О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Несмотря  на многообразие углеводородов, элементарный состав нефти колеблется в небольших  пределах, что указывает на ее мантийное происхождение. Этот факт указывает на единый источник образования минерального сырья, - волна энергии, исходящая из области ядра системы Земли. В каждой нефти есть гелий.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Структура небулярного облака и межзвездной среды

Химический состав межзвездного газа оказался близок составу атмосфер Солнца и звезд. В нем преобладают атомы водорода (Н) и гелия (Не), в качестве примесей – кремний (Si), магний (Мg), железо (Fе), алюминий (Аl), кислород (О), углерод (С), азот (N) и некоторые простые их соединения. Имеются в ничтожном количестве (в концентрации порядка 10-7) и молекулы СН, СН+, СN, Н2. Плюс означает ионизованные молекулы. К настоящему времени известно уже около 60 разнообразных молекул в составе межзвездного газа. Все атомы и ионы среды находятся в невозбужденном состоянии. Это значит, что вследствие чрезвычайно высокого разрежения их взаимные столкновения практически исключены и все атомы, ионы и молекулы будут находиться на невозбужденном (основном) энергетическом уровне. На этом уровне они могут только поглощать излучение на определенных резонансных частотах. Вот по этим резонансным линиям поглощения в спектре и была получена информация о химическом составе межзвездной среды. Неоценимую роль в этих исследованиях сыграли внеатмосферные наблюдения со спутников и межпланетных станций. Дело в том, что земная атмосфера поглощает все внеземное излучение с длиной волны короче 2900 А, соответствующей далекой ультрафиолетовой области спектра.
Кроме газа в межзвездной среде наблюдаются и мельчайшие частички (размером меньше микрона) межзвездной пыли. Она фиксируется в красной области спектра, так как синие и фиолетовые лучи пылинками поглощаются. Покраснение удаленных объектов служит указанием на наличие между ними и наблюдателем космической пыли.
В состав пылинок входят металлы, силикаты, графит, льдинки застывшего газа и т.д. Форма многих из них вытянутая – они являются как бы элементарными диполями, оси которых ориентированы вдоль магнитных силовых линий межзвездных магнитных полей. Это очень слабые поля, имеющие напряженность всего 10-5 эрстед. Но поскольку межзвездный газ является преимущественно ионизованным, то он обладает высокой электропроводимостью и, следовательно, магнитные силовые линии приклеены к газу, следуя причудливым очертаниям межзвездных туманностей. Кинетическая (максвелловые скорости движения атомов и молекул) температура газа и частиц межзвездной среды составляет несколько Кельвинов. Средняя плотность пыли в 100 раз меньше плотности газа и составляет 10-26 г/см3.
Таким образом, межзвездная среда – это физический континуум. По нему распространяются даже ударные волны при взрыве сверхновых, в нем происходят сложные движения газа и магнитных полей.
Межзвездная среда не является однородной. В ней различаются области с повышенной концентрацией вещества – так называемые межзвездные туманности, или облака; и весьма разреженные области, в которых число частиц на 1 см3 не превышает 0,1.
Как происходит сгущение облаков в протозвездную туманность? Поступление ионизованного газа происходит из центра, вероятно, из ядра Галактики. Двигаясь по спиральным рукавам, он уплотняется, попадая в «ямы» – изгибы магнитных силовых линий, которые сдерживают газ от хаотичного растекания. Под тяжестью газа магнитные силовые линии упруго прогибаются до тех пор, пока сила упругости не уравновесится массой межзвездного газа. Такова «причина» образования пылегазового комплекса. Дальнейшая эволюция облака будет связана с взаимодействием двух сил – гравитации, стремящейся сжать облако, и газового давления, стремящегося его рассеять. Согласно теории (Шкловский, 1984), облака с массой, равной солнечной, и радиусом порядка 1 пс не будут сжиматься собственной гравитацией. Комплексы с массой более 103М0, с температурой 50 К и радиусом в десятки парсек – будут. При сжатии происходит возрастание давления и температуры. Газовое противодавление не мешает при этом сжатию, так как избытки температуры на первой начальной стадии сжатия отводятся молекулярном водородом, теплоемкость молекулы которого чрезвычайно высока и равна 4,97 кал/град. Обилие молекулярного водорода в таких пылегазовых комплексах подтверждается наблюдением. Что же касается облаков с солнечной массой, то, как показывают расчеты, сжатие возможно при радиусе облака 0,02 пс и концентрации частиц газа в нем 106 см3. При большей общей массе облака – 10М0 – сжатие его начнется при меньшей концентрации частиц – 104 см3. Из этого следует интересный вывод. Реальнее всего сжатие начинается у больших газопылевых комплексов. Когда же средняя плотность значительно увеличится, они распадаются на отдельные неоднородные в плотностном отношении и по массе части, которые в дальнейшем конденсируются самостоятельно. Вот почему звезды образуются не изолированными одиночками, а скоплениями. Не является исключением и наше Солнце.
Звезды, имеющие массу, близкую к солнечной, ввиду общности процессов их образования, по всей вероятности, имеют сопутствующие планетные системы. Следовательно, планетных систем только в нашей Галактике – многие миллионы. Ближайшая к нам – Толиман – находится в созвездии Центавра на расстоянии всего 1,33 пк. Как мы уже знаем, по своим физическим характеристикам и возрасту она подобна Солнцу. Имеются все основания считать ее дочерним образованием, возникшим вместе с Солнцем из одной пылегазовой глобулы.
И, наконец, как объяснить высокую скорость вращения звезд? Наблюдением установлено, что отдельные участки облаков межзвездного газа движутся относительно друг друга с большой скоростью, достигающей 1 км/с. При сжатии гигантского по размерам облака его вращающийся момент, согласно законам сохранения момента количества движения (см. гл. I), сохраняется. Но по мере уменьшения радиуса сжимающегося облака скорость его осевого вращения неизбежно возрастает. При этом теоретически она может достигнуть световых скоростей. Однако легко показать, что в этом случае конденсация вещества в протозвездную массу просто не состоится. Аккреция тела может иметь место, если центробежное ускорение меньше силы тяжести (неравен­ство Пуанкаре, см. §3 наст. главы). Потеря скорости осуществляется за счет передачи момента соседним сжимающимся системам по силовым линиям магнитного поля в окружающую среду.
Звездообразование в Галактике идет непрерывно. Ежегодно прекращают существование три-четыре звезды. Следовательно, за время жизни Галактики – 10 млрд. лет – выродилось до 40 млрд. звезд. Видимо, для поддержания динамического равновесия Галактика автоматически компенсирует их недостаток или убыль воспроизведением новых звездных систем. Это тем более закономерно, что время жизни массивных звезд с М = 10М0 менее 100 млн. лет. Сохранение в Галактике массивных звезд является серьезным доказательством верности всей теории звездообразования.
Другими источниками сведений о составе первичного досолнечного облака являются метеориты, космическая пыль, вещество земных и лунных пород, а также химические спектры хвостов комет, звездных и планетных атмосфер.
Поскольку возраст метеоритов оказался таким же, как возраст Земли (4,7 млрд. лет), их можно рассматривать как свидетелей допланетной истории Солнечной системы. Некоторые из них, как показывают изотопные исследования (Войткевич, 1979), оказываются реликтами протовещества туманности, которое пошло на формирование планетных тел и Солнца. Правда, здесь не исключена некоторая переработка части метеорного вещества путем соударения, слипания отдельных мелких частиц в более крупные агломераты. Часть метеоритов представляет собой, как показывают исследования, фрагменты разрушившихся более крупных родительских тел – астероидов – диаметром до 500 – 1000 км. Столь крупные астероиды до сих пор наблюдаются в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Это, например, Церера (диаметр 1003 км), Паллада (608 км), Веста (538 км). Около 110 астероидов, из известных 1600, имеют диаметр более 100 км. Шарообразная форма крупных астероидов свидетельствует о значительной роли в них гравитационных сил сжатия. Отсюда неизбежен разогрев недр и определенный процесс дифференциации протовещества в недрах этих астероидов.
Судя по многочисленным кратерам различного диаметра (от долей метра до десятков километров), наблюдаемых на планетах и их спутниках, в поясе астероидов сохранилась лишь малая часть их первоначальной гигантской массы.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Какую же информацию дают нам астероиды и метеориты о составе первичного вещества небулярного облака?
Все известные метеориты в зависимости от состава разделяются на три основных класса: каменные, железокаменные и железные. Наибольшее распространение – 85% из общего числа известных – имеют каменные метеориты, подразделяющиеся на хондриты и ахондриты и состоящие преимущественно из силикатных минералов. Железные метеориты встречаются значительно реже (6%), они состоят из никелистого железа. Железокаменные метеориты (1,5%) сложены силикатным материалом и никелистым железом. Они подразделяются на мезосидериты и палласиты. Первые состоят преимущественно из силикатов с рассеянными по всему объему зернами никелистого железа. Вторые – преимущественно из железоникелевого сплава с вкраплением зерен силикатов, в основном оливина.
Большинство из 70 обнаруженных в метеоритах минералов встречается в земной коре и, как правило, характерно для глубинных магматических пород. Как мы увидим дальше, верхи земной коры представляют собой сильно измененное и переработанное первичное вещество.
Наиболее примитивны по составу хондриты. Хондры – это сферические образования разного диаметра (от долей миллиметра до нескольких миллиметров), представленные силикатом или стеклом, они имеют высокую плотность – 3,5 г/см3. Подобных образований на Земле нет. Они могли возникнуть в условиях высокотемпературной части прототуманности путем конденсации и последующего слипания тугоплавкой фракции вещества или кинетически – путем соударения с другими частицами вещества.
Особым типом хондритов являются углистые хондриты. Это черные и серовато-темные камни, представленные мелкозернистой массой с вкрапленными хондрами. В них обнаружены органические соединения. Замечательно, что химический состав углекислых хондритов оказался наиболее близок химическому составу нелетучей части вещества в атмосфере Солнца. Это значит, что в формировании массы протосолнца значительная роль принадлежит углистым хондритам.
Другая, большая, группа метеоритов – ахондриты – имеет иную природу. Это массивные кристаллические образования, лишенные хондр, подобны земным изверженным магматическим породам. Они представляют собой фрагменты более крупных родительских тел – типа крупных астероидов, испытавших некоторую химическую дифференциацию.
Металлическая фаза железных метеоритов, по современным представлениям, возникла в условиях высоких температур и давлений – до 100 тыс. атм. Такое давление реализуется в планетных телах радиусом порядка 2000 км. Однако возможно формирование железной фазы в высокотемпературной части протосолнечного облака с последующим слипанием конденсата.
Нельзя также исключить и реликтовый характер части железных метеоритов – как фрагментов звездного или планетного вещества от прошлых систем, находившихся в межзвездном пылегазовом облаке. В пользу такого заключения свидетельствуют изотопные аномалии некоторых элементов (Рудник, Соботович, 1984).
Третья группа факторов, позволяющих приоткрыть завесу над тайной первичного состава досолнечного небулярного облака, основывается на данных изучения изотопного состава элементов, слагающих вещество Солнечной системы.
Самым сильным доказательством того, что Солнце – звезда по меньшей мере второго поколения, является широкое распространение на Земле и в Солнечной системе (на метеоритах), Луне тяжелых элементов трансуранового ряда, а также самого урана, тория и др. Их образование возможно лишь в конце жизни звезды при взрыве так называемой сверхновой. По современным представлениям, сверхновые – это старые звезды, содержащие большое количество тяжелых элементов. Следовательно, протосолнечная газопылевая туманность включала в себя вещество какой-то разрушившейся звездной системы. Она пребывала в относительно устойчивом равновесии до того, как испытала мощное облучение звездным ветром сверхновой, взорвавшейся в ее окрестностях. Наличие в веществе различных тел Солнечной системы изотопных аномалий продуктов распада других, более короткоживущих элементов позволяет предположить, что до финального взрыва сверхновая в процессе своей эволюции и нуклеосинтеза неоднократно коллапсировала и за счет последовательно сбрасываемых оболочек пополняла веществом пылегазовую туманность. При этом в результате возникшей неустойчивости отдельные частицы могли сближаться, образуя более крупные фрагменты, что до финального взрыва поддерживало относительную устойчивость этой туманности.
Таким образом, материнское досолнечное облако представляло собой сложную систему из пылевого, газового материала и более крупных фрагментов типа метеоритов древнего возраста и вещества сверхновой, ассимилированной туманностью в более позднее время. Это гетерогенное разновозрастное вещество и явилось исходным материалом для построения Солнечной системы. (Яндекс).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Заключение

ще в начале 20-х годов прошлого столетия В.И. Вернадский писал, «о необходимости создания «науки будущего», науки — изучающей «энергетику нашей планеты.
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.
Теорема доказанная И. Р. Пригожиным (1947), термодинамики неравновесных процессов:
«при внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарное состояние системы соответствует минимальному производству энтропии». Планеты и Солнце, находятся в пространстве большей системе, - в галактической системе Млечный Путь. Данные объекты космоса с момента их формирования, являются стационарными энергетическими центрами — СЭЦ развивающимися в автоколебательном режиме. Режим обеспечивается энергией излучаемой объектами пространства космоса.
Солнце обладает мощными гравитационным и магнитным полями, которые повлияли на скорость осевого вращения, и дифференциацию вещества планет Земной группы.
В составе больших планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — преобладают водород, гелий и неон, вода — на четвертом месте, а далее — метан, аммиак, сероводород, окислы кремния и марганца, железо и никель. Тяжелых элементов практически нет.
У планет земной группы энергетический ресурс тяжелых элементов практически не исчерпан и они будут способствовать процессу образования минерального сырья.
В Солнечной планетарной системе отмечается закономерность: с удалением от Солнца, уменьшается количество тяжелых элементов, а количество легких элементов (водород, гелий, углеводород, вода и др.), увеличивается.
С удалением от Солнца,  плотность планет уменьшается, что говорит о том, что УВ и нефть образовались в результате распада тяжелых элементов/
Из всех известных природных явлений системные свойства волны энергии способны структурировать пространство системы Земли с проявлением закономерностей размещения месторождений в блоках земной коры. Месторождения располагаются в блоках, подчиняясь определенному закону, то есть, проявлена комплементарность системным свойствам волны энергии. Проявлена, как показано в работе дискретность, периодичность размещения месторождений минерального сырья.
Вещество мигрируя из одной формации в другую, подвергается преобразованию на атомарном уровне, приобретая новые качества и свойства. Физико-химические деформации генетически связаны с взаимодействующими полями напряжений, возникновение которых связано с силовым полем гравитации и центробежными силами вращающейся системы.
Ведущим фактором рудогенеза, является фактор энергетический.
С разделением пространства системы Земли (космоса), зоной интенсивной степени деформации (проницаемости), обладающей высоким энергетическим потенциалом, связывается формирование системы: сводовое поднятие - океаническая впадина
Разделенные области обладают не только различными энергетическими потенциалами, но и разной степенью проницаемости тектоносферы, что повлияло на формирование гранито-метаморфического слоя системы Земли. Волна энергии исходящая из области ядра, также способствует процессу расширения системы Земли. Системы глубинных разломов контролируют миграцию вещество в системе Земли, расположение источников энергии и формирование архитектуры тектоносферы.
«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 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».
Распад элементов.
«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» (Ю.Э. Шуколюков, РАН).

 «Повсеместное присутствие избыточного гелия-3 в мантийных породах доказывает, что Земные недра все еще дегазируют первичные летучие элементы» .(Буйкин А.И., 2005).

Cокращения: PM - примитивная мантия (на время 4.5 млрд. лет). BSE - однородный хондритовый резервуар (современный). PREMA (Prevalent Mantle Composition) - наиболее примитвный состав мантии, сохранившийся с самой ранней стадии развития Земли. PHEM - (Primitive Helium Mantle) - примитивная гелиевая мантия. FOZO - нижняя мантия как результат дифференциации BSE. LM - нижняя мантия. UM - верхняя мантия. DM - деплетированная (истощенная) мантия. EM - обогащенная мантия. HIMU - обогащенная (U+Th/Pb) мантия, образовавшаяся в первые 1.5 - 2.0 млрд. лет. С - континентальня кора в целом. A — атмосфера.

В.И. Вернадский, 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, то-есть, связаны на генетическом уровне.. 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 дифференациици вмещающего вещества. Энергетическая подпитка системы способствует процессу минерало образования.
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.
«Для аргона и других инертных газов (кроме гелия) "закрыты" пути выхода 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.
«Вариации изотопного состава благородных газов связаны с процессами, контролирующими  распределение калия, урана и тория - на сегодняшний день главных тепло генерирующих нуклидов на Земле.
Изотопная геохимия и геохимия рассеянных элементов мантийных пород, главным образом океанических базальтов, показывают, что мантия содержит несколько компонентов различным изотопным и химическим составом, которые отражают ее глобальную эволюцию. Эта эволюция характеризуется обеднением верхней мантии рассеянными элементами, возможным пополнением из глубинной менее деплетированной мантии и рециркулированием океанической коры и литосферы, но только небольшого количества континентального материала» (Буйкин А. И., 2005).
Добавим: и благородные газы, которые играют большую роль, в процессе образования минерального сырья.
«Среди природных изотопов альфа-радиоактивность наблюдается у нескольких нуклидов редкоземельных элементов (неодим-144, самарий-147, самарий-148, европий-151, гадолиний-152), а также у нескольких нуклидов тяжёлых металлов (гафний-174, вольфрам-180, осмий-186, платина-190, висмут-209, торий-232, уран-235, уран-238) и у короткоживущих продуктов распада урана и тория.
 К более редким видам радиоактивного распада относятся испускание ядрами одного или двух протонов, а также испускание кластеров – лёгких ядер от углерода 12С до серы 32S. Во всех видах радиоактивности, кроме γ‑распада, изменяется состав ядра – число понов Z , массовое число А или и то и другое.
Согласно кинетической теории, кинетическую энергию движущихся микрочастиц вещества (атомов, молекул или ионов) можно представить в виде температуры, а, следовательно, нагревая вещество, можно достичь ядерной реакции синтеза. Подобным образом протекают ядерные реакции естественного нуклеосинтеза в звёздах» (Климов А. Н.).
(На уровне 410 км - 2000о К; на 670 км - 2200о К; на границе мантия - ядро 2900 км. - 3000о К).
В мантии локализуются легкие изотопы благородных газов, в земной коре — тяжелые. Благородные элементы по реактивности:
- значения у гелия — минимальные;
- максимальные значения   ия у радона.
Чем ближе к центру ядра Земли, тем большей кинетической энергией обладает гелий, при ядерном распаде тория и урана.
«Выделенная энергия (возникающая из-за того, что гелий-4 имеет очень сильные ядерные связи) переходит в кинетическую энергию, большую часть из которой, 14,1 МэВ, уносит с собой нейтрон как более лёгкая частица. Образовавшееся ядро прочно связано, поэтому реакция так сильно экзоэнергетична. Эта реакция характеризуется наинизшим кулоновским барьером и большим выходом энергии, поэтому она представляет особый интерес для управляемого термоядерного синтеза» (Климов А.Н.).
Радиоактивный распад элементов в коре, является источником гелия, а также аргон-40, образующегося в результате распада слаборадиоактивного природного изотопа калий-40.
«… радиогенная мощность распадов тяжелых элементов, составляет около 16 ТВт, что составляет примерно половину от общей измеренной скорости рассеивания тепла Землёй» С. Казарян,  2019).
«Тепловая энергия у границы ядро-мантия составляет 6 ТВт, из которой 1 ТВт преобразуется в гидромагнитную энергию ядра» С.В. Старченко, 2009).
Z и z − заряды (в единицах заряда электрона e) конечного ядра и α‑частицы соответственно. Например, для 238U Bk ≈ 30 МэВ. (мегаэлектронвольт (МэВ) — 1 млн электронвольт, гигаэлектронвольт, (ГэВ) — 1 млрд электронвольт, тераэлектронвольт (ТэВ) — 1 трлн электронвольт).
Синтез элементов.
Отметим, что:
«Давление: в интервале глубин 0-1250 км изменяется в пределах 0-50 Гпа; далее до границы мантия-ядро возрастает до 140 Гпа; на границе внешнее ядро-внутреннее ядро (5200 км) достигает 325 Гпа; на глубине — 5500 км — 350 Гпа, продолжая расти к центру Земли.
Изменение температуры:
На уровне 410 км - 2000о К; на 670 км - 2200о К; на границе мантия - ядро 2900 км. - 3000о К; на границе внешнего и внутреннего ядра - 5300о К, в центре Земли - 6000о К.
То-есть, в подошве верхней мантии (670 км) температура в 1,4 раза ниже, чем на границе мантия - ядро - 2900 км., а давление меньше в 4,5 раза» (Ю.М. Пущаровский).
Пары нефти мигрируют в сторону наименьшего давления, - поврность земной коры, зоны разломов и узлы их пересечения.
Летучая компонента (древней 3,6 млр. лет) нижней мантии представляет собой набор элементов, для мантийных базальтовых выплавок по А.Ф. Грачеву - это гелий, водород, углекислый газ и метан. Очаговый резервуар - резервуар в котором накапливаются флюиды и газы, обогащаются гелием, водородом, метаном, радоном, сероводородом. Над очагом в атмосфере фиксируется поток ионов.
В магму и оболочку D11 постепенно попадают атомы всей таблицы Менделеева, которые затем вступают в химические реакции над поверхностью ядра, - оболочка D11, образуя сложные химические элементы, - синтез минерального сырья.
«В этой зоне идёт своеобразное разделение атомов веществ по их весу вследствие свойства самой водородной плазмы, сжатой огромным давлением, которая имеет огромную плотность, вследствие центробежной силы вращения ядра, и вследствие центростремительной силы земного притяжения.
В результате сложения всех этих сил наиболее тяжёлые металлы тонут в плазме ядра и попадают в его центр для дальнейшего поддержания непрерывного процесса ядерного деления в центре ядра, а более лёгкие элементы стремиться или покинуть ядро, или осесть на его внутренней части - твёрдой оболочке ядра.
 В результате в магму постепенно попадают атомы всей таблицы Менделеева, которые затем вступают в химические реакции над поверхностью ядра, образуя сложные химические элементы» (Кочевник).
Вид соединения - Температура (°C)
метан (CH4) - ~1000
Этилен (C2H4) - Выше 1000
Этанол (C2H6O) — 300-400
Давление: в интервале глубин 0-1250 км изменяется в пределах 0-50 Гпа; далее до границы мантия-ядро возрастает до 140 Гпа; на границе внешнее ядро-внутреннее ядро (5200 км) достигает 325 Гпа; на глубине — 5500 км — 350 Гпа, продолжая расти к центру Земли.
Таким образом, температура играет решающую роль в процессе образования водородного соединения с углеродом и определяет как вид образовавшегося соединения, так и его характеристики.
Молекула метана состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода, формируя идеально симметричную структуру. Это  делает метан одним из наиболее стабильных и самых простых органических соединений.
В.А. Магницкий, 1964, показал, что «локальные расплавленные очаги поднимаются вверх путем зонного плавления по направлению теплового потока. Такой процесс происходит при условии однородного состава расплава». Но если состав расплава неоднороден по вертикали, если расплав у подошвы очага обогащен тяжелыми компонентами, то конвекция не возникает даже при большом градиенте температур (В.Н. Жарков 1964). Градиент температур может превысить градиент температуры плавления, тогда расплав будет мигрировать путем зонного плавления уже не вверх, а вниз, то-есть, навстречу тепловому потоку. Такой же эффект возникает и при не полном, частичном плавлении толщи, когда твердый «каркас» - тектонические нарушения образующие блоки, препятствует перемешиванию частично расплавленной магмы. Появляются исследования, подтверждающие вывод о том, что «...обычно допускаемое в геофизических моделях реологии мантии предположение о наличии ньютоновской вязкости является, возможно, ошибочным» (Грин 1979).
Расплав зоны D11 (подошва нижней мантии), при наличии тяжелых компонентов, должен мигрировать путем зонного плавления навстречу тепловому потоку, исходящему от ядра, где температура превышает градиент плавления вещества (53000 К - 6000о К). Кровля нижней мантии располагается на глубине 2200 км., граница мантия - ядро 2900 км. При наличии тяжелых компонентов, путем зонного плавления, в сторону ядра будет миграция железа и др. вещества.
Несмотря на то, что нефть залегает в различных геологических условиях, элементный состав её колеблется в узких пределах, что указывает на едины мантийный источник ее образования.
Этот факт указывает на единый источник энергии, - стационарный энергетический центр  первого рода (СЭЦ), который ответстсвенен за синтез минерального сырья.
Из области ядра, исходит волна энергии, под воздействием которой вещество и его структура, подвергается преобразованию на атомарном уровне.
Закономерно-стабильное соотношение углерода и водорода (С/Н) на всех месторождениях нефти и газа мира, есть надежный показатель мантийного происхождения нефти и газа. 
Состав вещества мантии, - углистые хондриты.
Нефть (пары нефти), -  синтез происходил в условиях мантии системы Земли, имеет стабильное соотношение:  C/Н = 6.47, n = более 50.
В земной коре пары нефти переходят в жидкую фазу, при низких значениях (ПТ).
Закономерно-стабильное отношение углерода и водорода (С/Н) на всех месторождениях нефти и газа мира, есть надежный показатель мантийного происхождения нефти и газа. 
Состав вещества мантии, - углистые хондриты.   

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Волновой механизм концентрации минерального сырья в блоках земной коры:
1. Автоколебательная система Земли и генетически с ней связанная иерархия автоколебательных систем второго рода (структурные элементы), определяют существование единого механизма, под воздействием которого происходит концентрация всех типов минерального сырья (фактор - благоприятные РТ условия).
2. Минеральное сырье (любого типа), приурочено к интенсивно дислоцированным толщам — зонам сжатия (рассланцевания), а в их пределах — к локальным областям растяжения (трещинно-брекчиевым структурам). При этом многократная смена условий сжатия условиями растяжения, способна приводить к высокой концентрации минерального сырья.
Механизм работает под воздействием автоколебательной системы Земли.
Временной разрыв между магматизмом и постмагматическим рудообразованием, указывает на то, что система Земли, изначально была структурирована волной энергии.
С.П. Максимов, 1977, показал связь тектонических циклов и процессом накопления нефти и газа - тектоническая цикличность оказывает влияние на миграцию УВ. Тектоническая обстановка является фактором контролирующим пути направления и скорость миграции УВ.
«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.
Вывод.
1. Процессы синтеза минерального сырья, не могут протекать самопроизвольно, без дополнительного притока энергии извне. Такие системы являются типичными открытыми диссипативными системами.
2. Процесс синтеза минерального сырья, - антиэнтропийный, так-как он происходит в более крупной диссипативной системе, дающей ему необходимую энергию.
3. Поступление дополнительных энергетических ресурсов, необходимых для развития таких систем, может осуществляться за счет волновой передачи энергии от внешних, по отношению к данной системе источников энергии.
4. Все ведущие энергетические центры находятся в мантии.
Пределы мантии, - область синтеза минерального сырья, область земной коры является,
6. Благородные газы генетически связаны с торием и ураном. «В 1977 г. установлено, что изотопные аномалии по Нe и Ne коррелируют с изотопными аномалиями по Аг, Кг и Хе» (Ю.Э. Шуколюков, РАН).
7. Минеральное сырье генетически связано с волной энергии распада тория, урана, кинетической энергией благородных газов и с тепловой энергией зоны: ядро-мантия. Волна энергии способствует дифференциации вещества.
7. Несмотря на то, что нефть залегает в различных геологических условиях, элементный состав её колеблется в узких пределах, что указывает на едины мантийный источник ее образования.
Этот факт указывает на единый источник энергии, - стационарный энергетический центр  первого рода (СЭЦ), под воздействием которого происходит синтез минерального сырья и структурно-вещественное преобразование системы Земли.
Процессы происходящие в системе Земли, связаны генетически волной энергии.

Примеры:
Татарстан (Ромашкинское м-е.).
Запасы ромашкинского нефтяного месторождения, по предварительной оценке, составляли 710 миллионов тонн нефти.
В настоящий момент из него уже выкачано 3 миллиарда тонн, то есть в четыре раза больше, чем предполагалось. Причем по мере разработки и опустошения месторождения качество нефти здесь улучшается, что является парадоксом. 
Компонентный состав газа:  азот + редкие;  гелий, % 10,36; метан, % 39,64;  этан, % 22,28;  пропан, % 18,93;  изобутан, % 1,74;  н. бутан, % 4,36;  изопентан, % 0,67;  н. пентан, % 0,65;ефти после землетрясения.
В 2010 году на Гаити произошло землетрясение с магнитудой 7 баллов. Спустя несколько дней на острове обнаружили запасы нефти. Ранее эта зона обследовалась и результаты оказались отрицательными.
Подобных ситуаций, которые сложно объяснить с точки зрения органической теории возникновения нефти, существует много. Поэтому ряд ученых, среди которых доктор физико-математических наук Владимир Геефти после землетрясения. В 2010 году на Гаити произошло землетрясение с магнитудой 7 баллов. Спустя несколько дней на острове обнаружили запасы нефти. Ранее эта зона обследовалась и результаты оказались отрицательными.

На Земле существует более чем 40 000 нефтяных и газовых месторождений мира всех размеров. Из этих месторождений 94 процента  сосредоточены менее чем в 1500 гигантских и крупных природных скоплениях происхождение которых практически одинаково.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Вывод.
1. Процессы синтеза минерального сырья, не могут протекать самопроизвольно, без дополнительного притока энергии извне. Такие системы являются типичными открытыми диссипативными системами.
2. Процесс синтеза минерального сырья, - антиэнтропийный, так-как он происходит в более крупной диссипативной системе, дающей ему необходимую энергию.
3. Поступление дополнительных энергетических ресурсов, необходимых для развития таких систем, может осуществляться за счет волновой передачи энергии от внешних, по отношению к данной системе источников энергии.
4. Все ведущие энергетические центры находятся в мантии.
Пределы мантии, - область синтеза минерального сырья, область земной коры является,
6. Благородные газы генетически связаны с торием и ураном. «В 1977 г. установлено, что изотопные аномалии по Нe и Ne коррелируют с изотопными аномалиями по Аг, Кг и Хе» (Ю.Э. Шуколюков, РАН).
7. Минеральное сырье генетически связано с волной энергии распада тория, урана, кинетической энергией благородных газов и с тепловой энергией зоны: ядро-мантия. Волна энергии способствует дифференциации вещества.
7. Несмотря на то, что нефть залегает в различных геологических условиях, элементный состав её колеблется в узких пределах, что указывает на едины мантийный источник ее образования.
Этот факт указывает на единый источник энергии, - стационарный энергетический центр  первого рода (СЭЦ), под воздействием которого происходит синтез минерального сырья и структурно-вещественное преобразование системы Земли.
Процессы происходящие в системе Земли, связаны генетически волной энергии.

На Земле существует более чем 40 000 нефтяных и газовых месторождений мира всех размеров. Из этих месторождений 94 процента  сосредоточены менее чем в 1500 гигантских и крупных природных скоплениях происхождение которых практически одинаково.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

 


Несмотря на то, что нефть залегает в различных геологических условиях, элементный состав её колеблется в узких пределах, что указывает на едины мантийный источник ее образования.
Этот факт указывает на единый источник энергии, - стационарный энергетический центр  первого рода (СЭЦ), под воздействием которого происходит синтез минерального сырья и структурно-вещественное преобразование системы Земли.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Кларки - распространенность химических элементов. Кларк концентрации КК и энергия рудообразования. Содержание химических элементов в горных породах и минералах
 
 
Внедрение в геохимию новых высокочувствительных,, точных и производительных физических методов анализа: нейтронно-активационного, атомно-адсорбционного и др.— позволило уточнить кларки большинства химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева, дифференцировать их величины для отдельных типов горных пород, впервые установить кларки почв, Мирового океана, речных и подземных вод, живого вещества, отдельных минералов.
 
В СССР эту работу возглавил академик А. П. Виноградов. В 1956 г. им были опубликованы данные среднего содержания химических элементов в ультраосновныхг основных, средних и кислых изверженных породах, в осадочных породах (глинах и сланцах), а также в каменных метеоритах. Приняв условно, что твердая земная кора состоит на две трети из кислых пород и на одну треть из основных, А. П. Виноградов высчитал кларки земной коры. Для некоторых редких элементов — Se, Ru, Rh, Pd, AgT In, Te, Cs, Ce, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Yb, Lu, Hf, Re, Os,. Ir, Pt, Au, Bi — были приведены лишь ориентировочные величины. Для Н, Не, N, Ar, Kr, Xe, Pm, Но, W, Rn кларки вообще не были известны. В США аналогичная сводка опубликована Д. Грином в 1959 г. В 1962 г. А. П. Виноградов уточнил ранее приведенные данные.
 
Американские ученые К. Таркяни К. Ведеяоль в 1961 г. еще более расширили информацию, приведя данные о* среднем содержании элементов в изверженных и осадочных породах, известковых и глинистых глубоководных осадках. Изверженные породы они расчленили на ультра- базиты, базальты, бедные и богатые кальцием гранитоиды,. сиениты. Осадочные породы дифференцированы на глины, песчаники и карбонатные породы. Для ряда элементов приведены новые величины, но, с другой стороны, кларки многих элементов охарактеризованы лишь буквами: А — основные элементы живого вещества, гидросферы и атмосферы (Н, С, О), Я —редкие газы (Не, Ne, Ar и др.), С — на Земле в естественных условиях не известны (Тс, Pm), Я —данные отсутствуют (Ru, Rh, Те, Re, Os, Ir и др.), Е — недолговечные радиоактивные атомы (Po, At, Ra, Fr и др.) и F — элементы, образующиеся в результате слабых процессов захвата нейтронов ураном (Np, Pu). Новые кларки земной коры рассчитал американский ученый •С. Р. Тейлор.
 
В последние десятилетия при подсчетах кларков стали учитывать объемы и массы отдельных типов пород, геологические и геофизические данные о строении различных частей земной коры, например материков и океанов. Такой более точный метод использован в 1956 г. американским геохимиком А. Полдервартом и позднее развит в нашей стране членом-корреспондентом АН СССР А. Б. Ро- новым и А. А. Ярошевским. Так возникло понятие о региональных кларках. А. Б. Ронов, например, установил кларки известняков, глин, песков Русской платформы и доказал, что они закономерно менялись в ходе геологической истории: в карбонатных породах постепенно уменьшалось содержание магния, в глинах — магния и калия ж т. д.
 
За время геологической истории менялись и соотношения между породами. По А. Б. Ронову, 3,5 млрд, лет назад на континентах преобладали эффузивные породы преимущественно основного состава, относительно обогащенные кальцием и железом. Но уже около 2 млрд, лет назад стали преобладать осадочные породы и гранитоиды.
 
А. А. Беус при подсчетах кларков учитывал распределение породообразующих элементов в различных типах торных пород для отдельных регионов, структурных единиц земной коры, оболочек литосферы в целом. Исследователь статистически обосновал свои подсчеты, использовал различные модели.
 
Так, были установлены кларки 12 элементов для осадочной оболочки континентов, «гранитной оболочки», «базальтовой оболочки континентов» (два варианта), всей континентальной литосферы без осадочной оболочки (два варианта) и, наконец, для всей литосферы без осадочной оболочки (два варианта). В 1975 г. для литосферы и слагающих ее основных типов пород А, А. Беус привел кларки почти всех элементов периодической системы. При подсчетах он использовал также новейшие данные Д. Грина. Позднее расчеты среднего содержания породообразующих и некоторых редких элементов в магматических породах океанов и континентов опубликовал Б. Г. Лутц. Новые пути оценки среднего состава земной коры наметил Л. С. Бородин.
 
Использование новых методов анализа позволило с большой точностью определить содержание химических элементов в горных породах и минералах. По сравнению с первой половиной XX в. количество данных возросло во много раз, изменились представления о кларках ряда элементов. Например, в 1933 г. А. Е. Ферсман приводил для кларков скандия и селена в литосфере величины 6-10~4 и 8-10~5%, а А. А. Беус в 1975 г.—соответственно 2,4 -10~3 и М0"5%. Наименее ясным остался вопрос о кларках земной коры в целом, так как неизвестно соотношение в ней различных типов пород. Актуальной задачей является также определение кларков ряда сверхредких элементов (Ru, Rh, Os, Pt, Po, Pa, Ac, Ra), для которых пока нет подсчетов даже по отдельным породам.
 
Большая работа проделана и по определению кларков гидросферы. Для Мирового океана подсчеты выполнены А. П. Виноградовым и американским геохимиком Е. Гольдбергом, для. различных типов подземных вод — С. Л. Швар- цевым. А. П. Виноградов привел ориентировочные кларки почв и живого вещества. Были также выполнены новые гипотетические расчеты кларков мантии, земного ядра и Земли в целом (главным образом на основе различных метеоритных моделей).
 
В 1937 г. В. И. Вернадский ввел понятие о кларке концентрации (КК) — отношении содержания химического элемента в данной системе к его среднему содержанию в земной коре. А. Е. Ферсман подчеркивал практическое значение этого показателя и предлагал определять КК для 1 отдельных регионов, свит и формаций, пород, руд. Этот вопрос ученый намеревался осветить в последнем (шестом) томе «Геохимии».
 
На основе анализа большого фактического материала- член-корреспондент АН СССР Л. Н. Овчинников установил прямую зависимость между кларком элемента в литосфере и глобальными запасами его руд, запасами в отдельных провинциях, содержанием металла в руде. Исследования на Алтае подтвердили эту зависимость не только для главных элементов руд, но и для элементов-спутников.
 
На основе использования кларков концентрации вычисляется и энергия рудообразования. Это понятие ввел Н. И. Сафронов. Основанием для расчета послужила идеализированная термодинамическая модель, согласно которой концентрация рудных элементов происходит по закону идеальных газов из рассеянного состояния в результате сжатия «атмосферы» газа. В качестве исходного состояния принимается гранитоидная магма, что позволило Н. И. Сафронову вывести следующую формулу:
Е = K.lnK,
где Е — энергия рудообразования данного элемента, рассчитанная на единицу объема, К — кларк концентрации: элемента в руде (относительно гранитоидов). Хотя предпосылки этих построений достаточно условны (термодинамика идеальных газов, гранитоиды как источник металлов и т. д.), полученные выводы хорошо согласуются с экспериментальными данными. Расчеты энергии рудообразования дали возможность установить математические закономерности, связывающие глобальные запасы руд металлов с их содержанием в рудах, и на этой основе оценивать перспективы рудоносности отдельных территорий. Данные построения применимы и к анализу ореолообра- зования.
 
Согласно расчетам Н. И. Сафронова, основное количество металлов рассеяно в горных породах в кларковых количествах и лишь ничтожная часть сосредоточена в рудных месторождениях (как в известных, так и в тех, которые еще будут обнаружены).
 
Сравнивая кларки концентрации разных элементов в одной и той же системе, можно делать выводы о миграции элементов в земной коре (А. И. Перельман).
 
Время скептического отношения к «числам Кларка», о котором не раз упоминал в своих трудах А. Е. Ферсман, давно прошло. Ныне они, как и предвидел ученый, действительно стали константами мира и широко используются не только в теоретической, но и в прикладной геохимии,, в науке о рудных месторождениях и других науках о Земле. «В законах кларков кроются еще огромные области познания мира, и еще огромная исследовательская работа должна вестись, чтобы уточнить эти величины и показать* каковы кларки в разных областях мироздания»,— писал А. Е. Ферсман1. Эти его мысли актуальны и в наши дни.
 

[Устьянцев Валерий Николаевич]

2 августа 2023 10:02 , ИА "Девон" )
В этом году в Татарстане отмечают 80-летие начала добычи нефти в республике и 75-летие открытия нефтяного мегагиганта - Ромашкинского месторождения.
За это время «Ромашка» прошла несколько этапов – от бурного освоения в 1950-1970-е годы, спада в кризисные годы и до стабилизации добычи в двухтысячные. О том, как нефтянка Татарстана переживает «третье дыхание» и что ждет одно из крупнейших в мире месторождений – в обзоре журналиста Информагентства «Девон» Аскара МАЛИКОВА.

Ромашкинское месторождение открыто в 1948 году. Оно залегает на территориях восьми административных районов юго-востока Татарстана.
За 75 лет интенсивной разработки оно стало совсем другим в плане запасов, чем в середине 20 века, отмечают специалисты. Изменились коллекторские свойства пластов и состав углеводородов.

Месторождение теперь имеет другие гидрогеологические, гидродинамические, тепловые и физико-химические режимы. Это значит, что для рациональной разработки нужны новые решения. И они активно внедряются компанией «Татнефть».

Сегодня основные горизонты «Ромашки» разведаны. Но доразведка локальных залежей продолжается и по сей день. Геологические запасы нефти оцениваются в 5 млрд тонн, доказанные и извлекаемые запасы — в 3 миллиарда.

Глубина разработки нефтяных отложений составляет 1,8 километра. Нефтеносность по состоянию на 2021 год была установлена в 22 горизонтах девона и карбона. Восемнадцать из них дали промышленные притоки нефти. Всего на Ромашкинском было выявлено порядка 200 залежей.

Самым важным считается первый девонский нефтяной пласт ДI. С ним связано 80% всех запасов нефти в этом нефтеносном районе. При разработке этого богатого пласта залежи «разрезали» на отдельные площади кольцевыми рядами нагнетательных скважин. Интересно, что запасы каждой площади сравнимы с крупным месторождением.

Несмотря на то, что месторождение является зрелым, в «Татнефти» продолжают находить здесь новые запасы углеводородов. В этом нефтяникам помогают ученые Казанского федерального университета. Они совместно с специалистами «Татнефти» работают над повышением эффективности разработки этой нефтяной «кладовой».

«Из него уже 3 млрд добыто, и еще столько же может быть найдено, - считает проректор КФУ, директор Института геологии и нефтегазовых технологий Данис НУРГАЛИЕВ. - С помощью цифровых технологий, основанных на геохимии, геофизике, ищем целики. Мы меняем парадигму разработки обводненных и старых месторождений».

По его словам, оконтуривание залежей позволит резко уменьшить обводненность промысла. Это важно с экономической и экологической точки зрения, отмечает ученый. В России сегодня известны 10 супергигантских месторождений. В основном на них добываются флюиды, в которых содержится лишь 3-5% нефти, говорил Нургалиев. Технологии, отработанные в Татарстане, будут применять на других «гигантах».

    Прим. ИА Девон: Целики – это участки с неизвлеченной нефтью в выработанной части залежи. Запасы могут оставаться в отдельных пропластках, или за контурами воды.


«Перед Татнефтью стоит задача локализации оставшихся запасов, уже находящихся в длительной выработке», - добавляет замдиректора по инновационной деятельности ИГиНГТ Владислав СУДАКОВ.

С этой целью в «Татнефти» актуализировали имеющиеся запасы данного месторождения. Так, в 2022 году компания завершила уникальный для РФ проект переинтерпретации всех скважин на этом объекте.

Для этого применены современные технологии, среди которых - цифровые алгоритмы управления объектами нефтедобычи, 3D-моделирование, «умные месторождения». Такую сложную и масштабную работу в России еще никто не проводил.

Cкорость интерпретации геофизических исследований скважин (ГИС) удалось ускорить в 5 раз благодаря комплексной цифровизации и внедрению интеллектуальных систем.

Кроме того, в Центре моделирования ПАО «Татнефть» создают постоянно действующие геолого-гидродинамические модели. ГГМ позволяют исследовать и прогнозировать процессы при разработке месторождений.

Использование непрерывных данных дало возможность выделять ранее пропущенные коллекторы с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами. Это актуально для месторождений на поздних стадиях разработки, коим и является Ромашкинское.

В «Татнефти» также планируют уплотнять сетку скважин. В течение длительного времени предполагается пробурить их не один десяток тысяч. Это даст возможность значительно увеличить ресурсную базу.

Эта технология призвана увеличить активные площади для разработки месторождения. Она также позволит осваивать запасы слабопроницаемых коллекторов и отдельных линз (об этом – подробнее в публикации «Информ-Девон»). При этом коэффициент извлечения нефти (КИН) по ряду месторождений может вырасти на 10–12%.

Специалисты считают, что рентабельную эксплуатацию Ромашкинского месторождения можно значительно продлить при благоприятном налоговом режиме.
Это позволит восполнять запасы путем внедрения вторичных и третичных методов увеличения нефтеотдачи. При благоприятных условиях, считают ученые, сроки разработки «Ромашки» увеличатся на 150–200 лет.

Как утверждает главный геолог компании Ринат АФЛЯТУНОВ, в 2022 г. по кыновско-пашийским отложениям Ромашкинского месторождения был получен прирост извлекаемых запасов нефти. Нефть из этих отложений можно будет выкачивать до 2130 года.

Для этого, по словам Рината Афлятунова, планируется применять как уже известные химические и физические МУН, так и новейшие. Сегодня наиболее успешными методами увеличения нефтеотдачи является протяженное и локальное воздействие на пласты, обработка призабойной зоны пласта. При воздействии на пласты применяются биополимеры, ПАВ-полимерные композиции и эмульсии.

Интересно, что по ряду залежей Ромашкинского месторождения балансовые запасы уже должны быть давно извлечены. Однако они продолжают давать жидкие углеводороды. Причиной этого явления могут перетоки сырья из других нефтеносных объектов, как на Миннибаевской площади. Поэтому необходимо проводить новые научные исследования, подчеркивают нефтяники.

«Подтоки» нефти дают пищу для развития научной теории об абиогенном происхождении, считают некоторые ученые.

Согласно традиционной теории, запасы нефти и газа относят к невозобновляемым природным ресурсам. Однако исследователи отмечают неоднородность и многостадийность формирования нефтяных залежей. Запасы восполняются за счет легкой газоконденсатной составляющей углеводородов.

Многолетние научные исследования по данной теме проводились под руководством бывшего главного геолога «Татнефти» Рината МУСЛИМОВА и других авторитетных экспертов. Геологом удалось выявить десятки скважин с аномальными параметрами и высокой накопленной добычей. Их объединяет то что они дают более 0,5 млн т нефти, а также дебиты более 100 тонн в сутки на протяжении не менее 5 лет.

При этом было подтверждено, что максимальные значения средних дебитов «аномальных» скважин к дебитам «нормальных» повторяются примерно через каждые пятнадцать лет. Поэтому ученые рекомендовали давать «отдохнуть» некоторым скважинам.

Разгадка «возобновляемости» нефти может заключаться в следующем. Ряд геологов также отмечают резкое увеличение в последнее время выброса из глубоких недр Земли газов, в первую очередь водорода и углеводородов. Это явление называется дегазацией. Есть мнение, что водород поступает из глубин планеты в процессе разложения гидридов. Он может также высвобождаться из растворов металлов.

Для ответа на эти вопросы нужны исследования кристаллического фундамента. Там могут находиться большие запасы глубинных углеводородов. Для подтверждения абиогенной теории происхождения нефти потребуется не менее 40-50 лет, утверждает Ренат Муслимов. Это при условии, если будет принята госпрограмма по исследованию кристаллического фундамента осадочных бассейнов и абиогенной глубинной нефти.

«Нужны огромные затраты, но мы получим технологии использования неисчерпаемых углеводородных ресурсов глубинных недр Земли, - отмечает видный ученый - Земля сама обеспечивает нас углеводородами и будет обеспечивать и дальше. Однако мы все еще не очень хорошо знаем, откуда и как в недра поступают углеводороды».

Тем не менее, результаты исследований в Татарстане уже позволяют, по его мнению, приступить к разработке нефтяных месторождений с помощью новых методов. Среди них – и Ромашкинское. Это может перевернуть представление о нефтедобыче и продлить его жизнь на неопределенный период.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Анализ арктической породы указал на протечку ядра Земли — из него вытекает гелий-3
TODO:
Георгий Голованов23 октября 2023 г., 20:36

Объединенная команда геохимиков из США обнаружила крайне высокий уровень гелия-3 в камнях на Баффиновой Земле, острове, расположенном между Канадой и Гренландией. Присутствие этого изотопа может служить доказательством того, что ядро нашей планеты вытекает наружу. Причем происходит это прямо сейчас. Если это действительно так, для ученых открывается уникальная возможность исследовать состав ядра планеты — вместе с гелием-3 на поверхность, очевидно, вытекают и другие его составные части.
Это не первая находка гелия-3 в лавовых потоках Баффиновой Земли, которые указывают на возможность просачивания ядра наружу, через земную кору. Изотоп гелия был активным участником формирования планеты, после чего остался в ее ядре. Но если он попадает на поверхность, то по своей природе стремится подняться в атмосферу и раствориться в космическом пространстве. Таким образом, как пишет Phys.org, если он и встречается у поверхности, то крайне редко, и скорее всего, попал туда из ядра.
Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу

Ученые из Института океанографии Вудс-Хоул и Технологического института Калифорнии отправились на Баффинову Землю, заинтригованные возможностью доказать, что земное ядро вытекает наружу. Взяв образцы из нескольких лавовых потоков, они обнаружили гораздо более высокое содержание гелия-3, чем давали предыдущие исследования — выше, чем где бы то ни было на Земле.

    Кроме того, оказалось, что зафиксированное здесь соотношение гелия-3 к гелию-4, распространенному изотопу, достигло наивысшего показателя по сравнению с любым другим местом на Земле. По мнению ученых, это еще один фактор, указывающий на то, что гелий-3 вытекает из ядра планеты наружу.

Если геохимики смогут доказать, что гелий-3 действительно выходит на поверхность из самого центра Земли, значит, что весь материал, который его окружает, тоже возник там. В таком случае, у ученых появится материал для исследования, о котором они не могли прежде даже мечтать.

Новейшие научные данные утверждают, что в центре Земли находится твердый металлический шар, нечто вроде планеты внутри планеты, существование которого делает возможным жизнь на поверхности в том виде, в каком мы ее знаем (именно благодаря ему у Земли есть магнитосфера). Как внутреннее ядро возникло и развивалось — науке неизвестно, но группе геофизиков из США удалось с помощью сейсмических волн установить, что оно представляет из себя не гомогенную массу, как считалось ранее, а мозаику из различных материалов.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Земля может содержать в десять раз больше гелия-3, чем считалось раньше

Новости.
20 мая 2022.
Гелий-3 - это изотоп гелия, который очень востребован, в основном в термоядерной энергетике. Согласно недавнему исследованию, наша планета может содержать в десять раз больше, чем предполагалось. В связи с этим возникает вопрос, стоит ли нам все еще отправляться на Луну, чтобы попытаться собрать его.
Многие компании и космические агентства хотят отправиться на Луну, чтобы освоить ее. Среди вожделенных ресурсов мы, очевидно, находим реголит, но гелий-3 также присутствует в списке. Гелий-3 очень редко встречается на Земле, но его свойства делают его очень востребованным для потенциального применения в ядерном синтезе. Он достаточно легкий и нерадиоактивный. Поэтому в будущем его использование может позволить построить термоядерные электростанции, обеспечивающие чистую и практически бесконечную энергию.
На Земле гелий-3 составляет лишь малую часть 7,2 × 10-12 всей атмосферы. Эта величина является предметом научного консенсуса, но вскоре может быть поставлена под сомнение. Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience 9 мая 2022 года, предполагает, что на нашей планете присутствует больше гелия-3. Бенджамин Бирнер, эксперт из Института океанографии Скриппса при Университете Сан-Диего (США), считает, что гелия-3 на Земле в десять раз больше. Другими словами, этот ресурс по-прежнему дефицитен, но немного меньше, чем ожидалось.
Следует отметить, что это открытие было сделано случайно. Бенджамин Бирнер и его команда проводили исследования другого изотопа гелия - гелия-4. Они пытались открыть новые методы расчета антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ). Гелий-4 не относится к ПГ, но он образуется в результате потребления ископаемого топлива в результате деятельности человека. Гелий-3, с другой стороны, может быть получен в результате длительных геологических процессов, работы некоторых ядерных реакторов или выпадения осадков в результате испытаний атомного оружия.
Команда исследовала образцы воздуха за период 1974-2020 годов и обнаружила увеличение концентрации гелия-4 за последние 50 лет. Таким образом, они пришли к выводу, что произошло пропорциональное увеличение концентрации гелия-3. Действительно, соотношение между изотопами гелия глобально стабильно. Однако ученые не смогли объяснить происхождение этого "бонуса" гелия-3. По их мнению, речь может идти о проблемах с предыдущими расчетами или о плохом учете источников выбросов.
Наконец, нет абсолютно никакого вопроса об использовании гелия-3 на Земле, поскольку его количество остается мизерным. Таким образом, полеты на Луну останутся лучшим способом получения этого столь желанного ресурса. Однако исследование Бенджамина Бирнера может дать лучшее понимание того, какое ископаемое топливо ответственно за выбросы парниковых газов. Таким образом, последствия деятельности человека на климат будут лучше понятны, что сделает принимаемые меры более точными и эффективными.
Источник:
Новая наука 

[Устьянцев Валерий Николаевич]

 Станет ли гелий-3 топливом будущего?
Энергия
Дмитрий Медведев
08.06.2022


В контексте лунной гонки XXI века, в которую активно включились США, Китай и Россия, довольно часто упоминается гелий-3. Оно и понятно: огромным тратам на космические программы нужно придать хотя бы видимость какой-то осязаемой практической пользы. Гелий-3 называют элементом, который способен решить все энергетические проблемы человечества на тысячелетия вперед, а Луну — самым перспективным местом, где его можно добывать. Именно этим порой обуславливают пробудившийся интерес ведущих держав к освоению спутника. Но на сегодняшний день рассматривать гелий-3 как топливо будущего следует с большими оговорками. И вот почему.
Три-четыре

Итак, что такое гелий-3 и почему он, собственно, три? Здесь нужно вспомнить школьный курс химии. Все химические элементы в этой Вселенной существуют в виде изотопов. Изотопы — это варианты одного элемента, у которых одинаковый заряд ядра (а следовательно, одинаковое количество протонов), но разное массовое число (из-за того, что в ядре разное количество нейтронов). Свойства изотопов могут различаться — самое известное неспециалистам различие в том, что изотопы могут быть стабильными и радиоактивными.

У интересующего нас гелия есть девять изотопов, но только два из них стабильны: это гелий-4 (его ядро состоит из двух протонов и двух нейтронов) и гелий-3 (в его ядре два протона и один нейтрон). Из этих двух изотопов и состоит природный гелий. Почему же его нужно искать на Луне?

    Дело в том, что из всего гелия, который есть на нашей планете, 99,999863 % составляет гелий-4.

Оба изотопа из-за своей легкости постоянно улетают из нашей планеты в космос. Но запасы гелия-4 пополняются в результате альфа-распада природных радиоактивных элементов вроде урана или тория (альфа-частица и есть по сути ядро гелия-4). А вот гелий-3 так не образуется, и весь его запас на нашей планете появился миллиарды лет назад, когда Земля только формировалась. С тех пор он постепенно улетучивается из мантии в атмосферу, а оттуда в космос.

А вот на других объектах Солнечной системы дела обстоят иначе. К ним гелий-3 заносится с солнечным ветром — поток частиц от нашей звезды. Земля защищена атмосферой и магнитным полем, так что сюда гелий-3 не поступает. А вот в лунном реголите (поверхностный слой лунного грунта) изотоп прекрасно накапливается. В результате за те миллиарды лет, которые существует наш спутник, там накопились значительные (по сравнению с земными) запасы гелия-3. Они оцениваются от 0,5 до 2,5 миллиона тонн. Кажется, что это не очень много, но на всей Земле его только 35 тысяч тонн.

Но зачем он вообще нам нужен?
То, что гелий-3 образуется на Солнце, в котором происходят термоядерные реакции, намекает на возможность использования изотопа в перспективном термоядерном реакторе. Теоретически возможна реакция термоядерного синтеза между гелием-3 и дейтерием (тяжелым изотопом водорода). Использование такого топлива имеет ряд преимуществ перед традиционно рассматриваемой реакций слияния дейтерия и трития.

Во-первых, снижается проблема нейтронной радиации. При слиянии ядер дейтерия и трития высвобождается большой поток нейтронов, который не только опасен для всего живого и требует установки защиты вокруг реактора, но и разрушает само устройство. Поток нейтронов от слияния гелия-3 и дейтерия в десятки раз ниже.

Во-вторых, продуктом реакции гелия-3 и дейтерия является изотоп гелий-4 и протон. Вот этот протон можно поймать электромагнитным полем и использовать для получения электричества в специальном генераторе.

В-третьих, такой реактор абсолютно безопасен. Топливо не радиоактивно, а если произойдет авария, то выбросов не происходит.

В-четвертых, в результате такой реакции выделяется огромное количество энергии. По расчетам, слияние 1 тонны гелия-3 и 0,67 тонн дейтерия эквивалентно сжиганию 15 миллионов тонн нефти. Если оценки содержания изотопа в лунном грунте верны, то при текущем потреблении гелий-3 сможет обеспечивать потребности человечества в течение 5 тысяч лет.

Разумеется, не все так гладко. Температура в активной зоне должна быть выше 109 градусов, иначе ядра дейтерия будут сливаться друг с другом, игнорируя гелия-3. При этом из-за излучения плазма будет остывать быстрее, чем подогреваться за счет реакции. А это значит, что придется искусственно поддавать жару, а сделать это в таких температурах довольно сложно. Иными словами, управляемый термоядерный синтез в принципе пока что не реализован в масштабах, предполагающих коммерческое использование.

    Синтез гелия-3 и дейтерия — это даже для такой сложной проблемы задача со звездочкой.

С другой стороны, добыча гелия-3 — это тоже технологическая проблема. Пока что человечество смогло покататься на Луне на автомобиле и установить там флаг США. Для добычи гелия-3 нужно будет переработать прямо на спутнике миллионы тонн лунного грунта (даже при условии, что на Луне изотопа сильно больше, чем на Земле, его содержание все равно не больше 0,01 г на тонну). Пока что технологии находятся на стадии написанных научных статей (например, этим занималось NASA: pdf и pdf). В 2006 году тогдашний глава РКК «Энергии» Николай Севастьянов прогнозировал, что уже через 10 лет (то есть в 2016-м) Россия создаст базу на Луне, а вскоре после этого начнет добычу гелия-3. Прогноз оказался слишком оптимистичным.

Разумеется, кроме добычи есть еще и вопросики с транспортировкой. У нас пока нет флота космических танкеров, которые могли бы регулярно совершать рейсы между Землей и спутником.

В общем, все выглядит так, что использования гелия-3 в качестве топлива — перспектива не ближайших десятилетий. А там, возможно, нам и не понадобится ничего добывать на спутнике. Как полагает доктор физико-математических наук, академик Лев Зеленый, если мы освоим промышленно пригодную технологию термоядерного синтеза, то в качестве топлива сможем использовать бор, которого на Земле завались. И тогда гелий-3 станет нам попросту ненужным

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Не вешайте нам гелий-3 на уши!
Версия для печати

Андрей Ваганов
Ответственный редактор приложения "НГ-Наука"

Об авторе: Андрей Геннадьевич Ваганов - ответственный редактор приложения "НГ-наука".

Тэги: луна, гелий3, топливо, наса

«Мы говорим сейчас о термоядерной энергетике будущего и новом экологическом типе топлива, которое нельзя добыть на Земле. Речь идет о промышленном освоении Луны для добычи гелия-3». Это заявление главы ракетно-космической корпорации «Энергия» Николая Севастьянова, если и не потрясло воображение законопослушных россиян (им сейчас, как раз, накануне нового отопительного сезона только с гелием-3 разбираться), то уж воображение специалистов и людей заинтересованных не оставило равнодушным.

Оно и понятно: при, мягко говоря, не блестящем состоянии дел в отечественной аэрокосмической отрасли (космический бюджет России в 30 раз меньше, чем в США и в 2 раза меньше, чем в Индии; с 1989 по 2004-й годы мы запустили всего 3 исследовательских КА), вдруг, вот так, ни больше, ни меньше – россияне будут добывать гелий-3 на Луне! Напомню, что, теоретически, этот легкий изотоп гелия способен вступать в термоядерную реакцию с дейтерием. Соответственно, термояд многие ученые считают потенциально безграничным источником дешевой энергии. Однако проблемка есть: гелий-3 составляет менее одной миллионной доли от общего количества гелия на Земле. А вот в лунном грунте этот легкий изотоп содержится в изобилии: по оценке академика Эрика Галимова – около 500 млн. тонн...

Говорят, в свое время в США перед входом в Диснейленд висел огромный плакат: «Мы и наша страна можем все, единственное, что нас лимитирует, это границы нашего воображения». Все это было недалеко от истины: быстрый и эффективный атомный проект, фантастически успешная лунная программа, стратегическая оборонная инициатива (СОИ), вконец доконавшая советскую экономику. ...

По существу, одной из главных функций государства, особенно в XX веке, было как раз формулирование перед научным сообществом задач на грани воображения. Это касается и советского государства: электрификация, индустриализация, создание атомной бомбы, первый спутник, поворот рек┘ Кстати, и у нас был свой «плакат» перед Диснейлендом – «Мы рождены, чтоб сказку сделать былью!»
«Я просто думаю, что есть дефицит в какой-то крупной технологической задаче, – подчеркнул в беседе со мной доктор физико-математических наук, ученый секретарь Института космических исследований РАН Александр Захаров. – Может быть, из-за этого и возникли в последнее время все эти разговоры о добыче на Луне гелия-3 для термоядерной энергетики. Если Луна – источник полезных ископаемых, и оттуда везти этот гелий-3, а на Земле не хватает энергии┘ Все это понятно, звучит очень красиво. И под это легко, может быть, уговорить влиятельных людей выделить деньги. Я думаю, что это так».

Но все дело в том, что сейчас на Земле нет технологии – и в ближайшие, как минимум, 50 лет не предвидится ее появления, – сжигания гелия-3 в термоядерной реакции. Нет даже эскизного проекта такого реактора. Строящийся сейчас во Франции международный термоядерный реактор ITER проектируется на «сжигание» изотопов водорода – дейтерия и трития. Расчетная температура «поджига» термоядерной реакции – 100–200 млн. градусов. Для использования гелия-3 температура должна быть на порядок-два выше.

Значит, руководитель крупнейшей в России ракетно-космической корпорации Николай Севастьянов, извините за выражение, пудрит нам мозги своим гелием-3? Не похоже. Зачем!?

«Космическая отрасль, естественно, заинтересована в таком крупном и дорогостоящем проекте, – считает Александр Захаров. – Но с точки зрения его практического использования, абсолютно очевидно, что это преждевременно».

Чтобы реализовать проект «гелий-3» нужно создавать специальную программу дополнительных исследований Луны, запускать целую эскадру космических аппаратов, решать вопросы с добычей гелия-3, его переработкой┘ Это разорит страну почище всякой СОИ.

«Я не хочу сказать, что Луна с научной точки зрения полностью закрыта – там остались и научные задачи, – подчеркивает Александр Захаров. – Но, как говорится, этим надо заниматься step by step, не забываю о других научных задачах. А то мы как-то шарахаемся: как только американцы объявили о программе пилотируемого полета на Марс – и сразу мы заявляем, что тоже готовы этим заниматься. Услышали про лунные программы – давайте тоже этим заниматься┘ У нас нет обдуманной, взвешенной, стратегической национальной задачи».

Вот, опять вернулись к тому, с чего начали, – к стратегической национальной задаче. Беда в том, что в отличие от американцев мы лимитированы не столько своим воображением – с этим-то, как показывает заявление Николая Севастьянова, у нас все в порядке. Но вот на программу «гелий-3» (условно назовем ее так), по самым скромным расчетам, потребуется 5 млрд. долл. на пять лет исследований.

С чисто научной точки зрения, в проблеме термояда на основе ТОКАМАКов, даже несмотря на принятое решение о строительстве международного экспериментального реактора ITER, наметился некий застой. (Впрочем, это тема для отдельного разговора.) Как мне кажется, проблема гелия-3 для некоторой части влиятельного термоядерного лобби – новая ниша для реанимации и реализации профессиональных амбиций.

Мало того – и это уж совсем сенсационная вещь, и только поэтому я не начал с нее свою статью, - как нам сообщил эксперт из аэрокосмической отрасли, на российский проект добычи легкого изотопа гелия на Луне выделен┘ 1 млрд. долларов! Деньги эти, якобы, имеют американское происхождение.

Несмотря на всю замысловатость подобной комбинации, концы с концами в ней сходятся вполне успешно. Чтобы добиться выделения 104-х млрд. долл. на объявленную недавно программу создания лунной базы, Национальному агентству США по аэронавтике и космическим исследованиям надо было показать, что «стратегические конкуренты» тоже не дремлют. То есть, «российский» миллиард - это, своего рода, накладные расходы NASA... Отсюда и необъяснимый рациональными мотивами всплеск интереса к добыче гелия-3 в России.

Если это действительно так, то лишний раз нам всем придется убедиться в справедливости формулы, напечатанной лет десять назад в журнале Physics Today. Вот она: «Ученые – это не бескорыстные искатели истины, а скорее участники острой конкурентной борьбы за научное влияние, победители которой срывают банк».






0

[Устьянцев Валерий Николаевич]

206

Не вешайте нам гелий-3 на уши!
Версия для печати

Андрей Ваганов
Ответственный редактор приложения "НГ-Наука"

Об авторе: Андрей Геннадьевич Ваганов - ответственный редактор приложения "НГ-наука".

Тэги: луна, гелий3, топливо, наса

«Мы говорим сейчас о термоядерной энергетике будущего и новом экологическом типе топлива, которое нельзя добыть на Земле. Речь идет о промышленном освоении Луны для добычи гелия-3». Это заявление главы ракетно-космической корпорации «Энергия» Николая Севастьянова, если и не потрясло воображение законопослушных россиян (им сейчас, как раз, накануне нового отопительного сезона только с гелием-3 разбираться), то уж воображение специалистов и людей заинтересованных не оставило равнодушным.

Оно и понятно: при, мягко говоря, не блестящем состоянии дел в отечественной аэрокосмической отрасли (космический бюджет России в 30 раз меньше, чем в США и в 2 раза меньше, чем в Индии; с 1989 по 2004-й годы мы запустили всего 3 исследовательских КА), вдруг, вот так, ни больше, ни меньше – россияне будут добывать гелий-3 на Луне! Напомню, что, теоретически, этот легкий изотоп гелия способен вступать в термоядерную реакцию с дейтерием. Соответственно, термояд многие ученые считают потенциально безграничным источником дешевой энергии. Однако проблемка есть: гелий-3 составляет менее одной миллионной доли от общего количества гелия на Земле. А вот в лунном грунте этот легкий изотоп содержится в изобилии: по оценке академика Эрика Галимова – около 500 млн. тонн...

Говорят, в свое время в США перед входом в Диснейленд висел огромный плакат: «Мы и наша страна можем все, единственное, что нас лимитирует, это границы нашего воображения». Все это было недалеко от истины: быстрый и эффективный атомный проект, фантастически успешная лунная программа, стратегическая оборонная инициатива (СОИ), вконец доконавшая советскую экономику. ...

По существу, одной из главных функций государства, особенно в XX веке, было как раз формулирование перед научным сообществом задач на грани воображения. Это касается и советского государства: электрификация, индустриализация, создание атомной бомбы, первый спутник, поворот рек┘ Кстати, и у нас был свой «плакат» перед Диснейлендом – «Мы рождены, чтоб сказку сделать былью!»
«Я просто думаю, что есть дефицит в какой-то крупной технологической задаче, – подчеркнул в беседе со мной доктор физико-математических наук, ученый секретарь Института космических исследований РАН Александр Захаров. – Может быть, из-за этого и возникли в последнее время все эти разговоры о добыче на Луне гелия-3 для термоядерной энергетики. Если Луна – источник полезных ископаемых, и оттуда везти этот гелий-3, а на Земле не хватает энергии┘ Все это понятно, звучит очень красиво. И под это легко, может быть, уговорить влиятельных людей выделить деньги. Я думаю, что это так».

Но все дело в том, что сейчас на Земле нет технологии – и в ближайшие, как минимум, 50 лет не предвидится ее появления, – сжигания гелия-3 в термоядерной реакции. Нет даже эскизного проекта такого реактора. Строящийся сейчас во Франции международный термоядерный реактор ITER проектируется на «сжигание» изотопов водорода – дейтерия и трития. Расчетная температура «поджига» термоядерной реакции – 100–200 млн. градусов. Для использования гелия-3 температура должна быть на порядок-два выше.

Значит, руководитель крупнейшей в России ракетно-космической корпорации Николай Севастьянов, извините за выражение, пудрит нам мозги своим гелием-3? Не похоже. Зачем!?

«Космическая отрасль, естественно, заинтересована в таком крупном и дорогостоящем проекте, – считает Александр Захаров. – Но с точки зрения его практического использования, абсолютно очевидно, что это преждевременно».

Чтобы реализовать проект «гелий-3» нужно создавать специальную программу дополнительных исследований Луны, запускать целую эскадру космических аппаратов, решать вопросы с добычей гелия-3, его переработкой┘ Это разорит страну почище всякой СОИ.

«Я не хочу сказать, что Луна с научной точки зрения полностью закрыта – там остались и научные задачи, – подчеркивает Александр Захаров. – Но, как говорится, этим надо заниматься step by step, не забываю о других научных задачах. А то мы как-то шарахаемся: как только американцы объявили о программе пилотируемого полета на Марс – и сразу мы заявляем, что тоже готовы этим заниматься. Услышали про лунные программы – давайте тоже этим заниматься┘ У нас нет обдуманной, взвешенной, стратегической национальной задачи».

Вот, опять вернулись к тому, с чего начали, – к стратегической национальной задаче. Беда в том, что в отличие от американцев мы лимитированы не столько своим воображением – с этим-то, как показывает заявление Николая Севастьянова, у нас все в порядке. Но вот на программу «гелий-3» (условно назовем ее так), по самым скромным расчетам, потребуется 5 млрд. долл. на пять лет исследований.

С чисто научной точки зрения, в проблеме термояда на основе ТОКАМАКов, даже несмотря на принятое решение о строительстве международного экспериментального реактора ITER, наметился некий застой. (Впрочем, это тема для отдельного разговора.) Как мне кажется, проблема гелия-3 для некоторой части влиятельного термоядерного лобби – новая ниша для реанимации и реализации профессиональных амбиций.

Мало того – и это уж совсем сенсационная вещь, и только поэтому я не начал с нее свою статью, - как нам сообщил эксперт из аэрокосмической отрасли, на российский проект добычи легкого изотопа гелия на Луне выделен┘ 1 млрд. долларов! Деньги эти, якобы, имеют американское происхождение.

Несмотря на всю замысловатость подобной комбинации, концы с концами в ней сходятся вполне успешно. Чтобы добиться выделения 104-х млрд. долл. на объявленную недавно программу создания лунной базы, Национальному агентству США по аэронавтике и космическим исследованиям надо было показать, что «стратегические конкуренты» тоже не дремлют. То есть, «российский» миллиард - это, своего рода, накладные расходы NASA... Отсюда и необъяснимый рациональными мотивами всплеск интереса к добыче гелия-3 в России.

Если это действительно так, то лишний раз нам всем придется убедиться в справедливости формулы, напечатанной лет десять назад в журнале Physics Today. Вот она: «Ученые – это не бескорыстные искатели истины, а скорее участники острой конкурентной борьбы за научное влияние, победители которой срывают банк».

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Сокровище Луны – гелий-3
 
Горсточка грунта, которая была подобрана на гребне лунного кратера Камелот, соскользнула с обычного совка в специальный тефлоновый пакет и вместе с командой «Аполлона-17» отправилась на Землю. В тот день, 13 декабря 1972 года, мало кто мог представить, что образец лунного грунта под номером 75501, а также образцы грунта, доставленные «Апполоном-11» и рядом других экспедиций, в том числе и советской исследовательской станцией «Луна-16», послужит весомым аргументом, для того чтобы в XXI веке человечество решило вернуться на Луну. Осознание этого пришло только через 30 лет, когда молодые ученые из университета штата Висконсин в образце лунного грунта нашли существенное содержание гелия-3. Это очень интересное вещество является изотопом хорошо известного всем газа – гелия, которым во время праздников заправляют разноцветные воздушные шары.

Еще до проведения СССР и США лунных миссий небольшое количество гелия-3 было найдено и на нашей планете, тогда данный факт уже заинтересовал научное сообщество. Гелий-3, обладающий уникальным внутриатомным строением, обещал ученым фантастические перспективы. Если удастся использовать гелий-3 в реакции ядерного синтеза, можно будет получить колоссальное количество электроэнергии, не утопая при этом в опасных радиоактивных отходах, которые производятся на АЭС независимо от нашего желания. Добыча гелия-3 на Луне и последующая его доставка на Землю – это задача не из легких, но при этом те, кто ввяжутся в эту авантюру, могут стать обладателем сногсшибательного вознаграждения. Гелий-3 – это то вещество, которое сможет навсегда избавить мир от «наркотической зависимости» – ископаемого топлива, нефтяной иглы.

На Земле гелия-3 фатально не хватает. Огромное количество гелия зарождается на Солнце, но малую его долю составляет гелий-3, а основную массу – гораздо более часто встречающийся гелий-4. Пока данные изотопы движутся в составе «солнечного ветра» к Земле, оба изотопа претерпевают изменения. Столь драгоценный для землян гелий-3 не достигает нашей планеты, так как он отбрасывается прочь магнитным полем Земли. В то же время на Луне магнитное поле отсутствует и здесь гелий-3 может свободно накапливаться в поверхностном слое грунта.


В наши дни ученые рассматривают наш естественный спутник не только как естественную астрономическую обсерваторию и источник энергоресурсов, но и как будущий запасной континент для землян. При этом именно неисчерпаемый источник космического топлива наиболее привлекателен и перспективен. Новый возможный континент для землян находится на удалении всего в 380 тысяч километров от нашей планеты, при какой-то глобальной катастрофе на Земле здесь вполне могло бы найтись укрытие для людей. С Луны без особых помех можно наблюдать за другими небесными объектами, так на Земле этому в некоторой степени мешает атмосфера. Но главное – это неисчерпаемые запасы энергии, которой, по подсчетам ученых, для человечества хватило бы на 15 000 лет. Помимо этого на Луне есть запасы редких металлов: титана, бария, алюминия, циркония и это не все, считают ученые. Сегодня человечество находится лишь в самом начале пути по освоению Луны.

В настоящее время КНР, Индия, США, Россия, Япония – все эти государства находятся в очереди к Луне, и этих стран становится все больше. Очередной всплеск интереса к Луне возник еще в середине 90-х годов прошлого века. Тогда в научном сообществе возникло предположение о том, что на Луне может быть вода. Не так давно американский зонд «LRO» с российским прибором «Lend» это окончательно подтвердили – на Луне действительно есть вода (в виде льда на дне кратеров) и ее здесь немало (до 600 млн. тонн), а это решает множество проблем.

Наличие на Луне воды особенно ценно, так как способно решить большое количество различных проблем, которые возникнут при постройке лунных баз. Воду не придется доставлять с Земли, ее можно будет перерабатывать непосредственно на месте, отмечает Игорь Митрофанов – заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии ИКИ. По некоторым расчетам, при должном желании и финансировании человечество могло бы обосноваться на нашем естественном спутнике уже через 15 лет. При этом, скорее всего, первые обитатели Луны жили бы на ее полюсах вблизи больших запасов обнаруженной воды.


Однако ко многому на Луне пришлось бы привыкать по новой – даже к такому процессу, как ходьба. По Луне гораздо проще прыгать, в том, что гравитация здесь в 6 раз меньше, чем на Земле, в свое время убедился еще Нэйл Армстронг, когда 40 лет назад впервые ступил на поверхность данного небесного тела. При этом главным врагом человека на Луне в настоящее время является радиация, вариантов спасения от которой не так много. По словам Льва Зеленого директора Института космических исследований РАН, на нашем естественном спутнике нет магнитного поля. На Луну попадает вся радиация от Солнца и защититься от нее достаточно сложно.

При этом то, что Луна должна стать первой ступенью для продвижения человека в космосе – это бесспорный факт, считает Лев Зеленый. По его словам, Луна может стать перевалочной базой для стартов к другим планетам солнечной системы. Также здесь можно будет разместить станцию раннего оповещения о приближения к Земле опасных космических объектов: комет и астероидов, что достаточно важно в свете последних событий. Однако самое важное, что там есть – это гелий-3, возможно, космическое топливо будущего. Трудно поверить, но темно-серая пыль, которой выстлана вся поверхность Луны – это кладовая данного уникального вещества.

Нефть и газ на планете не вечны. По оценкам ряда экспертов, без особых проблем человечество проживет на этих ресурсах порядка 40 лет. На сегодняшний день единственной альтернативой выступают атомные станции, но это не так безопасно из-за радиации. В то же время термоядерная реакция с участием гелия-3 является экологически чистой. По словам ученых, ничего лучшего пока не придумано и на это есть как минимум 2 причины. Во-первых, это очень эффективное термоядерное топливо, а во-вторых, что еще более ценно, оно является экологически чистым, отмечает Эрик Галимов – директор Института Геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского.