Vesiniku degaseerimise protsess meie planeedi soolestikust on kõikehõlmav ja globaalne. Valkjad viljaringid, pinnase paisumine, plahvatusohtlikud kraatrid, karstimäed, sügavad ümarad järved, atolllaguunid ja vulkaanid on kõik selle protsessi eredad tõendid, mida tuleb inimkonna majandustegevuses arvesse võtta.
Planeedi vesiniku tasakaal
Maa atmosfäär sisaldab umbes 2,5 miljardit tonni vesinikku, mis pääseb kosmosesse 250 tuhande tonni juures aastas. "Kosmiliste kadude" täiendamise allikaks on Maa mitmesugusel kujul vesiniku gaasi eemaldamine.
Pole enam kahtlust, et vesinik on planeedi sügavaim gaas. Kahekümnenda sajandi 70-ndatel aastatel esitas V. N. Larin hüpoteesi Maa hüdriidsüdamiku kohta, mis sisaldas ülikompresseeritud vesinikku.
Planeedi vesiniku degaseerimine on vesiniku evolutsiooni fenomen, mis on segatud teiste vedelike gaasidega (enamasti süsivesinike, heeliumi ja radooniga) riftivööndites vulkaanipursete ajal maakoore, kimberliidi torude, mõnede kaevanduste ja kaevude riketest. Paljudel juhtudel kaasneb tektoonilise päritoluga maavärinatega vesiniku sisalduse suurenemine õhus epitsentris ja sellega piirnevatel aladel.
Reklaamvideo:
Maa geokeemiline mudel.
Nagu võib näha vesiniku degaseerimise skeemist, jõuab sügav vesinik Maa pinnale süsivesinike, vee ja H2 gaasi kujul. Ookeanivee hüdrolüüsireaktsioonid amphiboliseerimise, kloorimise ja subduktsioonivööndites vahevöökivimite serpentiniseerimise ajal lisatakse üldisele vesinikubilansile ka vastavalt kehtivale skeemile:
2Mg 2SiO4 (oliviin) + 22H2O = 3Mg6 {Si4O10} (OH) 8 (serpentiin) + 6Mg (OH) 2 (brusiit) + 4H2.
Litosfäär on tiheda oksiidikihina sissetungimatu barjäär, mis takistab vesiniku eraldumist pinnale. Selle tagajärjel koguneb gaasi kooriku alla, kus see siseneb keemilistesse reaktsioonidesse teiste ainetega, millega kaasneb täiendav soojuse eraldumine. Tõenäoliselt muudab astenosfääri kvaasivedelikuks keskkonnaks vesinik. Seismotomograafia meetodil saadud andmed näitavad, et umbes 100 km sügavusel astenosfäärist moodustuvad arvukad maavärina fookused, mis registreerivad vedeliku ja sulamaterjali tõusu.
Kuidas näevad planeedi pinnalt väljuvad vesinikud?
Maa reljeefi vesiniku paljandite tsoonides moodustuvad väga iseloomulikud "vajumisstruktuurid", mis sarnanevad kujuga "alustassidele", mille läbimõõt varieerub 100 meetrist mitme kilomeetrini.
Vesiniku ladestused
Vesinikaevud on olemas ja neid kasutatakse maailmas edukalt.
Vesinikkultuuride ringid:
"Nõiaring" - mahlasemast ja kõrgemast rohust koosnev riba täiesti tasase ringi ääres - see on eriti märgatav tavaliselt kuivadel maa-aladel. Taimede intensiivset kasvu rõngastes ei seostata pinnase ega maa-aluste veeallikate iseärasustega, kuid see on vesiniku eraldumisega üsna seletatav. Veelgi enam, läbides viljaka pinnasekihi, värvitakse gaas selle värviga. Intensiivsetes kohtades, kus levib ürgne gaas, täheldatakse pinnase vajumist ja veehoidlate moodustumist.
Pärast pikka talve koguneb gaas külmunud pinnase alla ja puhkeb pinnale, moodustades sipelgapesa moodi lahtise maa hunnikuid, mille jaoks nad sageli eksivad!
Vesiniku emissiooni jäljed pinnases ei ole alati ümmargused, leidub ka välkkiireid jälgi, need jäljed kosmosepiltides võivad olla sellised nagu Kevis, Serbias.
Igikeltsa kihi alla koguneb olulisemaid gaasikoguseid, moodustades mäenõlvad.
Yamali künkad ja nende edasine plahvatuslik areng.
Karstikoopad
Läbi lubjakivi kihi siseneb vesinikuvool eksotermilisse vahetusreaktsiooni, moodustades kaltsiumiühendeid, vett ja süsinikdioksiidi. Selle tulemuseks on märkimisväärsed karsti- ja kraanikausid.
Ja mitte miljonite aastate jooksul, nagu geoloogid üritavad meid veenda! Mõnikord toimub lubjakivikonstruktsioonide vesiniku söövitamine vesinikuga sõna otseses mõttes üllatunud inimeste ees, kõik sõltub gaasivoolu intensiivsusest.
Siin on mõned illustreerivad näited:
Kraanikausid
Guatemalas pole tohutu kraatri ilmumisega seotud tragöödia esimene; sarnane juhtum, milles hukkus 5 inimelu, leidis aset 23. veebruaril 2007.
Lehtri sügavus ulatus 100 m-ni.
Auk Guatemalas 2010. Foto: National Geogrphic.
Ümmargused järved
Sellised valamud ja plahvatusohtlikud lehtrid täidetakse järk-järgult veega, moodustades sügavad järved, ilma et välised allikad neid toidaksid.
Meie planeedil on palju ümardatud sügavaid järvi, mis on moodustatud vesiniku paljanditest, ja need pole jäljed müütilistest minevikusõdadest ja iidsete tsivilisatsioonide "aatomi" pommitamistest!
Sinine järv Samara piirkonnas.
Algne poolkuu järv koos ümberpaigutatava saarega pärines Argentinast.
Korallide atollid
Julgen väita, et mõned ookeaniliste atollide sügavalt ümardatud laguunid võlgnevad oma välimusele pinnale tormavat vesinikku.
Atolli moodustamise järjestikused etapid:
- vulkaaniline saar,
- korallrahu,
- tuumaatoll.
Ametliku versiooni kohaselt on atolli moodustumine vulkaani järkjärgulise hävitamise tagajärg. Võib-olla mõnel juhul on see nii. Kuid kas ei tundu kummaline, et vee erosiooni tagajärjel lähevad palju tihedamad vulkaanilised kivimid mõnikord üle 100 meetri sügavusele, jättes habras lubjakivi võra puutumatuks?
On palju loogilisem, kui pinnale tekkivad gaasivood lahustavad paekivistruktuure ja moodustavad ümaraid laguune.
Tõstetsoonid
Planeedi degaseerimise kõige võimsamad allikad on lõhetsoonid ja eriti ookeani keskosa servad. Ja see on loogiline, sest need on alad, kus puudub basaltkiht ja magmakambrid vulkaaniliste ladestuste kaudu otse "mustvalgete suitsetajate" kaudu lähevad ookeani, moodustades Maa paisumise tsoonid (vt artiklit Maa paisub meie all!).
Joonisel on Baikali riftivöönd maapõues laienev murd, mille pikkus on umbes 1500 km.
Professor V. L. Syvorotkin tõestas, et atmosfääri sisenev sügav vesinik jõuab osoonikihini (30 km) ja moodustades reageerides O3 + 3H2 = 3H2O, moodustavad osooniava ja jääkristallid, mida näeme ilusate pärnakate ja hõbedaste pilvede kujul.
Jääringid
Need on suured, mitme kilomeetrise läbimõõduga rõngakujulised moodustised, mis perioodiliselt ilmuvad Baikali järve jäisele pinnale.
Kosmosevaatluste tulemuste järgi sai teada, et rõngad ilmusid aastatel 2003, 2005, 2008 ja 2009 ning iga kord uude kohta.
Ringide moodustumine on seotud loodusliku põlevgaasi (metaani ja vesiniku) heitkogustega Baikali järve eraldustsoonist. Suvel tõusevad sellistes kohtades mullid sügavusest pinnale ja talvel moodustuvad pool meetrist kuni sadade meetriteni läbimõõduga "aurud", kus jää on väga õhuke või puudub.
Vulkaanid
Planeedi degaseerimise kõige aktiivsem protsess toimub lõhetsoonide vulkaanidel.
50-80% peaaegu igasuguse purske gaasist on veeaur ja selle mahud on kolossaalsed! Ametlik teadus kinnitab, et need on põhjaveed, kuid siis peab keskmise vulkaani all olema meri ja supervulkaani all maa-alune ookean! Üha enam teadlasi kipub järeldama, et see vesi moodustub vulkaanides endas vesiniku põlemisel. Siis saab selgeks vulkaaniliste protsesside energia ja nende plahvatusohtlikkus.
Geoloogid on juba ammu tähelepanu pööranud maagaasi väljavoolule litosfääri sügavate murdude kaudu. Tavaliselt määrati see heeliumi vabanemise lõksustamiseks. Isotoope on kaks: heelium-3 (väidetavalt säilinud meie planeedi moodustamisest saadik) ja heelium-4 (radiogeenne, mis tuleneb uraani ja tooriumi tuumade lagunemisest). Esimene neist on koondunud mandri- ja ookeanilise maakoore piiril asuvatesse vöönditesse: siin on selle sisaldus tuhat korda suurem kui mandrite kivimites. See isotoopide suhete nihe näitab, et gaas tuleb vahevööst. Koos heeliumiga tõuseb vesinik ja koguneb sealt. Ühe purse käigus väljutatud silikaadisulami maht ületab harva 0,5 kuupkilomeetrit, samas kui gaasifaasi maht on sadu ja tuhandeid kordi suurem kui tahke faasi maht. Juba 1964. aastal ütles A. Rittman, et tuleks arvestada vulkaanidega,esiteks planeedi degaseerimise struktuurina.
On ilmne, et gaasi oksüdatsiooniprotsessid pinna vabanemisel muudavad selle esmase sügava koostise täielikult, põhjustades vesiniku ja metaani põlemisel tekkivaid sekundaarseid tooteid. Gaasid, mis on kuumutatud temperatuuril 200–1000 ° C, koosnevad vesinikkloriid- ja vesinikfluoriidhapetest, ammoniaagist, naatriumkloriidist. Madala temperatuuriga gaasides domineerivad vesiniksulfiid, vääveldioksiid, süsinikdioksiid - need kõik on vesinikuga seotud sekundaarsete keemiliste reaktsioonide tooted.
Tõepoolest, näiteks Etna vulkaani gaas koosneb CH4 - 1,0%, CO2 - 28,8%, CO - 0,5%, H2 - 16,5%, SO2 - 34,5%, ülejäänud osa lämmastikust ja inertsetest gaasidest … Ja Kuriili kaare vulkaanide panus atmosfääri vesinikusisaldusse on hinnanguliselt umbes 100 tonni vesinikku aastas.
Põlev gaas Hawaiil vulkaanilises laavas.
Kraatri-laavajärvedes asuvate Havai saarte vulkaanidel ilmub sageli kuni 180 m kõrgune “suur leek” - see on vesiniku põlemine. Vulkaanide all on vedeliku südamiku piirilt pinnale tõusevad kuumutatud plastikust materjali kolonnid, need sisaldavad Maa tuumast vesinikku. Sel juhul eraldub vesiniku molekulaarsuse protsessis soojusenergia: H + H = H2 + Q ja gaasi oksüdeerimise ajal koos vulkaanide kraatrites veeauru moodustumisega: 2H2 + O2 = 2H2O + Q.
Vesinik eraldub maavärinate ajal
Nii hingab maa pärast maavärinat Jaapanis:
See tähendab, et planeedi tektooniline aktiivsus sõltub otseselt vesiniku degaseerimise protsessist!
Muud H2 degaseerimise ilmingud
Nafta- ja gaasimaardlates on ka vesiniku rikastamise tsoonid. Rootsis Gravberg-1 kaevu puurimisel sügavusega 6770 m, alla 4 km, täheldati vesinikusisalduse olulist suurenemist. "Gazyat" ja litosfääri lõigud, seega suurendas šahibini sügavate maa-aluste tööde kaevandusgaasis vesiniku sisaldus. Näiteks Saha-Jakutia Vabariigis eraldab Udachnaya kimberlite toru iga päev kuni 100 tuhat kuupmeetrit gaasi. Ilmselt toimub teemantide moodustumine ka vesiniku keskkonnas.
(Loe lähemalt artiklis: Carbonado teemant on tuleviku kõige väärtuslikum pooljuht).
Kaevurite ohutuse tagamiseks tuleb vesinikku mõõta
Kaevandustes, eriti söekaevandustes, on püsiv plahvatusohtlik probleem. Ja ilma vesiniku degaseerimise protsesside tunnustamise ja mõistmiseta on plahvatused kaevandustes vältimatud.
Kivisöe õmblusesse jõudev sügav H2 interakteerub osaliselt oma kivimiga, moodustades metaani (CH4). Kuna kõige kaasaegsemad seadmed mõõdavad peamiselt kaevanduse atmosfääri metaanisisaldust, ei võeta vesinikuohtu arvesse. Usun, et vesiniku kui primaarse gaasi andurid päästavad paljude kaevurite elu.
Maa vesiniku degaseerimise aspektid
Inimkond peab tunnistama vesiniku gaasi eemaldamist planeedi sügavustest ja arvestama sellega oma majandustegevuses. Seda tuleb teha enne mis tahes rajatiste ehitamist. Siiani on tuumaelektrijaamade töötamise ajal vesiniku saagiseid arvesse võtnud ainult Venemaa.
Juht planeedi vesiniku hingamise avastamisel kuulub meie teadlastele. Oleks äärmiselt pettumus osta läänest tehnoloogiaid ja masinaid, mis töötavad tulevase majanduskorra energiakandjal. Miks ei peaks Venemaa pärast hüperheli tegema kvalitatiivset hüpet kõige energiamahukama ja keskkonnasõbralikuma kütuse tootmisel ja kasutamisel?
Kahjuks pole ametlikult vesinik endiselt mineraal. Seetõttu pole selle uurimine ja tootmine veel reguleeritud. Kuid vesiniku kasutamine tuleviku kütusena juba tootmise autodes, katserongides, lennukites ja rakettides viib meid paratamatult vesiniku ajastule lähemale!
Autor: Igor Dabakhov
