Снега Антарктиды


Снега Антарктиды

Сегодня всю нашу планету очень четко можно разделить на области более чистые и менее чистые. Так, например, чистыми остались районы, удаленные от источников промышленных загрязнений, такие, как Южный полюс (Антарктида).

Говоря о чистоте того или иного района, прежде всего имеют в виду степень загрязненности атмосферы. Атмосферный воздух содержит аэрозоли — мельчайшие частички, твердые или жидкие, которые находятся в воздухе во взвешенном состоянии.

Аэрозоли земной атмосферы

Например, твердыми аэрозолями насыщен дым, жидкими — пар. В ясную, безветренную погоду в одном литре чистого загородного воздуха содержится несколько десятков тысяч частиц. Если их «собрать», то общая их масса составит доли миллиграмма.

В последнее время внимание исследователей привлекают химический состав аэрозолей чистых и загрязненных районов земной атмосферы. Во-первых, важно оценить, как влияет деятельность человека на распределение химических элементов в атмосфере. Во-вторых, ученых интересуют проблемы, связанные с выпадением на поверхность нашей планеты внеземного вещества, приходящего к нам из далеких глубин космоса.

Считается, что аэрозоли поступают в атмосферу из трех источников: из вод морей и океанов образуются морские аэрозоли, поверхность земли порождает континентальные аэрозоли, источник внеземных аэрозолей — космос.

Химический состав этой «троицы», казалосьбы, можно предсказать заранее, ведь ученым с достаточной точностью известно, какие элементы и в каких количествах содержит земная кора или морская вода, а за химический состав внеземного вещества можно принять усредненный состав метеоритов (хондритов). К сожалению, такой подход оказался малопригодным. Как выяснилось, состав аэрозолей может существенно отличаться от среднего состава их «первоисточников».

В течение последних лет активно идут работы по определению числа элементов в атмосферных аэрозолях самого чистого на земле места — Антарктиды и в аэрозолях одного из загрязненных мест — над Северной Атлантикой. Стало известно, что такие элементы, как натрий, калий, кальций, магний, стронций, попадают в атмосферу из Мирового океана, а элементы скандий, железо, марганец поступают в атмосферу в результате выветривания земли.

Интересно, что такие элементы, как цинк, медь, свинец, золото, в аэрозолях находятся в больших концентрациях, чем этого можно было бы ожидать, исходя из содержания этих элементов в «первоисточниках».

С чем связано обогащение аэрозолей этими элементами? Может быть, оно вызвано промышленной деятельностью человека? Надежные данные о причинах обогащения аэрозолей некоторыми элементами можно было бы получить, если сравнить химический состав аэрозолей в разные периоды деятельности человека, например, в наши дни и сто лет назад.

Снега Антарктиды сто лет назад

Карта Южного полюса (Антарктида). antarctica map

Сотрудники Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского провели такие исследования.

Они определили содержание более десяти различных элементов в слоях снежного покрова 1884—1886 годов, 1946—1948 и 1990-х годов в некоторых районах Восточной Антарктиды.

Все образцы снега были доставлены из Антарктиды в твердом состоянии в рефрижераторах. Образцы растапливали и тщательно фильтровали.

Профильтрованные растворы и твердые остатки анализировались отдельно, чтобы выявить, как химические элементы распределяются между твердой и жидкой фазами.

Из полученных экспериментальных данных следует, что основная масса химических элементов находится в аэрозолях в виде растворимых в воде соединений. Интересно, что нерастворимые в воде частицы зачастую обеднены кобальтом, а это противоречит принятым ранее представлениям о том, что кобальт попадает в аэрозоли в составе внеземного вещества.

Очевидно, внеземное вещество либо вносит очень малый вклад в общую массу нерастворимых аэрозолей, либо состав его существенно отличается от состава метеоритов.

Проведенные исследования снежных покровов Антарктиды позволили утверждать, что характер химического состава аэрозолей, вернее, распределение в них элементов, не зависит от времени отбора образцов снега, то есть, не связан с деятельностью человека.

Очевидно, значительное обогащение аэрозолей цинком, медью, золотом и сурьмой (по сравнению с содержанием этих элементов в «первоисточниках») вызвано природными процессами, закономерности которых еще предстоит выяснить ученым.