Как сохнет замерзшее белье на морозе, если лед не превращается в воду?
Все знают про фазовые состояния вещества: твердое, газообразное и жидкое. А так же известно, что все вещества в жидкой фазе испаряются, переходят в газообразную фазу. При повышении температуры газов они переходят в плазму, в четвертое состояние вещества. Фазовые состояния вещества напрямую связаны с его температурой.
Но оказывается, материя в твердом состоянии умеет превращаться в газообразное, минуя жидкую фазу. Вспомните, как сохнет постиранное белье на морозе. Медленно, но сохнет. Вначале висит как камень, а спустя несколько дней лед каким-то образом испаряется. Превратиться лед в воду не мог, низкие температуры воздуха это не позволяли сделать. Обычно говорят, что лед вымораживается, но за счет какого явления?
Существует физическое явление испарения твердых веществ. Называется возгонка. Или его еще называют сублимация. Наверное, многие слышали про сублимированные продукты.
Конечно, замороженное белье лучше сохнет не в сильный мороз, а когда температура воздуха близка в нулю. Ведь для испарения льда нужна энергия. В более теплом веществе тепловой энергии больше. Интенсивность испарения льда можно изобразить на этой кривой:
Как испарятся лед? Между молекулами воды слабые связи и они могут обрываться даже в состоянии льда и молекулы улетают.
Кроме льда, сразу в газ при нормальных условиях (при комнатной температуре и атмосферном давлении) могут превращаться и другие вещества, например, йод и сухой лед (замороженный углекислый газ). При 20°C диоксид углерода переходит в жидкость только при давлении более 6 МПа.
Сухой ледВозгонку широко используют при сублимации (сушке) продуктов в замороженном состоянии. Только делают это в вакуумных камерах, где лед испаряется намного интенсивнее. И испаряется до тех пор, пока в камерах не появятся насыщенные пары воды. Поэтому, газ из камер постоянно откачивают.
Всем известный растворимый или сублимированный кофе получают из замороженного кофейного экстракта через обезвоживание вакуумом. Сублимированные продукты превосходят сушёные по пищевой ценности, так как возгонке поддаётся только лед (вода), а при термическом испарении теряются многие полезные вещества.
Существует и обратный процесс – десублимация. Здесь самый известный все пример – это появление изморози, ледяных узоров на окне. Или ледяных кристаллов на холодных металлических поверхностях.
Водяные пары из воздуха превращаются сразу в лед, кристаллы которого растут на стекле. Иногда это происходит очень быстро.
Используя этот эффект, в промышленности выращивают различные кристаллы из газовой среды.
В чем это явление возгонки заинтересовало автора статьи? В том, что скорость возгонки или сублимации не учитывается в моделях образования ледников и расчета из возраста. Считается, что льды Гренландии или Антарктиды последние десятки тысяч лет только накапливались. Скорость накопления считается по темным слоям (якобы летним периодам с таянием). Но в этих регионах даже летом отрицательные температуры. Как может лед подтаивать? Если не выпадает снег, то при повышении температуры он испаряется, оставляя больше твердых пылевых частиц в этом слое.
Керн, извлеченный из слоев антарктического льдаЕсли долгое время нет снега, то под солнечными лучами лед повышает свою температуру и испаряется интенсивнее. Испарение льда и снега особенно заметно в городах.
А если выпадает снег? То образуется новый свежий слой, который тоже начинает испарятся. А т.к. в воздухе есть пыль, то в испарившемся слое концентрация пыли будет выше, слой будет более темный. И это повторяться может несколько раз за месяц или даже неделю. Слои в ископаемых льдах – это не периоды зима-лето.
Еще вечная мерзлота может не только таять, но и, получается, испаряться в тех местах, где ее слои оголились. Это явление возгонки должны учитывать климатологи, кто занимается изучением древнего климата Земли. Или те, кто подсчитывает запасы снега или льда в ледниках и горах. Но все говорят только про таяние льдов. Про их испарение никогда не слышал.
***
Загадки качества древней полигональной кладки. Версия, которая многое объясняет
Для исторической науки не существует никаких загадок в строительстве древней полигональной кладки, которую можно встретить не только в Перу или в Боливии. Похожие остатки от древних стен находятся так же в Турции и Италии. Для историков древние делали эту кладку просто, примитивным методом притирания камней и блоков.
Но любому современному строителю или мастеру, работающему с камнем понятно, что так качественно обработать и притереть блоки массой в сотни килограмм, а то и тонны – невозможно. Несколько примеров швом между блоками полигональной кладки. Вернее, примеры отсутствия швов.
Блоки «притерты» не только идеально, но и по внутренним криволинейным поверхностям. Там, где в кладке блоки разъехались после землетрясений, это видно.
Еще на внутренних гранях это выглядит как вмятины друг в друга. Таких следов после притирки на блоках не создать. Все это выглядит, как-будто камень был пластичный. Отсюда возникло название альтернативной версии строительства полигональной кладки – «пластилиновая технология». Похоже, что блоки резали канатом или шпателем и формовали как хотели.
Только в ней фантастическое предположение, что камень умели как-то размягчать. Каменная порода – это кристаллы различных минералов. Как кристаллическую решетку материи превратить в аморфное вещество с последующей обратной кристаллизацией не расплавляя камень – неизвестно.
Но мало кто уделяет внимание объяснению, что эта порода в прошлом была незатвердевшей, как гипсовое тесто. Использовали природный материал, выходы из недр пластичных масс, похожих на бетонную густую смесь (об этом ниже).
Основная трудность у этой гипотезы в том, что сейчас таких незатвердевших масс на Земле нет. Вернее, они все превратились в твердый камень. А вот таких мест, подтверждающих некогда наличие пластичных не набравших прочность пород множество. Рассмотрим несколько примеров.
Начнем с Саксайуамана, Перу. Рядом с мегалитическими стенами из полигональной кладки находится странным образом изрезанная скала. С очень качественными срезами породы. Как-будто ее резали огромным шпателем.
Следов кирки, зубила или иных ручных инструментов на гранях нет. Там, где скала без следов обработки, без следов вырезания блоков, она не менее странная.
Как-будто скальную породу срезали как масло ножом. Или это еще похоже на выдавленную из тюбика зубную пасту. Возможно, эту массу и в самом деле выдавило из недр. А стены Саксайуамана построили именно в этом месте, т.к. рядом был строительный материал.
Следы опалубки в полигональной кладке. Местонахождение объекта неизвестно.
Деревянная палка, воткнутая в блоки и скрепляющая их в Мачу-Пикчу. Видны каемки выдавленного материала. Пожалуй, это самый яркий пример того, что порода при строительстве была не настолько прочной, как сейчас. Была пластичной.
Вмятины в камне в Саксайуамане тоже в копилку этих наблюдений.
Следующие факты, говорящие о том, что ныне твердая каменная порода была пластична или просто рыхлой – это каменные колеи. Они встречаются в Испании, Турции, США (тропа мормонов), на Мальте, в Азербайджане и в России (в Крыму, Чуфут Кале). Выглядят так:
Кто хочет более подробно ознакомиться с этими следами в камне в Испании и в США,
К ним так же много вопросов, как и к полигональной кладке. Даже если принять, что это окаменевшие следы в ранее мягкой или пластичной породе, то где следы от копыт животных, которые тянули повозки? Не исключено, что порода была как полусухая глина. Под массой животных в ней не оставалось следов, но колеса повозок уже продавливали.
Следующий пример о том, что геология может заблуждаться на счет происхождения многих горных пород, говорят факты инородного включения в граните.
Булыжники в граните в горах Горного Алтая. Считается, что гранит – это магматическая перекристаллизованная горная порода. Но почему-то булыжники в ней не расплавились. Очень похоже на то, что эти массы были низкотемпературными. Кристаллизация минералов гранита произошла не в расплаве, а в растворе. Пример не единственный.
По альтернативной версии гранит имеет грязевое происхождение (жидкие флюидолиты).
Еще несколько примеров, которые можно отнести к выходам жидких или пластичных масс – это так называемые «каменные грибы».
Говорят, что так каменную породу обработала эрозия. Но это так же похоже на выход пластичной или жидкой породы, которая затвердела как бетон. А рыхлые породы вокруг «выхода» размыла эрозия, на поверхности остался «гриб». Где-то эти выходы кристаллизовались в столбчатые отдельности, разделились на шестигранные столбы.
Рядом с дольменами Кавказа много подобных бесформенных каменных масс. Плиты дольменов тоже изготавливали из этих пластичных выходов.
Следующий красивый пример, показывающий, как выход жидкого камня превратился в загадочные формы камней святого источника "Каменец" в Московской области.
Эрозия так камни не сглаживает. Почему-то они здесь разбухали. Это, кстати, умеют делать бентонитовые глины при добавлении в них воды, увеличивают свой объем в 10-15 раз. А здесь с последующим набором прочности.
Почему сейчас не происходят подобные выходы жидких или пластичных масс? Если в очередную геотектоническую катастрофу магматические расплавленные массы встретятся в недрах с подземными морями, то увидим. Обожженные минералы в воде превращаются по-сути в бетон. Выходя под давлением на поверхность они какое-то время будут в пластичном состоянии, но потом начнут постепенно набирать прочность. И у очередных выживших людей будет несколько лет для того, чтобы использовать эти массы для строительства.
Где хранятся сотни килограмм лунного грунта, привезенные астронавтами по программе Аполлон?
Какие существуют материальные доказательства того, что американцы шесть раз высаживались на Луну? Нет, это не фото и видеоматериалы. Как многие считают, это могли снять в павильонах на Земле с привлечением специалистов из киноиндустрии, таких как Стэнли Кубрик.
Материальным доказательством прибывания людей на Луне является лунный грунт и камни, привезенные ими оттуда. На эту тему не так много информации. Предлагаю посмотреть, что привезли астронавты с Луны и где это все хранится и какие результаты исследований лунного реголита имеются.
Образец №60015 – лунный камень
NASA сообщает, что за шесть полетов с прилунением, были привезены следующие массы лунного грунта и лунных камней.
На Землю по программе Аполлон было доставлено 382 кг лунного грунта и камней. Наши АМС Луна-16, 20, 24 не привезли суммарно и 1 кг. Как в NASA поступили с этим реголитом (научное название лунного грунта)? Малую часть передали для исследований в свои лаборатории и другие страны. Например, раздача образцов лунного грунта имела место в феврале 1970 г. Было передано 13 кг образцов.
Из общего числа 1620 образцов за пределы границ США тогда в другие страны передали всего 27 образцов грунта. Вот список стран:
Ю.Корея - 1 гр. лунных камней, 2 гр. лунной пыли
Италия – 11 (4+7) гр. лунных камней, 1,5 гр. лунной пыли
Бельгия – 8 (6+2) гр. лунных камней, 4,5 (2,5+2) гр. лунной пыли
Норвегия - 5 гр. лунных камней, 1 гр. лунной пыли
Япония – 81,5 (21+50+10,5) гр. лунных камней, 2 (1+1) гр. лунной пыли
Франция – 7 (3+4) гр. лунных камней, 3 (1+2) гр. лунной пыли
Чехословакия - 1 гр. лунных камней, 1 гр. лунной пыли
Швейцария - 34 гр. лунных камней, 16 гр. лунной пыли
Испания - 1 гр. лунных камней, 1 гр. лунной пыли
Финляндия - 18 гр. лунных камней
Индия - 12 гр. лунных камней, 1 гр. лунной пыли
Итого: 179,5 гр. лунных камней и 33 гр. лунной пыли
Как-то по-жадничали, не думаете? Могли бы из 382 кг образцов передать хотя бы 10 килограмм.
В свое время NASA выделило около 250 образцов «лунной пыли» и на их базе изготовило подарочные доски (шильды), на которые крепились капсулы с запаянными внутрь четырьмя образцами лунной породы. Процедура дарения была повторена в 1972 году 135 странам - членам ООН.
Микрообразец лунного грунта США передали и СССР, но это больше было похоже на символизм щедрости и пиар-акцию для повышения престижа страны, чем на передачу объема для научных исследований.
Подаренный США грунт от Аполлон-11 у нас выставлен в Москве в павильоне космонавтики на ВДНХ.
Внутри США образцы реголита раздавали в больших масштабах. Например, вот эти два американских ученых получили почти 10 кг для своих исследований:
Есть информация, что грунт был передан в 50 ведущих лабораторий мира (с учетом лабораторий внутри США).
Результаты исследований практически нигде не публиковались в открытых источниках. Вот, что сообщали советские ученые в 1975 году на момент подготовки книги об исследованиях лунного грунта с наших АМС Луна-16, 20, 24.
Они смогли найти только три серии опытов на тот момент на тему исследования лунного грунта массами 200 и 20 гр.
В том же 1975 году известный в США селенолог Джудит Фронделл намекакми сообщал читателям, что ко второй половине 70-х годов никто из ученых США более или менее крупных образцов лунной породы еще не получал.
Наши ученые установили, что образцы лунного грунта покрывает тончайший слой чистого железа. Каждая песчинка покрыта тончайшей (в одну десятую микрона!) пленкой восстановленного железа. Под воздействием солнечного ветра произошло остеклование поверхности, поэтому образцы стали очень плотными и не подвержены окислению даже в земных условиях. Подтверждение этих данных в результатах зарубежных исследований они не увидели в публикациях.
Публикация А.П. Виноградова "Предварительные данные о лунном грунте, доставленном автоматической станцией "Луна-20"Американцы оправдывивались тем, что они свой грунт хранили очень бережно - в инертной азотной атмосфере, не соприкасаясь с земной атмосферой (берегли для будущих поколений ученых). Однако фотографии тех времен говорят об обратном.
Наш лунный грунт массой 324 г был передан в ГЕОХИ РАН для исследования и хранения.
Список публикаций, где наши образцы сравнивались с американскими:
- И.Д. Шевалеевский, М.С. Чупахин. Породообразующие и редкие элементы в лунном грунте из Моря Спокойствия и Океана Бурь сс. 297-298
- А.П. Виноградов, В.И. Нефедов, В.С. Урусов, Н.М. Жаворонков. Рентгеноэлектронное исследование лунного грунта из Моря Изобилия и Моря Спокойствия, сс. 319-322
- Ю.П.Беляев, Т.А.Ковешникова. Содержание ртути в реголите Моря Изобилия, Моря Спокойствия и Океана Бурь. сс. 334-338
- А.П. Виноградов, А.П.Лаврухина, В.Д Горин, Г.К. Устинова. Космогенные Al26 и Na23 в реголите, доставленном "Луной-16". сс. 410-415.
- И.И. Антипова-Каратаева, Ю.И. Стахеев, К.П. Флоренский. Оптические характеристики реголита из Моря Изобилия, Моря Спокойствия и Океана Бурь , сс. 496-500
- М.В. Ахманова, Б.В. Дементьев, А.В. Карташев, А.В. Карякин, М.Н. Марков, М.М. Сущинский. Инфракрасная спектроскопия реголита лунных морей сс. 503-511
- М.В. Ахманова, А.В. Карякин, Л.С. Тарасов. Инфракрасные спектры пропускания реголита из моря изобилия сс. 524-528
Бросающихся в глаза явных противоречий всвязи с отсутствием детальных результатов исследований не обнаружено. Скан публикации о предварительных исследования лунных образцов, доставленных АМС Луна-16, можно посмотреть есть сравнительные данные с анализом лунного грунта доставленные Аполлонами.
Минеральный состав реголита принято считать таким:
Ильменит, Титанистый железняк, FeTiO3
Оливин, Железомагниевый силикат, (Mg, Fe)2[SiO4]
Анортит, Алюмосиликат кальция, Ca[Al2Si2O8]
Пироксен, Щелочные силикаты, R2[Si2O6] (где R – Na или Ca)
Вполне по-земному, никаких редкоземельных или радиоактивных элементов. Если бы обнаружили содержание золота или палладия в массе 1 кг на тонну, то, думаю, Луна уже была бы освоена.
Получается, США передали считанные килограммы в лаборатории для исследований. Где же хранятся сотни остальных килограмм привезенных лунных камней и грунта?
Они находятся в хранилище лунного грунта, расположенном на территории Космического Центра им. Джонсона в Хьюстоне. Внутри здания №31 находится помещение и лаборатория, которая занимается хранением и изучением материалов, прибывших на Землю из космоса. Но сюда образцы попали не сразу, раньше они находились в другом месте.
Образцы содержатся в специальных боксах – это предотвращает их от загрязнения воздухом. Несколько фотографий, как выглядят камни, доставленные с Луны:
На первой фотографии камень похож на пемзу или пенобетон (земной строительный материал). На Луне во время извержения лавы в ней явно содержались газы. На третьей фотографии – отпиленный от большого образца небольшой камень. Изначально кусок №61016 весил 11,7 кг.
Есть и еще более интересные камни с точки зрения геологии их образования. Это брекчия.
Образец № 15498
Образец #15459 (Apollo 15)Брекчия – это вкрапления одних минералов и камней в породу из других минералов. Искусственную брекчию строители получают каждый день, заливая бетон с наполнителем из щебня. Иными словами, лунная брекчия – это или включения в расплав или в раствор. Т.е. когда-то на Луне, возможно, была вода и происходили такие же процессе образования минералов. Там, получается, есть не только магматические породы.
Фотография части распиленного от изначально большого камня этой брекчии.
Еще один лунный камень со стеклянными вкраплениями. Странно, что нет образцов, похожих на базальт. Мелкие образцы хранятся в специальных шкафах.
В отдельные пленки запечатана лунная пыль и микрочастицы. Выглядят они при увеличении так:
Более подробное описание этого места и история некоторых образцов приведена в этой публикации:
Те, кто уверен, что астронавты не летали на Луну скажут, что в NASA хорошо подготовились, собрали коллекцию минералов.
Есть версия, что свои камни и образцы американцы привезли не с Луны, а с Антарктиды. Руководитель программы «Аполлон» Вернер фон Браун действительно в свое время был в Антарктиде. И это не скрывается.
Но вот зачем он там был? Если и с задачей собрать образцы, то с этой миссией он отлично справился. В любом случае, в этом никто никогда не сознается. И придется ждать доставки образцов астронавтами программы Артемида. Но что-то с ней не все гладко, как было у Аполлонов.
В декабре 2020 г. первый свой лунный грунт доставили и китайцы. Если доставили, то они явно должны уже сверить свой анализ с американскими ислледованиями. Иначе зачем это было делать?
Свежие комментарии