успешно и давно «освоили» технологию изотопного разделения… Как это им удается?
Нет, не потеряли своей актуальности слова, написанные академиком Н. Д. Зелинским еще в 1934 году: «Кто бы мог подумать, что в природе существует еще другая вода, о которой мы до прошлого года ничего не знали, вода, которую в весьма небольшом количестве мы ежедневно вводим в свой организм вместе с питьевой водой. Однако небольшие количества этой новой воды, потребляемые человеком в течение жизни, составляют уже порядок величины, с которым нельзя не считаться».
И далее, развивая свою мысль, ученый продолжал: «В эволюции химических форм в биосфере и литосфере тяжелая вода не может не принимать участия, и вопрос о том, в какой стадии такого эволюционного процесса находится тяжелая вода в нашу эпоху, в стадии накопления ее в природе или в стадии деградации, представляется весьма важным и с точки зрения обмена веществ в живых организмах, в которых вода играет первостепенную роль.
Все живое проводит через свой организм громадные массы обыкновенной воды, а вместе с ней и тяжелую воду; какое же влияние оказывает последняя на жизненные функции организма? Пока это неизвестно, но такое влияние должно быть несомненным».
Изменилось ли что-нибудь в познании природы тяжелой воды за прошедшие полвека? Конечно. Но немного. Новых вопросов появилось куда больше, чем ответов… И все потому же… По-прежнему слишком дефицитен ресурс, очень мало его достается ученым-естественникам.
Наука пока не может ответить на некоторые вопросы. Скажем, такой. Если процесс образования дейтерия протекал на Земле постоянно, то правомерно предположить, что так было и миллион и миллиард лет назад и много раньше. Дейтерий — стабильный изотоп, который, по-видимому, должен накапливаться в природе, по крайней мере его должно становиться все больше. Однако если провести очень приблизительный расчет с максимально возможными «невыгодными» допущениями, то… не сходятся концы с концами.
Приняв планету за идеальный водный шар без защитной атмосферы, на который равномерно поступает космическая радиация, и зная «скорость» образования дейтерия, можно подсчитать, сколько его должно бы было быть на Земле. Затем, зная общие запасы природной воды, можно вычислить по среднепроцентному показателю фактические запасы дейтерия. Если сравним полученные цифры, то увидим, что они будут отличаться на несколько порядков.
Куда же девается дейтерий?
А что, если он играет какую-то чрезвычайно важную роль в биологических процессах?. Например, являясь, как и в атомной промышленности, своеобразным «замедлителем» быстрых нейтронов в живых организмах. Может быть, дейтерий — средство защиты организмов от естественной радиации? Почему нет?
На планете есть территории, где естественный фон радиации очень высок, однако живая природа там развивается. И развивалась. Впрочем, даже и в Чернобыле не деградировала она. Значит, есть какой-то природный механизм защиты от радиации. А что если изучение дейтерия поможет найти его?
А теперь вернемся к началу нашего очерка, на якутскую землю. В осень. К странным белым льдинам. На застывающую реку… Пройдет время, бурный весенний паводок разметет двух-трехметровый лед на реке, разольется широкое половодье, и все-все льдины понесутся, захваченные течением, в Северный Ледовитый океан. Так бывает каждую весну.
Могучие реки Сибири и Севера щедро питают полярный океан. Один только Енисей каждую секунду поставляет около 20 тысяч кубометров воды. А среди этой воды есть и дейтериевая. Сколько ее? Фантастически много! Каждые сутки река выносит в Арктику 256 тысяч кубических метров тяжелой воды. Кто скажет, что тяжелая вода редкий ресурс?
Всего же за год Арктика получает не менее 3 миллионов кубометров тяжелой воды из различных источников — стоков рек, океанических течений, атмосферных осадков.
Цифра хоть и фантастически гигантская, но вполне реальная, если иметь в виду, что речной сток в СССР — это более 6 тысяч кубических километров воды в год.
Но в этом примечательном факте обращает на себя внимание одна очень интересная деталь. Как показывают немногочисленные пробы арктической воды, дейтерия в ней почти всюду меньше нормы. Ниже среднестатистической. Почему? Не будем торопиться с ответом.
Сперва спросим, что, осадки в высоких широтах бедны дейтерием? Бедны. В науке сложилось мнение о скудности запасов тяжелой воды в полярных водоемах. Успело сложиться. (Вспомним опыты И. Киршенбаума с природной водой из Большого Медвежьего озера Канады и другие).
Противоречие же! И, по-моему, явное. Что же получается — с одной стороны, известно, что в Северный Ледовитый океан поступают огромные массы тяжелой воды, а с другой стороны, что воды океана бедны дейтерием. Разве не парадокс?
И если первая часть парадокса сомнений не вызывает (реки действительно впадают в океан), то вторая часть заставляет скептически отнестись к качеству проб, к достоверности измерений и вообще к географии поиска. Тем более что, судя по литературе, исследователи ухитрялись долго не замечать никаких отклонений от догмы «полярные воды бедны дейтерием». И точка.
Хотя данные, например, полученные А. С. Редфилдом и И. Фридманом и опубликованные ими в 1964 году, косвенно говорили как раз об обратном. Эти исследователи прошли, образно говоря, от Арктики до берегов Антарктиды, придерживаясь атлантического меридиана, и пронаблюдали изменение содержания в воде дейтерия: просмотрели планету как бы в разрезе, от полюса до полюса. И что же?
Самые значительные концентрации тяжелой воды обнаружились именно в Арктическом бассейне! Но эти наблюдения остались почему-то без должного внимания, они даже не вызвали законную дискуссию. Старая догма продолжала творить свое магическое действие.
Причем в Арктическом бассейне безо всякой системы, только в 6 пунктах эти два исследователя взяли по нескольку проб океанической воды. Северная Шотландия, центр Норвежского моря, Шпицберген, Северный полюс, Центральная Арктика, мыс Барроу. Последней пункт, кстати, дал максимальный процент дейтерия.
Но опять — «не верь глазам своим»…
В одной книге нахожу: «Понижено содержание дейтерия в поверхностном слое океана в тех районах, где на изотопный состав оказывает влияние вода, поступающая от таяния льда». Комментарии, как говорится, излишни. Хотя и в Норвежском море, и у Шпицбергена, и у мыса Барроу пробы брались именно там, где оказывает влияние вода, поступающая от таяния плавающего льда.
Думаю, вполне логично еще раз задать вопрос, который уже звучал на этих страницах, — куда же все-таки девается тяжелая вода в полярных водоемах?
Вопрос вполне логичный еще и потому, что воды почти всех течений из Арктического бассейна имеют пониженное процентное содержание дейтерия. На слове «почти» делаю ударение, потому что, видимо, есть единственное исключение — Восточногренландское течение, которое, к сожалению, пока осталось в стороне от внимания исследователей — охотников за дейтерием.
Но об этом чуть позже.
Так куда же девается тяжелая вода в Северном Ледовитом океане?
Без предположения о том, что часть ее переходит в лед, кристаллизуется, ответ вряд ли возможен. Слишком уж все в природе взаимосвязано: из ничего может быть только ничто, а из того, что чем-то было, всегда будет нечто.
В Арктике, в океане, так же как и в северной реке, есть условия для фазового перехода тяжелой воды, для ее накопления в виде льда. Не простого льда, а особого, дейтериевого.
«Осенние» льдины с рек, попадая весной в Северный Ледовитый океан, за короткое лето частично тают, частично остаются на плаву и потом вмерзают в протиевый морской лед, начинают дрейфовать.
Наверное, все видели хоть раз в жизни фильмы, где фрагментами показана летняя Арктика, там всегда можно заметить одинокие белые льдины, которые плавают в холодных водах. Кто хоть раз побывал в Арктике, тот сам наблюдал эти странные льдины.
Невелики размерами, они долго остаются на виду, пока не унесет их куда-то течение. А почему все льдины растаяли, а эти остались? Очередная загадка природы? Но ее можно разгадать, если опять-таки сделать допущение, основанное на известных различиях в физико-химических свойствах тяжелой и обычной воды: тяжелая вода замерзает при температуре плюс 4 градуса, а таять она будет только при этой же
