12 januari 2023

Verbeterde voedselproductie (21): de unieke eigenschappen van water maken leven mogelijk

Water is het meest vreemde stofje dat we op deze planeet hebben; vreemd, bijzonder en geniaal tegelijkertijd, omdat het zoveel kan en daardoor bij zoveel cruciale dingen betrokken is, of omgekeerd, omdat op onze blauwe planeet leven ontwikkeld is rondom deze cruciale eigenschappen van water. Doordat het bestaat uit H en O die beide ook allerlei functies kunnen vervullen, kan het samen juist helemaal fascinerende dingen bewerkstelligen.
Daarom een duik in de eigenschappen van water.

Eigenschappen van water

Water heeft fascinerende eigenschappen, hieronder een overzicht. Voel je vrij in het commentaar aanvullingen te geven, zodat deze kunnen worden toegevoegd aan dit overzicht.
  • Zuur/alkaline: het loslaten of opnemen van het H atoom tot respectievelijk OH- en H3O+ zorgt voor zure of alkaline omstandigheden in het water en in de bodem (de H in PH is het concentratie van het waterstof atoom). Ook andere stoffen kunnen een waterstof atoom loslaten, maar water speelt hier wel een cruciale rol bij.
  • Oplossend vermogen van stoffen in water: doordat water een dipolair molecuul is, heeft het een permanente ladingsscheiding. Hierdoor wordt water het universele oplosmiddel genoemd. Er zijn namelijk geen andere vloeistoffen waar zoveel andere stoffen in oplossen als water (zie dit artikel voor meer informatie).
  • Oppervlakte spanning van water: Water heeft een van de hoogste oppervlaktespanningen van de vloeistoffen. Hierdoor kunnen bepaalde dieren bijvoorbeeld over water "lopen".
  • Fase veranderingen van water: De faseveranderingtemperatuur van vast en vloeibaar water liggen in dezelfde bandbreedte als de temperatuur op de aarde. Water kan hierdoor in gasvorm door de lucht zweven. Dit water heeft een vrij korte verblijftijd in de lucht (ca 8 tot 10 dagen). IJs daarentegen kan veel langer blijven liggen. Sneeuw in de bergen kan maanden blijven liggen, en gletsjers en eeuwige sneeuw zelfs decennia of langer. Bevroren water wat opgeslagen ligt in het hooggebergte speelt (speelde?) hierdoor een hele belangrijke rol bij het bufferen van winterwater voor de zomer of hete perioden jaren later, en voor het laag houden van de zeespiegel (als gevolg van het ijs op Groenland, Alaska en Antarctica). Geen andere (vloei)stof op onze planeet komt ook in alle drie de fasen voor.
  • Zuurstof in vloeibaar water: koud water kan meer zuurstof kan bevatten dan warm water. Hierdoor kunnen in koudere wateren veel organismen leven.
  • Dichtheid water versus ijs: doordat ijs lichter is dan vloeibaar water blijft het drijven op water (onder andere vanwege de dipolariteit van water). Omdat koud water meer zuurstof kan bevatten dan warm water, kunnen onder het ijs allerlei vissen en andere organismen in leven blijven.
  • Waterdamp in de lucht: In de lucht is er iets interessants aan de hand: de gaswet PV=NRT schrijft voor dat als de temperatuur van de lucht stijgt, de concentratie van gassen afneemt (bij gelijke druk neemt het volume immers toe, terwijl N (het aantal moleculen) in dat grotere volume gelijk blijft, dus resulteert in een lagere concentratie).
    Voor water speelt hier echter nog een aanvullende factor die maakt dat het soms anders is: bij een hogere temperatuur neemt de relatieve vochtigheid af, waardoor de concentratie water juist kan stijgen (zie onderstaande figuur).
    Voorbeeld: Als de lucht 10 graden is (blauwe lijn), en de lucht bevat 5 gram water/m3, is de relatieve vochtigheid 60%. Stijgt nu de temperatuur naar 15 graden (rode lijn), dan daalt de relatieve vochtigheid naar 40%, de lucht kan hierdoor meer water opnemen.
Bron: op basis van gegevens van http://6e.plantphys.net/topic04.04.html
  • Verdamping van water bij planten, dieren en mensen: water is cruciaal voor alle leven op aarde (zonder water geen leven), maar doordat water kan verdampen vanuit het organisme, en deze verdamping heel veel energie kost, koelt het het organisme en zijn omgeving af, zodat dit organisme koel blijft in de warme omstandigheden.

Bron: https://en.wikipedia.org/wiki/Latent_heat#/media/File:Water_temperature_vs_heat_added.svg

  • Water als broeikasgas: water is een dipolair molecuul en is daardoor een broeikasgas, die bij het natuurlijke broeikaseffect verantwoordelijk is voor 60% van de natuurlijke opwarming van de aarde, waardoor deze leefbaar is geworden (niet te verwarren met het antropocene broeikaseffect) - zie voor meer informatie hierover deze blogpost.
  • Latente hitte: water is een belangrijk broeikasgas, het houdt de aarde warm. Maar doordat het binnen de temperatuursbandbreedte van de aarde zowel vloeibaar, gasvormig als vast kan zijn, speelt het een cruciale rol in het transporteren van warmte van het aardoppervlak naar de troposfeer, terwijl door de verdamping de lokale atmosfeer is afgekoeld. Als planten niet zouden beschikken over de mogelijkheid om via verdamping van water, energie via de latente hitte af te voeren, zou de hitte van het oppervlak via conductie en convectie worden afgevoerd, waardoor de atmosfeer veel en veel warmer zou zijn en de aarde onleefbaar zou zijn - zie voor meer informatie hierover deze blogpost.
  • Vorming tot hydroxyl radicalen: Onder invloed van de zon, bliksem of bij chemische reacties in de lucht kan water worden omgevormd tot hydroxyl radicalen (OH), wat het schoonmaakmiddel is van onze lucht - zie voor meer informatie hierover deze blogpost onder de kop afbraak van het methaan
  • Statische elektriciteit in de wolken: In de lucht vindt er wrijving plaats tussen de waterdruppels en ijsklontjes in de wolken. Deze wrijving zorgt voor statische elektriciteit, waarbij de bovenkant van de wolk positief is geladen (1 elektron minder, dus lichter) en de onderkant van de wolk negatief is geladen (1 elektron meer, dus zwaarder). Deze statische elektriciteit zorgt voor allerlei processen, zoals bijvoorbeeld bliksem, wat bijdraagt aan het vastleggen van stikstof in de bodem, maar ook aan de vorming van hdyroxyl radicalen, wat het schoonmaakmiddel van de lucht is.
  • Vriestemperatuur van water: Water kan bevriezen bij een temperatuur lager dan 0 graden Celsius. Echter, om te stollen heeft water kernen (vervuiling) nodig om een ijskristal op te vormen (zie voor meer uitleg dit artikel). Puur water blijkt te kunnen worden afgekoeld tot onder de -40 graden Celsius voordat het bevriest. En onderzoek heeft laten zien dat elk type vervuiling tot een andere bevriestemperatuur leidt. Waar stof, klei en roet in wolken leiden tot bevriezing rond de -20 a -30 graden Celsius, blijken bepaalde deeltjes van biologische oorsprong, maar ook sommige bacterien al tot bevriezing te leiden bij -10 graden Celsius.
  • Water is dodelijk of levendmakend: De hoeveelheid water die ergens is, maakt water tot iets wat levende of dode omstandigheden creeert: Te veel water met te hoge snelheid zorgt voor een verwoestende overstroming, te weinig water zorgt voor droogte en verwoestijning. Puur water kunnen mensen niet drinken, maar water met te veel erin (zout of vervuiling) ook niet.  De bandbreedte waarin water omstandigheden creeert die levendmakend zijn, lijkt dus door allerlei factoren te worden beperkt. 
  • Vorming van ijskristallen: Als water bevriest, vormt het water ijskristallen (zie deze paper en deze paper). Het lijkt dat de vorming van het type ijskristallen afhangt van de temperatuur en mogelijk ook welk type vervuiling er is waar de ijskristal zich op kan vormen. Hieronder staan de typen ijskristallen gevonden in wolken bij verschillende temperaturen en de samenvatting/ interpretatie daarvan in de 2e figuur.
Bron: https://www.researchgate.net/publication/221917565_Cirrus_Clouds_and_Climate_Engineering_New_Findings_on_Ice_Nucleation_and_Theoretical_Basis/

Bron: https://authors.library.caltech.edu/456/1/LIBrpp05.pdf

  • De vierde fase van water: In de laatste decennia is een fascinerende eigenschap van water ontdekt (en daarmee nog niet volledig begrepen) die de vierde fase van water wordt genoemd: EZ-water, de Exclusion Zone van water. Hierbij bevindt het water zich qua temperatuur in de vloeibare fase, maar gedraagt het zich als een geordende, vloeibaar-kristallijne fase. Om water in deze vierde fase terecht te laten komen zijn drie dingen nodig: water, stralingsenergie van de zon en een hydrofiel oppervlak. Dit is vrij algemeen, met als gevolg dat dit EZ-water dan ook overal wordt gevonden: in de bloedbaan, in bomen, in wolken, in onze gewrichten etc. Een zeer uitgebreide beschrijving van de vierde fase en de implicaties daarvan is hier te vinden.

Linkt water met bewustzijn en geheugen?

In het algemeen geldt: Hoe meer we te weten komen, hoe meer we realiseren dat we er nog maar weinig van begrijpen (zie ook deze meme).
Een van de meest fascinerende aspecten wat we nog maar heel beperkt snappen en begrijpen is de interactie tussen water en geheugen/bewustzijn.
Want water moleculen en water druppels en ijskristallen schikken zich, maar de schikking die de watermoleculen aannemen zijn steeds weer anders. Dit blijkt niet alleen op te treden bij bevriezing, maar ook bij verdamping van water druppels.
Verschillende onderzoekers, zoals Jaques Benveniste en Luc Montagnier in Frankrijk en Bernd Kröplin in Duitsland zijn hier al langere tijd mee bezig. De hypothese ligt zwaar onder vuur en wordt als pseudowetenschap weggezet. Tegelijkertijd laten de resultaten zien dat er iets aan de hand is, wat met de huidige wetenschappelijke hypothesen niet te verklaren is.

Een heel interessante aspect op dit vlak is beschreven in een paper uit 2011 en een paper uit 2015. Hierbij werd water vervuild met DNA van virussen of bacterien, waarna deze oplossing zeer sterk werd verdund. De oplossing was zodanig sterk verdund dat er geen DNA meer in aanwezig kan zijn. Toch werden er Ultra Lage Frequentie (ULF) elektromagnetische golven waargenomen die terug te voeren zijn op het DNA. Het ULF-signaal werd via de email verzonden naar een ander lab. In dit andere lab moest een kleine hoeveelheid gedestilleerd water vervolgens een uur naar dit signaal luisteren. Daarna werd dit water aan een PCR test onderworpen. Met 98% nauwkeurigheid kon worden vastgesteld wat voor organisme voor het experiment was gebruikt.
Hier lijkt geen andere verklaring mogelijk, dan dat deze signalen uit het water afkomstig zijn; het water is dan dus in staat om deze golven op een of andere manier op te slaan in de vloeibare structuur en dit door te geven aan de PCR test.

In onderstaande video is het experiment voor de camera herhaalt. 


Een mogelijke verklaring ligt in de kwantumfysica waar blijkt dat licht zowel een golf is als een deeltje. Zou iets soortgelijks ook van toepassing zijn op water, waardoor het een ULF-signaal kan opslaan en weer doorgeven? Resultaten hiernaar zijn er nog niet, maar het geeft te denken.

In Duitsland is ook interessant onderzoek uitgevoerd; hier zijn waterdruppels verdampt en is het patroon met een dark field microscoop onderzocht. De foto's van deze patronen laten zien dat verschillende waterdruppels verschillende patronen achterlaten. De grote vraag is hierbij, hoe kan dit, wat verklaart dat het water zulke verschillende patronen aanneemt? En vooral, wat betekent het dat het water verschillende patronen aanneemt? Ook dit onderzoek laat zien dat de wetenschap nog geen goede sluitende verklaringen heeft voor water er rond water gebeurt.


Bij al het onderzoek naar water en geheugen spelen een aantal vragen die het lastig maken de resultaten goed te beoordelen.
1. Hoe sterk zijn de onderzoeken? De resultaten van Masaru Emoto zijn af en toe erg dubieus of vaag te noemen en worden dan ook als pseudowetenschap weggezet. Luc Montagnier heeft daarentegen hele heldere werkwijze gebruikt die goed reproduceerbaar zijn en zijn gepubliceerd in peer reviewed tijdschriften en zelfs voor de bovenstaande video zijn herhaald.
2. Een meer fundamentele vraag is hierbij ook: als de relatie op het niveau van kwantumfysica afspeelt, beinvloeden de onderzoekers de resultaten? Als virussen en bacterien elektromagnetische signalen afgeven, en wij zitten vol met virussen en bacterien, beinvloeden de elektromagnetische signalen vanuit ons lijf dan de onderzoeken? En hoe werkt die beinvloeding dan?

Conclusies

De planeet aarde wordt de blauwe planeet genoemd, omdat er tot nog toe zijn geen andere planeten bekend waar water aan het oppervlak in grote hoeveelheden voorkomt. Water heeft dus het leven op aarde bepaald (het natuurlijke broeikaseffect), en in bepaalde mate heeft het leven het water op deze planeet gemaakt: de latente hitte die de planten veroorzaken heeft een behoorlijke grote invloed op de temperatuur van de planeet en maakt dat planten en het oppervlak van de aarde koel blijven.

Het water heeft daarnaast heel veel andere eigenschappen. Een aantal komen juist door de temperatuursbandbreedte van de aarde precies tot uitdrukking: daardoor is er ijs op de bergtoppen en de polen en water in de dalen en de zeeen; daardoor kan water vanuit planten verdampen en tot wolken vormen in de lucht.
Maar water draagt ook bij aan het ontstaan van bliksem in wolken, wat weer bijdraagt aan het opruimen van luchtvervuiling.
Op moleculair niveau kan water allerlei vormen aannemen, zowel op vloeibaar als op gestold niveau. Maar ook lijkt water signalen te kunnen opslaan en doorgeven. Vooral met betrekking tot dit laatste is het begrip nog zeer beperkt, maar dit laat tegelijkertijd zien dat we nog lang niet alles weten en snappen.

Kortom, water is een bijzonder molecuul dat deze planeet zijn kleur heeft gegeven, maar dat ook het leven op deze planeet heeft vormgegeven en dat nog elke dag zorgt dat het leven op deze planeet blijft leven; daarmee een vreemd, bijzonder en geniaal molecuul.

Bronnen

- https://bio4climate.org/article/water-isnt-what-you-think-it-is-the-fourth-phase-of-water-by-gerald-pollack/
- https://2.bp.blogspot.com/-mTSuTxQfl6A/T_MZF95mHyI/AAAAAAAAAI0/jufput3UM_o/s1600/Arg59.jpg
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26098521/
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/306/1/012007
- https://authors.library.caltech.edu/456/1/LIBrpp05.pdf
- http://6e.plantphys.net/topic04.04.html
- https://www.researchgate.net/publication/221917565_Cirrus_Clouds_and_Climate_Engineering_New_Findings_on_Ice_Nucleation_and_Theoretical_Basis/
- https://www.smithsonianmag.com/science-nature/at-what-temperature-does-water-freeze-1120813/
- https://theness.com/neurologicablog/index.php/the-pseudoscience-of-masaru-emoto/
- https://www.weltimtropfen.de/index_english.html
- https://en.wikipedia.org/wiki/Latent_heat#/media/File:Water_temperature_vs_heat_added.svg
- https://en.wikipedia.org/wiki/Masaru_Emoto
- https://www.worldofmolecules.com/3D/why-is-water-such-a-good-solvent.html
- https://www.youtube.com/watch?v=Jji-1RBuPK4
- https://www.youtube.com/watch?v=z01-YT95otQ
- https://www.youtube.com/watch?v=R8VyUsVOic0

Verbeterde voedselproductie 20           

Geen opmerkingen: