Share
A- A A+

Article from:

Creation  Volume 20Issue 1 Cover

Creation 20(1):44–47
December 1997

Creation magazine print - 1 yr new subn


US $25.00
View Item
The Creation Answers Book
by Various

US $14.00
View Item
Creation Magazine Volume 20 Issue 1 Cover

First published:
Creation 20(1):44–47
December 1997

Browse this issue

Subscribe to Creation magazine

Vatten — ett underverk

Jonathan Sarfati

Vatten! Vi dricker det, tvättar i det, lagar mat med det, simmar i det, och tar det i allmänhet som något självklart. Denna klara vätska utan smak och lukt är så mycket en del av våra liv att vi knappast någonsin tänker på dess häpnadsväckande egenskaper.

Vi skulle dö inom några dagar utan vatten - och våra kroppar utgörs till 65% av vatten. Vatten behövs för att lösa nödvändiga mineraler och syre, skölja våra kroppar rena från avfallsprodukter och transportera näringsämnen runt i kroppen dit där de behövs. Vatten är den enda substans som har dessa egenskaper. Och det har, som vi ska se, många fler fascinerande drag som talar för att det blivit ”precis rätt” designat för att göra livet möjligt.

Som vätska

Ett ämne kan förekomma i tre olika tillstånd: i fast tillstånd, som vätska, och som gas. Alla tre är oumbärliga för levande varelser.

  1. Ett ämne i fast tillstånd behåller sin form.
  2. En vätska är flytande och kan ta form av det kärl det ryms i under det att det behåller sin totalvolym.
  3. En gas utvidgas och fyller både sin behållares form och hela storlek.

För att molekyler bäst ska reagera med varandra bör de befinna sig nära varann men vara fria att röra sig. Detta är just vad vätsketillståndet tillhandahåller, så det är idealiskt för alla de tusentals kemiska reaktioner som sker i varje cell i varje organism.

Men av alla temperaturer som finns i universum, från de -270°C i yttre rymden till de tiotals miljonerna grader inuti de hetaste stjärnorna, är det bara ett mycket smalt temperaturområde som kan hålla vatten i vätskeform. Vid normalt lufttryck är vatten flytande bara från 0–100 grader. Det borde därför inte förvåna att jorden är den enda kända platsen i universum som har vatten i vätskeform. Och detta beror på att dess stjärna är av har rätt sort - varken för ljusstark eller för ljussvag, och därför inte heller för stor eller för liten. Och planeten måste befinna sig på rätt avstånd från den [se också The sun: our special star].

Varför är isen så hal?

Många människor gillar vintersporter som skridsko- och skidåkning. Vad är det som gör isen så hal att den möjliggör sådana nöjesaktiviteter?

Många tror att det kommer sig av att tryck får isen att smälta och så bilda en hal vätskeyta. Och det är riktigt, det är välkänt för fysikaliska kemister att tryck medverkar till att bilda den substans som tar upp minst utrymme. Därför gynnar tryck bildningen av vatten från is (isen smälter), isens smältpunkt minskar.

Men effekten av detta är mycket mindre än vad många tror - omkring 100 gånger normalt lufttryck sänker smältpunkten bara en celsiusgrad.3 Så det finns ingen möjlighet att den effekten skulle kunna göra skridskoåkning möjlig, och absolut inte skidåkning där trycket är mycket svagare. Inte heller kan den ha fått flygplan att smälta is och sjunka 75 meter - se artikeln De försvunna flygplanen på sid 22 i detta nr, eller The lost squadron.

Den verkliga orsaken är en annan ovanlig egenskap - molekylerna på isens yta vibrerar mycket mer än vad som är vanligt hos ett fast ämne, men utan att röra sig från sin plats. Detta ger ytan en ”kvasi”flytande karaktär, d.v.s. vätskelik utan att vara det.4

Temperaturbuffert

En annan mycket viktig egenskap hos vatten är dess höga värmekapacitet. Det betyder att det krävs en stor mängd energi för att värma upp det (omkring tio gånger mer än för järn med samma massa), och det måste göra sig av med en stor mängd energi för att svalna. Så jordens stora vattenmassor hjälper till att hålla jordtemperaturen någorlunda stabil. Å andra sidan hettas landmassor upp och svalnar snabbare. Kombinerat med den ganska stabila temperaturen hos vattenmassorna är detta en god sak. Det betyder att olika delar av atmosfären blir olika upphettade, vilket ger upphov till vindar. Detta är oumbärligt för att hålla luften frisk.

När vätskor förångas drar de in värme från sin omgivning. Det gör att vi har ett bra sätt att hålla oss svala: svettning. En viktig del i detta utgörs av vattnets höga latenta värme när det förångas. Det innebär att det behövs mycket mer energi för att förånga vatten än de flesta andra vätskor. Så vi behöver svettas förhållandevis lite vatten för att hålla oss svala; om vi svettades nästan vilken annan vätska som helst, skulle den mängd vi behövde svettas ut vara enorm.

Drawing of insect supported by water's surface tension

Ytspänning

Vatten har en mycket hög ytspänning, den kraft som försöker hålla ett ytområde så litet som möjligt. Den är högre än hos en sirapslik vätska som glycerol. Ytspänningen medverkar till att göra bubblor och droppar sfäriska, och är stark nog att bära lätta föremål, däribland vissa insekter. Vad som är viktigare, det betyder att biologiska föreningar kan samlas nära ytan och så påskynda många av livets viktiga reaktioner.

Vattenkraft

Även om vatten vanligen rör sig lugnt och inte är destruktivt, kan en stor mängd som rör sig tillräckligt hastigt förflytta bilstora stenblock och gräva djupa dalgångar, till och med skära sig in i solitt berg. När det flyter väldigt fort uppträder en särskilt destruktiv process som kallas kavitation - se Interview with Dr Edmond Holroyd, för fler detaljer. Det bryter också, på kemisk nivå, snabbt ner många viktiga stora molekyler i levande celler.

Medan levande celler har många genialiska reparationsmekanismer kan DNA däremot inte klara sig intakt särskilt länge i vatten utanför en cell.5 I en artikel nyligen i New Scientist beskrevs också detta som en ”huvudvärk” för forskare som arbetar med evolutionsidéer om livets ursprung.6 Den visade även sin ensidigt materialistiska inriktning genom att beskriva detta som ”inte goda nyheter”. Men de riktigt dåliga nyheterna är nog istället evolutionstron (allt har skapat sig självt) då den inte tar i beaktande objektiv vetenskap. [För en mer teknisk förklaring se Origin of life: the polymerization problem.]

Ett överlägset lösningsmedel

Vatten är ett av de ämnen som kommer mycket nära vad vi skulle kunna kalla ett ”universellt lösningsmedel”. Många mineraler och vitaminer kan transporteras runt i kroppen lösta i vatten. Lösta natrium- och kaliumjoner är nödvändiga för att nervimpulser ska gå fram. Vatten löser även gaser, t.ex. syrgas från luften vilket gör det möjligt för vattenlevande djur att utnyttja syre. Vatten, som är en huvudkomponent i blod1, löser också koldioxid, en avfallsprodukt från energiproduktionen i alla celler, och transporterar det till lungorna varifrån det kan avlägsnas via utandningen.2

Ett till hundra procent universellt lösningsmedel skulle emellertid vara värdelöst, eftersom ingen behållare skulle kunna lagra det! Men vatten stöts bort från oljiga föreningar, så våra celler har membraner gjorda av sådana. Många av våra proteiner har delvis oljiga partier, och dessa viks gärna ihop för att undvika det omgivande vattnet. Detta är en del av orsaken till proteiners många och varierande former. Dessa former är nödvändiga för livsviktiga funktioner i kroppen.

Is - en inblick

En väsentlig och mycket ovanlig egenskap hos vatten är att det i motsats till de flesta andra ämnen utvidgar sig när det fryser. Det är därför isberg flyter. I själva verket drar vatten normalt ihop sig när det kyls ner, tills det når 4°C, då det börjar expandera igen. Det innebär att iskallt vatten har mindre täthet och så tenderar att röra sig uppåt. Detta är mycket viktigt. De flesta vätskor som utsätts för kall luft skulle kylas ner, den nerkylda vätskan skulle sjunka och tvinga mer vätska att röra sig uppåt för att bli nerkyld av luften i sin tur. Så småningom skulle hela vätskan förlora värme till luften och frysa, från botten och upp, tills den var helt frusen. Men när det gäller vatten stannar det iskalla vatten som har mindre täthet längst upp och låter det varmare bli kvar nedanför och undgå att förlora värme till luften. Det innebär att vattenytan kan vara frusen medan fiskar fortfarande kan leva i vattnet längre ner. Om vatten vore som andra ämnen skulle stora vattenmassor, som t ex Nordamerikas stora sjöar, frysa helt igenom med förfärliga konsekvenser för livet på jorden som helhet.

Visste du?

  • Jorden är till 70% täckt av vatten. Oceanerna innehåller omkring 1 370 miljoner kubikkilometer vatten. Den totala regnmängden som varje år faller på land är ungefär 110 300 kubikkilometer.
  • Bara 1% av världens vatten är lättåtkomligt för mänsklig konsumtion. Ungefärligen 97% är för salt och 2% är is. Dessa 2% utgör ytterligare förbluffande 29 miljoner kubikkilometer vatten, låst i jordens stora istäcken och glaciärer.
  • Australien är världens torraste bebodda kontinent; den har den minsta avrinningen och är till 70% öken.
  • Det går åt cirka 150 000 liter vatten för att framställa en familjebil.
  • Bara 1% av ett hushålls vattenanvändning dricks upp. Resten går till gräsmattor, dusch osv.
  • En vanlig toalett spolar ungefär 150 liter vatten per dag.
  • En ständigt sipprande kran slösar bort 600 liter vatten per dag. En droppande kran (1 droppe per sekund) 30 liter per dag.
  • Täckning med kompostmaterial i trädgården minskar avdunstningen med 75%.
  • En medelstor vattenspridare i en trädgård använder 1000 liter per timme.
  • Naturligt vatten innehåller små mängder upplösta mineralsalter vilket ger det smak. Rent vatten är smaklöst.

(Siffrorna vad gäller hushåll är ungefärliga och varierar beroende på personliga vanor och hushållsapparaternas utforming.)

Varför är vatten unikt?

Vattnets minsta ”byggsten” är vattenmolekylen. Den består av två väteatomer fästa i V-form med 104° vinkel vid en syreatom. Den är polär, d.v.s. syreatomen har en negativ elektrisk laddning medan de två väteatomerna är positiva. Det är därför vatten löser så många ämnen, t.ex. salt, vilka också har elektriskt laddade byggstenar; medan det inte löser olja som har oladdade molekyler.

Vattenmolekylen hålls också rätt starkt samman med andra vattenmolekyler genom vätebindningar. Dessa bindningar är tio gånger svagare än typiska kemiska bindningar, men starka nog att göra vatten flytande vid rumstemperatur; medan en liknande kemisk förening, svavelväte, vilken saknar vätebindningar, är en gas. De höga värdena på vattnets ytspänning, värmekapacitet och latenta värme beror också på dess vätebindningar.

Molekylens och vätebindningens form gör att is har en mycket öppen hexagonal (sexsidig) kristallstruktur, vilket illustreras vackert av den oerhörda variationen hos snöflingor. Denna struktur tar upp mycket utrymme men faller samman när den smälter, så flytande vatten är tätare. Det är därför is flyter. Senare forskning visar att vattenmolekyler bildar clusterföreningar i vätskan, särskilt en burliknande struktur med sex molekyler.7 Det är orsaken till många av vattnets unika egenskaper.

Annan nyligen genomförd forskning visar att det troligen finns två typer av vätebindningar i vatten, den ena omkring två gånger så stark som den andra.7 Det skulle kunna förklara varför vatten hålls flytande inom ett relativt brett temperaturområde. Smältningsprocessen bryter bara de svagare bindningarna, medan även de starkare bindningarna måste brytas för att vattnet ska koka. Denna forskning visar också att övergången från starka till svaga bindningar kräver vissa temperaturer, av vilka en är 37 °C. Detta är vår kroppstemperatur, vilket antyder att det här är ett av de många invecklade inslagen i vår design.

Vatten, Bibeln och vetenskapen

Det finns åtminstone två bibliska hänvisningar till vatten vilka visar att Bibeln förutsåg mycket av den moderna vetenskapen. Den ena är en hänvisning till vattnets kretslopp - avdunstning, moln, regn:

Job 36:26–28: ”Se, Gud är för hög för vårt förstånd, hans år är fler än någon kan utrannsaka. Vattnets droppar drar han uppåt, de strilar som regn ner från dimman. Från skyarna strömmar det och dryper ner över många människor.” (Folkbibeln)

Den andra är omnämnandet i Psalm 8:8 av ”havens vägar” (1917 års översättning). Pionjären inom oceanografi Matthew Fontaine Maury (1806–1873) leddes av denna vers att kartlägga strömmar i haven.8 Som Maury framhöll: ”Bibeln är auktoriteten för allt den berör” - inte bara när det gäller lära, utan även vetenskap och historia. Hans arbete revolutionerade skeppsfarten genom att drastiskt skära ner restiderna.

Maury gav Gud äran för sina upptäckter. Och vi skulle alla ge Gud ära för alla vattnets under, och vara tacksamma till Honom för dess många användningsområden.

Artikeln är tidigare publicerad i Creation (1997) 20(1):44–47 och är översatt av Gudrun Ringqvist. Information om Creation finns på www.creation.com

Hänvisningar och noter

  1. Men blod är unikt - det är kemiskt för annorlunda för att ha kunnat utvecklas från havsvatten, trots vad som hävdas i artikeln ”blood”, Encyclopædia Britannica (15.e upplagan, 1992) 2:290—se Don Batten, Red-blooded evidence, Creation 19(2):24–25, March-May 1997. Retur till text.
  2. I själva verket transporteras bara 5% av koldioxiden som sådan i löst form. 88% finns i form av bikarbonatjoner (HCO3-), en pH-buffert som hjälper oss att hålla vårt pH (syra-basnivå) konstant. En del koldioxid binds till hämoglobin i blodet och bildar karbamat. Se ”Respiration and Respiratory Systems”, Encyclopædia Britannica (15:e upplagan, 1992) 26:742. Retur till text.
  3. Denna siffra är kalkylerad från vattnets fasdiagram i P.W. Atkins, Physical Chemistry (Oxford University Press, 2nd Ed., 1982), p. 193. Smältpunkten är 273,15 K vid 1 atm; the triple point temperature och trycket är 273,16 K och 0,006 atm. Smältlinjens lutning (dp/dTm) blir därför (0,006–1) atm/(273,16–273,15) K = -99,4 atm/K. Retur till text.
  4. D. Kestenbaum, New Scientist 152(2061/2):19, 21/28 Dec., 1996; C. Seife, Science 274(5295):2012, 20 Dec. 1996. Retur till text.
  5. T. Lindahl, Instability and decay of the primary structure of DNA, Nature 362(6422):709–715, 1993. Retur till text.
  6. R. Matthews, Wacky Water, New Scientist 154(2087):40–43, 21 June 1997. Retur till text.
  7. R. Matthews, Ref. 6. Retur till text.
  8. Se Ann Lamont, 21 Great Scientists who Believed the Bible, Creation Science Foundation, Australia, 1995, pp. 120–131. Retur till text.

The great commission tells us to preach the Gospel to every nation. We might not be able to go there in the flesh but this site can penetrate every country on the globe. Help the world find 'creation'. Support this site

Copied to clipboard
5327
Product added to cart.
Click store to checkout.
In your shopping cart

Remove All Products in Cart
Go to store and Checkout
Go to store
Total price does not include shipping costs. Prices subject to change in accordance with your country’s store.