Путешествие в страну РАИ

Эта зависимость лежит в основе так называемого геологического термометра. Но как с помощью такого термометра определять температуру?

Есть другая реакция изотопного обмена:

CaCO₃¹⁶ + 3H₂O¹⁸↔CaCO₃¹⁸ + 3H₂O¹⁶.

Она подчиняется тем же закономерностям, что и предыдущая.

Теперь маленький экскурс в область геологии.

CaCO₃, карбонат кальция, — это известняк, относящийся к так называемым осадочным породам. Они являются отложениями древних морей. Раковины низших организмов — также известняк. Обломки таких раковин часто попадаются при исследовании отложений. Когда-то организмы, которым принадлежали раковины, жили в морях. Они использовали в качестве «строительного материала» именно CaCO₃, содержащийся в морской воде. И чем выше была температура воды, тем больше O¹⁸ входило в их состав.

Достаточно определить изотопный состав кислорода в отложениях известняка, в различных их слоях, чтобы установить температуру «рождения» и «роста» раковин. Значит, мы имеем реальную возможность судить о температурах в невообразимо далеком прошлом.

Точность метода потрясающая: плюс-минус полградуса!

Так какая же температура была в районе нынешней Московской области сто пятьдесят миллионов лет назад?

На этот вопрос отвечают белемниты.

В учебнике геологии можно прочесть: «Белемниты известны с триасового периода, достигли расцвета в юрский и меловой периоды, к началу третичного периода вымерли».

В учебнике найдется и другая справка: триасовый период закончился 180 миллионов лет назад, юрский — примерно 130, меловой — 60 миллионов; далее начался третичный.

Значит, нас должны интересовать юрские белемниты, которые особенно процветали 150 миллионов лет назад.

Применение «геологического термометра» показало, что в «юности» эти моллюски жили в более теплой воде, чем «на склоне лет», что они пережили четыре «зимы» и три «лета» и вымерли «зимой». Под «летом» и «зимой» понимаются периоды потепления и похолодания климата. «Термометр» отметил максимальные сезонные изменения температуры на протяжении периода. Они оказались равными примерно шести градусам. Средняя температура в период существования исследованного образца белемнита составляла — +17,6°.

Такая температура была 150 миллионов лет назад!

— Есть о чем задуматься прогнозистам современности! — сказал Илья. — Впрочем, ведь и в современную метеорологию проберутся радиоизотопы. Например, можно будет следить за перемещением воздушных масс, если их «пометить» специальным радиоактивным изотопом.

— Пока нам от этого не легче, — сказал Олег. — Между прочим, не пора ли вставать? Илья, который час?

— Десять минут девятого!

— А по моим без двадцати десять! — заявила Наташа.

— Кому прикажете верить?

— Стоят мои часы! — сказал Илья. — Забыл завести за вчерашними разговорами. Хорошо хоть в группе есть вторые, а то пришлось бы определять время по наитию.

— Куда как удобны электрические стенные часы! — высказался Алеша. — И заводить не надо.

— И наручные часы, которые годами не останавливаются, теперь уже не проблема, — сказал я.

— А где же источник тока? Какой-нибудь сверхаккумулятор?

— Отнюдь. — Илья начинал растапливать печку. — Источник более простой. Атомная батарейка — слышали?

Атомные батарейки

— Я об этом где-то читал, — ответил Сергей. — Насколько помню, принцип действия таков: берется пластинка с радиоактивным изотопом, к ней вплотную прижаты стержни из полупроводниковых материалов. Под действием излучения такая батарейка дает ток.

— Что-то мне не совсем понятен принцип, — сказала Наташа.

— А чего тут не понимать? — удивился Илья. — Олег просто не договорил до конца. Дело вот в чем: два соседних полупроводника образуют термопару. Знаете, что такое термопара?

— Насколько я помню, если спаять концами два различных металла и нагреть спай, то возникает электрический ток, — смущаясь, проговорила Майка.

— Вот-вот! — обрадовался Илья. — Люблю, когда филологи смыслят в технике. Далее вы, наверное, знаете, что при радиоактивном распаде выделяется тепло. Это тепло нагревает внутренние концы стержней, внешние же имеют комнатную температуру. Благодаря разнице в температуре возникает термоэлектричество. В Америке создана такая установка. Размером она не больше поллитровой кружки, весит всего пять килограммов, а дает столько же энергии, сколько мощная батарея из самых лучших современных аккумуляторов, весящая 700 килограммов. В ней применяются радиоактивные изотопы стронций 90 или полоний 210.

— Это да! — восхитился Алеша. — Взять такую батарейку в поход — и свет и тепло на все путешествие. И костра не надо!

— Остановка за малым. Знаешь, сколько стоит такая «карманная электростанция»? Десятки миллионов долларов!

— Дорогая игрушка, — пробурчал Сергей. — Какое же у нее может быть практическое применение? Видимо, превратить атомную энергию непосредственно в электрическую далеко не просто.

— Конечно, до предмета ширпотреба ей далеко. Но эти батарейки можно применять как источники электроэнергии в искусственных спутниках и космических ракетах, где крайне важен выигрыш в весе и объеме.