Любой газ, находящийся в атмосфере, улетучивается с большей или меньшей скоростью в мировое пространство. Причин этому несколько.
Космическое излучение, беспрерывно атакующее нашу планету, больше всего разрушений причиняет верхним слоям атмосферы, где оно ионизирует атомы и молекулы газов, входящих в состав воздуха. Образующиеся заряженные частицы выбрасываются магнитным полем Земли. Часть газов уносится давлением солнечного света.
Существует еще одна причина утечки газов из атмосферы нашей планеты. Причина достаточно своеобразная.
Молекулярно-кинетическая теория газов показывает, что в любом объеме газа молекулы газа неравноценны по энергии и поэтому движутся с различной скоростью. Вот и в воздухе имеются молекулы-тихоходы, передвигающиеся со скоростью, всего раза в четыре превышающей скорость экспресса Москва — Ленинград. Но есть и чемпионы, пробегающие за секунду 10–15 километров. Понятно, что такой скорости молекуле более чем достаточно, чтобы преодолеть силу земного притяжения.
К счастью для нас, не всякая столь стремительно летящая молекула выходит в «космонавты». Сталкиваясь с соседками, она быстро гасит скорость и остается землежительницей. Не будь этого, Земля лишилась бы атмосферы задолго до того, как на ней появился человек.
И все же части молекул удается вырваться за пределы поля тяготения Земли. И поэтому идет непрерывная утечка в межпланетное пространство каждого из газов, входящих в состав атмосферы.
Каждого. И значит, любой из инертных газов стремится в космос ничуть не менее активно, чем, скажем, кислород или азот — основные компоненты атмосферы. Однако последних в атмосфере, как известно, во много десятков раз больше, чем всех инертных газов вместе взятых. И это понятно: кислород атмосфере доставляют растения, азот возвращается в атмосферу при распаде погибших растений. Кроме того, значительный приток азота идет из действующих вулканов. В общем, воздушный голод нам не грозит. Пока.
Но инертные газы утекают безвозвратно. Потому что растения, не говоря о животных, не научились ассимилировать аргон. И, конечно, никогда не научатся.
Впрочем, все сказанное — всего лишь присказка. А сказка будет о том, как исследователи столкнулись с проблемой, объяснить которую, казалось, было уж никак невозможно.
В средние века гораздо чаще, чем сейчас, научную истину искали в споре. Диспуты были таким же обыденным делом, как сегодня доклады на научных конференциях. Впрочем, аудитория внимала им, разумеется, куда с большим интересом, чем научным истинам, преподносимым в виде монолога. Вспомним хотя бы диспут с участием Панурга, столь выразительно описанный гениальным Рабле в его бессмертной сатире.
К диспуту прибегали прежде и в научных трудах, которые часто писали в те времена в виде диалога между двумя собеседниками. Мне кажется, это был хороший прием. Читатель мог следить за появлением идей, за кристаллизацией истины, так сказать, «в момент рождения». Попробую последовать этому приему, перенеся его в наши дни.
Спорят трое ученых: рассудительный, вспыльчивый и недоверчивый.
Вспыльчивый. Но ведь это черт знает что!
Рассудительный (укоризненно). Но, коллега…
Вспыльчивый. Нет, коллега, именно черт, быть может, только и знает, в чем здесь дело, нормальному человеку разобраться в этом никак нельзя. Посудите сами, инертных газов в атмосфере очень мало, и объяснение этому найдено, как я понимаю, достаточно убедительное.
Недоверчивый. Да?
Вспыльчивый. Но почему, скажите мне, почему аргона в воздухе в тысячу раз больше, чем остальных инертных газов вместе взятых, в ты-ся-чу!
Рассудительный. В тысячу пятьдесят раз.
Недоверчивый. Ого!
Вспыльчивый. Вот, если бы таким высоким содержанием в воздухе характеризовался гелий, это можно было бы еще как-то объяснить.
Недоверчивый. Да-а?
Вспыльчивый. Конечно! Ведь гелий выделяется при радиоактивном распаде многих элементов — урана, тория, радия…
Рассудительный. Но вы забываете, коллега, что гелий — легчайший из инертных газов, поэтому он легче всего покидает атмосферу. Вероятность отправиться странствовать в межпланетное пространство у гелия куда выше, чем у остальных инертных газов.
Недоверчивый: Да ну?..
Вспыльчивый. Тогда я не возражал бы против того, чтобы наиболее распространенным среди инертных газов атмосферы оказался радон — он ведь самый тяжелый.
Недоверчивый. Гм-м…
Рассудительный. Ну, на радон как раз надежд мало. Ведь он радиоактивен, и период полураспада этого элемента составляет всего четверо суток. Посудите, может такой газ накапливаться в атмосфере?
Недоверчивый (злорадно). Ага!
Вспыльчивый. Тогда ксенон. Именно он должен быть самым распространенным инертным газом.
Рассудительный. С этим трудно не согласиться.
Недоверчивый. Но ведь преобладающим все же является аргон! Почему же, почему?
Рассудительный, Вспыльчивый (вместе). Почему?..
Я намеренно не назвал профессии наших спорщиков. Проблема аргона занимала умы представителей многих наук. Удивлялись химики. Поражались геологи. Изумлялись геохимики. Недоумевали физики. Никто не оставался равнодушным, когда заходила речь о своенравном обитателе клетки № 18.
* * *
Так бывает при сплаве леса. Достаточно одному бревну зацепиться за корягу, как тотчас же возникает затор, бревна громоздятся друг на друга, образуя причудливые нагромождения, а сплавщики в низовьях недоумевают: куда девался лес?..
Так же вокруг одного загадочного аргона стали громоздиться десятки других проблем, которые не могли быть решены, пока не были сняты вопросительные знаки, окружающие этот элемент.
Распутать клубок помогло открытие, которое, на первый взгляд, не имело никакого отношения к аргону.
* * *
Чтобы там ни говорили ревнители строгого искусства, а хороший детективный фильм посмотреть всегда интересно. Непонятное и таинственное преступление. Задумчивые лица полицейских инспекторов. Сыщики ищут преступников среди родственников и знакомых убитого. А убийцей оказывается швейцар ресторана, которого нам на полторы секунды показали где-то в начале фильма.
История с загадками аргона очень походила на такой детективный фильм. С такими же озабоченными лицами ходили «сыщики» — исследователи проблемы аргона. И так же вначале было совершенно неясно, где искать «преступника» — разгадку проблемы. И так же выдвигались различные версии, которые затем опровергались ходом «розыска». Недостатка в этих версиях не было.
Вот хотя бы предположение одного весьма прыткого «детектива». Он предложил искать «виновных» среди «родственников» аргона. По его мнению, аргон образуется в атмосфере при слиянии неона и криптона. Поэтому, дескать, неон и криптон из атмосферы мало-помалу исчезают, а аргон, напротив, накапливается.
Проверили, посмеялись и забыли.
Занялись другой версией: все инертные газы, за исключением аргона, радиоактивны. Поэтому они распадаются, и относительное содержание аргона в атмосфере постепенно повышается. Но «сыщики», отправившиеся по этому следу, также вернулись ни с чем.
И тут-то на «полторы секунды» — в небольшой журнальной заметке промелькнул истинный виновник сумятицы. Появилось сообщение о том, что доказана естественная радиоактивность калия.
«Аргонавты» — так прозвали досужие острословы исследователей, бившихся над загадками аргона, — не обратили внимания на эту заметку. Они занимались инертными газами и не могли отвлекаться ради давно известного и хорошо исследованного калия. «Швейцар» ничем не привлек их внимания.
