О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи

[Устьянцев Валерий Николаевич]

2018-12-16 19:00
Изотопный состав неона из мантии указывает на то, что молодая Земля росла быстро

В общих чертах ученые представляют себе, как происходило формирование Солнца и планет, в том числе и Земли. Но пока в этих вопросах остается еще очень много неясного. В частности, непонятно, как быстро происходил этот процесс и какие вещества попадали в растущие планеты сразу, а какие привносились позже метеоритами и кометами. Исследование изотопов неона из земной мантии (этот элемент, благодаря своей инертной химической природе, сохранился в мантии Земли в первичном, не затронутом последующей эволюцией планеты виде) указывает на то, что неон, который сейчас находится глубоко в мантии, попал туда из протопланетного облака. Этот результат позволяет уточнить модели формирования Солнечной системы: из него следует, что Земля должна была расти довольно быстро, вбирая в себя вместе с неоном и другие летучие компоненты протопланетного облака — например, воду и азот.

Согласно доминирующей гипотезе, образование Земли, как и других планет земной группы, началось с аккреции (слипания и дальнейшего роста) твердых частиц газопылевого протопланетного облака (протопланетного диска), вращавшегося вокруг недавно сформированного Солнца. Постепенно некоторые частицы пыли, слипаясь друг с другом, дорастали до «снежков», которые тоже слипались друг с другом и продолжали обрастать пылью. Так появлялись планетезимали — небольшие тела (размером несколько километров), которые впоследствии служили «строительными блоками» для формирования полноценных планет. Если по поводу общего хода этого процесса у ученых в целом нет разногласий, то относительно его деталей существуют разные мнения. В частности, разногласия возникают в вопросах о скорости, с которой происходило образование Земли, о первичном источнике летучих компонентов в ее составе (захватывались ли в состав планет земной группы газы протопланетного облака) и о величине вклада в состав Земли метеоритного материала.

Геохимики Кёртис Уильямс (Curtis D. Williams) и Суджой Мукхопадхьяй (Sujoy Mukhopadhyay) из Калифорнийского университета в Дэйвисе предположили, что с этим может помочь разобраться изучение изотопного состава неона из мантийных источников. Они посчитали, что неон мог попасть в состав Земли вместе с другими летучими компонентами на этапе формирования нашей планеты. При этом из-за инертности у него должно было сохраниться первичное соотношение изотопов (в отличие от других летучих компонентов, многократно участвовавших в течение эволюционной истории Земли в различных геологических и биохимических процессах). То есть неон даже спустя 4,5 миллиарда лет должен сохранить «память» в виде изотопной сигнатуры о том, откуда он «пришел» на Землю. Выяснив природу неона в составе земной мантии, можно будет с большой долей вероятности говорить и о первичном источнике других летучих компонентов, таких как вода, углекислый газ, азот и т. д.

Геохимики посчитали, что, если процесс планетообразования был относительно быстрым и Земля сформировалась как планета за 2–5 млн лет, она должна была захватить газы (включая неон), присутствовавшие во внутренней части протопланетного облака на раннем этапе его существования. Если же планета формировалась дольше, то большая часть неона (как и других газов) вероятнее всего была выдута солнечным ветром из зоны формирования каменных планет. Однако неон мог синтезироваться в ядерных реакциях, происходивших при облучении пыли солнечным излучением, и это также должно быть зафиксировано в изотопной сигнатуре неона. Своя изотопная сигнатура характерна и для газов, доставленных на Землю в составе углистых хондритов, богатых водой, углеродом и азотом.

Неон имеет три изотопа: 20Ne, 21Ne и 22Ne. Все три являются стабильными и нерадиоактивными, но 21Ne также образуется в результате радиоактивного распада урана и может медленно накапливаться с течением времени. Поэтому в качестве индикатора происхождения первичного неона авторы выбрали соотношение 20Ne/22Ne. Это соотношение существенно различается для трех потенциальных источников летучих веществ Земли: газа протопланетного облака (13,36±0,18), материала, облученного солнечным ветром (12,52–12,75), и углистых хондритов (9,03±2,46). Реперные значения для всех трех источников неона были получены в предыдущих исследованиях на основе данных миссии Genesis (космического аппарата для сбора образцов солнечного ветра), анализа проб лунных почв и метеоритов.

В качестве источников мантийного материала для исследований были выбраны океанические базальты зон плюмового вулканизма. Считается, что магма, которая выносится на поверхность мантийными плюмами, имеет, по сравнению с базальтами срединно-океанических хребтов (тип MORB — mid-ocean-ridge basalts), более глубинный источник, так как плюмы зарождаются на границе ядра и нижней мантии, где с большей вероятностью сохраняется первичное вещество, из которого формировалась наша планета (см. новость В современных островных базальтах нашли следы первичного вещества, из которого образовалась Земля, «Элементы», 30.06.2017). Базальты типа MORB, являющиеся производными верхней мантии, могли захватывать летучие компоненты из атмосферы (где соотношение 20Ne/22Ne составляет ~9,8), а также обогащаться поверхностным материалом, поступающим в верхнюю мантию в процессе субдукции (для справки, соотношение 20Ne/22Ne в базальтах типа MORB не превышает 12,49±0,08).

Для исследования авторы использовали образцы подушечных базальтовых лав из трех зон плюмового вулканизма: Галапагосских островов, Исландии и Самоа. Газы, находящиеся в газовых включениях — крошечных пузырьках внутри базальта, — в процессе исследования вскрывались с помощью пресса в герметичной камере и направлялись в высокочувствительный масс-спектрометр. Для сравнения анализировались также газы из газовых включений в базальтах срединно-океанических хребтов (тип MORB). Всего было проанализировано 12 образцов плюмовых базальтов и 21 образец базальтов типа MORB. Результаты приведены на


Видно, что изотопные значения для плюмовых базальтов существенно выше, чем для базальтов типа MORB, и образуют самостоятельную группу в интервале значений 20Ne/22Ne от 12,5 до 13,5. Максимальное зафиксированное значение — 13,03±0,04. Эти соотношения явно выше, чем реперные значения для материала, облученного солнечным ветром, и углистых хондритов. А максимальное расчетное значение 20Ne/22Ne в первичном мантийном плюме, полученное методом экстраполяции (13,23±0,22), вообще очень близко к ожидаемому значению для газа протопланетного облака. Отсюда следует два очень важных вывода.

Первый вывод фундаментально-теоретический: получено свидетельство того, что Земля как планета сформировалась относительно быстро из протопланетного облака пыли и газа, вобрав в себя из этого облака в том числе воду, углерод, азот и другие летучие компоненты, некоторые из которых, наиболее инертные, до сих пор удерживаются в мантии Земли. Об этом свидетельствует присутствие «первородного» неона в глубокой мантии. Расчеты показывают, что для поглощения этих важных для жизни соединений планета должна была достигнуть определенного размера — размера Марса или немного большего — всего за 2–3 миллиона лет, прежде чем газовое протопланетное облако рассеялось.

Второй вывод чисто практический: доказано, что базальты срединно-океанических хребтов нельзя рассматривать в качестве источника информации о составе первичного вещества Земли, так как они являются производными верхней мантии, в формировании которой участвовали сначала компоненты хондритов (активно бомбардировавших Землю в период основной фазы аккреции), а затем и поверхностный материал, поступавший в мантию вместе с субдуцирующими плитами.

Авторы считают, что, так как все планеты земной группы, скорее всего, образовались по единому сценарию, сделанные ими выводы можно распространять и на другие планеты этой группы: все они формировались достаточно быстро, и их эмбрионы успели увеличиться до значительных размеров еще до того, как протопланетное облако подверглось диссипации (рассеянию содержащихся в нем газов в космическое пространство).

Так как наличие воды и летучих компонентов является одним из условий наличия жизни на планетах, авторы говорят о том, что и экзопланеты земного типа должны были образовываться по сходному сценарию.

Источник: Curtis D. Williams & Sujoy Mukhopadhyay. Capture of nebular gases during Earth’s accretion is preserved in deep-mantle neon // Nature. 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0771-1.

Владислав Стрекопытов

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Наземное возрастание солнечных космических лучей впервые увидели сразу на Земле, Луне и Марсе

SOHO (ESA & NASA)

Китайские астрономы сообщили о первом случае регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на Земле, Луне и Марсе. Само по себе событие не было очень мощным и возникло в октябре 2021 года из-за сильной вспышки и коронального выброса массы на Солнце. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Когда на Солнце происходят мощные вспышки или корональные выбросы массы, то в гелиосфере наблюдается возрастание интенсивности энергетических частиц солнечных космических лучей (в основном это протоны), которые способны негативно влиять на здоровье астронавтов или электронику космических аппаратов и кораблей. При этом могут возникать события наземного возрастания солнечных космических лучей (GLE-событие), когда ускоренные протоны с энергиями от пятисот мегаэлектронвольт до нескольких гигаэлектронвольт способны достичь поверхности Земли, порождая в атмосфере множество вторичных частиц, что обнаруживается наземными детекторами. Такие события относительно редки, с 1942 года их зарегистрировано 73 штуки.

Группа астрономов во главе с Го Цзиннань (Jingnan Guo) из Научно-технического университета Китая опубликовала результаты анализа наблюдений первого случая регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на поверхностях сразу трех небесных тел — Земли, Луны и Марса. Речь идет о событии GLE73, которое произошло 28 октября 2021 года и связано с солнечной вспышкой класса X1.0 и сопровождавшим ее мощным корональным выбросом массы. Ученые рассматривали данные, полученные прибором LND на борту китайской станции «Чанъэ-4» на поверхности обратной стороны Луны, инструментом CRaTER на борту орбитального лунного зонда LRO, детектором RAMIS на спутнике Eu:CROPIS на полярной 600-километровой околоземной орбите, а также детектором RAD на борту марсохода «Кьюриосити».

Поскольку Луна не имеет глобального магнитного поля или плотной атмосферы, то солнечные космические лучи могут достигать ее поверхности напрямую, а также взаимодействовать с реголитом, порождая вторичные частицы. У Марса тоже отсутствует глобальная магнитосфера, однако есть тонкая атмосфера, в которой солнечные космические лучи способны терять часть энергии и генерировать вторичные частицы, которые, как и в случае Луны, будут возникать и при взаимодействии первичных частиц с грунтом.

В случае околоземной орбиты измеренная общая доза поглощенного излучения от солнечных космических лучей составила 10,474 миллигрей, околомарсианской — 9,186 миллигрей, окололунной — 31,191 миллигрей. На показания детектора RAMIS, скорее всего, влиял тот факт, что он находился за трехмиллиметровым алюминиевым экраном, в то время как CRaTER был наименее экранированным детектором.

В случае лунной поверхности измеренная доза поглощенного излучения составила около 17 миллигрей, при этом значение смоделированной дозы составляет около 11 миллигрей. Для поверхности Марса поглощенная доза составила 0,288 миллигрея, при этом наиболее верная по мнению ученых модель дает значение дозы 0,315 миллигрея. Ученые отмечают, что радиационный эффект GLE73 по сравнению с другими GLE-событиями не выглядит очень большим, возможно из-за недостаточной эффективности ускорения частиц во время выброса или вспышки.

Считается, что острая лучевая болезнь развивается у человека, если его тело получит дозу выше 700 миллигрей одномоментно или за короткое время. Ни одно из событий типа GLE на Марсе не преодолело этот порог по измеренной дозе, а вот на Луне 12 из 67 событий превысили этот уровень. Для лучшего понимания угрозы таких события для астронавтов и техники, а также создания более точных моделей, необходимо продолжать мониторинг радиационной обстановки как на Земле, так и в межпланетном пространстве и на поверхности других небесных тел.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

В геологии не должна прерываться связь между поколениями, так как:

«Новые идеи в науке не побеждают, просто вымирает поколение, жившее старыми идеями» М. Планк.
 
Добрый день !

Теорема И. Р. Пригожина (1947), термодинамически неравновесных процессов:

«при внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарное состояние системы соответствует минимальному производству энтропии». «Синергетика объясняет процесс самоорганизации в сложных системах следующим образом: Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией и прекратить любые эволюции. Самоорганизация неразрывно связана с волновыми процессами. В любых открытых, диссипативных и нелинейных системах неизбежно возникают автоколебательные процессы, поддерживаемые внешними источниками энергии, в результате которых протекает самоорганизация» (И.Р. Пригожин). Процесс формирования месторождений минерального сырья, - антиэнтропийный. Система формирования минерального сырья— открытая, благодаря наличию тектонических нарушений в земной коре. Таким образом, главным фактором формирования месторождений являются, - тектонические нарушения. То-есть, тектонические нарушения контролируют месторождения минерального сырья.
 

В коре, в различных регионах отношение гелия3 к гелию4 может меняться в десятки и сотни раз и это отношение крайне мало.

А в гелии мантии отношение легкого изотопа к тяжелому оказалось очень стабильным и в тысячу раз больше, чем в гелии земной коры.

Это редчайший феномен природы, поскольку сдвиги в изотопном отношении для различных элементов на Земле не превышают обычно нескольких процентов. В результате изотопных анализов гелия из разнообразных природных объектов был обнаружен, первоначально в газах термальных источников Южно-Курильских островов, гелий с аномально высоким изотопным отношением Не3/Не4 = ~ (3±1) 105.

Дальнейшие исследования и анализ проб, отобранных из многих точек земного шара во всех океанах, на всех материках, на многочисленных островах, показали, что установленный факт носит глобальный характер, и в гелии, продуцируемом подкоровыми слоями Земли, отношение Не3/Не4 выше в сотни и тысячи раз, чем в гелии, генерируемом породами земной коры.
 

Открытие удалось сделать благодаря уникальному прибору – магнитному резонансному массспектрометру – разработанному и созданному в Ленинградском Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе (он оказался в десятки тысяч раз чувствительнее лучших зарубежных спектрометров). Разработкой приборов и исследованиями по изотопии гелия руководил доктор физико-математических наук, профессор Мамырин Борис Александрович. В практической геологии изотопно-гелиевый критерий позволяет картировать рудоносные зоны (уран, литий, УВ — В.И.  Вернадский, 1934, и др.).
«Все нахождения гелия связаны с нефтяными месторождениями и углеводородными газами их сопровождающими» (В.И. Вернадский, 1934). Благородные газы обнаружены в УВ.

«Процессы минералообразования, ведущие к образованию локальных высоких концентраций отдельных компонентов, характеризуются не возрастанием, а убыванием энтропии, и, следовательно, не могут протекать самопроизвольно без дополнительного притока энергии извне. Такие системы являются типичными открытыми диссипативными системами.

Поступление дополнительных энергетических ресурсов, необходимых для развития таких систем, может осуществляться не только кондуктивным и конвективным путем, но и за счет волновой передачи энергии от внешних, по отношению к данной системе, осцилляторов.

Вещество и энергия, необходимые для формирования минерального сырья, могут иметь разную природу, разные источники, пути и механизмы поступления в локальную область формирования минерального сырья» (Г.Б. Наумов, 2016).

«Самоорганизация неразрывно связана с волновыми процессами (Г.Б. Наумов), т.е. процессами, самоподдерживающимися в нелинейной, диссипативной среде за счет распределенных в ней источников энергии».

Благородные газы образуются в коре и мантии, в процессе радиоактивного распада определенных элементов, таких как уран и торий. Эти радиоактивные элементы подвергаются ядерному распаду, испуская альфа- и бета-частицы, а также гамма-излучение. В рамках этого процесса распада,образуются изотопы благородны газов, которые дают энергию, которая способствует дифференциации вмещающего вещества. Энергетическая подпитка системы способствует процессу минералообразования.

УВ в том или ином количестве образуются из всех видов пород, под вод воздействием волны энергии исходящей от экзоэнергетических элементов. Во всех нефтях есть благородные газы уран, торий, которые не совместимы с жизнью. Нефть является минералом абиогенного происхождения.

Воздух содержит 5,24*10-4% по объему Не, 1,82*10-3% Ne, 0,934% Аr, 1,14-10-4% Кг, 8,6*10-6% Хе, 6*10-20% Rn. 

«В органической химики называют такие химические вещества, молекулы которых содержат атомы углерода, связанные с другими химическими элементами. Это могут быть как небольшие молекулы вроде простейших углеводородов или спиртов, так и намного более сложные. И самое главное, «органика» совсем не обязательно имеет биологическое происхождение: органические молекулы могут образовываться из неорганических веществ и реагировать друг с другом без какого-то бы ни было участия жизни» ( Максим Абаев).

Комета Чурюмова – Герасименко.
16:00 06.07.2015
На комете 67Р (Чурюмова – Герасименко), богата органическими соединениями. Однако ни орбитальный аппарат Rosetta, ни зонд Philae не были оборудованы приборами, позволяющими искать следы жизни.
Средний состав найденных молекул можно описать формулой C1H1,56O0,134N0,046S0,017, что идентично растворимому органическому веществу из хондритных метеоритов и включает в себя множество цепочечных, циклических и ароматических углеводородов в примерном соотношении 6:3:1. Некоторые молекулы были впервые достоверно обнаружены в коме комет — это нонан (C9H20), нафталин (C10H8), бензиламин (C7H9N), бензойная кислота (C7H6O2), этилен (C2H4) и пропен (C3H6).
За два года работы вблизи кометы «Розетта» нашла на ней ксенон, иней, прекусоры сахаров, высокомолекулярные органические вещества, не обычные скалы, увидела смену окраски ядра и в комемете, а также впервые в истории высадила на комету зонд «Филы» (Александр Войтюк).
Космический аппарат «Rosetta» впервые однозначно обнаружил твердое «органическое» вещество в виде сложных углеродсодержащих молекул.

«30. 03. 2009.

Испанские и французские астрофизики определили полосу в инфракрасном диапазоне, которая служит для отслеживания присутствия органических веществ, богатых кислородом и азотом в частицах межзвёздной пыли. Если какой-либо телескоп зафиксирует такую полосу, может подтвердиться присутствие в космосе аминокислот и других веществ, которые являются предшественниками жизни.

Гуиллермо Муноз, исследователь из Центра астробиологии Национального института аэрокосмической техники (ИНТА), утверждает: “Нам удалось доказать в лабораторных условиях, что органический материал, содержащий пребиотиеское вещество, известный как жёлтое вещество, обладает очень характерной полосой поглощения, которую можно искать в тех областях космоса, в которых присутствуют пылевые частицы, в попытке обнаружить подобные субстанции”.

Учёный объясняет, что пылевые частицы, которые часто наблюдаются в межзвёздных облаках и вокруг молодых звёзд, обычно “окружены крошечными оболочками льда, богатыми водой и другими простыми молекулами, такими как оксид углерода (CO), метанол (CH3OH) или аммиак (NH3), на которые падает свет и космические лучи”.

Муноз и его французский коллега Эммануэл Дартуа из Института космической астрофизики в Париже, воссоздали эти межзвёздные условия в лаборатории, смешав различные газы при очень низком давлении и температуре (-263ºC), а затем подвергли межзвёздный лёд воздействию излучения, которое формируется с помощью ультрафиолетового света. В результате образовалось жёлтое вещество, желтоватая субстанция, богатая углеродом, так же вместе с водородом, азотом и множеством кислородных соединений.

Это вещество состоит из большого числа органических молекул, таких как карбоновые кислоты, глицин и другие аминокислоты.

Полоса поглощения жёлтого вещества расположена в пределах 3.4 микрометров в средней инфракрасной области спектра, а когда она отображается на графике, её контур имеет две характерные вершины.

Это позволяет определить данную полосу в областях формирования планет, похожих на нашу солнечную туманность и объекты Солнечной Системы, считает Муноз. Более того, по его словам, синтез органических составляющих через облучение может указывать на присутствие этих веществ в кометах, таких как комета Галлея, и может объяснить изотопный состав углеродистого материала, который был обнаружен в межзвёздной пыли и типах метеоритов, богатых углеродом, известных как углеродистые хондриты. До сих пор учёные не наблюдали инфракрасную полосу жёлтого вещества в межзвёздном пространстве, то же относится и к Солнечной Системе, но они утверждают, что причиной этому может быть ограниченность технического оборудования.

Что касается углеродистых хондритов и межзвёздной пыли, оба содержат углерод, который связан с изотопами тяжёлого водорода (прежде всего дейтерий 2H) и азотом (15N), характерными для химических реакций при очень низких температурах, таких как те, которые происходят при облучении льда, но тип метеоритного углерода отличается от жёлтого вещества.

Пребиотические вещества, которые образуются при облучении льда, теряют свои органические свойства и высокое содержание водорода, азота и кислорода, при нагревании более чем до 300 ºC; это происходит вблизи Солнца.

Космический модуль Розетта, принадлежащий Европейскому Космическому Агентству, попытается определить аминокислоты и другие молекулы, относящиеся к добиологическим, в ядре кометы 67P. Чурюмов-Герасименко, когда достигнет её в 2014» (infuture.ru).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

В XX веке американец Мабери сделал открытие:
«Во всех нефтях есть азот и азотистые тела — производные метил-хинолина».
«Метилхинолины являются производными хинолина, в молекуле которого соединены ядро бензола и ядро пиридина. Можно рассматривать хинолин как нафталин, в котором одна из групп СН в положении асфальта замещена атомом N. Для хинолина число
однозамещенных производных равно 7. Хинолину отвечают семь метилхинолинов, в котором один из водородов хинолина замещен метильным радикалом — СН3 .
Хинолины составляют основу многих алкалоидов и эти ядра — очень стойкие — чрезвычайно распространены в окружающем нас земном живом веществе. Образование алкалоидов в растениях считают связанным с белками» [В.И. Вернадский, 1934].
«Азотистые соединения везде тождественны, количество их в нефтях: от 1% до 20%.
Лишь под влиянием метилхинолиновых тел, азот соединяется с углеродом, водородом, серой, кислородом. Хинолиновое ядро не подвергается метаморфизации, после гибели организмов и перешло в нефти» [В.И. Вернадский, 1934].
«Свободный азот, отвечающий угольной кислоте в геохимической истории углерода, является главным ювенильным минералом для данного элемента.
Он устойчив во всех известных оболочках земной коры» [В.И. Вернадский, 1934]
Отметим что, на Солнце гелий образуется при реакции, где катализатором являются углерод, азот и кислород.
«Процессы минералообразования, ведущие к образованию локальных высоких концентраций отдельных компонентов, характеризуются не возрастанием, а убыванием энтропии, и, следовательно, не могут протекать самопроизвольно без дополнительного притока энергии извне. Такие системы являются типичными открытыми диссипативными системами.
Поступление дополнительных энергетических ресурсов, необходимых для развития таких систем, может осуществляться не только кондуктивным и конвективным путем, но и за счет волновой передачи энергии от внешних, по отношению к данной системе, осцилляторов.
Вещество и энергия, необходимые для формирования минерального сырья, могут иметь разную природу, разные источники, пути и механизмы поступления в локальную область формирования минерального сырья» (Г.Б. Наумов, 2016).
«Самоорганизация неразрывно связана с волновыми процессами (Г.Б. Наумов), т.е. процессами, самоподдерживающимися в нелинейной, диссипативной среде за счет распределенных в ней источников энергии».
Благородные газы образуются в земной коре и мантии, в процессе радиоактивного распада определенных элементов, таких как уран и торий. Эти радиоактивные элементы подвергаются ядерному распаду, испуская альфа- и бета-частицы, а также гамма-излучение. В рамках этого процесса распада,образуются изотопы благородны газов, которые дают энергию, которая способствует дифференциации вмещающего вещества. Энергетическая подпитка системы способствует процессу минералообразования. УВ в том или ином количестве образуются из всех видов пород, под вод воздействием волны энергии исходящей от экзоэнергетических элементов.  Во всех нефтях есть благородные газы уран, торий, которые не совместимы с жизнью. Нефть является минералом абиогенного происхождения. Нефть — минерал производный вмещающих ее пород.
Все без исключения планеты Солнечной системы, отражают механизм формирования сложной системы углеводородов и однозначно указывают на их абиогенное происхождение.
 
«При изучении некоторых метеоритов-хондритов исследователи столкнулись с необычным по изотопному составу водородом. В земном водороде изотопные концентрации, или распространенность двух его изотопов, легкого протия (1Н) и тяжелого дейтерия (2D), соотносятся как D / H ї 1,56 " 10- 4. Однако при нагревании метеоритов-хондритов водород меняет свой изотопный "облик", словно хамелеон. Например, при исследовании в нашей лаборатории одного из метеоритов-хондритов при 700 - 900?С неожиданно появился водород, обогащенный дейтерием почти в 5 раз в сравнении с водородом Земли. Вероятно, он содержался в скрытых в веществе метеорита частицах, происходящих из межзвездных молекулярных облаков. При дальнейшем повышении температуры из каких-то минералов стал выделяться и обедненный дейтерием газ - первичный водород Галактики с очень низким изотопным отношение D / H. Для того чтобы понять происхождение богатого дейтерием водорода, группа американских исследователей под руководством М. Эпстайна с помощью химических реагентов выделила из метеоритов вещества - носители дейтерия. Это легко растворимая в кислотах смесь органических соединений вроде амино- и монокарбоксиловых кислот и органические полимеры, или керогены, - их молекулы представляют собой объемные, пространственные цепочки с поперечными связями из соединенных атомов углерода, водорода, азота, серы, кислорода. В том, насколько сложны эти соединения, можно убедиться, взглянув на молекулярную формулу одного из них - C100H48N1,8S2O12 ! Вот здесь-то водород и оказался обогащенным тяжелым изотопом в десятки раз. Никакими ядерными реакциями или процессами изотопного фракционирования в метеоритах, да и вообще в Солнечной системе, такое избирательное обогащение дейтерием не объяснить.
Но это было еще не последним странным результатом. Сегодня у исследователей метеоритов есть замечательная возможность изучать не только крупные метеориты, но и микрометеориты - мельчайшие частицы, носящиеся между планетами. Их собирают в верхних слоях атмосферы на высоте 20 км при помощи специальных самолетов. Размер каждого из таких микрометеоритов менее сотой доли миллиметра.
В Вашингтонском университете в Сент-Луисе, США, Е. Циннер и его коллеги обнаружили, что в разных участках каждой отдельной межпланетной частицы - микрометеорита избыток дейтерия может быть десятикратным в сравнении с изотопным составом земного водорода. При этом в тех участках, где был обнаружен такой странный водород, зафиксирована и повышенная концентрация углерода.
Следовательно, водород входит в состав каких-то органических молекул, щедро обогащенных дейтерием. Это "ископаемые молекулы"! Они приходят из межзвездных газовых облаков, в которых распространенность дейтерия огромна. Причина этого - ионно-молекулярные реакции при очень низкой температуре (<1000 К), сопровождающиеся энергетически выгодным процессом - очень интенсивным обогащением тяжелыми изотопами одних молекул и обеднением других.     Новообразованные в межзвездном облаке в сотнях реакций молекулы воды, метана, цианистого водорода, аммиака, ионы DCO+ и множество других веществ в тысячи раз обогащены дейтерием. Они конденсируются на поверхности пылинок, особенно на углеродсодержащих частицах.
Такие частицы вошли в состав газо-пылевого протопланетного облака, и при последующей аккреции, собирании твердого вещества, часть из них оказалась в составе метеоритов, а оставшиеся продолжают носиться в межпланетном пространстве. Именно такие космические пылинки и принесли из невообразимо далеких межзвездных облаков в нашу Солнечную систему столь необычные для Земли ископаемые молекулы, меченные дейтерием.
Изотопные аномалии в досолнечных частицах - свидетельства тех ядерных процессов в звездах, в которых эти частицы образовались. Круг замкнулся: от рождения звезд к их гибели, от ядерных бурь к пеплу, и снова к воссозданию из него, словно птица Феникс, юной звезды, начинающей с этого мига неумолимое движение к катастрофе - таков вечный путь, предначертанный веществу Галактики» (Ю. Шуколюков, РАН, 2011).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Благородные газы и другие элементы в метеоритах.

    «Многие исследователи, изучив некоторые метеориты - углистые хондриты, обратили внимание на избыток в них тяжелых изотопов ксенона - 136Xe, 134Xe, 132Xe - типичных продуктов деления. Однако их соотношения никак не соответствовали изотопному составу ксенона, образующегося при самопроизвольном делении ни хорошо известных изотопов урана или тория, ни 244Pu, ни искусственно синтезированных трансурановых элементов. Уж не скрыты ли в углистых хондритах следы самопроизвольного деления еще одного вымершего элемента - далекого зауранового, сверхтяжелого? Такое предположение пришлось как нельзя кстати! Как раз именно в это время физики-теоретики пришли к выводу, что в природе могут существовать очень тяжелые химические элементы. Хотя устойчивость атомных ядер быстро падает по мере утяжеления элементов, хотя среднее время жизни атомов уменьшается от 6,5 миллиардов лет для урана (92-я клетка Периодической системы элементов Д.И. Менделеева) до нескольких минут для атомов лоуренсия (103-я клетка), но дальше, по мере роста атомного номера гипотетических химических элементов их устойчивость, казалось, может быстро возрастать. Расчеты не исключали, что элементы № 108 - 114 могли бы оказаться достаточно стабильными [8]. Этот островок стабильности в море соседних нестабильных ядер мог возникнуть, как предполагали, из-за того, что у таких химических элементов в атомных ядрах наборы протонов и нейтронов должны быть близкими "магическим числам" 114 и 184 - так физики в полушутку называют особо прочные комбинации этих частиц в ядрах атомов. Гипотетические сверхтяжелые элементы могли бы оказаться настолько устойчивыми, что из них, благодаря очень небольшой критической массе, можно было бы делать малогабаритные ядерные энергетические установки и, увы, миниатюрные атомные бомбы огромной разрушительной силы. Физики-экспериментаторы в Дубне под Москвой под руководством Г.Н. Флерова и в Беркли, США, во главе с Г. Сиборгом с помощью гигантских ускорителей пытались создать рукотворные сверхтяжелые элементы - № 102, № 103, № 104, ..., двигаясь от одной клетки Периодической системы Д.И. Менделеева к следующей. Одновременно с физиками-ядерщиками начали охоту за сверхтяжелыми элементами и исследователи метеоритов: ведь если в метеоритах найдены доказательства существования трансуранового элемента плутония, то почему бы там же не найти изотопные следы и более тяжелых трансуранов - сверхтяжелых элементов? Совместно с нашей группой активные поиски сверхтяжелых элементов в метеоритах с помощью физических методов начал со своими сотрудниками и Г.Н. Флеров, открывший задолго до этого вместе с К.А. Петржаком само явление самопроизвольного деления ядер. Казалось, и здесь удача улыбалась исследователям: в некоторых метеоритных минералах обнаружились видимые в микроскоп следы пролета - треки, как думали, ядер сверхтяжелых элементов, составной части галактического космического излучения. Теоретически сверхтяжелые ядра при каждом акте спонтанного деления должны были бы испускать 4 - 6 нейтронов - вроде бы и такую множественность эмиссии нейтронов из некоторых метеоритов удалось зафиксировать.
   Пионером экспериментальных поисков ископаемых изотопов ксенона - продуктов спонтанного деления сверхтяжелых элементов в метеоритах - были Э. Андерс и его исследовательская группа в Чикагском университете. Вслед за ними в погоню за этими элементами включились и другие исследователи, в том числе и наша лаборатория. Основная идея состояла в том, чтобы найти и выделить минералы, где прежде концентрировался сверхтяжелый элемент, а теперь содержится его потомок - ксенон с особым изотопным составом. Однако метеоритные минералы очень тонкозернисты. Мельчайшие зерна разных минералов к тому же нередко срастаются так, что не оторвать, а то и врастают одно в другое. Поэтому придумали химический метод разделения минералов: для исследования одних минералов другие, ненужные минералы просто растворяют. Конечно, сказать-то это просто, а на самом-то деле для разделения множества разнообразных минералов, входящих в состав метеоритов, пришлось изобрести сложнейшие химические схемы. На минерал воздействуют последовательно при разной температуре и при различной концентрации соляной, плавиковой, азотной, хлорной кислотами, перекисью водорода. Минералы метеорита постепенно растворяются. В остающихся нерастворимых остатках исследовали ксенон.
    По мере растворения вещества ксенон в оставшихся остатках обогащался тяжелыми изотопами 136Xe, 134Xe, 132Xe, 131Xe относительно 130Xe, заведомо не образующегося в процессах деления.
Иллюстрацией такого изменения изотопного состава ксенона при последовательном растворении образцов метеоритов-хондритов из метеоритной коллекции Российской Академии наук могут служить данные, полученные нашей научной группой [Фисенко А.В., Данг Ву Минь, Семенова Л.Ф. и др. Изотопный состав ксенона в кислотно-нерастворимых остатках углистого хондрита Ефремовка CV3. Метеоритика. 1987. № 46. С. 58 - 72.]. И все же таинственный незнакомец не давался в руки исследователей и, подобно тому, как все меньшие матрешки прячутся внутри крупных, скрывался во все более мелкозернистых и химически устойчивых фракциях минералов. Казалось, вот-вот можно будет выделить чистый ксенон деления сверхтяжелого элемента...
О. Мануэл из Университета Миссури в США увидел то, что многие почему-то не замечали. Он предложил представить изотопный состав предполагаемого ксенона деления сверхтяжелого элемента не в форме изотопных соотношений с 136Xe, а сравнить его с изотопным составом солнечного ксенона.
После этого стало совершенно очевидным, что ксенон обогащен не только тяжелыми, но всегда почти столь же сильно и легкими изотопами 124Xe, 126Xe, 128Xe. Легкие, нейтронно-дефицитные изотопы ксенона никак не могут образоваться при делении атомных ядер - закон сохранения энергии и массы этого не позволяет. Выходит, и тяжелые изотопы образовались не при самопроизвольном делении гипотетического сверхтяжелого элемента, а в ином ядерном процессе. 

Исследуя один минерал за другим - шпинель, элементарный углерод, хромит, - Э. Андерс и его сотрудники в конце-концов получили из метеорита тончайшую минеральную фракцию из очень мелких зерен размером всего ї 15 ангстрем, составляющую миллионные доли от исходной массы. Это был алмаз.     Высокотемпературный минерал, в котором сверхтяжелый элемент из-за его возможных химических свойств сравнительно легколетучего элемента не мог сконцентрироваться.
В Открытом Университете в Милтон Кэйнз группа английских исследователей под руководством К. Пиллинджера определила изотопный состав азота из этого алмаза. Он оказался аномальным: распространенность изотопа 14N на целую треть выше нормальной земной распространенности. Это могло быть результатом его образования.  В нерастворимых остатках некоторых других метеоритов - углистых хондритов были обнаружены и иные изотопные аномалии, говорящие о до солнечном, звездном их происхождении.
Так, в ходе постепенного растворения вещества метеорита Марчисон выделился ксенон, снова невиданный по изотопному составу: он был обогащен изотопами 128Xe, 130Xe, 132Xe и сильно обеднен 124Xe, 126Xe и 136Xe. Это было убедительным свидетельством в пользу звездного происхождения и ксенона, и содержащих его минералов.
Дело в том, что ксенон именно с таким изотопным составом должен бы образоваться в s-процессе звездного синтеза элементов путем последовательного встраивания все новых и новых нейтронов в атомные ядра, но при потоке нейтронов не столь большом, как в r-процессе в сверхновой.
Немецкие исследователи Ф. Бегеманн и У. Отт в Макс-Планк Институте химии в Майнце подтвердили это: в тех же самых минералах они обнаружили и криптон-s и барий-s c очень специфическим и необычным изотопным составом, который указывал на их звездное происхождение.
   
Оказалось, что  в метеоритах есть еще один благородный газ с далеких звезд - неон.
Обычно неон состоит из трех изотопов: 20Ne, 21Ne и 22Ne.
Американские исследователи Д.С. Блэк и Р.О. Пепин неожиданно столкнулись с новым явлением: из нагретых углистых метеоритов при ї 10000 C выделялся неон, на 99% обогащенный изотопом 22Ne, то есть почти чистый моноизотоп. Он скрывается в двух минеральных фазах - в углистом веществе и в высокотемпературном минерале - шпинели. Изотоп 22Ne не мог образоваться ни при каких ядерных реакциях в Солнечной системе. Место его рождения - звезды. Было пока не вполне ясно, звезда какого типа породила Ne-E. Но одно обстоятельство стало особенно важным: ведь изотоп 22Ne - главная составная часть Ne-E - образуется не сразу. Сначала в оболочке звезды обязательно возникает родительский изотоп 22Na, а уж при его последующем b-распаде рождается 22Ne. Среднее время жизни атомов радиоактивного 22Na всего 3,7 года. Он не успел бы добраться до Солнечной системы, распался бы в пути, и вместо него поступил бы в нее 22Ne. В Солнечной системе 22Ne обязательно смешался бы с другими изотопами неона. Между тем, в метеоритах он встречается почти в чистом виде. Значит, сначала 22Na вошел в состав углистого вещества и шпинели - носителей Ne-E в метеоритах, и уже только там превратился в 22Ne. Лишь после этого Ne-E попал на Землю.
    В очень тугоплавких минералах метеоритов-хондритов сотрудники Чикагского университета во главе с Р.Н. Клэйтоном обнаружили необыкновенный кислород. Если в воздухе, которым мы дышим, кислород состоит из трех изотопов 16О, 17О и 18О, то в некоторых минералах метеоритов содержится лишь чистый моноизотоп 16О. Это тоже продукт звездных ядерных реакций.
Углерод в частицах карбида кремния диаметром менее 0,001 см оказался в два раза обогащенным тяжелым изотопом 13С относительно легкого 12С, а в азоте, содержащемся в карбиде кремния, изотопное отношение 14N / 15N в 20 раз превысило нормальное. Столь же впечатляющими оказались вариации изотопного состава кремния, неодима, кальция, титана, стронция, бария, самария в метеоритном карбиде кремния.
Из всех этих данных об изотопных аномалиях в метеоритах следовало: звездные ксенон, криптон, неон, кислород, углерод, азот, кремний, кальций, титан, неодим были доставлены в рождавшуюся Солнечную систему минеральными частицами, возникшими в звезде еще до того, как образовалось само Солнце.
Все это означало: звездные минералы способны сохраняться в веществе метеоритов.

       При изучении некоторых метеоритов-хондритов исследователи столкнулись с необычным по изотопному составу водородом.
В земном водороде изотопные концентрации, или распространенность двух его изотопов, легкого протия (1Н) и тяжелого дейтерия (2D), соотносятся как D / H ї 1,56 " 10- 4.
Однако при нагревании метеоритов-хондритов водород меняет свой изотопный "облик", словно хамелеон. Например, при исследовании в нашей лаборатории одного из метеоритов-хондритов при 700 — 9000 С неожиданно появился водород, обогащенный дейтерием почти в 5 раз в сравнении с водородом Земли. Вероятно, он содержался в скрытых в веществе метеорита частицах, происходящих из межзвездных молекулярных облаков. При дальнейшем повышении температуры из каких-то минералов стал выделяться и обедненный дейтерием газ - первичный водород Галактики с очень низким изотопным отношение D / H. Для того чтобы понять происхождение богатого дейтерием водорода, группа американских исследователей под руководством М. Эпстайна с помощью химических реагентов выделила из метеоритов вещества - носители дейтерия. Это легко растворимая в кислотах смесь органических соединений вроде амино- и монокарбоксиловых кислот и органические полимеры, или керогены, - их молекулы представляют собой объемные, пространственные цепочки с поперечными связями из соединенных атомов углерода, водорода, азота, серы, кислорода. В том, насколько сложны эти соединения, можно убедиться, взглянув на молекулярную формулу одного из них - C100H48N1,8S2O12 ! Вот здесь-то водород и оказался обогащенным тяжелым изотопом в десятки раз. Никакими ядерными реакциями или процессами изотопного фракционирования в метеоритах, да и вообще в Солнечной системе, такое избирательное обогащение дейтерием не объяснить.
Но это было еще не последним странным результатом. Сегодня у исследователей метеоритов есть замечательная возможность изучать не только крупные метеориты, но и микрометеориты - мельчайшие частицы, носящиеся между планетами. Их собирают в верхних слоях атмосферы на высоте 20 км при помощи специальных самолетов. Размер каждого из таких микрометеоритов менее сотой доли миллиметра.
В Вашингтонском университете в Сент-Луисе, США, Е. Циннер и его коллеги обнаружили, что в разных участках каждой отдельной межпланетной частицы - микрометеорита избыток дейтерия может быть десятикратным в сравнении с изотопным составом земного водорода. При этом в тех участках, где был обнаружен такой странный водород, зафиксирована и повышенная концентрация углерода.
Следовательно, водород входит в состав каких-то органических молекул, щедро обогащенных дейтерием. Это "ископаемые молекулы"! Они приходят из межзвездных газовых облаков, в которых распространенность дейтерия огромна. Причина этого - ионно-молекулярные реакции при очень низкой температуре (<1000 К), сопровождающиеся энергетически выгодным процессом - очень интенсивным обогащением тяжелыми изотопами одних молекул и обеднением других.     Новообразованные в межзвездном облаке в сотнях реакций молекулы воды, метана, цианистого водорода, аммиака, ионы DCO+ и множество других веществ в тысячи раз обогащены дейтерием. Они конденсируются на поверхности пылинок, особенно на углеродсодержащих частицах.
Такие частицы вошли в состав газо-пылевого протопланетного облака, и при последующей аккреции, собирании твердого вещества, часть из них оказалась в составе метеоритов, а оставшиеся продолжают носиться в межпланетном пространстве. Именно такие космические пылинки и принесли из невообразимо далеких межзвездных облаков в нашу Солнечную систему столь необычные для Земли ископаемые молекулы, меченные дейтерием.
Изотопные аномалии в до солнечных частицах - свидетельства тех ядерных процессов в звездах, в которых эти частицы образовались» (Ю.Э. Шуколюков, РАН). 

[Устьянцев Валерий Николаевич]

«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)..
 
« … Лишь часть вещества организмов собирается в виде каустобиолитов. Это только та часть которая выходит из жизненного круговорота, какая-нибудь миллионная часть химических элементов, проходящих через живое вещество.
Вся основная масса элементов удерживается живым веществом в круговороте, в поле своего действия.
«Циклические элементы составляют почти всю массу земной коры — 99.7;%. Остающийся небольшой остаток — 0.3%, не есть ничтожная величина. Он составляет квадриллионы метрических тонн. В нем сосредоточены радиоактивные элементы, которые в жизни биосферы имеют огромное значение. Это материя в химически-активном состоянии, обладающая свободной (атомной) энергией, производящей в земной коре огромную химическую работу. Количество такой материи — 1015 тонн. Близка к этому же порядку масса другой «активной» материи — живого вещества (живых организмов), не менее глубоко внедряющейся в механизм геохимических процессов.
В земной коре есть два типа «химически» активного вещества: радиоактивные элементы и живое вещество — совокупность живых организмов».

«Нахождение элементов в кремнеалюминиевых массах — сложных, вечно изменчивых системах, более или мене вязких, обладающих высокой температурой и высоким давлением переполненных газами (CH4, H2O - пары)» [В.И. Вернадский, 1934].

В XX веке американец Мабери сделал открытие:
«Во всех нефтях есть азот и азотистые тела — производные метил-хинолина».
«Метилхинолины являются производными хинолина, в молекуле которого соединены ядро бензола и ядро пиридина. Можно рассматривать хинолин как нафталин, в котором одна из групп СН в положении асфальта замещена атомом N. Для хинолина число
однозамещенных производных равно 7. Хинолину отвечают семь метилхинолинов, в котором один из водородов хинолина замещен метильным радикалом — СН3 .
Хинолины составляют основу многих алкалоидов и эти ядра — очень стойкие — чрезвычайно распространены в окружающем нас земном живом веществе. Образование алкалоидов в растениях считают связанным с белками» [В.И. Вернадский, 1934].
«Азотистые соединения везде тождественны, количество их в нефтях: от 1% до 20%.
Лишь под влиянием метилхинолиновых тел, азот соединяется с углеродом, водородом, серой, кислородом. Хинолиновое ядро не подвергается метаморфизации, после гибели организмов и перешло в нефти» [В.И. Вернадский, 1934].
«Свободный азот, отвечающий угольной кислоте в геохимической истории углерода, является главным ювенильным минералом для данного элемента.
Он устойчив во всех известных оболочках земной коры» [В.И. Вернадский, 1934]
Отметим что, на Солнце гелий образуется при реакции, где катализатором являются углерод, азот и кислород.
«Процессы минералообразования, ведущие к образованию локальных высоких концентраций отдельных компонентов, характеризуются не возрастанием, а убыванием энтропии, и, следовательно, не могут протекать самопроизвольно без дополнительного притока энергии извне. Такие системы являются типичными открытыми диссипативными системами.
Поступление дополнительных энергетических ресурсов, необходимых для развития таких систем, может осуществляться не только кондуктивным и конвективным путем, но и за счет волновой передачи энергии от внешних, по отношению к данной системе, осцилляторов.
Вещество и энергия, необходимые для формирования минерального сырья, могут иметь разную природу, разные источники, пути и механизмы поступления в локальную область формирования минерального сырья» (Г.Б. Наумов, 2016).
«Самоорганизация неразрывно связана с волновыми процессами (Г.Б. Наумов), т.е. процессами, самоподдерживающимися в нелинейной, диссипативной среде за счет распределенных в ней источников энергии».
Благородные газы образуются в земной коре и мантии, в процессе радиоактивного распада определенных элементов, таких как уран и торий. Эти радиоактивные элементы подвергаются ядерному распаду, испуская альфа- и бета-частицы, а также гамма-излучение. В рамках этого процесса распада,образуются изотопы благородны газов, которые дают энергию, которая способствует дифференциации вмещающего вещества. Энергетическая подпитка системы способствует процессу минералообразования. УВ в том или ином количестве образуются из всех видов пород, под вод воздействием волны энергии исходящей от экзоэнергетических элементов.  Во всех нефтях есть благородные газы уран, торий, которые не совместимы с жизнью. Нефть является минералом абиогенного происхождения. Нефть — минерал производный вмещающих ее пород.
Все без исключения планеты Солнечной системы, отражают механизм формирования сложной системы углеводородов и однозначно указывают на их абиогенное происхождение.

Можно уверенно говорить о том, что с помощью волнового механизма, решается проблема не только закономерного размещения рудных тел, но и вопрос устойчивости и изменчивости геологических систем и минералогических ассоциаций. Различным минералогическим ассоциациям будет соответствовать определенный диапазон волн.
Возможности резкого повышения производства важнейших рудных редких элементов, углеводородов, - заключены в комплексном использовании минерального сырья. Знание закономерностей строения структуры блоков земной коры и механизма их формирования, повышают эффективность геолого разведочных работ и снижают материальные затраты на их проведение, данный фактор приводит в конечном счете к снижению себестоимости добываемого минерального сырья.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Благородные газы и их роль в развитии планетарной системы

[/b].
 
Отметим: «Открытие удалось сделать благодаря уникальному прибору – магнитному резонансному массспектрометру – разработанному и созданному в Ленинградском Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе (он оказался в десятки тысяч раз чувствительнее лучших зарубежных спектрометров). Разработкой приборов и исследованиями по изотопии гелия руководил доктор физико-математических наук, профессор Мамырин Борис Александрович. В практической геологии изотопно-гелиевый критерий позволяет картировать рудоносные зоны (уран, литий и др.), отличать зоны действующих разломов земной коры, оценивать обстановку в сейсмически неустойчивых районах. Этот метод используется для решения ряда гидрологических проблем – например, для определения контуров подводных течений в океанах, для расчета глубин залегания горячих (термальных) водных источников. Становятся еще более точными поиски геологов, т.к. изотопные «метки» позволяют отличать молодые породы от старых, находить перспективные месторождения полезных ископаемых». (Б. А. Мамырин, Г. С. Ануфриев, Л. В. Хабарин, И. Н. Толстихин, И. Л. Каменский). 1982.

- Российские ученые установили, что гелии, которыми «пропитаны» породы земной коры и породы мантии, резко отличны по изотопному составу.
В коре, в различных регионах отношение гелия3 к гелию4 может меняться в десятки и сотни раз и это отношение крайне мало.
А в гелии мантии отношение легкого изотопа к тяжелому оказалось очень стабильным и в тысячу раз больше, чем в гелии земной коры.
Это редчайший феномен природы, поскольку сдвиги в изотопном отношении для различных элементов на Земле не превышают обычно нескольких процентов. В результате изотопных анализов гелия из разнообразных природных объектов был обнаружен, первоначально в газах термальных источников Южно-Курильских островов, гелий с аномально высоким изотопным отношением Не3/Не4 = ~ (3±1) 105.
Дальнейшие исследования и анализ проб, отобранных из многих точек земного шара во всех океанах, на всех материках, на многочисленных островах, показали, что установленный факт носит глобальный характер, и в гелии, продуцируемом подкоровыми слоями Земли, отношение Не3/Не4 выше в сотни и тысячи раз, чем в гелии, генерируемом породами земной коры.
- Американские ученые выдвинули версию образования планеты Земля (источник: https://ria.ru/20181207/1547581979.html). Исследованиями на эту тему занимались специалисты Калифорнийского университета в Дэйвисе. Ученые проанализировали соотношение изотопов неона, захваченных мантией Земли во время формирования планеты. Образцы экспедиция под руководством специалистов из Университета Род-Айленда достала образцы со дна Атлантики. На этот благородный инертный газ, в отличие от водяного пара, углекислого газа или азота, не влияют химические и биологические процессы. По словам одного из авторов исследования, профессора Суджоя Мукхопадхая, в силу этого свойства неона он навсегда сохраняет информацию о своем происхождении.
Ученые выделили три изотопа — неон-20, 21 и 22. Все они стабильны и не радиоактивны, однако неон-21 образуется при радиоактивном распаде урана. Таким образом, количество неона-20 и неона-22 остается неизменным с момента рождения планеты.
«Это четкое указание на то, что в глубокой мантии Земли есть небулярный неон. Учитывая, что он является маркером для других газов, необходимые для жизни вещества — водород, вода, углекислый газ и азот — накапливались одновременно», - прокомментировал исследование его участник Кертис Уильямс.
- В атмосфере отношения 40Ar/36Ar = 296. Для определения изотопного состава аргона в мантии Земли были исследованы подводные изверженные породы. Изучение изотопного состава аргона из толеитовых базальтов привело к обнаружению довольно широкого диапазона отношений 40Ar/36Ar - от близких к атмосферным значениям до 25000 (Ozima, Podosek, 1983). Примерно в таких же пределах менялось это отношение и в ультраосновных включениях в базальтах (Толстихин, 1986). Поскольку возможность атмосферной контаминации не вызывает сомнения, обычно в качестве типичных для мантии принимают наиболее высокие отношения 40Ar/36Ar.
Наблюдается общее закономерное увеличение содержания радиогенного аргона с глубиной (т.е. чем древнее породы, вмещающие нефть, тем больше содержание радиогенного аргона).
 - В 1977 г. установлено, что изотопные аномалии по Не и Ne коррелируют с изотопными аномалиями по Аг, Кг и Хе.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Энергия образования миерального сырья

В 1979 году С.И. Ибадуллаев и К.К. Карабаев в своей работе- «Об эволюции магматического процесса в Средней Азии», на основании фактического материала (геологическая карта Средней Азии (1976), показали эволюционную этапность магматизма в разные периоды (от протерозоя до неогена включительно) развития земной коры, и пришли к выводу, что «все известные в Средней Азии интрузивные и вулканические комплексы являются дериватами магматических процессов, проявившихся двадцать восемь раз (от протерозоя до неогена). Они представлены семнадцатью комплексами пород различного состава, генезиса и времени становления. Дифференциация магматических образований происходила в направлении: щелочные - кислые - основные - ультраосновные породы.
Частота проявления магматических комплексов варьирует от 1 до 16. Так,  граниты лейкократовые, биотитовые и двуслюдяные, гранодиоты, гранито-гнейсы внедрялись 16 раз (архей-неоген); габбро, нориты, габбро-диориты, диориты - 14 раз; породы комплекса гранодиориты, кварцевые диориты, гранито-гнейсы и гранито-диорито-гнейсы - 13 раз; диориты, габбро-диориты, кварцевые диориты, кварцевые сиенито-диориты - 11 раз; дуниты, передотиты, гарцбургиты серпентинизированные - 5 раз (в кембрии, ордовике, девоне и карбоне); комплекс пород - перидотиты, пироксениты, габбро, габбро-нориты - 1раз (мел). Комплекс габбро, габбро-норитов, который соответствует "базальтам" внедрялся 14 раз (от архея до неогена включительно).
Высокой частотой внедрения отличаются комплексы пород кислого и основного состава, меньшей - серии щелочных и ультраосновных пород.
В каждом отдельно взятом периоде дифференциация осуществлялась в сторону изменения состава магмы от кислого до основного».
«Высокая магмапродуктивность, как отмечают Р. Уайт и Д. Маккензи (1995), не может быть обеспечена плавлением на уровне литосферы, а требует привнесения материала из более глубоких горизонтов мантии.
О.А. Богатиков (1985) отмечал, что «надо учитывать то обстоятельство, что более легкоплавкое вещество лейкосомы будет легче перемещаться при высокотемпературном (особенно водном) амфиболитовом метаморфизме, создавая тем самым впечатление большей древности меланосомы».
Состав слоев :
1. гранулиты — 40-50%, мигматиты и гнейсы — 20-30%, кристаллические сланцы — 10-20%, плагиоклазиты и гранитоиды — 10-15%;
2. плагиоклазиты и габбро-нориты — 50-60%, гранулиты и гнейсы — 20-30%, гранулитовые эклогиты — 10-20%;
3. серпентиниты — 20-40%, эклогитизированные породы и эклогиты — 60-80%;
4. гарцбургиты и эклогиты — до 80%, пироксениты и лерцолиты — до 15%, вебстериты и габбро — 5%;
5. аморфизованная слабо дифференциированая базальтово-пикритовая ассоциация.
«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 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).
Этот вывод , 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 энтропия»
Синергетика объясняет процесс самоорганизации в сложных системах следующим образом: Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией и прекратить любые эволюции. Самоорганизация неразрывно связана с волновыми процессами. В любых открытых, диссипативных и нелинейных системах неизбежно возникают автоколебательные процессы, поддерживаемые внешними источниками энергии, в результате которых протекает самоорганизация.
Процесс формирования месторождений минерального сырья, - антиэнтропийный. Система формирования минерального сырья— открытая, благодаря наличию тектонических нарушений в земной коре. Таким образом, главным фактором формирования месторождений являются, - тектонические нарушения. То-есть, тектонические нарушения контролируют месторождения минерального сырья.
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.
В Солнечной планетарной системе отмечается закономерность: с удалением от Солнца, уменьшается количество тяжелых элементов, а количество легких элементов (водород, гелий, углеводород, вода и др.), увеличивается.
- Пребиотические вещества, которые образуются при облучении льда, теряют свои органические свойства и высокое содержание водорода, азота и кислорода, при нагревании более чем до 300 ºC; это происходит вблизи Солнца.
- Слишком низкие температуры предотвращают пребиотическое направление развития, в отличие от Земли.
«… Лишь часть вещества организмов собирается в виде каустобиолитов. Это только та часть которая выходит из жизненного круговорота, какая-нибудь миллионная часть химических элементов, проходящих через живое вещество.
Вся основная масса элементов удерживается живым веществом в круговороте, в поле своего действия…»
«Циклические элементы составляют почти всю массу земной коры — 99.7;%. Остающийся небольшой остаток — 0.3%, не есть ничтожная величина.
«Нахождение элементов в кремнеалюминиевых массах — сложных, вечно изменчивых системах, более или мене вязких, обладающих высокой температурой и высоким давлением переполненных газами (CH4, H2O - пары)» [В.И. Вернадский, 1934]
Благородные газы образуются в земной коре и мантии, в процессе радиоактивного распада определенных элементов, таких как уран и торий. Эти радиоактивные элементы подвергаются ядерному распаду, испуская альфа- и бета-частицы, а также гамма-излучение. В рамках этого процесса распада,образуются изотопы благородны газов, которые дают энергию, которая способствует дифференциации вмещающего вещества. Энергетическая подпитка системы способствует процессу минералообразования. УВ в том или ином количестве образуются из всех видов пород, под вод воздействием волны энергии исходящей от экзоэнергетических элементов.
Все без исключения планеты Солнечной системы, отражают механизм формирования сложной системы углеводородов и однозначно указывают на их абиогенное происхождение.
Благородные газы и их роль в развитии планетарной системы.
 Отметим: «Открытие удалось сделать благодаря уникальному прибору – магнитному резонансному массспектрометру – разработанному и созданному в Ленинградском Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе (он оказался в десятки тысяч раз чувствительнее лучших зарубежных спектрометров). Разработкой приборов и исследованиями по изотопии гелия руководил доктор физико-математических наук, профессор Мамырин Борис Александрович. В практической геологии изотопно-гелиевый критерий позволяет картировать рудоносные зоны (уран, литий, УВ, нефть и др.), отличать зоны действующих разломов земной коры, оценивать обстановку в сейсмически неустойчивых районах.». (Б. А. Мамырин, Г. С. Ануфриев, Л. В. Хабарин, И. Н. Толстихин, И. Л. Каменский, 1982).
- Российские ученые установили, что гелии, которыми «пропитаны» породы земной коры и породы мантии, резко отличны по изотопному составу.
В коре, в различных регионах отношение гелия3 к гелию4 может меняться в десятки и сотни раз и это отношение крайне мало.
А в гелии мантии отношение легкого изотопа к тяжелому оказалось очень стабильным и в тысячу раз больше, чем в гелии земной коры.
Это редчайший феномен природы, поскольку сдвиги в изотопном отношении для различных элементов на Земле не превышают обычно нескольких процентов. В результате изотопных анализов гелия из разнообразных природных объектов был обнаружен, первоначально в газах термальных источников Южно-Курильских островов, гелий с аномально высоким изотопным отношением Не3/Не4 = ~ (3±1) 105.
Дальнейшие исследования и анализ проб, отобранных из многих точек земного шара во всех океанах, на всех материках, на многочисленных островах, показали, что установленный факт носит глобальный характер, и в гелии, продуцируемом подкоровыми слоями Земли, отношение Не3/Не4 выше в сотни и тысячи раз, чем в гелии, генерируемом породами земной коры.

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]

- Неон : Неон имеет атомный номер 10 в периодической таблице элементов. Неон имеет более высокую атомную массу, чем азот и кислород, но они встречаются только в виде молекул. Этот благородный газ известен, в частности, из осветительной техники. Однако он также используется в качестве хладагента в холодильной технике.
Неон находят повсюду - на Земле, в небесах и на море. Наибольшая концентрация его в атмосфере - 0,00182% по объему. А всего на нашей планете около 6,6·1010 т неона. У элемента №10 три стабильных изотопа: 20Ne, 21Ne и 22Ne. Повсеместно преобладает легкий 20Ne. В воздушном неоне его 90,92%, на долю 21Ne приходится 0,257%, а на долю 22Ne — 8,82%. Среднее содержание неона в земной коре мало - всего 7·10-5 г/т.
В изверженных породах, составляющих основную массу литосферы, около 3 млрд. т неона. Отсюда, по мере разрушения пород, неон улетучивается в атмосферу. В меньшей мере атмосферу снабжают неоном природные воды. Неон - самый малочисленный обитатель Земли из всех элементов своего периода. Это характерно для всех инертных газов, несмотря на то, что элементам с четными номерами обычно присуща большая распространенность. «Земная» диаграмма резко контрастирует с «космической»: в газовых туманностях и некоторых звездах неона в миллионы раз больше, чем на Земле. Концентрация неона в мировой материи неравномерна, в целом же по распространенности во Вселенной он занимает пятое или шестое место. Неон обильно представлен в горячих звездах - красных гигантах, в газовых туманностях, в атмосфере внешних планет солнечной системы - Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна. В 1974 г. американский астроном М. Харт установил, что атмосфера далекого Фото УранаПлутона в нижних слоях примерно так же плотна, как земная. Учитывая низкую температуру атмосферы Плутона (около 40°К), Харт вычислил, что в этой атмосфере преобладает неон. Причину неоновой бедности нашей планеты ученые усматривают в том, что некогда Земля потеряла свою первичную атмосферу, которая и унесла с собой основную массу инертных газов. Они ведь не могли, как кислород и другие газы, химически связаться с Нептуна другими элементами в минералы и тем самым закрепиться на планете.
Американские ученые выдвинули версию образования планеты Земля (источник: https://ria.ru/20181207/1547581979.html). Исследованиями на эту тему занимались специалисты Калифорнийского университета в Дэйвисе. Ученые проанализировали соотношение изотопов неона, захваченных мантией Земли во время формирования планеты. Образцы экспедиция под руководством специалистов из Университета Род-Айленда достала образцы со дна Атлантики. На этот благородный инертный газ, в отличие от водяного пара, углекислого газа или азота, не влияют химические и биологические процессы. По словам одного из авторов исследования, профессора Суджоя Мукхопадхая, в силу этого свойства неона он навсегда сохраняет информацию о своем происхождении.
Ученые выделили три изотопа — неон-20, 21 и 22. Все они стабильны и не радиоактивны, однако неон-21 образуется при радиоактивном распаде урана. Таким образом, количество неона-20 и неона-22 остается неизменным с момента рождения планеты. Существуют три основные гипотезы о происхождении нашей планеты.
Одна предполагает, что Земля росла сравнительно быстро - от двух до пяти миллионов лет. при этом планета захватывала необходимые для жизни воду и газы из окружающего молодое Солнце облака. Согласно другой гипотезе, небесные тела - планетезимали - образовались под облучением Солнца из частиц пыли. Они стали источником нужных соединений. Согласно третьей теории Земля развивалась медленно и за счет богатых водой, кислородом и азотом метеоритов. Отсюда исследователи делают вывод, что для каждой из трех теорий формирования Земли должно быть характерно собственное соотношение изотопов 20 и 22. Чтобы определить этот коэффициент, исследователи изучили образцы подушечной лавы. Эти стекловидные породы формируются при подводных или подледных извержениях. Исследователи разрушили породы в герметичной камере и проанализировали состав газов. Они получили соотношение изотопов неона для трех гипотез о происхождении Земли. Выяснилось, что коэффициент, соответствующий теории «мантии Земли», выше, чем у «гипотезы планетезималей» и модели «долгого развития».
«Это четкое указание на то, что в глубокой мантии Земли есть небулярный нео. Учитывая, что он является маркером для других газов, необходимые для жизни вещества — водород, вода, углекислый газ и азот — накапливались одновременно», - прокомментировал исследование его участник Кертис Уильямс». ( ysical RevPiew Letters).
- Аргон : Аргон имеет атомный номер 18. В материи Вселенной аргон представлен еще обильнее, чем на нашей планете. Особенно много его в веществе горячих звезд и планетарных туманностей. Подсчитано, что аргона в космосе больше, чем хлора, фосфора, кальция, калия - элементов, весьма распространенных на Земле. Для аргона и других инертных газов (кроме гелия) "закрыты" пути из атмосферы: отсутствуют как диссипация в космическое пространство, так и консервация в связанном состоянии в пределах коры. Выделившиеся из твердой Земли инертные газы накапливаются в атмосфере, что приводит к их относительно высоким концентрациям и к сильной контаминации, доступных наблюдению частей земной коры атмосферными компонентами.
В атмосфере отношения 40Ar/36Ar = 296. Для определения изотопного состава аргона в мантии Земли были исследованы подводные изверженные породы. Изучение изотопного состава аргона из толеитовых базальтов привело к обнаружению довольно широкого диапазона отношений 40Ar/36Ar - от близких к атмосферным значениям до 25000 (Ozima, Podosek, 1983). Примерно в таких же пределах менялось это отношение и в ультраосновных включениях в базальтах (Толстихин, 1986). Поскольку возможность атмосферной контаминации не вызывает сомнения, обычно в качестве типичных для мантии принимают наиболее высокие отношения 40Ar/36Ar.
О радиогенном происхождении аргона в составе природного и нефтяного газа. Л.М. Кушко. Дальнейшие исследования показали, что не все минералы прочно удерживают радиогенный аргон. Например, древние микроклин-пертиты теряют в среднем 25% аргона. Не исключена возможность, что имеются минералы, теряющие еще большее количество аргона. Несмотря на то, что содержание изотопа калия К40 в составе калия весьма незначительно (лишь 0,0119%) и только в 11,2% К40 происходит так называемый калий-захват, приводящий к образованию изотопа аргона Аr40, все-таки значительное распространение калия в литосфере (по расчетам А.Е. Ферсмана содержание калия составляет 0,15% массы Земли) увеличивает значение калия в образовании радиогенного аргона. Например, количество изотопа Аr40 в аргоне, находящемся в калийной руде, в 3 раза превышает его содержание в аргоне атмосферы. В 1959 г. Э.К. Герлинг по нашей просьбе в связи с исследованиями редких газов в институте КуйбышевНИИНП произвел анализы аргона из газа некоторых нефтяных и газовых месторождений Куйбышевской и Оренбургской областей на изотопный состав.
Пробы попутного и природного газа выбирались таким образом, чтобы получить результаты по разрезу многопластового месторождения и одновременно охватить все основные продуктивные горизонты нефти и газа. Из приведенных данных видно, что в аргоне, содержащемся в природных газах пермской системы, исключая газ Жуковского месторождения, радиогенный аргон не обнаружен.
В.А. Кротова:
1. Колебания процентного содержания радиогенного аргона на фоне общего роста его количества с глубиной можно объяснить различной газонасыщенностью нефтей.
2. Наблюдается общее закономерное увеличение содержания радиогенного аргона с глубиной (т. е. чем древнее породы, вмещающие нефть, тем больше содержание радиогенного аргона).
- Криптон : Криптон имеет атомный номер 36. Криптон является частью нашей атмосферы. Из-за низкой концентрации около 1,1 мл / м 3. Более четкую картину того, как сформировалась наша планета, получили ученые при помощи криптона — благородного газа из мантии Земли, собранного в геологических горячих точках Исландии и Галапагосских островов, согласно новому исследованию Калифорнийского университета в Дэвисе, опубликованному 15 декабря в журнале Nature.
«Результаты показали, что летучие элементы Земли — такие как углерод, вода и азот, — поступали по мере того, как Земля росла и становилась планетой.
Исследователи обнаружили, что химический отпечаток криптона в глубокой мантии очень похож на примитивные, богатые углеродом метеориты, которые, возможно, были доставлены из холодных, отдаленных уголков Солнечной системы. Но предыдущие работы других ученых показала, что неон, еще один благородный газ в глубокой мантии, был получен от солнца. Два разных результата предполагают, по крайней мере, два различных источника летучих веществ в мантии Земли, появившихся очень рано в ее истории. Исследователи также отметили меньшее количество редкого изотопа Kr-86 в глубокой мантии по сравнению с известными метеоритами. Дефицит Kr-86 говорит о том, что только известные метеориты могут не учитывать весь криптон мантии.
- В 1977 г. установлено, что изотопные аномалии по Не и Ne коррелируют с изотопными аномалиями по Аг, Кг и Хе.

«В органической химики называют такие химические вещества, молекулы которых содержат атомы углерода, связанные с другими химическими элементами. Это могут быть как небольшие молекулы вроде простейших углеводородов или спиртов, так и намного более сложные. И самое главное, «органика» совсем не обязательно имеет биологическое происхождение: органические молекулы могут образовываться из неорганических веществ и реагировать друг с другом без какого-то бы ни было участия жизни» ( Максим Абаев).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Комета Чурюмова – Герасименко.
2015 На комете 67Р (Чурюмова – Герасименко), богата органическими соединениями. Однако ни орбитальный аппарат Rosetta, ни зонд Philae не были оборудованы приборами, позволяющими искать следы жизни. Средний состав найденных молекул можно описать формулой C1H1,56O0,134N0,046S0,017, что идентично растворимому органическому веществу из хондритных метеоритов и включает в себя множество цепочечных, циклических и ароматических углеводородов в примерном соотношении 6:3:1. Некоторые молекулы были впервые достоверно обнаружены в коме комет — это нонан (C9H20), нафталин (C10H8), бензиламин (C7H9N), бензойная кислота (C7H6O2), этилен (C2H4) и пропен (C3H6). За два  года нашли на ней ксенон, иней, прекусоры сахаров, высокомолекулярные «органические» вещества, не обычные скалы, увидела смену окраски ядра и в комемете, а также впервые в истории высадила на комету зонд «Филы» (Александр Войтюк). Космический аппарат «Rosetta» впервые однозначно обнаружил твердое «органическое» вещество в виде сложных углеродсодержащих молекул».

[Устьянцев Валерий Николаевич]

 "Исследуя один минерал за другим - шпинель, элементарный углерод, хромит, - Э. Андерс и его сотрудники в конце-концов получили из метеорита тончайшую минеральную фракцию из очень мелких зерен размером всего ї 15 ангстрем, составляющую миллионные доли от исходной массы. Это был алмаз.     Высокотемпературный минерал, в котором сверхтяжелый элемент из-за его возможных химических свойств сравнительно легколетучего элемента не мог сконцентрироваться.
В Открытом Университете в Милтон Кэйнз группа английских исследователей под руководством К. Пиллинджера определила изотопный состав азота из этого алмаза. Он оказался аномальным: распространенность изотопа 14N на целую треть выше нормальной земной распространенности. Это могло быть результатом его образования.  В нерастворимых остатках некоторых других метеоритов - углистых хондритов были обнаружены и иные изотопные аномалии, говорящие о до солнечном, звездном их происхождении.
Так, в ходе постепенного растворения вещества метеорита Марчисон выделился ксенон, снова невиданный по изотопному составу: он был обогащен изотопами 128Xe, 130Xe, 132Xe и сильно обеднен 124Xe, 126Xe и 136Xe. Это было убедительным свидетельством в пользу звездного происхождения и ксенона, и содержащих его минералов.
Дело в том, что ксенон именно с таким изотопным составом должен бы образоваться в s-процессе звездного синтеза элементов путем последовательного встраивания все новых и новых нейтронов в атомные ядра, но при потоке нейтронов не столь большом, как в r-процессе в сверхновой.
Немецкие исследователи Ф. Бегеманн и У. Отт в Макс-Планк Институте химии в Майнце подтвердили это: в тех же самых минералах они обнаружили и криптон-s и барий-s c очень специфическим и необычным изотопным составом, который указывал на их звездное происхождение. 

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Оказалось, что  в метеоритах есть еще один благородный газ с далеких звезд - неон.
Обычно неон состоит из трех изотопов: 20Ne, 21Ne и 22Ne.
Американские исследователи Д.С. Блэк и Р.О. Пепин неожиданно столкнулись с новым явлением: из нагретых углистых метеоритов при ї 10000 C выделялся неон, на 99% обогащенный изотопом 22Ne, то есть почти чистый моноизотоп. Он скрывается в двух минеральных фазах - в углистом веществе и в высокотемпературном минерале - шпинели. Изотоп 22Ne не мог образоваться ни при каких ядерных реакциях в Солнечной системе. Место его рождения - звезды. Было пока не вполне ясно, звезда какого типа породила Ne-E. Но одно обстоятельство стало особенно важным: ведь изотоп 22Ne - главная составная часть Ne-E - образуется не сразу. Сначала в оболочке звезды обязательно возникает родительский изотоп 22Na, а уж при его последующем b-распаде рождается 22Ne. Среднее время жизни атомов радиоактивного 22Na всего 3,7 года. Он не успел бы добраться до Солнечной системы, распался бы в пути, и вместо него поступил бы в нее 22Ne. В Солнечной системе 22Ne обязательно смешался бы с другими изотопами неона. Между тем, в метеоритах он встречается почти в чистом виде. Значит, сначала 22Na вошел в состав углистого вещества и шпинели - носителей Ne-E в метеоритах, и уже только там превратился в 22Ne. Лишь после этого Ne-E попал на Землю.
    В очень тугоплавких минералах метеоритов-хондритов сотрудники Чикагского университета во главе с Р.Н. Клэйтоном обнаружили необыкновенный кислород. Если в воздухе, которым мы дышим, кислород состоит из трех изотопов 16О, 17О и 18О, то в некоторых минералах метеоритов содержится лишь чистый моноизотоп 16О. Это тоже продукт звездных ядерных реакций.
Углерод в частицах карбида кремния диаметром менее 0,001 см оказался в два раза обогащенным тяжелым изотопом 13С относительно легкого 12С, а в азоте, содержащемся в карбиде кремния, изотопное отношение 14N / 15N в 20 раз превысило нормальное. Столь же впечатляющими оказались вариации изотопного состава кремния, неодима, кальция, титана, стронция, бария, самария в метеоритном карбиде кремния.
Из всех этих данных об изотопных аномалиях в метеоритах следовало: звездные ксенон, криптон, неон, кислород, углерод, азот, кремний, кальций, титан, неодим были доставлены в рождавшуюся Солнечную систему минеральными частицами, возникшими в звезде еще до того, как образовалось само Солнце.
Все это означало: звездные минералы способны сохраняться в веществе метеоритов.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

    При изучении некоторых метеоритов-хондритов исследователи столкнулись с необычным по изотопному составу водородом.
В земном водороде изотопные концентрации, или распространенность двух его изотопов, легкого протия (1Н) и тяжелого дейтерия (2D), соотносятся как D / H ї 1,56 " 10- 4.
Однако при нагревании метеоритов-хондритов водород меняет свой изотопный "облик", словно хамелеон. Например, при исследовании в нашей лаборатории одного из метеоритов-хондритов при 700 — 9000 С неожиданно появился водород, обогащенный дейтерием почти в 5 раз в сравнении с водородом Земли. Вероятно, он содержался в скрытых в веществе метеорита частицах, происходящих из межзвездных молекулярных облаков. При дальнейшем повышении температуры из каких-то минералов стал выделяться и обедненный дейтерием газ - первичный водород Галактики с очень низким изотопным отношение D / H. Для того чтобы понять происхождение богатого дейтерием водорода, группа американских исследователей под руководством М. Эпстайна с помощью химических реагентов выделила из метеоритов вещества - носители дейтерия. Это легко растворимая в кислотах смесь органических соединений вроде амино- и монокарбоксиловых кислот и "органические полимеры, или керогены", - их молекулы представляют собой объемные, пространственные цепочки с поперечными связями из соединенных атомов углерода, водорода, азота, серы, кислорода. В том, насколько сложны эти соединения, можно убедиться, взглянув на молекулярную формулу одного из них - C100H48N1,8S2O12 ! Вот здесь-то водород и оказался обогащенным тяжелым изотопом в десятки раз. Никакими ядерными реакциями или процессами изотопного фракционирования в метеоритах, да и вообще в Солнечной системе, такое избирательное обогащение дейтерием не объяснить.
Но это было еще не последним странным результатом. Сегодня у исследователей метеоритов есть замечательная возможность изучать не только крупные метеориты, но и микрометеориты - мельчайшие частицы, носящиеся между планетами. Их собирают в верхних слоях атмосферы на высоте 20 км при помощи специальных самолетов. Размер каждого из таких микрометеоритов менее сотой доли миллиметра.
В Вашингтонском университете в Сент-Луисе, США, Е. Циннер и его коллеги обнаружили, что в разных участках каждой отдельной межпланетной частицы - микрометеорита избыток дейтерия может быть десятикратным в сравнении с изотопным составом земного водорода. При этом в тех участках, где был обнаружен такой странный водород, зафиксирована и повышенная концентрация углерода.
Следовательно, водород входит в состав каких-то органических молекул, щедро обогащенных дейтерием. Это "ископаемые молекулы"! Они приходят из межзвездных газовых облаков, в которых распространенность дейтерия огромна. Причина этого - ионно-молекулярные реакции при очень низкой температуре (<1000 К), сопровождающиеся энергетически выгодным процессом - очень интенсивным обогащением тяжелыми изотопами одних молекул и обеднением других.     Новообразованные в межзвездном облаке в сотнях реакций молекулы воды, метана, цианистого водорода, аммиака, ионы DCO+ и множество других веществ в тысячи раз обогащены дейтерием. Они конденсируются на поверхности пылинок, особенно на углеродсодержащих частицах.
Такие частицы вошли в состав газо-пылевого протопланетного облака, и при последующей аккреции, собирании твердого вещества, часть из них оказалась в составе метеоритов, а оставшиеся продолжают носиться в межпланетном пространстве. Именно такие космические пылинки и принесли из невообразимо далеких межзвездных облаков в нашу Солнечную систему столь необычные для Земли ископаемые молекулы, меченные дейтерием.
Изотопные аномалии в до солнечных частицах - свидетельства тех ядерных процессов в звездах, в которых эти частицы образовались» (Ю.Э. Шуколюков, РАН). 

[Устьянцев Валерий Николаевич]

В.И. Вернадский, 1934:
« … Лишь часть вещества организмов собирается в виде каустобиолитов. Это только та часть которая выходит из жизненного круговорота, какая-нибудь миллионная часть химических элементов, проходящих через живое вещество.
Вся основная масса элементов удерживается живым веществом в круговороте, в поле своего действия.
Циклические элементы составляют почти всю массу земной коры — 99.7;%. Остающийся небольшой остаток — 0.3%..
В земной коре есть два типа «химически» активного вещества: радиоактивные элементы и живое вещество — совокупность живых организмов».
Нахождение элементов в кремнеалюминиевых массах — сложных, вечно изменчивых системах, более или мене вязких, обладающих высокой температурой и высоким давлением переполненных газами (CH4, H2O - пары)» [В.И. Вернадский, 1934].

«При изучении некоторых метеоритов-хондритов исследователи столкнулись с необычным по изотопному составу водородом. В земном водороде изотопные концентрации, или распространенность двух его изотопов, легкого протия (1Н) и тяжелого дейтерия (2D), соотносятся как D / H ї 1,56 " 10- 4. Однако при нагревании метеоритов-хондритов водород меняет свой изотопный "облик", словно хамелеон. Например, при исследовании в нашей лаборатории одного из метеоритов-хондритов при 700 - 900?С неожиданно появился водород, обогащенный дейтерием почти в 5 раз в сравнении с водородом Земли. Вероятно, он содержался в скрытых в веществе метеорита частицах, происходящих из межзвездных молекулярных облаков. При дальнейшем повышении температуры из каких-то минералов стал выделяться и обедненный дейтерием газ - первичный водород Галактики с очень низким изотопным отношение D / H. Для того чтобы понять происхождение богатого дейтерием водорода, группа американских исследователей под руководством М. Эпстайна с помощью химических реагентов выделила из метеоритов вещества - носители дейтерия. Это легко растворимая в кислотах смесь органических соединений вроде амино- и монокарбоксиловых кислот и органические полимеры, или керогены, - их молекулы представляют собой объемные, пространственные цепочки с поперечными связями из соединенных атомов углерода, водорода, азота, серы, кислорода. В том, насколько сложны эти соединения, можно убедиться, взглянув на молекулярную формулу одного из них - C100H48N1,8S2O12 ! Вот здесь-то водород и оказался обогащенным тяжелым изотопом в десятки раз. Никакими ядерными реакциями или процессами изотопного фракционирования в метеоритах, да и вообще в Солнечной системе, такое избирательное обогащение дейтерием не объяснить.
Но это было еще не последним странным результатом. Сегодня у исследователей метеоритов есть замечательная возможность изучать не только крупные метеориты, но и микрометеориты - мельчайшие частицы, носящиеся между планетами. Их собирают в верхних слоях атмосферы на высоте 20 км при помощи специальных самолетов. Размер каждого из таких микрометеоритов менее сотой доли миллиметра.
В Вашингтонском университете в Сент-Луисе, США, Е. Циннер и его коллеги обнаружили, что в разных участках каждой отдельной межпланетной частицы - микрометеорита избыток дейтерия может быть десятикратным в сравнении с изотопным составом земного водорода. При этом в тех участках, где был обнаружен такой странный водород, зафиксирована и повышенная концентрация углерода.
Следовательно, водород входит в состав каких-то органических молекул, щедро обогащенных дейтерием. Это "ископаемые молекулы"! Они приходят из межзвездных газовых облаков, в которых распространенность дейтерия огромна. Причина этого - ионно-молекулярные реакции при очень низкой температуре (<1000 К), сопровождающиеся энергетически выгодным процессом - очень интенсивным обогащением тяжелыми изотопами одних молекул и обеднением других.     Новообразованные в межзвездном облаке в сотнях реакций молекулы воды, метана, цианистого водорода, аммиака, ионы DCO+ и множество других веществ в тысячи раз обогащены дейтерием. Они конденсируются на поверхности пылинок, особенно на углеродсодержащих частицах.
Такие частицы вошли в состав газо-пылевого протопланетного облака, и при последующей аккреции, собирании твердого вещества, часть из них оказалась в составе метеоритов, а оставшиеся продолжают носиться в межпланетном пространстве» (Ю. Э. Шуколюков, РАН, 2011).
«Конская Голова». Астрономы из Франции, Испании и Германии обнаружили в межзвёздном пространстве нашей галактики пропинилидин (C3H+). Этот углеводород является "братом" природного газа и нефтепродуктов, встречающихся на Земле. Как оказалось, значительные его запасы хранит Конская Голова – туманность в созвездии Ориона. Исследователи изучали спектры излучения туманности при помощи телескопа Института радиоастрономии (IRAM) в миллиметровом диапазоне длин волн и обнаружили характерные линии молекул, содержащих радикал C3H+. Астрономы также выявили в Конской Голове 30 других молекул. Учёных удивило, что туманность, которая давно известна как большая межзвёздная лаборатория, порождающая всё новые химические вещества, обладает значительными запасами углеводородов. "В туманности содержится в 200 раз больше углеводородов, чем воды на Земле!" — рассказывает один из авторов работы Вивиана Гусман (Viviana Guzman).
Пропинилидин находили и ранее, но не в нашей галактике. Принадлежность его к семье углеводородов, являющихся основным источником энергии на нашей планете, делает Конскую Голову активным космическим "нефтеперерабатывающим заводом". Туманность находится в 1300 световых годах от нас в созвездии Ориона и получила своё название за характерные очертания. В дальнейшем учёные хотели бы разобраться в процессах производства пропинилидина в недрах этого необычного на вид космического образования. Подробности об уже проделанной работе можно узнать в статье в журнале (Astronomy & Astrophysics). 
- «Нагрев превратил искусственную межзвездную органику в воду с нефтью» (Валерий Шарифулинов, ТАСС).
«Камень — 4.6 млр. Лет, родом примерно из самого начала нашей Солнечной системы помогает разгадать тайну происхождения воды на Земле. Дело в том, что он содержит воду, по своему составу схожую с водой на нашей планетец». (Естественные науки Науки о Земле №  432517.02.2023, ПТ, 14:58, Москва).

Комета Чурюмова – Герасименко.
16:00 06.07.2015
На комете 67Р (Чурюмова – Герасименко), богата органическими соединениями. Однако ни орбитальный аппарат Rosetta, ни зонд Philae не были оборудованы приборами, позволяющими искать следы жизни.
Средний состав найденных молекул можно описать формулой C1H1,56O0,134N0,046S0,017, что идентично растворимому органическому веществу из хондритных метеоритов и включает в себя множество цепочечных, циклических и ароматических углеводородов в примерном соотношении 6:3:1. Некоторые молекулы были впервые достоверно обнаружены в коме комет — это нонан (C9H20), нафталин (C10H8), бензиламин (C7H9N), бензойная кислота (C7H6O2), этилен (C2H4) и пропен (C3H6).
За два года работы вблизи кометы «Розетта» нашла на ней ксенон, иней, прекусоры сахаров, высокомолекулярные органические вещества, не обычные скалы, увидела смену окраски ядра и в комемете, а также впервые в истории высадила на комету зонд «Филы» (Александр Войтюк).
Космический аппарат «Rosetta» впервые однозначно обнаружил твердое «органическое» вещество в виде сложных углеродсодержащих молекул.

«Есть среди химических элементов группа, у которой количество протонов, нейтронов и электронов увеличивается пропорционально. Это группа благородных газов: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон» (Феликс Горбацевич).

Криптон изначально не присутствует ни в одном организме и, следовательно, не является частью биологии любого организма.
В 1977 г. установлено, что изотопные аномалии по Нe и Ne коррелируют с изотопными аномалиями по Аг, Кг и Хе.

«Это четкое указание на то, что в глубокой мантии Земли есть небулярный неон. Учитывая, что он является маркером для других газов, необходимые для жизни вещества — водород, вода, углекислый газ и азот — накапливались одновременно»  (Уимльяс Кертис).
В.И. Верадский, 1934 о гелии:
"Все нахождения связаны с нефтяными месторождениями и углеводородными газами их сопровождающими"

Благородные газы образуются в земной коре и мантии, в процессе радиоактивного распада определенных элементов, таких как уран и торий. Эти радиоактивные элементы подвергаются ядерному распаду, испуская альфа- и бета-частицы, а также гамма-излучение. В рамках этого процесса распада,образуются изотопы благородны газов, которые дают энергию, которая способствует дифференциации вмещающего вещества. Энергетическая подпитка системы способствует процессу минералообразования.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

«Конская Голова». Астрономы из Франции, Испании и Германии обнаружили в межзвёздном пространстве нашей галактики пропинилидин (C3H+). Этот углеводород является "братом" природного газа и нефтепродуктов, встречающихся на Земле. Как оказалось, значительные его запасы хранит Конская Голова – туманность в созвездии Ориона. Исследователи изучали спектры излучения туманности при помощи телескопа Института радиоастрономии (IRAM) в миллиметровом диапазоне длин волн и обнаружили характерные линии молекул, содержащих радикал C3H+. Астрономы также выявили в Конской Голове 30 других молекул. Учёных удивило, что туманность, которая давно известна как большая межзвёздная лаборатория, порождающая всё новые химические вещества, обладает значительными запасами углеводородов. "В туманности содержится в 200 раз больше углеводородов, чем воды на Земле!" — рассказывает один из авторов работы Вивиана Гусман (Viviana Guzman).
Пропинилидин находили и ранее, но не в нашей галактике. Принадлежность его к семье углеводородов, являющихся основным источником энергии на нашей планете, делает Конскую Голову активным космическим "нефтеперерабатывающим заводом". Туманность находится в 1300 световых годах от нас в созвездии Ориона и получила своё название за характерные очертания. В дальнейшем учёные хотели бы разобраться в процессах производства пропинилидина в недрах этого необычного на вид космического образования. Подробности об уже проделанной работе можно узнать в статье в журнале (Astronomy & Astrophysics).