неделя, 29 септември 2013 г.

База данни за метеорити

Разработих проста база данни с научна информация за метеорити:

http://meteoritedb.appspot.com/

Засега базата данни съдържа само една таблица, в която всеки ред описва един метеорит. Метеоритът се описва в следните полета на реда:
  1.  Name -  официално име, с което е регистриран метеорита;
  2.  Observed Fall - показва дали е наблюдавано, или не падането на този метеорит;
  3.  Year - през коя година е открит или видян да пада метеорита;
  4.  Place - страната и мястото, където е намерен;
  5.  Type - към кой клас е отнесен метеорита;
  6.  Mass - обща маса (тегло) на всички намерени късове от метеорита;
  7.  Information - известни данни от изследвания на метеорита (структура, минерален и химичен състав и други), а също и сведения, дали има осеяна с отломки област (Strewn Field), което е интересно за търсачите на метеорити.
Базата данни има полета, в които се задава търсене по име, страна (място), клас или произволен текст в информацията, а също и поле за сортиране по име, клас, година или маса (символът звезда * в някое поле, разбира се, означава "всички"). Има бутон Search! който се натиска и се появяват данните.

Технически подробности


Написах системата на езикa PHP. За хостинг използвах Google App Engine for PHP (https://gaeforphp.appspot.com/).

Използвах вградена машина за бази данни (Embedded Database), която също е написана на PHP и включена в основната програма. Вградената база данни изпълнява заявки на език SQL и използва свое вътрешно представяне за съхраняване на данните в текстови файлове, разположени във файловата система на Google App Engine for PHP.

Изходният код, който системата изпраща към браузъра, съответства на стандартите на HTML5/CSS3, което проверих с http://validator.w3.org/ .

неделя, 15 септември 2013 г.

Кометата C/2012 S1 (ISON) и метеорната активност

Кометата C/2012 S1 (ISON) е открита през септември 2012 г. Движи се към Слънцето със скорост 26 километра в секунда.

Направих разписание на интересните моменти от движението на кометата, които предстоят. Графиките на орбитите генерирах с аплета от сайта:
http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=c%2F2012+s1

● Към 14 септември 2013 кометата C/2012 S1 наближава орбитата на Марс:

C/2012 S1 (ISON) Sep 14 2013

● Около 7 октомври 2013 кометата ще пресече орбитата на Марс и ще навлезе в топлите области на Слънчевата система. Тогава ще се разбере дали ще има значително увеличаване на яркостта.

C/2012 S1 (ISON) Oct 7 2013

● На 1 ноември 2013 година кометата ще бъде в място на орбитата си, което ще бъде пресечено от Земята по-късно - на 16 януари 2014 година. Интересно е да се установи в какво състояние ще бъде кометата в този момент - какво ще се отделя от нея. Това може да определи бъдещата метеорна активност.

C/2012 S1 (ISON) Nov 3 2013

● На 28 ноември 2013 кометата C/2012 S1 ще достигне най-близо до Слънцето - на 1,16 млн. км от него. При такова малко разстояние от Слънцето кометата ще се нагрее до температура 2700 °C. Много вероятно е да се разпадне на части, които ще продължат да се движат по една и съща орбита. По-нататъшните събития при движението на C/2012 S1 (ISON) по нейната орбита може да се каже, че са предполагаеми.

C/2012 S1 (ISON) Nov 28 2013

● На 11 декември 2013 г. предполагаемата орбита на кометата, вече отдалечавайки се от Слънцето, ще пресече отново орбитата на Земята:

C/2012 S1 (ISON) Dec 11 2013

● На 26 декември 2013 г. се очаква Земята да премине на минимално разстояние, около 0,43 астрономически единици (60 мил. км.), от отдалечаващата се от Слънцето комета (ако все още кометата е цяла).

● Около 3 януари 2014 година Земята ще пресече мястото, където кометата би трябвало да е била на 11 декември 2013 г.

C/2012 S1 (ISON) Jan 3 2014

● Около 16 януари 2014 година е възможно да се прояви метеорна активност, тъй като Земята ще пресече орбитата на кометата там, където тя ще бъде била на 1 ноември 2013 година. Тогава върху Земята може да започнат да падат частици прах от кометата.
Очаква се прашинките да се движат със скорост 201168 км/ч и да загубят напълно своята скорост при навлизането в атмосферата на Земята. Поради това няма да изгарят, а ще падат постепенно, в зависимост от своите размери.

C/2012 S1 (ISON) Jan 16 2014

● В течение на 3 месеца след това ще падат частиците прах с размери 10 микрона.

● В течение на още няколко години след това ще падат частиците прах с размери 1 микрон. Повишеното количество космически прах може да предизвика появата на така наречените сребристи облаци.

Микрометеорити


Метеоритният прах се състои от частици с размери от 1 до 100 микрона (0,1mm) предимно със сферична форма. Образува се от разрушаване на по-големи (метеоритни) тела.

Микрометеоритите, които представляват частици с размери до 3-4 микрона, преминават през атмосферата без загуби и падат на повърхността на Земята.

събота, 14 септември 2013 г.

За живака

Живакът (Hg) е единствения метал, който се намира в течно състояние при обикновени условия. В природата се среща във вид на самороден живак или в състава на живачни минерали, основният от които е цинобъра (HgS).

Живакът разтваря другите метали (с изключение на желязото и платината), като образува течни, пастообразни или твърди сплави, наречени амалгами. Когато са в голяма концентрация, живачните съединения са силно токсични. Въпреки това, в микродози живакът може да бъде полезен за човешкия организъм.

Растения - концентратори на живак


В "Бън цао ту дзин" ("Илюстриран канон на корените и тревите"), съставен през 1061 г. от китайския учен и високопоставен сановник Су Сун има сведения, че растението Portulaca oleracea, израстнало на места, където има живачни минерали, съдържа известно количество метален живак, който може да бъде извлечен чрез внимателно счукване и изсушаване на растението или при неговото естествено разлагане. От 6 kg изсушено растение Portulaca oleracea може да се получи около 250g живак (това е твърде висока концентрация).

Растението Portulaca oleracea расте и в България, нарича се тученица (или тлъстига). Тученицата е едногодишно растение с месести листа, което може да се използва за храна (салати). Снимах го в град Плевен, на една улица, близо до реката, която минава през града. Между другото, тази река също се нарича Тученица и преди да влезе в Плевен идва от югоизток, където минава през едно село, което се казва Тученица:

растението тученица

Друго растение - свръхконцентратор на живак, е брезата Betula papyrifera Marsh., Betulaceae. В пепелта от листата на брезата може да се съдържа до 1% живак.

Растението весларка (Holosteum umbellatum L.), когато расте на почви, съдържащи живак, го отделя на листата си във вид на неголеми капчици.

Лекарственото растение глухарче (Taraxacum officinale Webb, Asteraceae) също съдържа живак (в корените си).

Растения - индикатори на живак


За търсене на полезни изкопаеми понякога се използва биогеохимичния метод, при който се изследва химичния състав на растенията на дадено място и по него се съди какви минерали може да се намерят там.

Също така, може просто да се наблюдават измененията при растенията на дадено място и по това да се направи извод за наличието на определен химичен елемент. Повишената или понижена концентрация на някои химични съединения в почвата, водата и скалите може да доведе до промени във външния вид на растенията, да предизвика избуяване на някои видове растения (наречени растения-индикатори) или изчезването на други видове растения.

Например в Идрия (на Балканския полуостров), където се намира едно от най-големите находища на живак, растението Alsine setacea се счита за индикатор на повишена концентрация на живак.

Живакът може да служи като елемент-индикатор на златни руди, тъй като живакът се среща като примес в някои минерали-концентратори на живак (сфалерит, антимонит, пирит, галенит), които съпътстват златото в неговите първични находища.

Съществува самостоятелна група златно-живачни находища. Даже когато такова находище се намира на значителна дълбочина, живачните пари могат да проникват към повърхността и да се поглъщат от растенията. Измененията в растителността, причинени от повишената концентрация на живак, могат да се използват като насочващ признак при търсенето на такива находища.

Как живакът въздейства върху живите организми


Живакът може да встъпва в обратими реакции с функционалноактивните групи на биомолекулите и поради това въздейства върху физиологичните процеси в живия организъм.

Човешкото тяло нормално съдържа около 13mg живак. Живакът в течна форма практически не е токсичен. Проблемите възникват от това, че периодът на полуизвеждане на металния живак от човешкия организъм е 70 дни, а на парите - 50 дни. Това означава, че за да се изведе напълно живака от тялото, е необходимо много дълго време - 700 дни за течния живак и 500 дни за парите (10 периода на полуизвеждане). Ако през това време в тялото постъпва отвън още живак, резултатът може да бъде натрупване и превишаване на безопасната доза.

В прекалено голяма доза съединенията на живака са силно отровни.

Отравянето с живак (меркуриализъм) се проявява със симптомите: раздразненост, тремор, нарушаване координацията на движенията (като при алкохолно опияняване).

Живачният дихлорид (HgCl2), познат под името сублимат, се използва като антисептик, дезинфекционно и противогниещо средство.
Живачният дихлорид в микродози активира ферментите, регулиращи процесите на биологично окисление и по този начин повишава снабдяването на организма с кислород и енергия, което води до повишаване на жизнеспособността на клетките, помага за отстраняването на неблагоприятните изменения в обмяната на веществата и повишава съпротивляемостта на организма срещу болестотворни фактори.
Живачният дихлорид в микродози стимулира синтеза на имуноглобулини, усилва кооперативното взаимодействие на T и B лимфоцитите и образуването на интерферон и поддържа високо ниво на цитотоксични T лимфоцити, които убиват туморните клетки.

В растенията живакът предизвиква инхибиране на клетъчното дишане, фотосинтезата, образуването на хлорофил, газовия обмен, снижава ферментната активност. Това нарушаване на метаболичните процеси при растенията се предизвиква от взаимодействието на живака със сулфохидрилните групи на аминокиселините.
(http://www.pharmacognosy.com.ua/index.php/makro-i-mikro-chudesa/rtut-protivorakovoye-sredstvo/)

Живакът в алхимията


Освен арсеновите съединения, живакът и неговите съединения са едни от основните вещества, използвани от алхимиците. Много разпространено е било медицинското приложение на алхимията - получаването на различни елексири за здраве.

През XV-XVI век в Европа са се прилагали "живачни вани", тъй като се е считало, че когато в обикновената вода е престоял за кратко време живак, тази вода придобива силни лечебни свойства. Такива вани са били популярни в царските дворове (според някои сведения).
 
<Виж старинни гравюри...>

Забележка: някои от елементите на такива старинни рисунки имат символичен, преносен смисъл. Например Свети Дух може да бъде изобразен като птичка.

В началото на XIV век алхимикът Раймундус Лулиус казвал: «ако морето беше от живак, бих го превърнал в злато» («Maro tingerem, si Mercurius esset»). Считало се е, че златото е съвършено вещество, тъй като не се променя от огън и други външни въздействия.

Ядрената физика по неочакван начин потвърждава възгледите за съвършенството на златото. Повечето химични елементи в природата представляват смес от различни изотопи, чието относително съдържание може да се променя. Установено е, че златото има само един стабилен изотоп: 197Au. В този смисъл златото се оказва съвършено: то не търпи изменения в изотопния си състав.

Живакът има седем стабилни изотопа: 196Hg,  198Hg,  199Hg,  200Hg,  201Hg,  202Hg  и  204Hg, с относително съдържание съответно 0.15%, 9.97%, 16.87%, 23.1%, 13.18%, 29.86% и 6.87%. Живакът може да бъде превърнат в злато чрез ядрени реакции.

Както е известно, ядрата на атомите се състоят от протони и неутрони. Различните химични елементи се различават само по броя на протоните в ядрата си. Ако бъде променено количеството на протоните в ядрото, един химичен елемент ще се превърне в друг. Ако се промени само броя на неутроните в ядрото, се получава друг изотоп на същия химичен елемент.

Преобразуването на живак в злато може да стане чрез следната ядрена реакция:

196Hg(n, γ)  -->  197mHg,  197Hg  -->  197Au

При тази реакция изотопът живак-196 се подлага на поток бавни неутрони (означени с n) при което всяко ядро поглъща неутрон и излъчва гама-кванти, след което се получава изотопът живак-197, който се превръща в стабилния изотоп злато-197.

Масовото число на един изотоп е равно на общия брой протони и неутрони в ядрото му. Ядрото на живака съдържа 80 протона. Ядрото на изотопа живак-196 съдържа общо 196 протони и неутрони, следователно съдържа 196-80=116 неутрона.

Превръщането на нестабилния изотоп живак-197 в злато-197 става от само себе си, като един от 80-те протона в ядрото на живака се превръща в неутрон и така се получава ядрото на златото, което съдържа 79 протона. При това общият брой протони и неутрони в ядрото не се променя и остава равен на 197.

Изомерната форма на ядрото 197mHg се превръща в основната форма 197Hg с период на полуразпадане 23.8 часа. 197Hg се превръща в 197Au с период на полуразпадане 64.1 часа.

Случайно или не, но изотопът живак-196, необходим за тази реакция, се среща в много малки количества - само 0.15% от живака в природата. Друга особеност е, че трябва да се използва поток от неутрони със строго определена стойност на енергията, която е необходима за ефективното протичане на реакцията.