Миллионы лет назад большая часть сегодняшней суши была под водой. Морские растения и животные собирали в своих телах солнечную энергию. Когда они умирали, останки их тонули, ложились на дно и покрывались илом (крохотными частичками земли и камней). Когда органические останки, то есть останки животных и растений, скрывались под слоями песка и грязи, химические вещества и бактерии брались за дело. Не до конца ясно, как им удавалось образовать газ и нефть из останков живых существ. Но с течением времени образовались крохотные капельки вещества, которое мы стали называть нефтью.
Позже из слоев песка и глины возникли песчаные и известняковые горы. Они стали называться осадочными, потому что были образованы из осадков. Со временем крохотные капельки нефти собирались в этих горах и сохранялись в них, как вода в губке.
В течение миллионов лет земная кора двигалась. Морское дно с залегавшей в нем нефтью становилось сушей. Другая часть дна уходила глубже в море. В результате перемещения земной коры континенты изменили свои очертания.
Поэтому в наши дни нефтеносные слои Земли находятся на суше. Самые богатые нефтью земли лежат в пустынных областях, хотя миллионы лет назад они находились под водой.
Что такое драгоценные камни?
Чтобы считаться драгоценным, камень должен обладать определенными свойствами. Он должен быть красив, достаточно тверд и прочен, он должен быть достаточно редким и ценным. Алмазы, рубины и изумруды обладают всеми этими качествами в достаточной степени и являются самыми настоящими драгоценными камнями.
Драгоценные камни за редким исключением являются полезными ископаемыми. Полезные ископаемые – это неорганические (образованные не из живых существ) соединения химических элементов, залегающие в земле. Существуют четыре драгоценных камня органического происхождения: жемчуг, янтарь, коралл, агат. Они образованы животными и растениями.
Красота драгоценных камней зависит от цвета, яркости или уникальных оптических явлений. Яркостью называется свечение камня, или его возможность отражать свет. Под оптическими явлениями понимается эффект радуги, вызванный способностью преломлять белый цвет. Например, цвета так играют в алмазе, что кажется, он полон огня.
Драгоценные камни можно найти разных цветов. Рубин – насыщенно красный, изумруд – зеленый.
Каждому драгоценному камню присуща своя твердость и жесткость. Твердость – это сопротивляемость камня царапинам и распиливанию. Жесткость – это сопротивляемость на разлом.
Драгоценные камни были образованы при помощи тех же процессов, что и другие полезные ископаемые. Но они были образованы при более благоприятных условиях, что дало возможность получить прозрачные, красивые камни.
Как появился янтарь?
То, что янтарь называют застывшими слезинками, совсем недалеко от истины. Только янтарь – это не слезы богинь и царевен, а смола когда-то росших на Земле сосен. Вспомните, ведь смола, которая вытекает из деревьев, очень похожа на их слезы. Вязкая смола стекала с сосен, и ее накопилось на Земле очень много. Потом поверхность планеты изменилась, а это бывало нередко. Участки земли с изобилием сосновой смолы покрылись сверху наносами или были затоплены водой. Смола застыла, окаменела и превратилась в янтарь.
Очень часто внутри янтарных кусочков можно увидеть разных жучков и мошек. Это тоже объясняется очень просто. Ведь в лесах очень много насекомых, и когда смола стекает с деревьев, в нее всегда может попасть пролетающая мимо зазевавшаяся мошка или какое-либо другое насекомое. Янтарная смола обладает свойствами сохранять попавшие в нее предметы, поэтому насекомые, попавшие в нее миллионы лет назад, сохраняются в кусочках янтаря не изменившимися. Бывает янтарь с листьями и веточками внутри. Застывшие в янтаре насекомые или растения называются инклюзами. Янтарь с инклюзами ценится у ювелиров значительно дороже, чем обычный янтарь.
Инклюзы представляют также особую ценность и для ученых. Однажды знаменитый ученый И. Кант, обращаясь к инклюзе, застывшей в янтаре, воскликнул: «О, если бы ты, маленькая муха, могла говорить! Насколько иным было бы наше знание о прошлом мире!»
Инклюзы никогда не заговорят, но, изучая их, ученые получают очень много сведений о прошлом. Ведь животные и растительные инклюзы в янтаре весьма разнообразны и многочисленны. В застывших кусочках янтаря чаще всего встречаются лжескорпионы, пауки-сенокосцы, клещи, термиты, мухи, бабочки, стрекозы и жуки. Наверное, это самые неосторожные из мира насекомых. Ученые насчитали также 197 видов растений, листочки и веточки которых попали в смолу. Кроме этого, в янтаре встречаются минеральные включения и газовые пузырьки. Благодаря крошечным пузырькам воздуха, застывшим в янтаре 80 миллионов лет назад, можно получить данные об атмосфере Земли в эпоху динозавров. Исследования показывают, что в ту пору в земной атмосфере содержалось в 2 раза больше кислорода, чем сейчас. Его было 42 %. Со временем содержание кислорода понижалось, и исследование пузырьков воздуха в янтаре уже более позднего периода показывает, что содержание кислорода тогда достигало 32 %.
Так что янтарь – это не только красивый камень. По нему можно судить, какая была жизнь на Земле в прошлые века.
Почему алмаз сверкает?
Представьте, что алмазы были бы не такой редкостью. Они стоили бы недорого, и каждый мог бы их купить. Оставались бы алмазы такими же ценными?
Люди могли стремиться приобретать алмазы по двум причинам. Первая – это то, что алмаз – наиболее твердое вещество из известных человеку, поэтому алмазы были бы по-прежнему необходимы в промышленности. Вторая – это то, что алмазы были бы так же прекрасны, и поэтому люди получали бы удовольствие, рассматривая их.
Алмазы, как и любые другие драгоценные камни, получаются в результате процессов, происходящих в природе. Миллионы лет назад на земле постепенно становилось холоднее. В это время под землей находилась масса горячей расплавленной жидкой горной породы. Эта масса подвергалась воздействию давления и высокой температуры. От этого молекулы углерода скреплялись вместе в плотные кристаллы. Алмаз – это просто кристалл чистого углерода.
У алмаза очень высокая отражающая сила. Это означает, что, когда свет попадает на него, алмаз отражает свет сильнее, чем другие вещества. Свет вместо того, чтобы пройти через алмаз, отражается от него. Поэтому большее количество света возвращается в наши глаза, когда мы смотрим на алмаз, и он выглядит более сверкающим. Алмаз также разлагает свет на цвета, его составляющие, поэтому говорят, что алмаз «горит».
Алмаз всегда находят в «грубой» форме, его внешняя поверхность довольно некрасива. Потом мастер превращает его в знакомый нам сверкающий драгоценный камень – бриллиант.
Бриллиант – самый прекрасный и самый дорогой из всех драгоценных камней, существующих в мире. Его можно назвать королем среди драгоценных камней, и он вполне заслуживает этого названия. С давних времен бриллианты используются для украшения корон и одежды царствующих лиц. Знаете ли вы, что бриллиант не носили в качестве украшений до 1430 года, когда француженка Агнесса Сорель положила начало этому обычаю? Бриллиантовые колье, серьги и кольца с тех пор являются любимым украшением женщин.
Некоторые бриллианты обладают такой огромной ценностью, что из-за них многие годы велись кровопролитные войны. Каждый правитель хотел заполучить себе эти необыкновенной красоты сокровища.
Вы уже знаете, что бриллианты не добывают, как обычные полезные ископаемые? Их делают из алмазов. Сами по себе алмазы не так красивы. Их очень долго и кропотливо обрабатывают, чтобы получился прекрасный драгоценный камень. Чаще всего алмазы распиливают на две равные части. Требуется очень большое мастерство, чтобы правильно определить, в каком месте и как надо распилить алмаз: ведь это самый твердый кристалл в мире, и, если его распилить неправильно, ошибки исправить очень трудно, а иногда и невозможно. Затем на месте линии распила, делается узкий желобок. Причем алмаз можно обрабатывать только при помощи другого алмаза с заостренным концом. Другим материалам алмаз из-за своей твердости не поддается. Когда желобок проделан, в него вставляется специальное стальное зубило, и под действием удара алмаз распадается на две части. Иногда алмаз распиливается с помощью быстро вращающегося диска, покрытого алмазной пылью. Полученные части обрабатываются, им придается округлая форма. Таким образом и получаются бриллианты. Но этим дело не завершается. Округлые части алмаза еще надо огранить.
Обычно это делается на металлическом круге, покрытом алмазной пылью и маслом, который крутится с большой скоростью. Надо сделать так, чтобы все грани алмаза располагались симметрично. Алмаз в среднем имеет около 60?ти граней. Именно грани и делают камень таким сверкающим. Напомним, что обработанный, со сверкающими гранями алмаз – это уже бриллиант. Хотя многие продолжают именовать его по названию исходного камня, алмазом.
Алмаз, который идет на изготовление бриллиантов, должен быть особенно чистым, без единого пятнышка и трещинки. Бриллианты, в первую очередь, ценятся чистотой и прозрачностью. Очень важно в бриллианте количество граней и вес, который измеряется в каратах. Один карат равен 0,2 грамма.
Как возникли металлы?
Чистые металлы – это химические элементы. Это означает, что они не могут быть превращены в другие вещества химическим путем. Существует больше сотни химических элементов и более 80 из них – металлы.
Некоторые металлы, например золото, платина, серебро, иногда медь, находят в земле в чистом виде. Но большинство металлов все-таки невозможно обнаружить в чистом виде. Они существуют только в соединениях с другими веществами.
Химические соединения, залегающие в земле, – это полезные ископаемые. Полезные ископаемые, содержащие металлы, называются рудами. Ценность руды определяется тем, как много в ней содержится металла и сколько затрат потребуется, чтобы добыть его оттуда. Ценность также зависит оттого, насколько людям нужен этот металл.
Когда руда поступает с рудника, она обычно содержит большое количество ненужных материалов, таких, как глина или камень. Эти нежелательные вещества обычно удаляются до дальнейшей обработки руды. Существует много способов извлечения металла из руды. Обработка некоторых руд проходит всего в два-три этапа, обработка других предполагает очень сложный процесс.
Первыми металлами, которые человек начал использовать, были золото и медь. В природе их можно было обнаружить как в чистом виде, так и в виде руды. Медь начала использоваться в 5000, а золото – в 4000 году до н. э.
Не из всех природных ископаемых можно добывать металл. Например, хорошо знакомая всем соль, тоже содержит металл натрий, однако его никогда не добывают из нее.
Что такое соль?
Соль – это кристаллическое вещество, которое хорошо растворяется в воде. Ее много в морях, куда она попадает из притоков. В свою очередь речная вода впитывает ее из почвы, по которой протекает.
Соль, или хлористый натрий, – вещество, чрезвычайно важное для жизни. В человеческом организме также содержится довольно много соли. Есть она и в натуральных продуктах питания. Соль улучшает вкус многих блюд, поэтому ее почти всегда добавляют в пищу. Соль, которую мы едим, в основном добывается из морской воды. Один ее литр содержит 30–40 граммов соли. Добывают ее и выпариванием из соляных озер, а еще в соляных копях. Но в природе встречается и так называемая каменная соль – осадочная горная порода, содержащая хлористый натрий.
Чем полезна черная соль?
В природе черной соли не существует, но люди придумали как делать ее самим. Такой, казалось бы странный, обычай делать черную соль из белой существовал когда-то у коренных жителей Костромской области России. В некоторых местах он сохранился до сих пор. А готовят ее просто. Берется обычная соль крупного помола, в нее добавляется замоченный в воде ржаной хлеб. Все это перемешивается. Потом смесь заворачивают в тряпицу и кладут в русскую печь или в костер на горящие дрова. После того как смесь обуглится, ее толкут и просеивают. Черная соль готова. Можно брать и солить продукты перед едой.
Костромичи считают, что еда с черной солью вкуснее, чем с белой, и объясняют свое пристрастие старинными традициями. Как известно, в старинных рецептах, которые передаются из поколения в поколение, содержится очень много полезного и поучительного. Какими же полезными свойствами обладает черная соль в отличие от белой?
Во-первых, черная соль не отсыревает, так как в результате прокаливания в ней образуется мелкозернистый уголь.
Во-вторых, из-за того, что крупная соль пережигается вместе с хлебом, она становится рассыпчатой и мелкой. Раньше на селе соли из магазина не было, а солить пищу крупной солью очень неудобно.
И наконец, при прокаливании крупная соль изменяется по составу. Как известно, обычная белая соль состоит из хлористого натрия с небольшой примесью различных минеральных веществ. Анализы же черной соли показали, что в ней содержится 94 % хлористого натрия, а остальное – зола от хлеба. Эта зола обогащает соль такими элементами, как йод, калий, кальций, медь, цинк и другие, которые в небольших количествах очень полезны для организма.
Воздух
Что такое воздух?
Воздух состоит из смеси газов, которые образуют своего род покров вокруг Земли.
Как называется эта оболочка? Она называется атмосферой.
Из каких газов состоит воздух? Он состоит на 78 % из азота, на 21 % из кислорода и на 1 % из углекислого газа, а также из небольшого количества других газов. Воздух необходим для обеспечения жизнедеятельности на Земле. Без него наше существование было бы невозможно.
Что такое атмосферное давление? Это давление массы столба воздуха на квадратный километр земли. Оно измеряется в килограммах на квадратный сантиметр.
Толщина атмосферы различна. Чем выше над земной поверхностью, тем тоньше атмосфера и тем ниже атмосферное давление. Перемещение больших масс воздуха вызывает изменения погоды.
Большая часть атмосферы находится в движении. Воздух постоянно перемешивается. Из областей высокого давления воздух перемещается в области с низким давлением. От этого на земле образуется ветер.
В этом можно убедиться в ясный солнечный день. Если нет ветра, то дым, выходящий из фабричной трубы, поднимается прямо вверх.
Но если поблизости от трубы есть гора, то дым обязательно относит ветром в ее направлении. Происходит это потому, что гора отдает свое тепло воздуху, и он начинает подниматься вверх.
Когда нагревшийся от земли воздух поднимается вверх, то он остывает. Как мы знаем, водяной пар, поднявшийся от земли, конденсируется (превращается в жидкость), образуя мелкие капельки воды. Они начинают падать – и на земле идет дождь.
Что такое озоновый слой?
Человек все больше и больше убеждается, что его повседневная деятельность оказывает влияние на климат, воду и пищу, которые он употребляет, на воздух, которым он дышит, и так далее. Сейчас люди стали беспокоиться, что все выбросы в атмосферу могут губительным образом воздействовать на озоновый слой.
Что такое «озоновый слой» и почему он так важен? Земля окружена толстым покровом воздуха, атмосферой. Атмосфера Земли делает жизнь на ней возможной. Это воздух, которым мы дышим. Она предохраняет нас от опасного солнечного излучения. Атмосфера препятствует излишнему повышению или понижению температуры. Она выполняет еще многие другие функции.
Наша атмосфера разделена на слои, отличающиеся друг от друга. Нижний слой, 16 километров в высоту, – тропосфера. В этом слое формируется погода. Второй слой атмосферы, высотой от 16 до 48 километров, – стратосфера.
Где-то между 19 и 35 километрами, в середине стратосферы, находится озоновый слой. Это слой газа, который является разновидностью кислорода. В этом слое отсутствуют ветры, а воздух теплый. Теплым его делает озон.
Этот газ поглощает большую часть солнечного ультрафиолетового излучения, поэтому воздух и теплый. Более важно то, что озон препятствует проникновению на Землю ультрафиолетовых лучей. Часть этих лучей полезна, но значительное количество ультрафиолета губит жизнь на Земле. Поэтому очень важно, чтобы выбросы в атмосферу не разрушали озоновый слой.