Так что же особенного в этом веществе? Вода бесцветна, не пахнет и не имеет вкуса. Она падает с неба и течет из крана на кухне. Рождается она тоже совершенно заурядным образом: образуется из элементов, занимающих первое и третье места по распространенности во Вселенной, а имен­но из водорода и кислорода, в объемном соотношении 2:1. Это одна из самых маленьких и легких молекул, которые нам известны. Вода кажется образцом элемента без свойств. Уже много веков ученые изучают химическое соединение с незамысловатой формулой H2O. Времени было достаточно, характер у подопытного простой – казалось бы, о воде все должно быть давно известно, она должна быть изучена вдоль и поперек.

Но не тут-то было. «Вода постоянно ставит перед физиками и химиками целые комплексы сложных вопросов», – так считает, в частности, английский химик Феликс Франкс, и к его мнению стоит прислушаться. Франкс – автор часто цитируемого семитомного труда о воде – самого объемного за всю историю науки.

По сей день существует ряд фундаментальных вопросов, на которые нет ответов: каким именно образом организованы молекулы в жидкости, которой мы утоляем жажду? Почему это вещество ведет себя во многих отношениях настолько аномально? Почему у воды в кристаллическом состоянии, то есть в виде льда, так много «лиц» – если точнее, 15? Почему именно эта простая химическая конструкция играет главную роль во всех биологических процессах, становится «матрицей жизни»?

Используя весь арсенал средств, ученые пытаются выведать у воды ее тайны: они подвергают ее сильному облучению в мощных электронных потенциалоскопах, сжимают в прессах под чудовищным давлением, пытаются просчитать ее поведение, симулируя различные процессы на компьютере, – при этом целой сотне процессоров приходится кряхтеть в течение недель, а то и месяцев. И после всего этого вода продолжает постоянно поражать своих аналитиков.

Исследователями движет не стремление извлечь конкретную пользу, найти практическое применение, а чистая любознательность, интерес к веществу, без которого нельзя себе представить жизнь на Земле.

Постоянный круговорот воды в атмосфере, гидросфере и земной коре оказывает мощное воздействие на облик планеты – этот нежный элемент способен сносить горы и поглощать острова.

Улавливая солнечное излучение, вода помогает поддерживать температуру на Земле в комфортном диапазоне. Мощные морские течения разносят огромные объемы тепла по всей планете – в частности, не дают мерзнуть европейцам, омывая Европу Гольфстримом. И, наконец, вода обеспечивает жизнедеятельность всех организмов: она переносит питательные вещества, собирает и выводит отходы.

Чем больше узнают исследователи, тем очевиднее становится, что в жидком состоянии H2O ведет себя совершенно нетипичным образом. «Вода невероятно многолика, этого нет ни у одной другой жидкости», – говорит ведущий специалист по воде из Дортмундского университета Альфонс Гайгер. Он уже 25 лет погружен в эту мокрую материю и ему чем дальше, тем больше становится ясно, что «мир жидкостей поделен на две части. С одной стороны – вода, а с другой – все остальные субстанции».

Ученые насчитали 40 аномалий, характерных для воды. Они пытаются дать этому объяснения: какие-то кажутся исчерпывающими, некоторые спорными, другие совершенно неудовлетворительными.

Например, почему при существующих на Земле условиях температуры и давления, исключая полярные регионы, вода вообще жидкая? Насколько это необычно, можно понять, взглянув на ее ближайших химических родственников, водородные соединения элементов серы и селена (H2S; H2Se). Их точки кипения позволяют ожидать, что вода будет испаряться уже при 60°C. К счастью, для того, чтобы выкипеть, воде нужна температура на 160°C выше. Иначе на Земле не было бы океанов, это была бы голая пустынная планета.Читать дальше >>>