Všetky teórie o pôvode života na Zemi sú nejakým spôsobom spojené s vodou. Je stále s nami, navyše v nás. Najobyčajnejšia, jednoduchá voda, obsiahnutá v tkanivách tela, umožňuje každý nový nádych a tep. Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam sa podieľa na všetkých týchto procesoch.
Čo je voda: definícia
Z vedeckého hľadiska je hlavnou kvapalinou planéty oxid vodíka – binárna anorganická zlúčenina. Molekulový vzorec vody pozná snáď každý. Každý jeho štruktúrny prvok pozostáva z jedného atómu kyslíka a dvoch atómov vodíka spojených polárnou kovalentnou väzbou. Za normálnych podmienok je v tekutom stave, nemá chuť a vôňu. V malých množstvách je obyčajná voda bez nečistôt bezfarebná.
Biologická úloha
Voda je hlavným rozpúšťadlom. Je to povaha štruktúry molekuly, ktorá umožňuje takúto definíciu. Vlastnosti vody súvisia s jej polarizáciou: každá molekula má dva póly. Negatívny je spojený s kyslíkom akladné - s atómami vodíka. Molekula vody je schopná vytvárať takzvané vodíkové väzby s časticami iných látok a priťahovať opačne nabité atómy k svojim „+“a „-“. V tomto prípade musí byť látka, ktorá sa stáva roztokom, tiež polarizovaná. Jedna jeho molekula je obklopená niekoľkými časticami vody. Po transformácii sa látka stáva reaktívnejšou. Voda je používaná ako rozpúšťadlo všetkými bunkami živých organizmov. Toto je jedna z vlastností, ktoré definujú jeho biologickú úlohu.
Tri štáty
Voda je nám známa v troch formách: kvapalná, tuhá a plynná. Prvý z týchto stavov agregácie, ako už bolo uvedené, je charakteristický pre vodu za normálnych podmienok. Pri normálnom atmosférickom tlaku a teplotách pod 0 ºС sa stáva ľadom. Ak zahriatie látky dosiahne 100 ºС, z kvapaliny sa vytvorí para.
Treba si uvedomiť, že látky podobnej štruktúry za normálnych podmienok sú v plynnom stave a majú nízky bod varu. Dôvod relatívnej stability vody je vo vodíkových väzbách medzi molekulami. Aby ste sa dostali do stavu pary, musíte ich rozbiť. Vodíkové väzby sú dostatočne silné na to, aby ich rozbitie vyžadovalo veľa energie. Preto vysoký bod varu.
Povrchové napätie
Vďaka vodíkovým väzbám má voda vysoké povrchové napätie. V tomto ohľade je na druhom mieste po ortuti. Povrchové napätie vzniká na rozhraní dvoch rôznych médií a vyžaduje vynaloženie určitého množstvaenergie. Táto vlastnosť má za následok zaujímavé efekty. V stave beztiaže nadobúda kvapka guľový tvar, pretože kvapalina má tendenciu zmenšovať svoj vlastný povrch, aby šetrila energiu. Podobne sa voda niekedy správa aj na nezmáčateľných materiáloch. Príkladom je kvapka rosy na listoch. Kvôli sile povrchového napätia sa môžu vodné plachetnice a iný hmyz kĺzať po hladine jazierka.
Izolátor alebo vodič?
Na hodinách bezpečnosti života sa deti často učia, že voda je dobrý vodič elektriny. Nie je to však celkom pravda. Vzhľadom na zvláštnosti svojej štruktúry je čistá voda slabo disociovaná a nevedie prúd. To znamená, že je to v skutočnosti izolant. Za normálnych podmienok je však prakticky nemožné stretnúť sa s takouto čistou vodou, keďže rozpúšťa veľa látok. A vďaka mnohým nečistotám sa kvapalina stáva vodičom. Navyše schopnosť viesť elektrinu môže určiť, aká čistá je voda.
Lom a absorpcia
Ďalšou vlastnosťou vody, ktorú pozná každý zo školy, je schopnosť lámať svetelné lúče. Po prechode kvapalinou svetlo trochu zmení svoj smer. Tento efekt je spojený s tvorbou dúhy. Aj lom svetla a naše vnímanie je základom chýb pri určovaní hĺbky vodných útvarov: vždy sa zdá, že je menšia, než v skutočnosti je.
Svetlo viditeľnej časti spektra sa však láme. A napríklad infračervené lúče vodysú absorbované. Preto vzniká skleníkový efekt. Aby sme pochopili skryté možnosti vody v tomto zmysle, môžeme sa odvolať na charakteristiky atmosféry na Venuši. Podľa jednej verzie viedlo vyparovanie vody k skleníkovému efektu na tejto planéte.
Vodová farba
Každý, kto videl more alebo akúkoľvek sladkú vodu a porovnal to s tekutinou v pohári, si všimol istý nesúlad. Farba vody v prírodnej alebo umelej nádrži sa nikdy nezhoduje s farbou v pohári. V prvom prípade je modrá, modrá, dokonca zelenožltá, v druhom jednoducho chýba. Akú farbu má teda voda v skutočnosti?
Ukazuje sa, že čistá kvapalina nie je bezfarebná. Má mierne modrastý odtieň. Farba vody je taká bledá, že v malých objemoch sa zdá byť úplne priehľadná. V prírodných podmienkach sa však objavuje v celej svojej kráse. Navyše mnohé nečistoty, ako v prípade vedenia elektriny, menia vlastnosti vody. Každý sa aspoň raz stretol so zeleným jazierkom alebo hnedastými kalužami.
Farba vody a života
Farba nádrže často závisí od mikroorganizmov, ktoré sa v nej aktívne množia, od nečistôt hornín. Zelenkastá farba vody často naznačuje prítomnosť malých rias. V mori sú oblasti maľované v tomto odtieni spravidla plné živých tvorov. Preto rybári vždy venujú pozornosť tomu, akú farbu má voda. Priezračné modré vody sú chudobné na planktón, a teda aj na tých, ktorí sa nimi živia.
Mikroorganizmy niekedy dávajú tie najbizarnejšie odtiene. Známe sú jazerá s vodou čokoládovej farby. Činnosť jednobunkovcovriasy a baktérie menia vodnú plochu na tyrkysovom ostrove Flores v Indonézii.
Vo Švajčiarsku pri priesmyku Sanetsch je jazero s jasnoružovou vodou. O niečo bledší odtieň má vodná plocha v Senegale.
Farebný zázrak
Udivujúci pohľad sa naskytne turistom v Amerike, v Yellowstonskom národnom parku. Nachádza sa tu jazero Morning Glory Lake. Jeho vody majú najčistejšiu modrú farbu. Dôvodom tohto odtieňa sú všetky rovnaké baktérie. Yellowstone je známy svojimi početnými gejzírmi a horúcimi prameňmi. Na dne jazera Morning Glory Lake je úzky sopečný otvor. Teplo, ktoré odtiaľ stúpa, udržuje teplotu vody, ako aj rozvoj baktérií. Kedysi bolo celé jazero krištáľovo modré. Postupom času sa však ústie sopky upchalo, čo si turisti uľahčili svojou záľubou v hádzaní mincí a iných odpadkov. V dôsledku toho klesla povrchová teplota a začali sa tu množiť iné druhy baktérií. Dnes sa farba vody mení s hĺbkou. Na dne je jazero stále tmavomodré.
Pred niekoľkými miliardami rokov prispela voda k vzniku života na Zemi. Odvtedy jeho význam vôbec neklesol. Voda je nevyhnutná pre množstvo chemických reakcií prebiehajúcich na bunkovej úrovni, je súčasťou všetkých tkanív a orgánov. Oceány pokrývajú približne 71 % povrchu planéty a zohrávajú obrovskú úlohu pri udržiavaní stability takého obrovského systému, akým je Zem. Fyzikálne a chemické vlastnosti vody umožňujú nazvať ju hlavnou látkou pre všetky živé veci. Nádrže, ktoré sú biotopom mnohobunkových mikroorganizmov, sa navyše stávajú zdrojom krásy a inšpirácie, demonštrujú obrovské tvorivé schopnosti prírody.
