Откуда в земной атмосфере кислород?

Мы со школьной скамьи привыкли слышать, что атмосферный кислород вырабатывают растения, осуществляя в своих зеленых листьях фотосинтез, при котором поглощается солнечный свет и разлагается углекислый газ воздуха на углерод, необходимый растениям, и кислород, необходимый людям. Необходимый не только для дыхания людей и животных, но и для поддержания огня. А огонь люди бездумно используют во всевозрастающих масштабах, о чем мы уже говорили во введении. При этом не только расточительно сжигаются бесценные органические вещества и материалы, но и во всё больших масштабах расходуется атмосферный кислород на окисление топлив при сжигании. А вот лесов, в которых, как полагают почти все, вырабатывается большая часть поступающего в атмосферу кислорода, на Земле остается всё меньше в результате вырубки их на дрова и другие нужды. Так что человечеству кроме перегрева атмосферы в результате парникового эффекта от избытка в ней углекислого газа в будущем грозит еще одна беда - дефицит кислорода для дыхания.
В связи с этим в печати уже не раз поднимался вопрос о необходимости принятия мер для борьбы с этой опасностью. Самой действенной мерой было бы ограничение добычи и сжигания каменного угля и нефти. Если они органического происхождения, то сколько в недрах Земли спрятано запасов угля и нефти, соответственно столько же е атмосфере находится свободного кислорода. А тот, который растения вырабатывает в течение текущего года, как давно уже с удивлением подсчитали ученые, расходуется в том же или следующем году на процессы окисления (гниения) органических
останков (опавших листьев и др.) этих растений и животных или на сжигание дров, соломы, стружки и мусора растительного происхождения, например бумаги. Оберегая от сжигания запасы угля и нефти, Вы тем самым сберегаете запасы кислорода в земной атмосфере. Так что запасы угля и нефти в недрах Земли - это поистине "золотой запас" человечества, который надо беречь пуще, чем золотой запас госбанка, а для производства электроэнергии и тепла использовать альтернативные (не огненные) источники энергии, такие, как теплогенератор "Юсмар", квантовые, уни-тарноквантовые и ветряные электростанции.
Мы, будучи противниками "огнепоклонников" и сторонниками альтернативных источников энергии, казалось бы, изменим своему делу, написав то, что Вы прочтете далее в данном разделе. Мы напомним (вроде бы вовсе некстати!) об альтернативных неорганических теориях происхождения нефти и каменного угля. Поскольку запасы каменного угля на Земле намного больше запасов нефти, то ограничимся здесь только гипотезой доктора геолого-минералогических наук В. И. Михеенкомз молдавского города Дубоссары о происхождении каменного угля.
В [222] он пишет, что органические теории происхождения каменного угля при ближайшем рассмотрении не выдерживают критики: что в классической цепочке превращений органики не оказалось стадии перехода от торфа к каменному углю, и запасы каменных углей почему-то много больше запасов торфа на Земле. По его гипотезе, уголь в земные недра пришел не сверху, не в виде спрессованных и законсервированных остатков древних растений, а снизу - в виде горячих и активных углеродсодержащих газов, извергаемых из глубин мантии Земли. Встречая на своем пути органические остатки растений, активные атомы углерода этих газов присоединялись к ним, как к затравочному кристаллику соли присоединяются ионы соли в растворе, вызывая рост кристалла. Потому-то в ископаемых углях встречаются отпечатки листьев древних растений. (Но многие из таких "отпечатков" похожи скорее на фантастические "растения" морозных узоров на окнах, чем на реально существовавшие растения). Так что в каменных углях, считает Михеенко, совсем мало окаменевших органических остатков, а основную массу образуют атомы углерода, пришедшие из глубин Земли.
Откуда же тогда в земной атмосфере накопилось аж 21% кислорода? Ответ подсказывают авторы работы [223]. Они утверждают, что атмосферный кислород получается еще и в результате звукохимических реакций диссоциации воды океанов. Правда, вода не сразу диссоциирует на кислород и водород, как могут подумать читатели, а сперва из нее получается пероксид водорода Н2О2. Например, по таким реакциям, какие мы приводили в предыдущем разделе. Ведь всем давно известно, что ночью слегка светится не только бурун за кормой моторной лодки, но и пена морского прибоя. Только в отличие от моторной лодки прибой работает непрерывно из года в год. И не только у побережья, но и в открытом море во время ветра бушуют волны, рождая пенные гребешки-пузырьки, возбуждаемые ударами волн, звуками и ультразвуками. Море полно звуков - это хорошо знают гидроакустики. Недаром дельфины и киты и даже рыбы, как выяснилось, общаются ультразвуками, и локацию подводных путей осуществляют с их помощью.
Образующийся в морской воде пероксид водорода не накапливается в ней, пишут далее авторы работы [223], а в присутствии естественных катализаторов - солей магния и других переходных металлов, содержащихся в морской воде, разлагается ультрафиолетовыми лучами солнечного света на молекулы воды и атомы кислорода. Он-то и пополняет запасы атмосферного кислорода сверх того, что вырабатывают растения и водоросли. Вот почему морской воздух так полезен - в нем помимо ионов солей много живительного атомарного кислорода.
И хотя количество пероксида водорода, вырабатываемого в течение года за счет морских шумов, способно, как рассчитали авторы работы [223], создать в воде океанов концентрацию Н2О2 всего М, но воды в океанах так много, что этот пероксид после его разложения высвободит до тонн кислорода в год. Для сравнения отметим, что поступления кислорода в атмосферу из морей и океанов в результате жизнедеятельности морских водорослей оцениваются в тонн в год, что не меньше поступлений из лесов. Только "звукохимический" кислород идет как бы "сверх плана" и потом уже не тратится на окисление (гниение) останков умерших растений, на что уходит весь вырабатываемый растениями кислород.
Все это, конечно интересно, особенно в том плане, что если это так, то хоть кислородная недостаточность не грозит многострадальной Земле, уже задыхающейся от автомобильных выхлопов и дыма бесчисленных печей и парникового эффекта от избытка углекислого газа в атмосфере, выбрасываемого ими.
Свои выводы авторы работы [223] основывают на том, что для появления сонолюминесценции не обязательно наличие развитой кавитации, слабая сонолюминесценция (предпороговое свечение) наблюдается, как указывается и в [202], и при докавитационных уровнях ультразвука. Но они не согласны с изложенной в [202] общепринятой кавитационной гипотезой сонолюминесценции и указывают на то, что если бы диссоциация воды происходила в основном вследствие нагрева паров воды в навигационных пузырьках до тысяч градусов, то сопровождающая этот процесс сонолюминесценция слабо зависела бы от температуры исходной воды. А поскольку при кавитации с повышением температуры воды должны возрастать и вероятность актов термической диссоциации пара, и эффективность трибоэлектрических процессов, и вероятность электрических разрядов через парогазовый пузырек, то, согласно общепризнанной кавитационной модели, сонолюминесцентное свечение должно бы слегка возрастать с повышением температуры воды вплоть до температуры ее кипения.
А оно, как выявлено во многих работах, например в [224], наоборот, экспоненциально (!) уменьшается с повышением температуры воды, совсем затухая при 65°С. Авторы работы [223] объясняют это тем, что большая часть атомов водорода и гидроксил-радикалов ОН, необходимых для последующей рекомбинации, при которой происходит излучение видимого голубого света, образуется не за счет разрывов ковалентных связей в отдельных молекулах воды, а за счет разрыва более слабых (как они полагают) внутримолекулярных связей в льдоподобных молекулярных ассоциатах (Н2О)n воды. Последние же существуют в воде лишь до температуры 65°С. Потому-то сонолюминесценция и затухает с повышением температуры воды, что при высоких температурах для нее нет исходного материала - молекулярных ассоциатов.
В работе [223] приводятся графики, воспроизводимые нами на рис. 12.4, показывающие аномальные зависимости свойств воды от температуры. Но при этом авторы работы [223] утверждают, что такие аномалии "означают изменение с температурой плотности и размеров ассоциатов воды, имеющих льдоподобные структуры". Соглашаясь с выводами о том, что именно молекулярные ассоциаты воды являются исходным материалом для диссоциирования воды при звукохимических еакциях, мы хотели бы добавить: именно наличие молекулярных ассоциатов в воде, наряду с наличием у нее водородных связей, и обуславливает аномальные свойства воды и наблюдаемые на графиках рис. 12.4 экстремумы, а не наоборот.
Для нас полезность всей этой информации заключается и в другом - в том, что теперь становится понятно почему в воде вихревого теплогенератора "Юсмар", где тоже наблюдается сонолюминесценция, быстро гибнут бактерии. Ведь пероксид водорода -это сильный антисептик. Его используют стоматологи для обработки полости рта перед операцией. А ведь кроме пероксида водорода в воде при сонолюминесценции, как показано в [202], образуется еще и некоторое количество озона, который тоже губителен для болезнетворных бактерий и издавна считается спутником электрических разрядов. Поэтому, что бы не говорили скептики, а электрическая теория сонолюминесценции, наверно, все-таки самая обоснованная.

Рис. 12.4. Аномальные свойства воды в зависимости от температуры:
с - скорость звука (1), ß - адиабатическая сжимаемость (2),
Ср -теплоемкость при постоянном давлении (3),
а -электронная поляризуемость (4), p - плотность (5) [223].