Edgars Auziņš "No kā viss ir izgatavots? Stāsti par vielu"

2. nodala: No kurienes rodas vielas?

Lai saprastu, no kurienes radas materijas buvmaterials – elementardalinas, mums ir jadodas uz talo pagatni. «Bet laika ma?inas eksiste tikai zinatniskas fantastikas romanos un filmas!» – jus sakat. Un ne, tas nepastav, un ja, tas pastav. Lidz ?im patie?am nav radits neviens transportlidzeklis, kas fiziski varetu mus parvietot uz pagatni. Iznemot tadas filmas ka «Atgrie?anas nakotne» (ASV). Un tas butu lieliski: apsesties miksta kresla, piespradzet jostas, iestatit displeja "-2000 gadu», nospiest pogu «Braucam», un pec dazam minutem jus jau esat senaja Roma, Kolizeja, verojot gladiatoru cinu. Iespejams, kad klusiet par petniekiem, jus piedalisieties ?adas ma?inas izveide. Tikmer astrofiziki, kas peta Visumu, ik dienu spej ielukoties tala pagatne un uzzinat par tur notiku?ajiem notikumiem. Tapec viniem ir savas laika ma?inas – teleskopi.

Viss ir saistits ar gaismu. Kad mes skatamies uz kadu priek?metu vai cilveku, visbiezak uz mammu, mes redzam gaismu, kas atstarojas no vinas sejas, matiem, brillem, uzvalka, manikira un grumbinam pie acim, kad vina smaida. Atstarota gaisma nonak musu acis, ipa?a uztverejierice – tiklene. Ta, savukart, parraida signalu uz smadzenem, un smadzenes pa?as veido musu redzeta attelu. Atstarota gaisma nes informaciju par vissikakajam objekta detalam, ta formu, krasu, fakturu – visu. Nekas no tas neizbeg – ne plankums uz jusu piedurknes, ne netiras kurpes, ko aizmirsu iztirit pirms skolas, ne nagi, ko esat nokodis. Tas ir vienkar?i ideals kopetajs.

Gaisma parvietojas ar neiedomajamu atrumu – 300 000 kilometru sekunde. Nekas Visuma nekur nelido atrak par ?o atrumu. Bet ?is atrums ir ierobezots. Un, ja gaismai, kas nes informaciju par kadu objektu, janoiet miljoniem vai miljardiem kilometru, tas aiznem ieverojamu laiku. Tapec mes skatamies uz Menesi. Un ko mes redzam? Skaistu baltu disku nakts debesis, kas klats ar tum?iem plankumiem. Dazkart mums ?kiet, ka ?ie plankumi veido sievietes sejas attelu. Tacu diez vai jus esat kadreiz aizdomaju?ies, ka, skatoties uz menesi, mes skatamies atpakal laika, dazas sekundes. Tie?i tik ilga laika gaismai ir nepiecie?ams, lai parvaretu attalumu no Meness lidz Zemei. Un, ja mes skatamies uz Sauli, mes celojam vel talak pagatne – dazas minutes. Tas ir nepiecie?amas, lai gaisma noklutu no Saules lidz Zemei, jo Saule atrodas daudz talak no musu planetas.

Nerunasim, piemeram, par Alfa Centaura zvaigznu sistemu! Tum?a, skaidra nakti ta ir redzama debesis, ipa?i tas spozaka zvaigzne – Alfa Centauri A. Musu skatiens uz ?o zvaigzni ir gandriz cetrus ar pusi gadus atpakal laika: tie?i tik ilgs laiks ir nepiecie?ams, lai zvaigznes gaisma sasniegtu musu acis. Ja ?o attalumu izsaka kilometros, tas ir gar? skaitlis ar daudzam nullem. Ar ?adiem skaitliem ir gruti operet. Tapec astrofiziki ir izgudroju?i savu garuma meru kosmiskiem attalumiem – gaismas gadu. Tas ir vienads ar attalumu, ko gaisma veic gada laika, proti, aptuveni 9 460 000 000 000 000 000 000 000 (9 triljoni 460 miljardi) kilometru.

Visjaudigaka laika ma?ina musdienas ir amerikanu kosmiskais teleskops «Hubble», kas jau 20 gadus atrodas Zemes orbita. ?i teleskopa optiskas acis ir arkartigi asas. Tas redz gandriz desmit reizu labak neka ta kolegi uz Zemes. Kapec, jus varetu jautat? Tas ir tapec, ka musu Zemi ieskauj atmosfera, gaiss, ko mes elpojam. Ta mums ?kiet pilnigi tuk?a un tapec caurspidiga. Tacu patiesiba ta tada nav.

Gaiss un atmosfera satur loti daudz dazadu vielu – skabekli, slapekli, oglekla dioksidu, udens tvaiku un daudzas citas. ?is vielas lidinas virs mums un ap mums ka atsevi?kas molekulas. Un mes jau zinam, ka atsevi?kas molekulas musu acim nav redzamas. Tapec mums ?kiet, ka caurspidigs gaiss ir tikai tuk?s gaiss. Tacu gaisma ir loti jutiga pret vidi, caur kuru ta lido. Tapat ari cilveks: viena lieta ir skriet gar upes krastu, bet cita lieta ir skriet pa seklumu lidz jostasvietam udeni. Uzminiet, kur? skrien atrak? Zemes atmosfera gaisma saduras ar neredzamam molekulam, izkliedejas un nedaudz paleninas. Tapec astrofiziki un nolema teleskopu novietot Zemes orbita, pacelt virs atmosferas, novietot to kosmosa vakuuma, kur vielu saturs ir niecigs un tapec gaismai nav ?ker?lu, nav traucejumu.

Astrofiziku ceribas piepildijas, un tagad mums ir superteleskops «Hubble», kas ker talas pagatnes gaismu un suta uz Zemi fantastiska skaistuma attelus no dazadiem Visuma nosturiem. Starp citu, ari jus varat aplukot ?o skaistumu – interneta. Atteli ir pieejami ikvienam.

Spektralas brilles

Bet kapec mums ir vajadziga gaisma, ja velamies uzzinat, no kurienes viela nak? Izradas, ka gaisma var mums pateikt vairak neka tikai to, ka ta izskatas. Jebkur? specigi sakarsets kermenis izstaro energiju. Uzkarseta plits izstaro siltumu, karstas ogles liesmo un mirgo sarkana krasa, bet vasaras saule apzilbina acis un apdedzina adu. Ta ir visu vielu un to sastavdalu – atomu – ipa?iba sakarstot uzbudinaties un izstarot energiju.

Nemiet ?kipsninu parastas galda sals uz naza gala (kimiki ?im nolukam izmanto porcelana karotiti) un ielieciet to atklata uguni. Sali aptvero?a liesma iekrasosies spilgti dzeltena krasa. Ta ir gaisma, ko specigi sakarsejot izstaro natrija elementa atomi, no kuriem sastav sals. Savukart, ja panemsiet citu vielu, kas satur elementu kaliju, liesma bus zili violeta. Starp citu, ?o vienkar?o metodi kimiki joprojam izmanto, lai noteiktu konkreta elementa klatbutni nezinama viela vai vielu maisijuma. Un pirotehniki – lai raditu daudzkrasainas svetku uguno?anas ierices.

Astrofiziki, kas uztver talas zvaigznes gaismu, var sadalit to pa sastavdalam – to sauc par spektru. Ari daba to spej. Jus dro?i vien esat daudzkart redzeju?i, ka pec lietusgazes debesis pek?ni paradas brini?kiga varaviksne. Tie ir udens pilieni, kas karajas gaisa un sadala redzamo gaismu tas sastavdalas. Un jus precizi zinat, ka ?aja svitrainaja brinuma mijas krasas: sarkana, oranza, dzeltena, zala, zila, zila un violeta. Un, ja nezinat, atcerieties uzvedino?o frazi: katrs mednieks velas zinat, kur sez fazans. Vai ari ?eit ir vel viens joko?s «francu» variants: ka reiz Zaks zvanikis ar galvu salauza laternu Jus jau nojautat, ka katra varda pirmais burts ir pirmais burts varaviksnes krasas nosaukuma.

Bet atgriezisimies pie astrofizikiem. Astrofiziki spej sadalit attalu zvaigznu gaismu daudz sikakas sastavdalas un ar ipa?u instrumentu palidzibu pat saskatit tas gaismas spektra dalas, kas ir acim neredzamas – infrasarkano un ultravioleto starojumu. Ikviens, kur? spej nolasit ?os spektrus, var uzzinat daudz jauna par zvaigzni. Piemeram, kada ir tas temperatura, kadi elementi ir tas sastava, kadi procesi notiek uz ?is zvaigznes un cik talu ta atrodas no Zemes.

Ja caur ?adam spektralbrillem apluko Sauli, izradas, ka Saulei ir aptuveni 80 Mendelejeva tabulas elementu. Visvairak ir udenraza (gandriz tris ceturtdalas pec masas) un helija (gandriz ceturta dala), parejo elementu ir tikai nedaudz (2%).

Tomer galvenais jautajums joprojam ir – no kurienes ?ie elementi ir radu?ies uz Saules? Lai to noskaidrotu, mums ir jaatgriezas atpakal sava laika ma?ina.

Visu sakumu sakums jeb Kosmiska virtuve

Musdienas ar teleskopu «Hubble» mes varam atskatities divpadsmit miljardus gadu atpakal! Astrofiziki rupigi peta neiedomajami talas pagatnes starojumu, ko iemuzinajis Hubble teleskops. ?ada veida vini var atveidot kosmosa notikumus, kas risinaju?ies ?aja milzu laika posma. Tas ir, it ka vini skatitos filmu atpakalgaita, no beigam uz sakumu. Atpakal tur, kur viss sakas.

Un viss sakas ar Lielo spradzienu. Ta belgu priesteris un astronoms Zorzs Lemotrs 1931. gada nosauca Visuma ra?anas bridi. Jau tad, XX gadsimta sakuma, astronomi ar uz zemes uzstaditu teleskopu palidzibu vareja redzet un saprast, ka Visuma dalas atrodas nepartraukta kustiba. Un ne tikai kustiba: ?kiet, ka tas izklist dazados virzienos, attalinoties viena no otras – gluzi ka granatas atluzas vai uguno?anas ierices dzirksteles lido prom. Pagaju?a gadsimta 20. gadu beigas Zorzs Lemers apmekleja savu draugu, astronomu Edvinu Hableju (teleskops nosaukts par godu vinam) Mount Wilson astronomiskaja observatorija Kalifornija (ASV) un uzzinaja par ?iem nesenajiem noverojumiem. Un tad vin? vienkar?i domaja un iedomajas, kas notiktu, ja lidojo?as granatas fragmentus apgrieztu, proti, liktu lidot preteja virziena. ?is prata eksperiments vinu noveda pie sakotneja briza, kad granata eksplodeja un radija lidojo?as atluzas. Ta radas Liela spradziena teorija.

Musdienas astrofiziki aprekinaju?i, ka Lielais spradziens notika apmeram pirms 14 miljardiem gadu. Eksplodeja kaut kas loti mazs un neticami blivs. Zorzs Lemotrs to nosauca par pirmatnejo atomu, bet musdienu fiziki to sauc par singularitates punktu. ?aja vesturiskaja spradziena dzima materija, telpa un laiks. Lielais spradziens bija neticami specigs: uz ta fona atombumbas spradziens ir tikai mo?ka pikstiens. Karsta, gigantiskas temperaturas bumba saka strauji uzbriest, radot sevi arvien vairak un vairak telpas. Tai papla?inoties, temperatura kvelojo?as lodes iek?iene pazeminajas, un saka dzimst nakotnes materija.

Es jau redzu, ka jus apmulsis kratat galvu: «Es nesaprotu! Ka tas ir iespejams, ka tur nebija neka, ne materijas, ne telpas, ne laika?». To patie?am ir gruti saprast un iedomaties. Es pats esmu pardomajis to gadiem ilgi. Un man ienaca prata ?i analogija, un es ceru, ka ta palidzes ari jums. Ari jus kadreiz neesat eksisteju?i, un jums nav bijis ne telpas, ne laika. Bet tagad tu piedzimi, un taja bridi tev atveras telpa un laiks saka skaitit. Sakuma tava telpa bija loti maza un aprobezojas ar gultinu. Bet tu augi, un ta auga, papla?inajas kopa ar tevi. Jo talak tu augsi, jo lielaka klus ?i telpa, kuru tu atpazisi un apgusi. Un jusu izzinai nav robezu. Visa pasaule ir atverta jums – skaista un bezgaliga.

Bet atgriezisimies pie Visuma dzim?anas. Mes ar jums jau zinam, ka viss sastav no trim elementardalinam – protonu, neitrona un elektronu. Tas radas pa?a pirmas sekundes sakuma pec Liela spradziena. Sekunde vel nebija pagajusi, un temperatura jau bija nokritusies lidz 300 miljoniem gradu, un saka veidoties pirmie nakotnes atomu kodoli, pa?i mazakie un vienkar?akie – smagais udenradis (viens protons, viens neitrons) un helijs (divi protoni, divi neitroni). Nav nejau?iba, ka ?ie elementi Mendelejeva tabula ienem pirmas divas vietas. Tie patie?am bija pirmie! Pec tuksto? gadiem tas kluva «vess» – tikai 30 000 gradu pec Celsija. Tacu tie?i tada temperatura helija un udenraza kodoli speja piesaistit pie sevis elektronus. Ta radas pirmie atomi.

Un tad, vel pec 200 miljoniem gadu, Visums kluva briesmigi auksts – minus 272 gradi pec Celsija jeb tikai aptuveni viens grads absolutas temperaturas skala. ?ados apstaklos Visuma gaze, ko veidoja udenradis un helijs, saka kondenseties, t. i., apvienoties gazes lodes, lidzigas musu Saulei un citam zvaigznem. Gravitacijas speki tas saspieda arvien cie?ak un cie?ak. Atbrivojoties energijai, saka paaugstinaties temperatura. Un ta zvaigznu dziles radas apstakli, kuros sakas termonuklearas kodolsintezes reakcija – udenraza un helija kodolu saplu?ana, radot arvien smagaku elementu kodolus, visus Mendelejeva tabulas kimiskos elementus. Ta zvaigznes kluva par milzu materijas rupnicam. ?ajas reakcijas izdalijas ari daudz energijas, kas izplatijas Visuma, tostarp gaismas veida. Tapec mes redzam zvaigznes debesis simtiem miljonu gaismas gadu attaluma.

Un tad visa «degviela» zvaigznes dziles izdega, un zvaigzne eksplodeja, izkliedejot Visumu ar uzkrato materiju. Radas starpzvaigznu putekli, no tiem – puteklu makoni, un no tiem – planetas, pilditas ar dazadam vielam. Ta radas materija, no kuras veidojas visi Visuma objekti.

Musu Saules sistema, kura mes dzivojam, ir dala no musu Piena Cela galaktikas. ?aja galaktika, tapat ka citas, ir vairak neka 100 miljardi zvaigznu. Visuma ir 100 miljardi tadu galaktiku ka musu galaktika. Milzu, milziga, milziga, noslepumaina pasaule! Un ta visa ir veidota no materijas, tas ir, materijas, kas radusies Liela spradziena rezultata.

Bet neviens to nevar dro?i apgalvot, jo neviens nekad nav redzejis Lielo spradzienu. Ta ir tikai teorija, pienemums. Tacu ?odien visi noverotie dati, ko astrofiziki ieguvu?i ar Hubble un citu teleskopu palidzibu, apstiprina, ka Visuma ra?anas un attistibas scenarijs, ko sauc par Lielo spradzienu, ir loti lidzigs patiesibai. Tomer joprojam ir daudz jautajumu: kas bija pirms Liela spradziena? Vai bez musu Visuma pastav vel citi Visumi? Vai Visums papla?inasies lidz bezgalibai? Un, ja ne, kas ar to notiks beigas? Iespejams, ?ie jautajumi gaida ari jus, dargais lasitaj. Un, ja jus savu dzivi veltisiet Visuma izpetei, iespejams, jus atradisiet atbildes uz tiem un padarisiet cilveci laimigu.

Apkoposim. Protoni, neitroni un elektroni, no kuriem rodas visi elementi un vielas jeb materija, paradijas Visuma dzim?anas bridi, tulit pec Liela spradziena. No tiem izveidojas pirmo vielu – udenraza un helija – atomi, kas joprojam ir visizplatitakas vielas Visuma. Savukart parejie Mendelejeva tabulas kimiskie elementi dzima un turpina dzimt zvaigznes. ?eit milzigas temperaturas nepartraukti noris kodolu un atomu sabruk?anas un saplu?anas reakcijas, ?eit dzimst kimiskie elementi, kas ka izejvielas tiek piegadati Visumam.

Fiziki apgalvo, ka elektronu skaits Visuma kop? Liela spradziena nav mainijies. Tas nozime, ka ari dazadu vielu skaits ?aja brini?kigaja pasaule ir ierobezots.

3. nodala. Vai izjauksim Zemi?

No neka nevar radit neko, ja vien tas nav mulkigi. Jus jau esat sapratu?i – lai izveidotu molekulu, ir vajadzigi atomi, un, lai izveidotu atomus, ir vajadzigi protoni, neitroni un elektroni. Bet nav noliktavas, kur prototi, elektroni un neitroni butu sakartoti kastes, un kastes – plauktos: nac un nem, kas tev vajadzigs. Un no kurienes, jus varetu jautat, jus to visu panemsiet? To visu var iegut no citam vielam, kas jau eksiste. Atomu fiziki zina, ka paatrinat dazadus atomus lidz nepratigam atrumam paatrinatajos, sadursinat tos un sadursmes rezultata iegut citus atomus un elementardalinas. Savukart kimiki, kas nenogursto?i peta visas iespejamas vielas pasaule, ar dazadu kimisku reakciju palidzibu spej no vienas vielas iegut citu.

Bet paliek jautajums – kur iegut ?is sakotnejas vielas? Mes neesam iemaciju?ies, ka ar milzu karotem no kosmosa izslaukt udenradi, heliju un kosmiskos puteklus. Bet mums tas ari nav vajadzigs. Galu gala mums ir sava milziga kimisko reagentu kratuve, kas ir 4,5 miljardus gadu veca un sver miljardu triljonu tonnu (6*1021 tonnu) – musu brini?kiga planeta Zeme, kas sastav no visdazadakajam vielam.

Un izurbsim milzu tuneli lidz Zemes centram, nosutisim cauri tam caurspidigu liftu un apskatisim, kas tur glabajas. Protams, tas ir tiri spekulativs eksperiments. Lielakais dzilums, lidz kuram cilvekam ir izdevies ierakt Zeme, ir tikai divpadsmit ar mazliet kilometru – tas ir musu superdzilais urbums Kolas pussala. Tas ?kiet daudz. Tacu Zemei tas ir ka Ziemassvetku eglites adata, kas iesprausta zilona ada. Mums ir vajadzigs 6 371 kilometru gar? tunelis, kas ir Zemes radiuss. Citiem vardiem sakot, mums butu jaizurbj 530 urbumi, piemeram, Kolas aka, lai noklutu planetas centra.

Un tomer nekas mums netrauce doties gariga celojuma. Attelu, kurai butu jaatver musu acim aiz caurspidigajam lifta sienam, tagad detalizeti apraksta geofiziki, kas peta Zemes uzbuvi. Un, lai gan neviens no viniem nav sajutis musu planetas saturu dzilak par divpadsmit kilometriem un noteikti nav redzejis Zemes sirdi – tas kodolu, tomer musu planetas iek?eja uzbuve ir diezgan labi zinama.

Bet ka var aprakstit to, ko neesat redzeju?i, vaicasiet jus? Un galu gala mes ar jums jau zinam atbildi uz ?o jautajumu – ar netie?iem noverojumiem.

Zinatnieki klausas, zonde un peta musu planetu – gluzi tapat ka arsti peta musu kermenus. Ar rentgena staru, ultraskanas un dazadu zondes aparatu palidzibu, kas dazkart ir janorij vai jacelo pa asinsrites celiem, arsti peta musu iek?ienes. Un ar skanu, kas nak no auksta fonendoskopa, kuru arsts pieliek pie musu kru?kurvja, vini klausas plau?as un bronhos: vai tur ir kads iekaisums, iffu, iffu, iffu, iffu. Geofiziki ietekme Zemi tada pa?a veida – ar dazadiem elektromagnetiskajiem starojumiem un seismiskajiem vilniem. Tad vini klausas atbalsis, peta reakciju un izdara secinajumus par vielas stavokli taja vai cita dziluma – vai ta ir ?kidra vai cieta, kads ir tas blivums un temperatura.

Nu, mes jau esam pacelaja. Grida iestradats spido?s ekrans atskaita musu nir?anas kilometrus. Musu celojuma pirmais un isakais posms – aptuveni 40 kilometri Zemes lidzenajos apgabalos – iet cauri slanim, ko sauc par Zemes garozu. Zeme ir parklata ar mizu, lidzigi ka koks.

Ja pagriezisiet galvu pa kreisi un pa labi, tad, atklati sakot, jus tik un ta neko nevaresiet saskatit – zem zemes ir melns. Tomer lifta mums ir jaudigi prozektori, tie mums nedaudz palidzes.

Pec planaka augsnes un mala slana iegrimstam akmens tuneli ar granita un bazalta sienam. Tomer dazkart lifts izskrien cauri udens, naftas un gazes slaniem jeb horizontiem, ka zinatnieki tos sauc, tapec aina aiz lifta sienam joprojam ir daudzveidiga. Tikmer klust arvien karstaks un karstaks. Desmit kilometru dziluma temperatura jau ir zem divsimt gradiem! Un talak dziluma ir vel karstaks. Labi, ka mes pardomati, pat mentali, uzvelkam karstuma aizsargterpus.

Asa sirenas skana nover? musu uzmanibu no skati?anas uz zemes saturu. Uz ekrana zem musu kajam paradas uzraksts: «Visi seziet savas vietas un piespradzejieties dro?ibas jostam. Pec desmit minutem mes ?kersosim Moho robezu!» ?o noradijumu nedrikst ignoret. Moho robeza, ko 1909. gada atklaja horvatu geofizikis un seismologs Andrejs Mohorovicics, satricinas ka laba zemestrice. ?i seismisko vilnu augstas aktivitates zona aptver visu Zemi no piecu (zem okeana dibena) lidz septindesmit kilometru dziluma. Ta atdala Zemes garozu no lielakas Zemes dalas – mantijas, kas veido 67% no musu planetas kopejas masas un aptuveni 83% no kopeja apjoma.

Celo?ana pa mantiju ir gara un neinteresanta – ta joprojam ir ta pati granitam lidziga iezis, tikai vel blivaks un smagaks. Varetu teikt, ka Zemes garoza ir relativi kausejamas vielas, bet mantija – ugunsizturigas vielas. Ta doma geofiziki. Tacu patiesiba ta var nebut, jo zinatnieki atrod jaunus datus un rada jaunas teorijas. Tikmer musu lifts nobrauc vairak neka 2800 kilometru – tas ir tapat ka divas reizes aizbraukt no Maskavas uz Sanktpeterburgu un atpakal.

2900 kilometru dziluma mes sasniedzam robezu starp Zemes mantiju un kodolu. Talak lifts atsakas doties pat mentali, jo tas butu liktenigi. Galu gala liftam butu jaiegrimst izkauseta metala, kas veido kodola arejo apvalku, janoiet 2200 kilometrus ?aja sarkana karstaja putra un jaiebirst Zemes cietaja kodola. Pec zinatnieku domam, tas ir izgatavots no dzelzs un nikela sakausejuma, kam pievienoti citi elementi. Tas izskatas pec smagas nerusejo?a terauda lodites, no kada tiek izgatavoti gultni, tikai loti lielas. Temperatura ?eit ir velni?kigi augsta – 5000 gradu, gandriz ka Saules virspuse. Tacu kodols ir ciets milziga spiediena del. Un loti blivs, tapec caur to nav iespejams izurbt tuneli, pat hipotetiski.

Ka ir ar Zila Verna gramatu «Celojums uz Zemes centru»? Patie?am, zinatniskas fantastikas rakstnieki savos romanos ir celoju?i uz musu planetas kodolu. Tacu stingrie geofiziki mums nav atstaju?i ne mazako iespeju ieraudzit to apbrinojamo un krasaino pasauli, kas Zila Verna romana varoniem paveras zem zemes.

Tomer mes jau esam sapratu?i, ka mums nav vajadzibas doties tik dzili. Galu gala mes meklejam mums nepiecie?amas vielas, un to ir pilnigi pietiekami daudz Zemes garoza, kas ir diezgan plana – no pieciem kilometriem okeana lidz septindesmit kilometriem kalnos. Un mes loti labi protam rakt un urbt.

No ka ir veidota Zeme?

Vini apgalvo, ka gandriz visi Mendelejeva tabulas elementi ir atrodami Zeme. Ja ne visi, tad devindesmit noteikti. Zinatnieki pat ir aprekinaju?i, cik daudz dazadu elementu atomu ir ietilpu?i Zemes buvnieciba. Tas ir tik liels skaitlis, ka tam pat nav nosaukuma. Panem papira lapu, uzraksti vieninieku un tam pievieno 50 nulles. Iegusiet skaitli, kas nevar ieklauties viena piezimju bloka lapas rindina. Ko mums stasta ?is garais, cuskai lidzigais skaitlis? To, ka uz Zemes ir ne tikai daudz atomu, bet fantastiski daudz atomu.

Kas ir ?ie atomi? Tre?dala no tiem ir dzelzs atomi, vel gandriz tre?dala ir skabekla atomi, sesta dala ir silicija, astota dala ir magnija, divpadsmita dala ir sera, nikela, kalcija un aluminija atomi. Un parejiem elementiem ir palikusi viena simta dala. Tads ir visu musu planetas elementu sastavs. Tacu mus ar jums interese tikai Zemes garoza, kas veido tikai vienu divsimtdalu no Zemes masas. Lai gan tas ir daudz, nemot vera musu planetas milzigo svaru.

No ka sastav Zemes garoza? ?eit edienkarte ir bagataka un daudzveidigaka.

Astonpadsmit elementi – skabeklis (O) un silicijs (Si), aluminijs (Al) un dzelzs (Fe), kalcijs (Ca) un natrijs (Na), kalijs (K) un magnijs (Mg), udenradis (H) un titans (Ti), ogleklis (C) un hlors (Cl), fosfors (P) un sers (S), slapeklis (N) un mangans (Mn), fluors (F) un barijs (Ba) – veido 99,8% Zemes garozas masas. Visvairak ir skabekla (puse no Zemes garozas masas) un silicija (ceturta dala). Un kur ir zelts, sudrabs un platins – musu tik dargie un iemilotie metali? Ari tie tur ir. Tomer kopa ar parejiem desmitiem elementu tie veido tikai vienu piecsimtdalu no Zemes garozas masas.

Protams, visi ?ie elementi nav izvietoti atsevi?kas kastes, pudeles un kastites ar attiecigam etiketem, ka tas butu jadara reala kimisko reagentu noliktava. Elementi tira veida, t. i., vienkar?u vielu veida, zeme sastopami loti reti. Piemeram, zelts, kura sarezgitus, mazus un lielus lietnus var aplukot mineralogijas muzejos. Vai dzeltens sers vaskainos kristalos. Un tad ir ogleklis dimantu veida, kas veido brini?kigus caurspidigus dimantus, spidigu melnu un peleku grafitu vai melnus oglu slanus. Butiba Zemes iezi sastav no oksidiem – ta kimiki sauc elementu savienojumus ar skabekli dazadas attiecibas. Tapec Zemes garoza ir visvairak skabekla.

Un bez oksidiem Zemes iezi satur ari dazadus salus – ta kimiki sauc metalu atomu savienojumus ar citiem elementiem. Piemeram, musu galda sals, natrija hlorids, vai pirits, dzelzs sulfids, kas spid akmenos ar zeltainam dzislam un biezi mulsina zelta mekletajus – tas izskatas loti lidzigi.

Un ir ari sarezgitaki sali, kas satur metala, skabekla un kada cita elementa atomus, piemeram, kalcija karbonats jeb baltais mikstais krits, ar kuru skolotajs raksta uz tafeles. Ari tas ir dabigs akmens, kas sastav no kalcija, oglekla un skabekla atomiem proporcija 1:1:3. Lai isak pierakstitu ?is vielas sastavu, kimiki izmanto ?adu panemienu: vini rinda uzraksta elementu simbolus, bet blakus, tie?i zem tiem, to relativo daudzumu viela. Izradas: Ca1C1O3 vai, vel vienkar?ak, CaCO3. Isi un vienkar?i. To sauc par vielas kimisko formulu.

Visas ?is vielas ir cietas, tas spej veidot dazadu krasu kristalus, pec dabas diktata tas sajaucas, savijas, partop viena otra. Un rezultata veidojas visdazadakie akmeni – neglitie, parastie, pelekie vai ko?ie, ar sarezgitiem rakstiem un dzislam. Vai ari dazadu krasu caurspidigi kristali, kurus sauc par dargakmeniem un pusdargakmeniem. Smiltis un oli pludmale, slidenais mals uz sabruku?iem celiem, akmeni kalnos, kas krit zem kajam, – tie visi ir sasalu?o kristalu kokteilis no vielam, par kuram tikko runajam. Un to visu sauc par mineraliem.