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어린이 과학 실험실
달, 수은 및 지진에 대하여. 어린이과학실
Stakheev의 간단한 트릭은 완벽하게 작동했습니다. 그의 질문에-내가 처음에 "수은"이라는 단어를 연관시키는 것과-나는 Yuri Ivanovich가 미리 제안한 것처럼 "온도계"로 정직하게 대답했습니다. 틀에 박힌 생각에 사로잡히는 것은 언제나 부끄러운 일입니다. 물론 기억력이 좋지 않으면 수은 형광등을 떠 올릴 수 있습니다. "액체은"은 연금술사가 가장 좋아하는 물질 중 하나이고 수은은 선사 시대에도 알려진 금속입니다 ... 그리고 온도계입니다.
이 평범해 보이는 사실에서 왜 시작했을까요? 수은의 천년 역사에서 소련 과학자들은 최근 완전히 새로운 페이지를 작성하여 독창성이 놀랍습니다. 그리고 한 가지 더-우리는 비정상적인 연관성과 조화로운 연구 논리, 인내 및 인내심을 목표로가는 길에 결합한 비 고정 관념에 대해 이야기 할 것입니다. 그렇기 때문에 소련 과학 아카데미 지구 화학 및 분석 화학 연구소 우주 화학 연구소의 선임 연구원이 말한이 이야기는 일종의 과학 탐정 이야기와 같습니다. 그것은 몇 년 전 Luna-13 자동 스테이션이 달 토양 샘플을 지구로 전달하면서 시작되었습니다. 과학자들은 달 지각의 구조를 명확히해야했습니다. 적어도 샘플러가 도달 한 부분입니다. 그리고 첫 번째 단계는 방송국에서 가져간 순서대로 샘플을 배열하는 것이 었습니다. 그 전에는 모든 샘플이 말하자면 익명으로 유지되었습니다. 모두 하나의 용기에 혼합되었습니다. 그래서 달의 암석은 우주 화학 실험실에서 끝났습니다. 이 샘플 또는 해당 샘플이 어느 깊이에서 채취되었는지 확인하려면 화학 성분의 차이를 찾아야했습니다. 스펙트럼 연구에 따르면 달에는 몰리브덴, 납, 철, 수은 등 지구와 거의 동일한 요소가 있습니다. 수은은 무엇보다도 과학자들에게 관심이 있습니다. 연구원에 따르면 그녀는 작업에서 가장 신뢰할 수 있는 가이드 역할을 할 수 있습니다. 아이디어는 다음과 같습니다. 달 표면의 온도는 낮 동안 크게 변합니다. 밤에는 춥습니다-마이너스 150 °. 그리고 낮에는 + 150 ° C. 그리고 수은은 액체의 휘발성 물질입니다. 낮에는 상층에 포함된 수은이 활발히 증발합니다. 더 깊은 층은 덜 가열되므로 더 많은 수은이 남아 있어야합니다. 이러한 목적을 위해 특별히 제작된 장치의 도움으로 포착해야 하는 것은 바로 이러한 차이였습니다. 이 이야기의 장치는 특별한 역할을하므로 자세히 살펴 보겠습니다. 첫째, 그것은 발명되어야 했다. 사실, 대기를 위생적으로 제어하는 장치가 있었지만 달에 대한 스펙트럼 연구에 따르면 감도는 달 토양의 수은 농도를 결정하는 데 필요한 것보다 약 천 배 낮은 것으로 나타났습니다. 그리고 더 민감한 다른 장치는 방사능과 관련되어 오랫동안 지속적으로 작동할 수 없습니다. 새 기기의 주요 부품은 가전제품 매장에서 구매했습니다. 자외선을 방출하는 수은 램프가 설치된 인공 태닝 용 휴대용 미용 기기 "Photon"입니다. 수은 증기는 자외선에서 빛나는 것으로 알려져 있습니다. 또한 빛의 강도는 수은 농도에 비례합니다. 그들은 90 ° 각도로 두 개의 구멍이있는 금속 실린더를 조각 한 "Photon"램프를 가져 왔습니다. 한쪽 끝에서 램프가 그러한 실린더로 빛나고 반대쪽 끝에서 광전지가 보입니다. 수은 증기를 포함하는 공기가 실린더를 통해 펌핑되면 광전지는 빛을 "보고" 전류로 변환합니다. 빛이 강할수록 전류가 강해집니다. 그러나 이것은 개략도일 뿐입니다. 실제 장치에서 가장 어려운 점은 적절한 디밍을 찾는 것이었습니다. 램프의 광선은 실린더의 내벽에서 반복적으로 반사되어 광전지에 떨어집니다. 그리고 증기의 빛은 너무 약해서 천 번 반사되는 광선도 더 강할 수 있습니다. 양초, 가스, 석탄으로 실린더 내부에서 담배를 피운 것은 무엇이든 ... 마지막으로 그들은 자외선에 대한 가장 검은 코팅을 발견했습니다. 그는 자작 나무 껍질에서 그을음을 받았습니다. 장치는 지금까지 알려지지 않은 감도로 작동하기 시작했습니다. 첫 번째 측정 결과 갑자기 달 토양의 수은이 예상보다 거의 절반으로 나타났습니다. 우리는 이 결과를 다시 확인하기로 결정했습니다. 이제 수은은 ... 더 많아졌습니다. 문자 그대로 한 시간 후 또 다른 일련의 검증 실험. 수은 농도가 점점 높아지는데..무슨일이야? 장치에 결함이 있습니까? 재조정되고 검증되었습니다 ... 아아, 새로운 실험에서도 같은 그림이 나타났습니다. 처음에는 토양의 수은이 어딘가에서 사라지고 천천히 돌아 왔습니다. 왜 수은이 사라지고 있습니까? 실험용 시료는 공기 중에서 분쇄하였다. 수은이 증발하는 때일까요? 그러나 동시에 토양은 전혀 가열되지 않았으며 여기에는 음력 낮과 밤의 모방이 없었습니다. 그러나 우리는 그것을 확인하기로 결정했습니다. 토양의 다음 부분은 파쇄되지 않았지만 대기와 분리되어 산에 용해되었습니다. 모든 것이 제자리에 떨어졌습니다. 실험은 압력으로 인해 수은의 거의 절반이 손실되었음을 증명했습니다. 그러나 이것을 어떻게 설명할 수 있습니까? 그런 가설을 세웁니다. 압력을 가한 샘플의 파괴는 암석의 마이크로시어(microshear)에 의해 선행됩니다. 암석 조각 내부의 수은은 이 조각을 구성하는 결정립의 표면에 있습니다. 이제 멀리 떨어져 있지만 연구원에 따르면 상당히 정확한 비유를 사용합시다. 또 다른 빵 조각을 얹은 버터 샌드위치를 상상해 보십시오. 한 조각이 다른 조각에 대해 상대적으로 움직이면 기름이 짜낼 것입니다. 수은에 대해서도 마찬가지입니다. 암석이 파괴되는 동안 노출되어 집중적으로 증발하기 시작합니다. 이제 어떻게 든 두 번째 질문에 대답해야했습니다. 수은은 어디에서 왔습니까? 그런 다음 그들은 소위 "수은 역설"을 기억했습니다. 거대한 운석에서 지상 암석보다 수천 배 더 큰 수은 함량이 여러 번 발견되었습니다. 또한 그들은 박물관 컬렉션에 운석이 오래있을수록 더 많은 수은이 밝혀졌습니다. 봉인된 유리 뚜껑 아래에서 꺼낸 달 토양 샘플도 검증 실험 전에 일정 시간 동안 야외에 노출되었습니다. 아이디어가 탄생했습니다. 박물관에 일정 시간 동안 누워 있던 운석의 수은 축적 속도와 달 토양을 비교하면 어떨까요? 속도가 거의 같다는 것이 밝혀졌습니다! 따라서 두 번째 질문에 대한 답변이 완료되었습니다. 스폰지와 같은 달 암석 샘플은 지구 대기에서 수은을 흡수합니다. 그러나 과학 연구에서 항상 그렇듯이 하나의 수수께끼가 풀리면 새로운 수수께끼가 생깁니다. 지구 대기에 수은이 많은 이유는 무엇입니까? 육지의 암석은 왜 쌓이지 않습니까? 수은은 어떻게 대기에 들어갑니까? 우주 화학 실험실의 직원들은 장치로 무장하고 길고 멀지만 꽤 지상 탐험을 떠났습니다. 그들의 결과는 육상 과정에서 수은의 역할에 대한 새로운 이해였습니다. 우리는 물, 탄소, 질소의 자연 순환에 대해 학교에서 배웁니다. 이제 이 목록은 수은으로 보완되었습니다. 더욱이, 수은 순환의 규칙성에 대한 지식 없이는 생물권에서 발생하는 복잡한 지구화학적, 생물학적, 물리적 과정에 대한 완전한 그림을 형성하는 것이 불가능합니다. 탐험 중에 과학자들은 소위 지구의 가스 호흡과 함께 암석을 통해 수은이 행성의 깊이에서 상승한다는 사실을 발견했습니다. 대기 중으로 방출된 수은은 비에 의해 씻겨 나가 땅 속으로 되돌아갑니다. 원정 중에 이루어진 측정은 또한 새로운 신비를 가져왔습니다. 측정이 시작되었을 때 처음에는 공기 중의 수은 농도가 증가했습니다. 이것은 약 일주일 동안 계속되었습니다. 그런 다음 농도가 감소하기 시작했습니다. 그리고 일주일 후 다시 자라기 시작했습니다. 이 격주 주기성은 어떻게 발생합니까? 과학자들은 달이 책임이 있다고 제안했습니다. 그것은 미터 길이의 바다 조수의 파도를 일으키고 지각이 정확히 같은 빈도로 오르락 내리락하게 만듭니다. 동시에 지구 깊이에 응력과 균열이 나타납니다. 이때 수은은 장에서 가장 집중적으로 증발합니다. 이 사실에 대해 생각하면서 연구원들은 달 토양에서 수은을 "훔친"언론의 수수께끼도 기억했습니다. 사실 두 경우 모두 수은이 집중적으로 증발하는 이유는 같았습니다 ... 하지만 결국 지진 중에 지구 물리학 자들이 그 당시에 알아 낸 것처럼 똑같은 조건이 발생합니다! 재앙 직전에 지하에서 응력이 증가하고 암석의 균열 수가 증가합니다. 이것은 근원 근처에서 지진이 발생하기 전에 수은 농도도 증가해야 함을 의미합니다! 이 장치는 지진이 심한 지역으로 옮겨졌습니다. 연구는 투르크메니스탄, 타지키스탄, 키르기스스탄에서 수행되었습니다. 그 당시 이 지역에는 큰 지진이 없었습니다. 그러나 작은 지하 파업이 많았습니다. 그리고 이 장치는 즉시 매우 신뢰할 수 있는 예측자임이 입증되었습니다. 지진이 발생하기 XNUMX~XNUMX일 전에 장치는 다음과 같이 예측했습니다. XNUMX개 중 XNUMX개 사례에서 예측이 맞았습니다. 그리고 이제 과학자들은 특이한 예보의 신뢰도를 높이기 위해 노력하고 있습니다. 저자: 에이핀
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