерзании воды в замкнутом пространстве и превращении ее в лед происходит расширение объема, что приводит к возникновению избыточного давления, достигающего, как показывают наблюдения, 2500 кгс/см2»[77]. Именно этим явлением объясняются разрушительная сила замерзшей воды в трещинах горных пород, дробящих их на мелкие осколки.
Аналогичным образом дело обстоит и с динамическими свойствами воды: сжимаемость ее столь низка, что позволяет росткам растений, тело которых, в основном состоит из воды, легко пробиваться сквозь асфальт.
Случайно ли сочетание двух аномальных свойств воды, благоприятных для жизни – ее расширения при замерзании и малой сжимаемости?
Ученые столкнулись и с другими удивительными сочетаниями свойств, присущих этой жидкости, благоприятных для живых организмов. Но об этом будет сказано чуть ниже, а пока вернемся к другим биологически значимым свойствам воды.
Одно из таких свойств, способствующих выживанию водных обитателей при зимних морозах, связано с ее особым состоянием при температуре около +4оС. При этой температуре (вернее, при температуре +3, 98о С) вода обладает максимально возможной для себя плотностью, то есть – она более тяжела при этой температуре, чем при любых других. Поэтому такая вода всегда будет опускаться в водоеме на дно. Но долго ли она там пробудет? Дело в том, что дно водоема, как правило, или теплее или холоднее этой воды. Поэтому тяжелые слои воды с этой температурой, достигнув дна, будут или нагреваться или охлаждаться, а после этого всегда всплывать на поверхность. Вследствие этих процессов в водоеме всегда будет происходить перемешивание слоев воды[78]. А это очень важно для жизни, так как вода у дна какого-либо тихого пруда или озерца всегда бедна кислородом, и если бы не происходило перемешивания воды, обитатели водоема начали бы задыхаться от его нехватки.
Но мы уже незаметно перешли к теме, связанной с аномальными тепловыми свойствами воды. Эта тема требует отдельного рассмотрения.
Аномальные тепловые свойства воды
Как известно, вода, испаряясь с поверхности тела человека, животных и растений, предохраняет их от перегрева. Способность отдавать тепло в окружающую среду при испарении присуща любой жидкости. Однако когда ученые сравнили эти способности у разных жидкостей, то оказалось, что вода является здесь абсолютной чемпионкой – у воды скрытая теплота испарения «наиболее высокая из всех веществ, т. е. по этим свойствам вода выступает как уникальное явление»[79]. Благодаря этому уникальному свойству вода может быть прекрасным регулятором температуры нашего тела, предохраняя его путем выделения пота от перегрева. Чем выше температура воздуха и чем больше двигательная активность человека, тем больше воды испаряется с поверхности его тела через потовые железы. «С повышением температуры в окружающей среде увеличивается выделение пота, сначала за счёт включения в этот процесс всё большего количества потовых желёз, а потом из-за увеличения их производительности. Например, при температуре окружающего воздуха свыше 50°C за один час может выделиться до двух литров пота»[80]. Для восполнения воды в организме человек, как, впрочем, и другие живые существа, должен потреблять достаточное количество жидкости. Ученые подсчитали, что период полного обновления воды тела у мышей «составляет 2, 2 дня, а у человека 19 дней»[81].
Другое свойство воды, помогающее нам справляться как с перегревом тела, так и с его переохлаждением – это то, что физики называют теплоемкостью. Теплоемкость, – это мера забранного из окружающей среды количества тепла, необходимого для нагрева определенного количества этого вещества на один градус. Оказалось, что «вода имеет очень высокую теплоемкость, бóльшую, чем любое природное тело»[82]. Вода при нагревании на один градус поглощает в 5 – 30 раз больше тепла, чем какое-либо другое вещество[83]. Поэтому и те процессы, которые происходят в нашем организме при интенсивной мышечной работе, вызывают не столь высокое поднятие температуры, как это было бы в случае других жидкостей. У соли, к примеру, такое же количество выделенного тепла вызвало бы поднятие температуры в 5 раз большее, чем у воды, у железа – в 10 раз, а у свинца – в 30 раз больше[84].
Еще одно свойство воды – ее довольно высокая теплопроводность. Для сравнения; вода превышает по теплопроводности этиловый спирт почти в два раза, серную кислоту в три раза[85], а хлористый углерод – в пять раз[86]. Это свойство воды, по мнению некоторых ученых, помогает организму бороться с перегревом во время жары. При всем этом вода имеет еще одно замечательное свойство – ее теплопроводность при связывании с белковыми структурами «увеличивается в три раза и более»[87]. Если бы не было этого замечательно свойства, то выделяемое в процессе интенсивной физической работы тепло не передавалось бы так хорошо из глубины тела на его поверхность и, соответственно, не удалялось бы из организма вместе с потом. Впрочем, другие исследователи считают, что «при существенном повышении температуры внешней среды скорость внутреннего переноса тепла по организму человека не будет лимитирующим фактором, так как время полного оборота крови в организме происходит быстро. Лимитирующим же оказывается прогрев кожи»[88].
Однако, аномальные тепловые свойства воды, помогающие нашему организму сохранять стабильную температуру, имеют значение и для жизни всей нашей планеты. Так, благодаря аномально высокой теплоемкости воды, «на континентах не происходит резкого перепада температур зимой и летом, ночью и днем, поскольку они окружены своеобразным термостатом – водами Мирового океана. Летом он не дает Земле перегреваться, а зимой постоянно снабжает континенты теплом. Страны, расположенные вблизи океана, обладают мягким морским климатом»[89]. Напротив, безводные пустыни, находящиеся в глубине континентов, характеризуются резкими перепадами температуры, наблюдающимися даже в течение одних суток. Днем там стоит жара, а ночью – холод. Это и понятно: «при одинаковом получении солнечного тепла вода в водоеме нагревается в 5 раз меньше, чем сухая песчаная почва на берегу, но при этом вода во столько же раз дольше будет сохранять тепло, нежели песок»[90].
Еще одно аномальное свойство воды, имеющее значение для жизни всей планеты, связано с тем, что она обладает не только аномально высокой теплотой испарения предохраняющей наш организм от перегрева, но и аномально высокой скрытой теплотой плавления. Чтобы превратить лед в воду, надо затратить около 80 кал/г. Бόльшее значение скрытая теплотой плавления имеют только аммиак и водород[91]. Все другие вещества имеют значительно меньшие значения этих величин. Например, чистое железо – 6, у сера – 9, 5, а свинец – 5, 5 кал/г[92], то есть почти в пятнадцать раз ниже по сравнению с водой[93]. На первый взгляд кажется, что это свойство воды «не имеет столь большого значения. На самом же деле это спасает нас от катастрофических весенних наводнений. Кроме того, из-за медленного таяния льда и снега почва вбирает в себя достаточное количество влаги и тем самым предотвращает гибель растений во время засухи»[94].