Теории образования Земли, глубинное строение ее внутренних оболочек и другие вопросы мироздания > О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи в земной коре
О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи
Устьянцев Валерий Николаевич:
Сердцем магнитного поля Юпитера считается слой жидкого водорода, скрытый глубоко внутри планеты. Водород находится под таким высоким давлением, что он переходит в жидкое состояние. Таким образом, учитывая, что электроны внутри атомов водорода способны передвигаться, он берет на себя характеристики металла и способен проводить электричество. Учитывая быстрое вращение Юпитера, такие процессы создают идеальную среду для создания мощного магнитного поля.
Магнитное поле Юпитера является самой настоящей ловушкой для заряженных частиц (электронов, протонов и ионов), некоторые из которых попадают в него из солнечных ветров, а другие от галилеевых спутников Юпитера, в частности, от вулканического Ио. Некоторые из подобных частиц движутся по направлению к полюсам Юпитера, создавая впечатляющие полярные сияния вокруг, которые в 100 раз ярче, чем сияния на Земле.
Другая часть частиц, которая попадает в плен магнитного поля Юпитера, образует его радиационные пояса. Магнитное поле Юпитера ускоряет эти частицы до такой степени, что они движутся в поясах почти со скоростью света, создавая самые опасные зоны радиационного излучения в Солнечной системе. Юпитер является самой крупной, самой массивной, самой быстро вращающейся, и наиболее опасной планетой Солнечной системы. Он имеет самое сильное магнитное поле и наибольшее число известных спутников. Кроме того, считается, что именно он захватил нетронутый газ из межзвездного облака, которое и породило наше Солнце.
Оказалось, его ядро «растворено» в металлическом водороде: концентрация «металлов», к которым астрономы относят все элементы тяжелее гелия, при удалении от центра спадает постепенно и остается значительной примерно до половины радиуса планеты, - 35 000 км. Выяснилось, что недра Юпитера разогреты чуть сильнее, чем предполагалось ранее. При этом полного их перемешивания не происходит, несмотря на «жидкое» состояние вещества. Поэтому температура облачного слоя ниже ожидаемой, а тяжелые элементы внутри планеты распределены неоднородно.
Юпитер имеет ядро, которое содержит некоторое количество скальных пород и металлический водород, который принимает эту необычную форму под чудовищным давлением. Последние данные указывают на то, что гигант содержит плотное ядро, которое, как считается, окружено слоем жидкого металлического водорода и гелия, а в наружном слое преобладает молекулярный водород. Гравитационные измерения указывают массу ядра от 12 до 45 масс Земли. Это значит, что ядро планеты составляет около 3-15% от общей массы планеты.
Cлoй из плoтнoгo вoдopoднoгo мeтaллa в pacплaвлeннoм cocтoянии, тянeтcя дo 78-гo пpoцeнтиля плaнeтapнoгo paдиуca. Дaлee идeт внутpeнняя вoдopoднaя aтмocфepa. Teмпepaтуpa нacтoлькo oгpoмнaя, чтo вoдopoд пpeбывaeт в cвepxкpитичecкoм cocтoянии жидкocти. Чeм ближe к ядpу, тeм вышe дaвлeниe и тeмпepaтуpный пoкaзaтeль. B учacткe, гдe вoдopoд cтaнoвитcя мeтaлличecким, нaгpeв дocтигaeт 10000 K, a дaвлeниe – 200 ГПa. Teмпepaтуpa нa чepтe c ядpoм – З6000 K, a пoкaзaтeль дaвлeния – З000-4500 ГПa. Ocнoвную инфopмaцию и дeтaли удaлocь пoлучить oт пoлeтa кocмичecкoй миccии Юнoны в 2016 гoду.
Атмосфера Сатурна и ядро.
Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 96,3 % из водорода (по объёму) и на 3,25 % — из гелия (по сравнению с 10 % в атмосфере Юпитера). Имеются примеси метана, аммиака, фосфина, этана и некоторых других газов. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских. Облака нижней части атмосферы состоят из гидросульфида аммония (NH4SH) или воды. По данным «Вояджеров».
Сатурн является наименее плотной планетой в Солнечной системе. Планета в основном состоит из водорода и имеет плотность меньше, чем у воды — что технически означает, что Сатурн будет плавать. У Сатурна более 150 спутников. Все эти спутники имеют ледяную поверхность. Самыми большими из являются Титан и Рея. Весьма интересным спутником является Энцелад, так как ученые уверены, что под его ледяной корой скрывается водяной океан.
Спутник Сатурна Титан является вторым по величине спутником в Солнечной системе, после спутника Юпитера под названием Ганимед. Титан имеет сложную и плотную атмосферу, состоящую в основном из азота, водяного льда и камня. Замороженная поверхность Титана имеет жидкие озера из метана и рельеф, покрытый жидким азотом.
На другом спутнике, Энцеладе, обнаружена жидкая вода, выталкиваемая на поверхность гейзерами. Атмосфера Сатурна.
Астрономы Калифорнийского технологического института проанализировали данные, собранные зондом «Кассини» во время наблюдений за структурой и свойствами колец Сатурна: корабль вращался вокруг планеты в течение 13 лет.
«...нечеткую область, состоящую в основном из водорода и гелия. Она занимает около 60% радиуса (30 000 км.) Сатурна и содержит 17 земных масс льда и камня. Исследование может изменить предположения ученых о строении и истории формирования Сатурна.
Авторы исходили из того факта, что процессы внутри гигантской планеты влияют на ее гравитационное поле. Так, на Земле для изучения недр применяются сейсмические волны. Похожие волны на другой планете могут указать на особенности ее структуры.
Металлический водород в ядре генерирует магнитное поле. Магнитное поле, созданное таким образом, немного слабее, что у Земли и распространяется только до орбиты его крупнейшего спутника Титана. Титан способствует появлению ионизированных частиц в магнитосфере планеты, которые создают в атмосфере полярные сияния. Вояджер 2 обнаружил высокое давление солнечного ветра на магнитосферу планеты. По данным измерений, сделанных во время той же миссии, магнитное поле распространяется только на 1,1 млн. км.
Атмосфера Урана и ядро.
Атмосфера Урана, так же как и атмосферы Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия. На больших глубинах она содержит значительные количества воды, аммиака и метана, что является отличительной чертой атмосфер Урана и Нептуна. Обратная картина наблюдается в верхних слоях атмосферы, которые содержит очень мало веществ тяжелее водорода и гелия. Атмосфера Урана — самая холодная из всех планетарных атмосфер в Солнечной системе, с минимальной температурой 49 K. . Уран — самая холодная планета в системе: средняя температура его поверхности составляет −224°C.
Уран часто упоминается как «ледяной гигант». Помимо водорода и гелия в верхнем слое (как у других газовых гигантов), Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его железное ядро. Верхние слои атмосферы, состоят из аммиака и кристаллов ледяного метана, что дает Урану характерный бледно-голубой цвет. Уран является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна. Он состоит из трех слоев: каменное ядро — в центре, окружающая ядро, — ледяная мантия и внешняя газовая оболочка из водорода и гелия.
Ядро очень маленькое, и весит только половину массы Земли. Небольшая, также, — ледяная мантия. Эта мантия состоит вовсе не изо льда, как мы это понимаем, а из горячей и плотной жидкости, состоящей из воды, аммиака и других веществ. Астрономы иногда называют эту мантию, как водно-аммиачный океан.
Атмосфера Нептуна и ядро.
Достоверные данные о Нептуне получены «Вояджером-2» в 1989 году. Верхние слои его атмосферы состоят из водорода (80%), гелия (19%) и метана (1%). Именно обилием метана объясняется сине-голубое свечение планеты.
Термосфера содержит следы угарного газа (CO) и воды» (по матералам свободного доступа, сайт «Эдельвецс»).. нии в приблизительно 50 бар, могут существовать облака из водяного льда, при температуре, равной 0 °C. Также, не исключено, что в данной зоне могут быть найдены облака из аммиака и сероводорода.
Изучение спектра Нептуна позволяет предполагать, что его более низкая стратосфера затуманена из-за конденсации продуктов ультрафиолетового фотолиза метана, таких как этан и ацетилен.
В стратосфере также обнаружены следы циановодорода и угарного газа (СО).
Стратосфера Нептуна более тёплая, чем стратосфера Урана из-за более высокой концентрации углеводородов.
Нептун, подобно Урану, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Само ядро твердое и в 1,2 раза массивнее планеты Земля.. Мантия представляет собой невероятно горячую и плотную жидкость, состоящую из воды, аммиака и метана. При этом вес мантии составляет от десяти до пятнадцати масс Земли.
Не смотря на то, что Нептун и Уран очень похожи по своей структуре, они имеют существенные различия. В то время как Уран излучает примерно такое же количество тепла, которое получает от Солнца, Нептун излучает почти 2,61 раза больше энергии, чем получает. Температура поверхности двух космических тел сопоставима, но Нептун получает только 40% солнечного света, от того количества которое получает Уран. Кроме того, огромное количество внутреннего тепла планеты способствует образованию чрезвычайно быстрых потоков ветра в верхних слоях атмосферы.
Термосфера планеты имеет аномально высокую температуру около 750 К.. Для столь высокой температуры планета слишком далека от Солнца, чтобы оно могло так разогреть термосферу ультрафиолетовой радиацией. Возможно, данное явление является следствием атмосферного взаимодействия с ионами в магнитном поле планеты. Согласно другой теории, основой механизма разогревания являются волны гравитации из внутренних областей планеты, которые рассеиваются в атмосфере.
Термосфера содержит следы угарного газа (CO) и воды» (по матералм свободного доступа, сайт «Эдельвейс»).. эту материю называют ледяной, даже при том, что это горячая, очень плотная жидкость. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводимостью, иногда называют океаном водного аммиака. На глубине 7000 км условия таковы, что метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро. Согласно одной из гипотез, имеется целый океан «алмазной жидкости».
Ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатов и, как полагают, имеет массу в 1,2 раза больше, чем у Земли. Давление в центре достигает 7 мегабар, то есть примерно в 7 млн раз больше, чем на поверхности Земли. Температура в центре, возможно, достигает 5400 К.
В центре находится плотное ядро, предположительно состоящее из камня, металла и льда. Оно раскалено до 5500 градусов. Ядро не имеет идеальной круглой формы. По всей поверхности расположены впадины и торчащие скалы. Следующий слой – это ледяная мантия. Она состоит из аммиака, метана, воды и представляет собой вязкую, вечно кипящую массу. Ученые ее называют “горячим льдом”. У нее мало общего с твердым состоянием воды, но из-за высокой плотности ее окрестили именно так.
Плутон – наиболее удален от Солнца. Его холодная поверхность слабо освещена Солнцем. Вся планета покрыта слоем метанового льда толщиной в несколько километров, а под ним, вероятно, лежит слой обычного водяного льда. В зимний период температура опускается до – 240 градусов С. Летом у Плутона образуется разреженная газовая оболочка и состоит она из метана, аргона и азота. Плутон окрашен в голубой цвет. Плутон имеет твердое каменное ядро которое окружено прочным ледяным панцирем.
Плотность Плутона составляет 1,860 г/см³. Поверхность очень неоднородна по составу, спектральные данные свидетельствуют о наличии там водяного и азотного льда, замерзших метана и моноксида углерода. Планета состоит из трех составляющих элементов: атмосферы, представленной тонким слоем метана, азота и окиси углерода; мантии, толщиной в 250 км, состоящей из воды и льда; ядра диаметром в 1772 км, представляющего смесь камней и льда. Выводы предположительные, сделаны на основе спектрального анализа, поскольку планета мало изучена.
Устьянцев Валерий Николаевич:
Угеводооды планет-гигнатов
На Обероне нет даже — это показали спектральные исследования — привычных землянам открытых скальных пород. Плотность наиболее известных спутников Урана невелика около 3 г/см3. Выше, чем у воды, но ниже, чем у планет земной группы, имеющих металлическое ядро — 5,5 г/см3. Самые крупные спутники Урана — это силикатные шары диаметром от 1100 км (Умбриэль) до 1600 км (Титания), покрытые коркой обыкновенного водного льда. Именно льда, так как температура поверхности спутников Урана всего на 80° выше абсолютного нуля.
Исследования с помощью инфракрасных телескопов показали, что на поверхности спутников Урана имеются протяженные черные области неизвестной природы. В лабораторных условиях были исследованы спектральные характеристики многих веществ. И оказалось, что лучше всего черные пятна объясняются присутствием обыкновенного древесного угля.
Ученые решили искать другие вещества со схожими спектральными характеристиками. Постепенно выявился круг «претендентов» для объяснения черных пятен на Обероне и других спутниках Урана. Среди них были магний, ряд силикатов, а также некий полимер темноватого цвета, найденный в составе метеоритов.
Виновником» скорее всего мог быть именно полимер. Американские ученые С. Сквайрс и лауреат Нобелевской премии К. Саган выдвинули следующую гипотезу. Под действием ультрафиолетового солнечного излучения часть метана, в изобилии присутствующего в системе Урана, разлагается на водород и углерод, которые, в свою очередь, вступают в соединение с метаном и образуют целую серию разной степени сложности углеводородных полимеров, в том числе и багрового цвета. Именно такие полимеры и были обнаружены в составе метеоритов.
Серные озера. Ио — спутник Юпитера, Ио — это красновато-оранжевый шар, масса и размеры которого близки к Луне, а плотность характерна для горных скальных пород — 3,5 г/см3. Спектрометр, установленный на «Вояджере», показал на Ио наличие двуокиси серы .Поверхность Ио буквально покрыта серой в различной форме и модификациях. Серные холмы, застывшие потоки серной лавы, простирающиеся на десятки и сотни километров. Температура поверхности Ио,составляет около 130° К. Однако наблюдения в ИК-диапазоне показали, что на Ио есть аномально горячие пятна. Одно из них — черное кольцо неправильной геометрической формы диаметром около 250 км, его назвали «лавовым озером» — имеет температуру плавления серы 385° К. Особенность
Ио — высокая вулканическая активность. На снимках, переданных на Землю приборами космических аппаратов, были видны также и действующие вулканы, выбрасывающие частички лавы и газы со скоростью 450 м/с на высоту порядка 500 км. Разогрев недр Ио происходит за счет радиоактивного распада естественных долгоживущих изотопов урана, тория, радия и других элементов.
Ионизированное вещество от вулканических выбросов (кроме серы, в его составе обнаружили кислород, углерод, железо), поднимаясь с поверхности Ио, взаимодействует с магнитосферой Юпитера и далее движется вдоль магнитных силовых линий.
Радиационная обстановка в районе орбиты Ио напоминает кольцо хорошего ускорителя — потоки плазмы создают электрический ток с силой порядка несколько миллионов ампер.
Есть гипотеза, согласно которой частицы из вулканов Ио захватываются кольцом, Юпитера.
Воды на Ио не обнаружили. Зато на ближайших соседях Ио — Европе, Ганимеде, Каллисто — вода присутствует в изобилии. Необычный цвет этих планет — золотистая Европа, бронзовый Ганимед, темно-коричневый Каллисто — указывает на наличие серы.
Ледяное зеркало. Подсчитано, что количество воды на Нептуне во много раз превышает массу нашей планеты. Разумеется, при столь низких температурах вода существует в виде льда. В составе больших планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — преобладают водород, гелий и неон, вода — на четвертом месте, а далее — метан, аммиак, сероводород, окислы кремния и марганца, железо и никель.
Тяжелых элементов практически нет. Таков примерно и состав их спутников, за исключением свободного водорода и гелия, которые за миллиарды лет эволюции должны улетучиться.
Большинство лун Юпитера и Сатурна содержат воду. Ее так много, что поверхности этих спутников, как панцирем, скованы ледяной корой. Планетные льды, как правило, смешаны с метаном, аммиаком, сернистым водородом.
Энцелад — спутник Сатурна. Этот шар диаметром около 500 км с необычайно гладкой зеркальной поверхностью отражает почти 100% падающего на него света. Энцелад, плотность которого чуть больше воды— 1,1 г/см3, состоит преимущественно из льда. Поверхность Энцелада покрыта кратерами различного диаметра (скорее всего вулканического происхождения), ее пересекают борозды, уступы, рытвины. Вулканы на Энцеладе особого рода — во время их извержений из недр планеты выбрасывается вода. Разогрев его недр происходит за счет радиоактивного распада элементов, сконцентрированных в ядре.
Тритон — спутник Нептуна. Он находится на расстоянии 4,3 млрд. км от Земли. Небольшая, по массе сравнимая с Луной планета с красноватой поверхностью. Спектральные исследования показали, что на Тритоне есть молекулярный, не связанный в химические соединения азот. Безусловно, он присутствовал в составе протопланетного облака, из которого образовалась Солнечная система. Но это обстоятельство проблему не снимает, ибо аномальное количество азота все равно требует своего объяснения. На Тритоне, как и на других лунах планет-гигантов, имеется огромный ассортимент органических соединений, добиогенного происхождения.
Радиационным окрашиванием полимеров объясняют и красноватый цвет планеты: Тритон, как и другие спутники, не защищен собственным магнитным полем от попадания на его поверхность космических лучей.
Но вот плотность Тритона — 8 г/см3 — ставит перед учеными новую проблему. Рекордная для планет Солнечной системы плотность могла бы означать, что ядро Тритона состоит из железа и других металлов.
Япет. Процессом радиационной полимеризации астрономы объясняют и особенности спутника Сатурна Япета. Поверхность Япета, радиус которого составляет всего 800 км, выглядит весьма необычно. Одно полушарие этой планеты темное, другое светлое, хорошо отражающее падающий свет.
Темный цвет поверхности Япета ученые связывают с присутствием либо черного углерода, либо представителя семейства углеводородов, который образовался из метана под действием солнечного света. Не исключено также, что темная сторона Япета покрыта затвердевшими углеводородами, скажем, асфальтом или застывшей нефтью.
Обнаружение сложных углеводородов на других планетах позволяет в ином ракурсе посмотреть на проблему происхождения нефти. Обилию углеводородов на небесных телах удивляться не приходится: и водород и углерод относятся к числу самых распространенных элементов Вселенной. И действительно, углеводороды, эти непосредственные слагаемые нефти, обнаружили не только на планетах, но и в кометных хвостах, и в веществе метеоритов, в атмосферах холодных звезд, и просто в межзвездном пространстве.
Гипотеза космического происхождения нефти была выдвинута в конце прошлого века русским геологом В.Д. Соколовым, обратившим внимание на то, что соединений углерода и водорода, присутствующие на небесных телах, могли образоваться на начальной стадии эволюции. И теперь эти углеводороды выделяются через трещины в земной коре. Например, при извержении вулканов. Эта гипотеза, в первое время не принятая всерьез геологами, обрела вторую жизнь в наше космическое время.
По мнению советского ученого В. В. Порфирьева, многие нефтяные залежи образовались именно в результате миграции глубинной нефти, имевшейся на всех континентах и во всех геологических зонах.
Неоспоримо доказано, что углеводородные соединения достаточно распространены во Вселенной.
Смог над Титаном. Единственными телами в Солнечной системе плотной атмосферой, состоящей в основном из азота, являются Земля и Титан (разрежёнными азотными атмосферами обладают также Тритон Плутон). Атмосфера Титана состоит из азота на 98,4 % и примерно на 1,6 % из аргона и метана, которые преобладают в основном в верхних слоях атмосферы, где их концентрация достигает 43 %. Имеются также следы этана, диацетилена, метилацетилена, цианацетилина, ацетилена, пропана, углекислго газа, угарного газа, циана, гелия. Практически отсутствует свободный кислород.
Так как Титан не обладает существенным магнитным полем, то его атмосфера, особенно верхние слои, сильно подвержена воздействию солнечного ветра. Кроме того, она также подвержена действию космического излучения и солнечному облучению, под воздействием которых, в частности, ультрафиолета, молекулы азота и метана разлагаются на ионы или углеводородные радикалы. Эти фрагменты, в свою очередь, образуют сложные органические соединения азота или соединения углерода, в том числе ароматические соединения (например, бензол). Также в верхних слоях атмосферы образуется полиин — полимер с сопряжённой тройной связью. Минимальная температура около поверхности составляет −180 °C, при увеличении высоты температура постепенно повышается и на расстоянии 500 км от поверхности достигает −121 °C. Современные оценки потерь атмосферы Титана по сравнению с её первоначальными характеристиками производятся на основании анализа соотношения изотопов азота 15N к 14N. По данным наблюдениям установлено, что это соотношение в 4—4,5 раза выше, чем на Земле. Следовательно, изначальная масса атмосферы Титана была примерно в 30 раз больше настоящей, так как из-за более слабой гравитации лёгкий изотоп азота 14N должен теряться быстрее под воздействием нагрева и ионизации излучением, а 15N накапливаться.
Атмосферу, в десять раз более плотную, чем земная, окружающую далекий Титан — спутник Сатурна, открыли еще в 1944 году. Титан вдвое легче Марса, его атмосфера, состоящая из азота и инертного газа аргона, очень напоминает земную. Кроме того, в воздухе Титана присутствует целая гамма углеводородных соединений. слишком низкие температуры предотвращают пребиотическое направление развития, в отличие от ЗемлНо кислород отсутствует. Титан сплошь окружен оранжевой смоговой пеленой.
Ученые считают, что смог над Титаном — следствие тех фотохимических процессов, которые происходят в верхних слоях атмосферы и приводят к появлению высокомолекулярных соединений. А его необычный оранжевый цвет — результат радиационного окрашивания углеводородов. (Известно, что многие вещества меняют свой цвет в результате длительного облучения ионизирующим излучением). А так как Титан лишен собственного магнитного поля, отклоняющего часть космических лучей, то на протяжении всей своей истории он непрерывно подвергался действию космического дождя.
Слишком низкие температуры предотвращают пребиотическое направление развития, в отличие от Земли.
.Земля, по химическому составу (металлы, окислы, силикаты), и по массе, и по плотности близкая и к Венере, и к Марсу и к Меркурию; схожая своей азотной атмосферой со спутниками Сатурна и Нептуна, окруженная, как и планеты-гиганты, радиационными поясами. (по материалам А. Лихачевой).
Все без исключения планеты Солнечной системы, отражают механизм формирования сложной системы углеводородов и однозначно указывают на их абиогенное происхождение.
Планеты в своем циклическом эволюционно-направленном развитии, переходя от одного цикла к другому, под воздействием волн энергии не разрушаясь, а подвергаясь преобразованию на атомарном уровне. С каждым циклом происходит дифференциация вещества и его самоорганизация на более высоком уровне.
«Химические элементы переходят — реально перемещаются — в течении геологического времени, из одной геосферы в другую.
Все меняется (в геологическом масштабе времени) и меняется не хаотически, а сохраняя некоторую направленность. Постепенно вещество земной коры все более и более дифференцируется. Идет не усреднение, а пространственное разделение элементов, минералов, горных пород.
Газы стратосферы, находящиеся наверху, очень независимы от движения вещества на земной поверхности, и хотя существует обмен между веществом этих высоких областей, веществом стратосферы и поверхности земли, этот обмен совершается крайне медленно. Несомненно, в течение геологического времени, он не будет незаметной величиной. В тропосфере количественно чувствуются отголоски геохимических обратимых процессов» (В.И. Вернадский, 1934).
Устьянцев Валерий Николаевич:
Впервые зафиксированы нейтрино вторичного термоядерного цикла Солнца. Ученые из международной коллаборации Borexino объявили о первом наблюдении нейтрино из реакций углеродно-азотного цикла в Солнце. Это экспериментально подтверждает теоретические представления о вторичном цикле термоядерного синтеза в массивных звездах. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Звезды питаются энергией термоядерных реакций превращения водорода в гелий, происходящих в их недрах. Такой синтез возможен двумя путями: в протон-протонной (pp) цепи, включающей только изотопы водорода и гелия, и в ходе вторичного цикла, который еще называют углеродно-азотным, или CNO-циклом по символам углерода, азота и кислорода — элементов, выступающих катализаторами реакций. Ядерные реакции как первичного, так и вторичного цикла сопровождается испусканием характерных нейтрино. Протон-протонные цепи производят около 99 процентов энергии Солнца и сходных с ним по размерам звезд, поэтому ранее ученым удавалось наблюдать только нейтрино из рр-цикла. Но считается, что у тяжелых звезд, с массой в полтора раза и более массивнее Солнца, преобладает углеродно-азотный цикл, и важно было экспериментально доказать его существование. Из-за чрезвычайно малой вероятности взаимодействия с обычным веществом нейтрино легко проходят сквозь толщу Солнца, сохраняя информацию о ядерных процессах в глубинах звезды и условиях их протекания. Зафиксировать среди солнечных нейтрино те, которые относятся к вторичному циклу было очень сложной задачей, так как их сигнал не намного превышал фоновый. Но ученым коллаборации Borexino это удалось. "До недавнего времени оставался открытым вопрос, удастся ли зарегистрировать нейтрино из CNO-цикла. Регистрацию CNO-нейтрино, помимо малости самого потока, осложняет присутствие спектральной компоненты природного фона, неотличимой от их спектра", — приводятся в пресс-релизе Оъединенного института ядерных исследований в Дубне слова одного из участников эксперимента, старшего научного сотрудника Лаборатории ядерных проблем им. В.П. Джелепова ОИЯИ Олега Смирнова. Свойство беспрепятственно проникать сквозь вещество позволяет нейтрино сохранять информацию о внутренних процессах в Солнце, но это же свойство делает их неуловимыми для обычных детекторов частиц. Поэтому для регистрации нейтрино используют специальные детекторы очень большой массы с тщательным контролем всех процессов, которые могут отражать взаимодействия нейтрино с электронами. В тех редких случаях, когда нейтрино взаимодействует с электроном, он передает ему часть своей энергии. Этот процесс напоминает упругое столкновение бильярдных шаров. Электрон, получив некоторую начальную скорость, постепенно теряет ее в ходе взаимодействия с молекулами среды. Часть энергии при этом излучается в виде фотонов. Таким образом, взаимодействие нейтрино с электроном приводит к вспышке света, и несколько тысяч фотонов разлетаются от точки взаимодействия во все стороны. Эти фотоны регистрируют тысячи детекторов света, а специальные приборы — фотоэлектронные умножители — позволяют оценить энергию, переданную электрону, а также определить точку, где произошло взаимодействие. В сверхчувствительном детекторе Borexino, расположенном в самой большой подземной лаборатории в мире в Гран-Сассо в Центральной Италии, в качестве активной среды для регистрации нейтрино используется около 100 тонн жидкого сцинтиллятора. "Несмотря на огромное количество солнечных нейтрино, проходящих через детектор (более секстиллиона за день) только полсотни нейтрино оставляют заметный "след" в детекторе за это же время. Ученые, работающие над анализом данных, смогли выделить сигнал, который можно объяснить только присутствием нейтрино из CNO-цикла. Таким образом доказано протекание ядерных реакций CNO-цикла в Солнце. Полный поток нейтрино из CNO-цикла составляет около одного процента от полного потока солнечных нейтрино", — поясняет Олег Смирнов. Открытие имеет первостепенное значение для астрофизики, так как в звездах более массивных, чем Солнце, энергия выделяется в основном за счет углеродно-азотного цикла. Его механизм теперь экспериментально подтвержден.
Ядро Солнца — гигантский термоядерный реактор. В процессе ядерных трансформаций при температуре около 15 миллионов градусов протоны сливаются друг с другом и образуют гелий. Гелий нарабатывается в двух многостадийных процессах: в протон-протонной (pp) цепочке и в углеродно-азотном (CNO) цикле. Часть ядерных реакций сопровождается испусканием нейтрино. Из-за чрезвычайно малой вероятности взаимодействия с обычным веществом нейтрино легко проходят сквозь толщу Солнца, сохраняя информацию как о ядерных процессах в глубинах Солнца, так и об условиях их протекания. Хотя поток солнечных нейтрино огромен и исчисляется миллиардами частиц на квадратный сантиметр в секунду, регистрация неуловимых нейтрино представляет собой чрезвычайно сложную экспериментальную задачу». Доказательство прохождения реакций углеродно-азотного цикла в Солнце является важным научным достижением, шагом на пути к разрешению загадки его химического состава. Поскольку поток нейтрино, генерируемый в CNO-цикл, напрямую связан с концентрацией элементов C, N и O, участвующих в реакциях, то измерение потоков этих нейтрино напрямую связано с химическим составом Солнца.
Устьянцев Валерий Николаевич:
«Свободный водород находится в магмах и в изверженных породах в большом количестве. При действии воды и угольной кислоты в глубинах земной коры могут образоваться значительные массы СО. СО, в атмосфере находится в ничтожном количестве — так или иначе не накапливается.
Не надо забывать, что вода, выделяемая при плавлении и нагревании горных пород и часть воды магмы происходят благодаря распадению соединений — алюмосиликатов и силикатов, тех же резорбируемых пород.
Необходимо подчеркнуть, что нефти не могут быть рассматриваемы только как углеводороды. Углеводороды только преобладают в их составе. Они всегда содержат многие проценты, иногда десятки процентов соединений, заключающих O, N, S. » (В.И. Вернадский, 1934). О. СО, в атмосфере находится в ничтожном количестве — так или иначе не накапливается» (В.И. Вернадский,1934)..
Содержание углерода в угелеводородах 83-87%;
- водорода 11-14%. Содержание кислорода до 6%.
Карбид водорода
«Карбид водорода - это газ, обычный метан, он подвижен и легко концентрируется в глубинном флюиде. В свое время геологи не придали значения замечательному открытию советского физика Б. Дерягина, который еще в 1969 году синтезировал алмаз из метана и, что очень важно, при давлении даже ниже атмосферного. Это открытие уже тогда должно было бы в корне изменить существовавшие представления об алмазе как о минерале, кристаллизующемся обязательно из расплавов и при высоких давлениях» (А. Портнов, 1999).
Данные Б. Дерягина позволили рассмотреть А. Портнову (1999), возможность кристаллизации алмаза из флюида, газовой смеси в системе (С-Н-О). (водород+метан). Оказывается, что в таком флюиде кислород при сверхвысоком давлении мантии теряет свои окислительные свойства и не окисляет даже водород. Но при подъеме газа вверх, давление падает. Достаточно уменьшить давление в 10 раз - от 50 до 5 килобар, чтобы активность кислорода возросла в миллион раз. И тогда он мгновенно соединяется с водородом и метаном. Проще говоря, газ самовоспламеняется.
Ясно, что водород в свободном состоянии, может находиться в земной коре на больших глубинах, где (Р) более 5 килобар.(Р = 6-7 кбар, что соответствует глубинам 10 км), в противном случае он соединяется с кислородом и получается ювенильная вода.
Кремний. Природная система: кремневодород - кремнеуглеводород — углеводород.
«Кремний преобладает в земной коре не в свободном состоянии, в форме соединений — силикатов. В земной коре он почти всегда соединяется с кислородом, всегда давая кремнезем. Эта окись в своих соединениях образует более половины земной коры — 55.3%, ее массы. Но масса вещества, неразрывно связанного с атомами кремния, еще больше. Свободный кремнезем, большей чатью кварц, образует, согласно Ф. Кларку, лишь 12.8% земной коры по весу, остальная масса кремнезема, 42.5% коры по весу, находится в соединении с другими металлическими окислами и образует силикаты и алюмосиликаты. Согласно Ф. Кларку, в массивных породах, которые одни образуют не менее 95% всей земной коры, 59.5% их массы состоит из полевых шпатов, 16.8% - из роговых обманок и пироксенов, 3.8% - слюд. Очевидно, что почти вся масса земной коры — больше 97.0%, состоит из кремнезема и силикатов. Самые большие из известных геохимических процессов, находящихся в прямой зависимости с движением преобладающих земных масс, - это процессы геохимической истории кремния» [В.И. Вернадский, 1934]. Несмотря на огромную распространённость на Земле, чистый элементарный кремний был получен лишь в 1823 году шведским химиком Якобом Берцелиусом.
Кристаллический кремний (99,9 %).
Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. Silex — кремень). Русский термин «кремний» (от др.-греч. Κρημνός — «утёс») ввёл в научный оборот Герман Иванович Гесс в 1834 году. Кремний, как и углерод, образует различные аллотропные модификации. Кристаллический кремний так же мало похож на аморфный, как алмаз на графит. Кристаллический – вещество темно-серого цвета, хрупок, полупроводник, плотность – 2,33 г/см³. Аморфный – бурый порошок, более реакционноспособен, плотность – 2,0 г/см³.
«Отметим, что проводящие зоны в земной коре приурочены к интервалу геоизотерм 400-8000, породы при таких температурах имеют электрическое сопротивление сотни-тысячи Ом* м (полупроводник — кремний пр. ав.).
Природа проводящих зон Камчатки сопротивлением десятки-единицы Ом* м, связывается с наличием жидких флюидов и электорпроводящих сульфидных образований» (Ю.Ф. Мороз) [5].
Кремний (в структуре силикатов) входит в состав наиболее распространённой группы каменных метеоритов – хондритов обыкновенных, которые состоят главным образом из кислорода, кремния, железа, никеля и магния. Хондритами их называют потому, что они содержат хондры (от др. - греч. Χόνδρος — зерно) — сферические или эллиптические образования силикатного состава.
Углистые хондриты – древнейшая материя, так как кристаллизовались они в первичном протопланетном облаке пыли и газа одновременно или даже раньше Солнца. Поэтому с большой долей вероятности можно утверждать, что к моменту образования Солнечной системы кремний в первичном облаке уже был. Углерод обладает удивительной способностью присоединять атомы различных элементов — он образует до трех миллионов всевозможных соединений.
Системные свойства углерода, способствуют формированию минералогических ассоциаций в структурируемой волнами энергии тектоносфере автоколебательной системы Земли.
Кремневодороды (силаны) - соединения кремния с водородом — и их роль
Соединения кремния с водородом — не усточивое соединение и его В.И. Вернадский (1934), в своем труде не рассматривает.
Известны предельные кремневодороды - аналоги предельных углеводородов.
Кремневодороды отличаются от углеводородов неустойчивостью силоксановых цепей.
Плотности силанов выше плотности углеводородов;
- температуры кипения и плавления повышаются резче, чем у углеводородов.
Силаны растворяются в спирте, бензине, сероуглероде.
Моносилан и дисилан - при комнатной температуре - газы с неприятным запахом; трисиланы и тетрасиланы - ядовитые легко подвижные, летучие жидкости с еще более неприятным запахом.
Характерным свойством силанов является их чрезвычайно легкое окисление; соединения имеющие три и более атомов Si, реакция происходит с сильным взрывом.
Моносилан окисляется в присутствии кислорода со вспышкой, даже при температуре жидкого воздуха.
Продукт окисления — SiO2
Силаны - хорошие восстановители.
Hg (II) в Hg (I), Fe (III) в Fe (I) и т. д.
Другим характерным свойством силанов является легкость гидролиза, особенно в щелочной среде.
SiH4+2H2O — SiO2+4H2
SiH4+2NaOH+H2O — Na2Si3+4H2
Под воздействием щелочи возможен процесс, расщепления связи Si-Si,
H3Si-SiH2-SiH3+6H2O — 3SiO2+10H2
С кислородсодержащими соединениями (ацетон, эфир), силаны реагируют при высокой температуре в газовой фазе с образованием алкоксиланов - ROSiH3 .
С галогенами силаны реагируют со взрывом при низких температурах, с образованием «галогеносиланов» (малая химическая энциклопедия).
Ядерные реакции:
За счёт высокой температуры происходит частичная диссоциация ядер кремния. Образовавшиеся в результате -частицы, протоны, нейтроны и -кванты начинают реагировать с оставшимися ядрами кремния. В результате множества реакций образуются более тяжёлые элементы, в том числе элементы около железа. Одной из таких реакций, например, является:
28Si + 4He ↔ 32S + γ
32S + 4He ↔ 36Ar + γ
Прямая реакция типа «кремний+кремний» маловероятна из-за большого кулоновского барьера:
28Si + 28Si → 56Ni + γ.
«...силан с непредельными углеводородами взаимодействует до 600° С» [c.558].
«...отличие атома 31 обусловило возможности для синтеза тетраалкилсиланов, по сравнению с тетраалкилметапами. Известно и уже свыше 70 тетраалкил-(и арилалкил)-силанов, свойства 58 из них систематизировапы Постом. Опубликованные им данные позволяют заключить. что по своим физическим свойствам кремнеуглеводороды состава от С4П 231, до С вНд З, очень мало отличаются от соответственных углеводородов. [c.445].
Имеются у кремнеуглеводородов и свои отличия от углеводородов. Они лучше растворяют силиконы, нежели углеводороды, и отличаются от последних более высокой термостойкостью и стойкостью к окислению (укажем, что А. Д. Петровым и В. С. Чугуновым был получен ряд жидких силанов с однпм и двумя нафтильными радикалами, застывавших в стекла в пределах температур: от —400 С до 4-400 С - и перегонявшихся без малейшего разложения при 350—4000 С"). [c.446]» (Никольский).
Отметим следующее:
- «Основной чертой строения земной коры является то, что это единственная область планеты, где существуют и могут проявляться, всем нам известные — и определяющие жизнь и окружающую ее среду — физические состояния материи:
- твердое, жидкое и газообразное.
Это единственная область планеты, где они все могут существовать. Этот признак правильно принять за исходный, для выделения области геосфер, так как возможно, что нет того совпадения области земной коры с границей изостатической поверхности, которая часто берется как нижняя граница земной коры.
Уже на 60 км вниз от уровня геоида под сушей давление достигает примерно 30 тыс. ат/см2 , при котором исчезает различие между твердым (кристаллическим), жидким и газообразным состояниями» (В.И. Вернадский, 1934). .
Устьянцев Валерий Николаевич:
Заключение
«Все меняется (в геологическом масштабе времени) и меняется не хаотически, а сохраняя некоторую направленность. Постепенно вещество земной коры все более и более дифференцируется. Идет не усреднение, а пространственное разделение элементов, минералов, горных пород» (В.И. Вернадский, 1920)..
«Газы стратосфе»»ры, находящиеся наверху, очень независимы от движения вещества на земной поверхности, и хотя существует обмен между веществом этих высоких областей, веществом стратосферы и поверхности земли, этот обмен совершается крайне медленно. Несомненно, в течение геологического времени, он не будет незаметной величиной. В тропосфере количественно чувствуются отголоски геохимических обратимых процессов» (В.И. Вернадский, 1934).
Этот вывод как показано в работе, справедлив и для других планет Солнечной системы.
Из области ядра, исходит волна энергии, под воздействием которой вещество и его структура, подвергаются преобразованию на атомарном уровне.
Теорема доказанная И. Р. Пригожиным (1947), термодинамики неравновесных процессов:
«при внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарное состояние системы соответствует минимальному производству энтропии».
Е = mc2
где, E - энергия системы, m - её масса, c-скорость света.
Энергия: (Е), единицы измерения, система СИ-(Дж), система СГС — (эрг).
E=mc2 — формула А. Эйнштейна, указывает на эквивалентность массы вещество и энергии. То-есть изначально энергия большого взрыва порождает вещество, которое в планетарных стационарных центрах подвергается распаду на атомарном уровне (ядерные реакции, энергию дает гелий): хондрит: — СО, СО2 - метан - кремневодород, кремнеуглеводород — нефть+метан — водород — гелий.
Вещественный состав минерального сырья на планетах, зависит от элементов не подвергшихся распаду.
Планеты-гиганты и планеты земной группы своим плотностным характеристикам резко различны, - это есть яркое проявление процесса дифференциации вещества.
С - углистые хондриты содержат много железа, которое почти всё находится в соединениях силикатов. Благодаря магнетиту (Fe3O4), графиту саже и некоторым органическим соединениям углистые хондриты приобретают тёмную окраску. также содержат значительное количеств гидросиликатов (серпентин, хлорит, монтморилонит). Гидросиликаты в составе хондритов существенно влияют на их плотность.
Углистые хондриты – древнейшая материя, так как кристаллизовались они в первичном протопланетном облаке пыли и газа одновременно или даже раньше Солнца.
Углерод обладает удивительной способностью присоединять атомы различных элементов — он образует до трех миллионов всевозможных соединений.
Системные свойства углерода, способствуют формированию минералогических ассоциаций в структурируемой волнами энергии тектоносфере автоколебательной системы Земли.
На Солнце гелий образуется при реакции, где катализатором являются углерод, азот и кислород. На планетах гелий образуется при распаде тяжелых и других элементов, не исключается СNO-цикл (Юпитер, Венера, Земля, Меркурий). Таким образом, происходит пополнение запасов гелия в пространстве космоса. Круговорот гелия в пространстве космоса, есть важнейшее его свойство, которое сохраняет баланс меж веществом и энергией.
Космические лучи бывают двух видов: галактические и солнечные. Галактическое космическое излучение исходит от остатков сверхновых, образующихся в результате мощного взрыва на последних этапах эволюции массивных звезд, которые либо превращаются в черные дыры, либо разрушаются. Выделяемая при этих взрывах энергия ускоряет заряженные частицы за пределами нашей Солнечной системы, из-за чего они приобретают очень высокую проникающую способность, а их экранирование становится чрезвычайно трудной задачей. По сути, сверхновые действуют как огромные природные ускорители частиц. Земля постоянно подвергается воздействию галактического космического излучения.
Солнечное космическое излучение состоит из заряженных частиц, испускаемых Солнцем, — преимущественно электронов, протонов и ядер гелия. Наибольшее количество во Вселенной водорода – самого легкого и самого первого химического элемента. Его 73% процента - водород, 24% – гелия и 3% – все остальные химические элементы. На фоне этой информации количество химических элементов в наших организмах в масштабах Вселенной близко к нулю.
Гелий-4 имеет очень сильные ядерные связи переходит в кинетическую энергию, большую часть из которой, 14,1 МэВ, уносит с собой нейтрон как более лёгкая частица. Образовавшееся ядро прочно связано, поэтому реакция так сильно экзоэнергетична. Энергия расходуется на синтез УВ и не только. Гелий образуется при распаде тяжелых элементов и не только, с которым связывается энергетическая составляющая процесса структурно-вещественного преобразования объектов пространства космоса. Максимальная измеренная энергия космических лучей превышает доступную в наземных экспериментах на 9 порядков – в миллиард раз.
Гамма-всплеск — масштабный космический выброс энергии гамма-излучения электромагнитного спектра. Гамма-всплески (ГВ) — наиболее яркие электромагнитные события, происходящие во Вселенной. Мощность гамма-всплеска тоже рекордная – 18 тераэлектронвольт. Возможная опасность для Земли. На таком расстоянии за считанные секунды на каждом квадратном сантиметре попавшейся на пути гамма-квантов планеты выделится 1013 эрг. Это эквивалентно взрыву атомной бомбы на каждом гектаре неба.
Магнитосфера — это ограниченное магнитное поле планеты. На Земле оно решает важную задачу, отклоняя потоки губительной для жизни ионизированной плазмы Солнца.
Планеты и Солнце, находятся в пространстве большей системе, - в галактической системе Млечный Путь. Данные объекты космоса с момента их формирования, являются стационарными энергетическими центрами — СЭЦ развивающимися в автоколебательном режиме. Режим обеспечивается энергией излучаемой объектами пространства космоса.
Солнце обладает мощными гравитационным и магнитным полями, которые повлияли на скорость осевого вращения, и дифференциацию вещества планет. Земной группы.
Планеты земной группы имеют меньшую скорость осевого вращения, имеют большое жидкое железное ядро, высокую плотность тектоносферы и ядра, в отличие от планет-гигантов. Дифференциация вещества и магитное поле у них не так выражены интенсивно как на планета-гигантах, где интенсивность процессов дифференциации ярко проявлена. На удаленных от Солнца планетах, - большое количество газов, нефти, воды, - тяжелые элементы почти отсутствуют. Планеты-гиганты, обладают сильным магнитным полем.
У самой маленькой планеты Солнечной системы непропорционально большое ядро. Такие выводы сделали японские ученые на основании многолетних наблюдений. По словам исследователей, почти вся планета – это ядро Меркурия.
В составе больших планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — преобладают водород, гелий и неон, вода — на четвертом месте, а далее — метан, аммиак, сероводород, окислы кремния и марганца, железо и никель. Тяжелых элементов практически нет.
У планет земной группы энергетический ресурс тяжелых элементов практически не исчерпан и они будут способствовать процессу образования минерального сырья.
В Солнечной планетарной системе отмечается закономерность: с удалением от Солнца, в ядре уменьшается количество тяжелых элементов, а количество легких элементов (водород, гелий, углеводород, вода и др.), увеличивается. На планете «Земля» создались условия, которые способствовали возникновению жизни, что дало основание, для создания теории биогенного происхождения нефти.
Планеты-гиганты и планеты земной группы своим плотностным характеристикам резко различны, - это есть яркое проявление процесса дифференциации вещества.
Навигация
Перейти к полной версии