«Все начинается с воды», — учил великий древнегреческий провидец Фалес Милетский. И действительно, вся вселенная возникла из воды, точнее из ее гидроксила ОН .
Протозвезды, из которых возникли звезды и вся вселенная, по данным радиоспектроскопии состоят в основном из молекул воды, точнее из ее гидроксила ОН и водорода Н (ОН и Н — это почти вода). Уплотняясь и сжигая водород, протозвезды постепенно превращаются в термоядерные горнила, где образуются все элементы вещества будущих планет. Вода обнаружена почти на всех планетах. Некоторые планеты и их спутники во Вселенной на 90 % состоят из воды. Земля — самая водная планета в солнечной системе. На 3/4 ее поверхность покрыта океаном. Объем воды в океанах составляет 1360 миллионов кубических километров. Во льдах заморожено около 29 миллионов кубических километров воды. Если бы все льды на Земле растаяли, уровень океана повысился бы на 64 метра и многие регионы суши оказались бы в воде. Вместе с водой рек и озер общий запас воды на поверхности планеты составляет 1469 миллионов кубических километров. В коре Земли воды столько же, сколько в Мировом океане, а в Мантии — в 10 — 12 раз больше, но она связана с веществом планеты.
Полимеризация белков и нуклеиновых кислот — этой основы жизни — возможно только с помощью воды. Жизнь на Земле возникла в океане, в воде. Только в воде смогли возникнуть те физико-химические силы, которые создали первооснову живой материи — белки и нуклеиновые кислоты.
Вода — основной стержень эволюции живого во Вселенной.
Есть бактерии, обходящиеся без кислорода. Но без воды пока не известна никакая форма жизни.
Вода обладает рядом необычных — аномальных — свойств, которые не подчиняются законам физики и химии и благодаря которым возникла и существует жизнь на Земле. При отсутствии даже одного из аномальных свойств воды возникновение жизни и ее существование невозможно. Аномальность воды — такое же всеобщее свойство природы, как и материальное единство мира, как всеобщность действующих в нем сил. Вода эволюционирует. Эволюция воды во многом определяет эволюцию жизни и человеческого общества.
История цивилизации — это история познания и использования человечеством свойств воды. От воды зависит судьба человеческих цивилизаций и отдельных государств. Политическое объединение городов древнего Двуречья вокруг Вавилона было продиктовано необходимостью создания единой ирригационной системы. Массовое рытье каналов стимулировало замену бронзовых орудий труда железными, развитию ремесел, культуры, военного могущества Вавилона. Неразумное орошение привело к заболачиванию земель, катастрофическому снижению урожайности и к распаду царства Вавилона. Так же погибли Шумеры, многие древнеегипетские царства, инки, майя и другие. Уже начались конфронтации и войны современных государств из-за воды. У любой нации, любого государства нет будущего, если у них нет чистой воды.
Кратко рассмотрим химическое строение воды и аномальность ее свойств.
Если бы вода — гидрид кислорода — Н2О была бы нормальным мономолекулярным соединением, таким, например, как ее аналоги по шестой группе Периодической системы Д. И. Менделеева гидрид серы Н2S, гидрид селена Н2Sе, гидрид теллура Н2Те, то в жидком состоянии вода существовала бы в диапазоне от минус 900С до минус 700С (рис.1).
Рис.1. Аномалии точек кипения и замерзания воды по сравнению с другими соединениями водорода.
Нетрудно понять, что при таких свойствах воды жизни на Земле не существовало бы.
«Ненормальные» температуры плавления и кипения воды далеко не единственная ее аномальность.
Для всей биосферы исключительно важной особенностью воды является ее способность при замерзании увеличивать, а не уменьшать свой объем, т.е. уменьшать плотность.
Действительно, при переходе любой жидкости (кроме галлия и висмута) в твердое состояние молекулы располагаются теснее, а само вещество, уменьшаясь в объеме, становится плотнее. Любой жидкости, но не воды. Вода и здесь представляет собой исключение. При охлаждении вода сначала ведет себя как и другие жидкости: постепенно уплотняясь, она уменьшает свой объем. Такое явление можно наблюдать до +40С (точнее до +3,980С), рис.2.
Рис.2. Зависимость удельного объема льда и воды от температуры.