水に関する科学的好奇心

3月22日に世界水の日が祝われることを知っていましたか?さらに、世界水の日があることを知っていましたか? はい、それは存在し、それは私たち人間にとってだけでなく、惑星の残りの部分とその適切な機能にとっても水の重要性について考えさせるべきです。 奇妙な事実は、惑星地球が液体水を持っている太陽系の惑星の唯一のものであるということです。 しかし、別のことがあります。地球上に水があるという事実は、生命の発達を可能にしました。 水に関するより興味深い事実を知りたい場合は、 水に関するより科学的な好奇心を読み続けてください

水には独特の物理的性質があります

水は、地球上の3つの異なる状態で同時に発見できる唯一の物質です。 川や海のような液体状態、氷山のような固体状態、水蒸気のような気体状態で大気の一部を形成している水を見つけることができます。

これらの3つの状態のみが伝統的に考慮されてきましたが最近、新しい水の状態であるトンネル状態が発見されました。 この発見は、オークリッジ国立研究所(米国)エネルギー省の科学研究グループによって行われました[1]。 この新しい状態は次のように定義されます。

水分子 酸素原子と水素原子は非局在化し、6つの対称位置すべてに同時に存在し始めます」

これは伝統的な物理学の法則に反し、 量子物理学の法則に従う この特性は、1億分の1メートルに相当する非常に小さな空間で観察されており、たとえば、細胞壁内で水がどのように振る舞うかを説明するのに役立ちます。 これは間違いなく水に関する最も革新的で驚くべき科学的好奇心の一つです。

それは普遍的な溶媒です

その分子構造と、それを形成する水素および酸素原子の空間配置は、多くの物質を溶解する能力を与えます。 それは普遍的な溶媒であると考えられていますが、油などのすべての物質を溶解することはできません。

水は、その電荷の分布が部分的に負の領域(酸素)と部分的に正の領域(水素)を形成するため、非常に極性の高い物質 (中性電荷)です。 この極性により、イオンおよびその他の極性分子または荷電分子を溶解できます。 別の物質の分子が水と接触すると、正電荷と負電荷に分離し、その電荷に基づいて水分子が結合します。 たとえば、食塩または塩化ナトリウムが水に溶けている場合、水の負電荷がナトリウムを取り囲み(正電荷)、水の正電荷が塩素を取り囲みます(負電荷)。 この水容量のおかげで、生物で起こるほとんどの化学反応が起こります。

水は生活に不可欠です。

水は生物の水分補給不可欠であり 、多くの化学反応が起こる環境であり、多くの生物の生息地でもあります

人間の場合、脳の約75%、骨の25%、血液の83%が水です。 さらに、人は1か月以上食べることなく生きることができますが、水がなければ1週間以上生きることができません。 良好な水分補給と体の適切な機能を維持するには、1日約2リットルの水を消費する必要がありますが、この量を超えると健康を害する可能性があります。 過剰な水を飲むと、血液中のナトリウム濃度が急速に低下し、脳の水の割合が不均衡になります。 一方、それは体温を調節するのに役立ちます。したがって、熱があるときは水を飲むことが非常に必要です。同様に、水も惑星の温度を調節します。

とても豊富です

地球上の水の正味量は過去数千年の間変化しておらず、それは主に水循環または水循環によるものです。 このため、世界的には、水は水蒸気として大気中に9から10日、川では15から32日、湖では17年、地下水として300年、水では3000年と推定されています。極と氷河での海と8, 000〜16, 000年。

さらに、地球上には5億km3を超える水があると推定されています。 その100%のうち3%のみが淡水であり、残りの97%は塩水に相当します。 淡水全体の69%が凍結され、残りは川、湖、湿地、地下水に分配されます。 さらに、南極ではすべての淡水の90%が凍結されています。 しかし、 地球上の飲料水の総量はわずか0.007%であり、人間の行動と汚染により常に減少しています。

水は限られた資源です。

あなたが知らないかもしれない水についてのもう一つの科学的好奇心は、 水は再生可能であるが限られた資源であり、同時にそれが生きるために、そして経済活動のために必要なことです。 残念ながら、すべての水が地球上に均等に分布しているわけではなく、多くの場合、貧困が最も深刻な地域も水不足と水質の悪化の影響を最も受けます。 世界中で1億人以上の人々が飲料水にアクセスできず、他の多くの人々はそれを得るために1日約10 km歩く必要があります。

水質に関して 、生成された廃水の80%以上が、処理せずに水生生態系に戻されると推定されています。 しかし、問題はさらに進み、コレラ、赤痢、発疹チフス、ポリオなどの病気にかかる可能性があるため、約1億8千万人が汚染された水源を使用しなければならず、健康を危険にさらしています。 この高品質の水不足により、年間約842, 000人が死亡しています。

多くの場合、水質は多くの場合回復する可能性がありますが、それは安価であるため行われません。 たとえば、廃水を使用して栄養素やその他の材料を回収できます。

この他の記事では、水が再生可能であるが限られた資源である理由について説明します。

自然のより多くの好奇心

これらの水の好奇心に加えて、私たちはあなたを驚かせる自然の他の15の好奇心についてこのビデオをあなたと共有したいと思います。

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参照資料
  1. Kolesnikov、AI、Reiter、GF、Choudhury、A.、Prisk、TR、Mamontov、E.、Podlesnyak、A.、Ehlers、G.、Seel AG、Wesolowski DJ、and Anovitz、LM 2016.ベリリウムの水の量子トンネリング:水分子の新しい状態 。 Phys。Rev. Lett。 116。

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