Теории образования Земли, глубинное строение ее внутренних оболочек и другие вопросы мироздания > О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи в земной коре
О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи
Устьянцев Валерий Николаевич:
«2023
Водород и углерод – два элемента, необычные по отдельности, но вместе способные создавать удивительные химические соединения.
Известно, что водород и углерод являются основными составляющими органических веществ, таких как углеводороды и органические кислоты. Но последние исследования показали, что когда эти два элемента соединяются в определенных пропорциях, происходит нечто невероятное – образуется новое вещество с принципиально отличными свойствами.
Одним из самых известных примеров таких соединений является метан – простейший углеводород, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода.
Однако, недавние открытия показывают, что возможно существование и други х, более сложных соединений водорода и углерода. Исследователи установили, что при определенных условиях вещество, получающееся в результате реакции, обладает рядом уникальных химических и физических свойств, которых не встречается в других соединениях.
Углерод c водородом: синтез и особенности
Синтез углерода с водородом происходит при нагревании углеводородов или при действии катализаторов. Однако, такие реакции могут протекать с разной интенсивностью и приводить к образованию различных продуктов. Также, точные условия синтеза и особенности получающихся соединений зависят от типа углеводорода и катализатора.
Одним из наиболее известных соединений углерода с водородом является метан (CH4). Он находит широкое применение в качестве природного газа и используется в процессе получения энергии, а также в химической промышленности.
Важной особенностью соединений углерода с водородом является их высокая стабильность и низкая реакционная способность. Это связано с насыщенностью соединений углерода с водородом максимальным количеством водородных атомов.
В связи с этим, углеводороды считаются крайне негорючими и малоактивными веществами.
Однако, углеводороды могут участвовать в ряде исключительных реакций. Например, при высоких температурах и в присутствии катализаторов, молекулы углеводородов могут разрушаться и образовывать графит или алмаз. Также, углеводороды могут претерпевать реакции галогенирования, нитрирования и окисления.
Исследование соединений углерода с водородом является важным направлением в химии и материаловедении. Понимание особенностей синтеза и реакционной способности углеводородов позволяет разрабатывать новые методы получения и применение этих соединений в различных сферах науки и промышленности.
Взаимодействие водорода и углерода: особенности реакции
Одной из особенностей реакции водорода и углерода является ее экзотермичность. Это означает, что при этой реакции выделяется значительное количество тепла. Такая особенность реакции позволяет использовать ее в различных технологических процессах, например, в производстве энергии.
Еще одной особенностью взаимодействия водорода и углерода является возможность образования различных соединений в зависимости от условий реакции. Например, при высокой температуре и давлении может образовываться метан – самое простое углеводородное соединение. При низкой температуре и давлении чаще образуются другие соединения, такие как этилен или ацетилен.
Еще одной интересной особенностью реакции водорода и углерода является возможность катализаторов повышать ее скорость. Катализаторы – это вещества, которые способны ускорять химические реакции, не участвуя в них непосредственно. Взаимодействие водорода и углерода может проходить как без катализаторов, так и с их использованием. При этом катализаторы могут значительно повышать скорость реакции и улучшать ее эффективность.
Таким образом, взаимодействие водорода и углерода – это сложная и многосторонняя реакция, которая имеет множество интересных особенностей. Изучение и понимание этих особенностей позволяет применять эту реакцию в различных областях, включая энергетику и химическую промышленность.
Влияние давления на характер соединения водорода и углерода
Под воздействием высокого давления соединение водорода и углерода может приобрести неожиданные свойства. Например, при давлении более 100 гигапаскалей (ГПа), водород и углерод могут образовывать соединение, известное как метан. В этом состоянии, метан приобретает свойства, характерные для однокоординированного комплекса, в котором один атом водорода связан непосредственно с атомом углерода. Такое соединение может иметь интересные свойства и применения в различных областях науки и технологий.
Однако, при более низком давлении, соединение водорода и углерода может иметь другой характер. Например, при давлении около атмосферного, водород и углерод могут образовывать соединение, известное как метанол. В этом состоянии, метанол образует сетчатую структуру, в которой атомы углерода и водорода соединены через атомы кислорода. Такое соединение может использоваться в качестве растворителя или промежуточного продукта в различных химических процессах.
В целом, влияние давления на характер соединения водорода и углерода является интересной и актуальной темой исследований. Понимание этого взаимодействия может помочь развитию новых материалов и технологий, а также находить новые способы применения водорода и углерода в различных отраслях промышленности.
Температурные факторы в процессе образования водородного соединения с углеродом
Образование водородного соединения с углеродом имеет свои особенности и требует определенных условий, в том числе и температурных. Реакция между водородом и углеродом происходит при определенных температурах, которые могут быть как высокими, так и низкими.
Наиболее распространенной реакцией является образование метана (CH4), в котором каждый атом углерода связан с четырьмя атомами водорода. Реакция образования метана происходит при температуре около 1000°C и давлении около 3-6 атмосфер.
Однако, образование водородного соединения с углеродом может происходить и при гораздо более низких температурах, например, при проведении катализатором, таким как никель, при комнатной температуре. В таком случае, может происходить образование газообразного гидрокарбона (включая метан), а также образование различных органических соединений, таких как метанол и уксусная кислота.
Температура играет важную роль и в реакциях, приводящих к образованию других соединений, таких как этилен (C2H4) и этанол (C2H6O). Так, этилен может образовываться при температуре выше 1000°C, а этанол — при температуре около 300-400°C.
Источником тепла для реакции образования водородного соединения с углеродом могут служить различные источники, включая солнечную энергию, тепло от реакции других химических веществ, электрическую энергию и т.д. Таким образом, выбор оптимальной температуры для процесса образования водородного соединения с углеродом зависит от конкретной реакции и источника тепла.
Вид соединения Температура (°C)
Метан (CH4) ~1000
Газообразный гидрокарбон Комнатная температура
Этилен (C2H4) Выше 1000
Этанол (C2H6O) 300-400
Таким образом, температура играет решающую роль в процессе образования водородного соединения с углеродом и определяет как вид образовавшегося соединения, так и его характеристики. Правильное выбора температурного режима является одним из ключевых факторов для успешного формирования водородного соединения с углеродом в заданных условиях.
Свойства углерода в соединении с водородом
Кроме того, 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.
Важным свойством метана является его способность к горению. При сжигании метана с воздухом образуется вода и углекислый газ. Это приводит к тому, что метан является одним из ключевых компонентов природного газа, который широко используется в различных отраслях, включая энергетику и отопление.
Метан также обладает высокой энергетической плотностью, что делает его привлекательным источником топлива для различных транспортных средств. Водород, с другой стороны, является отличным носителем энергии, но необходимо использовать специальную технологию для его сохранения и хранения.
Продвижение использования соединения углерода с водородом, такого как метан, может быть ключевым шагом в переходе к более экологически чистым источникам энергии. Использование метана в качестве топлива позволяет снизить выбросы вредных веществ и уменьшить зависимость от нефти и угля.
В целом, свойства углерода в соединении с водородом делают его важным компонентом в различных отраслях, от энергетики до транспорта. Благодаря своей стабильности и энергетической плотности, соединение углерода с водородом предлагает новые возможности для развития экологически чистых источников энергии и повышения энергоэффективности.
Эффект образования углеродного нанотрубок в реакции с водородом
Углеродные нанотрубки представляют собой структуры, состоящие из графита, образующие цилиндрическую форму. Они обладают уникальными физическими и химическими свойствами, что вызывает большой интерес в научном и инженерном сообществе. Однако способы получения углеродных нанотрубок до сих пор оставались сложными и дорогостоящими.
Реакция образования углеродных нанотрубок в присутствии водорода представляет собой перетекание углеродных атомов вдоль поверхности материала, что приводит к формированию цилиндрической структуры. В реакции также участвуют катализаторы, которые способствуют образованию и выросту нанотрубок.
Получение углеродных нанотрубок путем реакции с водородом открывает новые перспективы в области материаловедения и промышленности. Углеродные нанотрубки могут быть использованы в таких областях, как электроника, энергетика, медицина и транспорт. Их уникальные свойства позволяют создавать более эффективные и компактные устройства и материалы.
Однако перед широким применением полученных результатов необходимо провести дополнительное исследование влияния различных факторов на реакцию образования углеродных нанотрубок с водородом, а также разработать более эффективные и экономически выгодные методы получения этих материалов.
Углеродно-водородное соединение как активный катализатор
УВС является хемосорбентом, то есть веществом, способным притягивать другие вещества молекулярно-силовым взаимодействием. Благодаря этому свойству, углеродно-водородное соединение может ускорять химические реакции и изменять кинетические параметры процессов.
Кроме того, УВС обладает высокой поверхностной активностью и способностью к образованию стабильных комплексов с другими химическими веществами. Благодаря этим свойствам, оно эффективно взаимодействует с различными соединениями, активируя их и облегчая их превращение в новые продукты.
Примечательно, что исследования показывают, что активность УВС в реакциях катализа значительно превышает активность других катализаторов, таких как металлы или оксиды.
В настоящее время ученые активно исследуют свойства и потенциальные применения углеродно-водородного соединения в различных областях, включая катализ и синтез органических соединений. Одна из главных целей исследований — разработка новых методов синтеза и оптимизация условий реакций с использованием углеродно-водородного соединения в качестве катализатора.
Углеродно-водородное соединение становится все более востребованным в химической промышленности из-за своей высокой активности и эффективности. Оно открывает новые перспективы в области катализа и открывает путь для создания более устойчивых и экологически чистых технологий производства различных химических соединений.
Водород влияет на химические свойства углерода
Исследователи обнаружили, что водород может значительно изменить химические свойства углерода, что открывает новые перспективы для различных областей науки и технологии.
Ранее считалось, что углерод является стабильным элементом и его свойства изменить невозможно. Однако, последние эксперименты показали, что водород может проникать в структуру углерода и изменять его свойства.
Наиболее известной модификацией углерода является алмаз, который образуется при высоком давлении и температуре. Однако, при добавлении водорода происходит значительное снижение давления необходимого для образования алмаза, что позволяет получать его при более мягких условиях.
Кроме того, водород влияет на реакционную способность углерода и может изменять его способность соединяться с другими элементами. Исследования показали, что при наличии водорода углерод может образовывать новые соединения с повышенной энергией активации, что может быть полезно в катализе и создании новых материалов.
Также ученые обнаружили, что водород может изменить структуру углеродных нанотрубок, делая их более устойчивыми и прочными. Это открывает новые возможности в области нанотехнологий.
Примеры изменений свойств углерода под воздействием водорода Описание изменений
Снижение температуры образования алмаза Добавление водорода позволяет получать алмаз при более низких температурах, что упрощает его производство.
Изменение реакционной способности Водород повышает реакционную способность углерода и образует новые соединения с повышенной энергией активации.
Улучшение свойств углеродных нанотрубок Водород изменяет структуру нанотрубок, делая их более устойчивыми и прочными.
Источник: https://ekstraverty.ru/vodorod-plyus-uglerod-cto-polucitsya
Устьянцев Валерий Николаевич:
Заключние
В геологии не должна прерываться связь между поколениями, так как:
«Новые идеи в науке не побеждают, просто вымирает поколение, жившее старыми идеями» М. Планк.
«Высшей истинностью обладает то, что является причинностью следствий, в свою очередь истинных» Аристотель (V-IV вв. до н. э.).
«Мир, единый во всем, не создан никем из богов, и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся, и закономерно угасающим». Гераклит из Эфеса, (490 г . до нашей эры)
Еще в начале 20-х годов прошлого столетия В.И. Вернадский писал, «о необходимости создания «науки будущего», науки — изучающей «энергетику нашей планеты.
В.И. Попов (1938) выделил 13 градаций волновых пульсаций от крупных до сейсмических волн и подчеркнул, что «в развитии крупных и длительных волновых колебаний интегрируются по правилам своеобразного «естественного отбора» бесконечные ряды соподчинённых, более мелких и более частых, колебаний, в которых непрерывно содрогается тело нашей планеты».
Немецкий исследователь В. Эбелинг констатирует, что «вопросы формирования структур относятся к фундаментальным проблемам естественных наук, а изучение возникновения структур является одной из важнейших целей научного познания». Геологи при поисках и разведке месторождений работают со следствиями проявления механизма, под воздействием которого формируется система Земли и происходит концентрация минерального сырья.
То-есть важная задача гелогии, - установление причинно-следственные связи, между геологическими процессами и явлениями происходящими в пространстве системы Земли. Данная концепция способствует дальнейшему развитию научного направления, заложенного В.И. Поповым, В.В. Богацким и их учениками, которое определил академик В.И. Смирнов [1978], как возникновение «нового оригинального представления о волновой природе деформирующих напряжений».
Теорема И.Р. Пригожина (1947), термодинамически неравновесных процессов:
«при внешних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния, стационарное состояние системы соответствует минимальному производству энтропии».
По Н.В. Виноградову, «вся верхняя мантия в настоящее время, в той или иной мере, деплетирована. С этим взаимодействием связана вся дальнейшая эволюция земного вещества. Геологические доказательства наращивания объёмов континентального материала во времени, должны, следовательно, рассматриваться и как доказательство комплементарно связанного с континентализацией процесса океанизации вещества сиалической коры. Оба процесса могут идти только при условии постоянно продолжающегося и циклически повторяющегося перемешивания вещества коры и мантии. Изотопные исследования дают непосредственные доказательства реальности процессов перемешивания вещества коры и мантии. Существуют, по-видимому, и иные механизмы такого перемешивания, кроме признаваемой ныне субдукции. Один из важнейших механизмов перемешивания связан, видимо, с глубинной конвективной циркуляцией поверхностных вод, с процессами преобразования вещественного состава пород под влиянием циркулирующих вод. Побочной ветвью такого взаимодействия является формирование рудоносных гидротермальных растворов. При этом очень важным в научном отношении оказывается следующее обстоятельство. Концентрирование рудных компонентов в гидротермальном растворе происходит за счёт их кларковых содержаний в породах».
Методология исследования геологических процессов и явлений
(наследие В.И. Вернадского)
«Настоящая среда, в которой живет ученый-исследователь, есть среда научных фактоВ, эмпирических обобщений и основных эмпирически выведенных аксиом и принципов природы.
Естественные природные тела.
В естествознании исходным объектом научного знания является научно установленное природное «естественное» (т.е. земное, планетное) тело, или такое же явление, независимое от наблюдателя. Естественным телом мы будем называть всякий логически ограниченный от окружающего предмет, образовавшийся в результате закономерных природных процессов.
Наука в действительности строится путем выделения естественных тел, и при научной работе важно одновременно точно учитывать не только понятия, им отвечающие, но и реально существующие научно определенные естественные тела.
Для естественного тела слово и понятие неизбежно не совпадают. Понятие, ему отвечающее, не есть что-нибудь постоянное и неизменное, оно меняется иногда очень резко и по существу с ходом научной работы, с ходом жизни человечества. Слово, понятию естественного тела отвечающее, может существовать века и тысячелетия.
Логика понятий и логика вещей.
Логика, построенная на вещах, - логика эмпирических обобщений – теснейшим образом связана с той сложной обстановкой, в которой живет, работает и мыслит человек XIX – XX столетия. Эта логика, о которой говорят в современной гуще жизни, в рабочей среде, в среде инженеров, людей мысли и действий ХХ в., в естествознании резко меняется в зависимости от естественных тел разных проявлений Природы, с которыми им приходится иметь дело… логический анализ меняется. Натуралист не может с этим не считаться при своем сколько-нибудь глубоком охвате Природы.
Эмпирические факты и эмпирические обобщения.
По существу это есть неизбежное орудие нашей научной работы, но в то же время это есть искаженное выражение реальности, если мы будем только его принимать во внимание, говоря о науке, научном мировоззрении, научном творчестве».
Эмпирические факты, полученные в результате непосредственных наблюдений, по своему определению единичны и всегда истинны, сами по себе, но не всегда в нашей интерпретации. Их множество безгранично и в таком виде трудно используемыми в науке и практике. Всякий натуралист если не знает, то чувствует, что правила установления научного факта только в малой степени сейчас сведены в ясную логическую систему, что такое факт, научно установленный, и что такое факт или явление им не являющийся, всегда обречено на неудачу. Обычно эта сторона естествознания забывается и недостаточно учитывается. С другой стороны отдельный эмпирический факт, не связанный в систему фактов, еще не создает знания. Вот почему доказательства по типу «выборочных примеров», часто используемые в геологической литературе, довольно слабые доказательства. Однако устойчиво повторяющиеся научные факты, объединенные в некоторое множество, составляют уже эмпирические обобщения, которые и позволяют проводить дальнейшие операции, строить системы и получать практические результаты. Они будут иметь некоторую область устойчивости, внутри которой обнаруживают закономерную статистическую плотность распределения отдельных характеристик. Так если минералогический или химический состав конкретного образца горной породы дает нам эмпирический факт, то средний состав пород, полученный из многих анализов, с установленными пределами колебаний отдельных компонентов, является типичным эмпирическим обобщением.
Ф. Кларк в своих «Data of geochemistry» стремился не к гипотезам и к широким обобщениям, а к сопоставлению и к критике точных числовых данных по истории химических элементов в земной коре.
Собрав факты и эмпирически обобщив их в новую науку – геохимию, Кларк закончил в ХХ в. работу Бишофа; книга его дала сводку огромной многолетней работы тысяч лиц. Благодаря тому реальному значению, какое возымели числа Кларка в новых учениях об атомах, тому влиянию, какое они оказали на физическую и химическую мысль ХХ столетия, его работа целиком вошла в представления, слагавшиеся вне его кругозора». И как бы не менялись наши представления эти значения могут только уточняться, всегда оставаясь фундаментальным эмпирическим обобщением. Хрестоматийным примером эмпирических обобщений и их значения в развитии науки могут служить основные уравнения электродинамики. Они созданы в период господства флюидной теории электричества. Флюидная теория ушла в прошлое, но все основные уравнения (Ома, параллельного и последовательного соединения и т.д.) работают ничуть не хуже. Все они составлены как эмпирические обобщения, а не выведены из теории. Сюда же можно отнести законы Ньютона. Они работают, хотя объяснений явлений тяготения мы не имеем до сих пор.
Эмпирическое обобщение опирается на факты, индуктивным путем созданные, не выходя за их пределы и не заботясь о согласии или несогласии полученного вывода с другими существующими представлениями о природе.
Эмпирическое обобщение может очень долго существовать не поддаваясь никаким гипотетическим объяснениям, являясь непонятным, и все же оказывать благотворное огромное влияние. Но затем часто наступает момент, когда оно вдруг начинает освещаться новым светом, становится областью создания гипотез, начинает менять наши схемы мироздания и само меняется.
Очень часто в эмпирическом обобщении мы имели не то, что думали, или в действительности имели много больше, чем думали.
Научные объяснения, гипотезы и модели.
Наши мимолетные творения разума необходимы и неизбежны, без них научная мысль работать не может, но они преходящи и в значительной, неопределимой для современников степени, всегда неверны и двусмысленны.
Без научных гипотез не могут быть поставлены эмпирические обобщения и критика фактов, и что значительная часть самих фактов, самого научного аппарата создается благодаря научным теориям и научным гипотезам.
Основное значение гипотез и теорий – кажущееся. Несмотря на то огромное влияние, которое они оказывают на научную мысль и научную работу данного момента они всегда более преходящи, чем непререкаемая часть науки, которая есть научная истина и переживает века и тысячелетия, может быть даже есть создание научного разума, выходящее за пределы исторического времени.
Ни научные теории, ни научные гипотезы не входят, несмотря на их значение в текущей научной работе, в эту основную и решающую часть научного знания.
Огромное значение, которое в научном знании играют научные гипотезы и научные теории, определяет роль философского мышления в научной работе. Ибо установка научных теорий и научных гипотез находится в тесной зависимости от философской мысли, ею в значительной мере определяется. И научные теории, и научные гипотезы, даже если в их создании философская мысль не играла большой роли, неизбежно входят в подавляющей своей части в философскую мысль. И очевидно, научная мысль должна считаться и принимать во внимание происходящую этим путем критическую и углубленную работу философии.
Научные объяснения так же являются одним из трех китов научного знания, но отличным от двух предыдущих. Они совершенно необходимы для развития науки. Без них ученые просто бы погрязли в сумме отдельных фактов.
Но в отличие от фактов и обобщений, которые, если они правильно выведены, остаются неизменными в любой теоретической системе и исторически переходят из одной теории в другую, научные объяснения (гипотезы, теории, модели) с необходимостью изменяются в ходе эволюции научного знания. Кроме того они не только систематизируют накопленные знания, но и прокладывают мост между наукой и практикой.
Принципы и аксиомы.
Основные принципы и аксиомы вырабатываются наукой очень медленно. Проходят целые поколения, прежде чем новые научные открытия, эмпирические обобщения или философский и математический анализ, новые научные гипотезы заставляют ученых сознательно отнестись к этим основным положениям, бессознательно всегда лежащим в основе их научного знания.
«В течение времени медленно выделялся из материала науки ее остов, который может считаться общеобязательным и непреложным для всех, не может и не должен возбуждать сомнений. В течение долгих поколений, в течение тысячелетий аксиомы стали столь очевидными, что одним логическим процессом человек убеждается в их правильности.
В основе всей научной работы лежит аксиоматическое положение о реальности предмета изучения науки – о реальности Мира и его законообразности, т.е. возможности охвата научным мышлением. Только при признании этого положения возможна и приемлема для человека научная работа. Эта аксиома признается всяким научным исследователем. Аналогичного единому реальному миру науки единого построения в философии или религии нет. В понятиях – объектах философии – всегда скрыт бесконечный ряд следствий. Развитие и уточнение философской мысли заключается все в более тонком и глубоком анализе, открывающем новое в старом. Этот пересмотр в ходе жизни совершается все новыми методами глубочайшими умами человечества, в новых, несравнимых исторических оболочках. В старом и, казалось, законченном, открывается новое, раньше незамеченное. Но это новое не выходит из рамок словом выраженного понятия, есть только его углубление или уточнение, или то, что может возникать в уме при углублении и уточнении понятия. Новое, создаваемое философией, ограничено нацело словом. Понятие есть слово и за пределы слова, за его самый глубокий смысл и понимание выйти не может.
Естественная «наука одна для всего человечества, философий, по существу, несколько, развитие которых шло независимо в течение тысячелетия, долгих веков и долгих поколений. В математике все теоремы уже заложены в исходных аксиомах и выводятся логическими построениями из них и уже выведенных теорем, а в конечном счете из аксиом. Новых эмпирических фактов и обобщений здесь не надо. В то же время «для натуралиста-эмпирика является аксиомой, неразрывно связанной со всей его мыслью и с формой его научной работы, что такие проявления не могут быть случайными, а столь же подчинены весу и мере, как движение небесных светил или ход химических реакций.
В естественных науках никогда ни одно научно изучаемое явление, ни один эмпирический факт и ни одно научное эмпирическое обобщение не может быть выражено до конца, без остатка, в словесных образах, в логических построениях – в понятиях – в тех формах, в пределах которых только и идет работа философской мысли, их синтезирующая, их анализирующая. В предметах исследования науки всегда остается не разлагаемый рациональный остаток – иногда большой, - который влияет на эмпирическое научное изучение, остаток, исчезающий нацело из идеальных построений философии, космогонии или математики и математической физики.
Генетические представления.
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. Это направленное развитие «представляет другую сторону - другой аспект - эволюционного учения» (В.И. Вернадский, 1920).
Сведенные воедино основные мысли В.И. Вернадского о методологии естествознания, проходящие красной нитью через все его творчество, но не суммированных в едином произведении, дает очень четкую картину построения системы научного знания:
«От эмпирических фактов к их обобщению и далее к научному объяснению - плодотворно работает в своем единстве. Все попытки ускорить процесс, за счет исключения сложной и трудоемкой стадии формирования эмпирических обобщений, чреваты искажением общего процесса и созданием иллюзии знания» (В.И. Вернадский, 1920). [из переписки автора данной работы с .Б. Наумовым, 2016]
Устьянцев Валерий Николаевич:
Основные принципы нелинейной термодинамики И. Пригожина
Синергизм - кооперативное действие:
«Природа иерархически структурирована в несколько видов открытых нелинейных систем разных уровней организации: в динамически стабильные, в адаптивные, и наиболее сложные — эволюционирующие системы. Связь между ними осуществляется через хаотическое, неравновесное состояние систем соседствующих уровней.
Неравновесность является необходимым условием появления новой организации, нового порядка, новых систем, то-есть, развития.
Когда нелинейные динамические системы объединяются, новое образование не равно сумме частей, а образует систему другой организации, или систему иного уровня.
Общее для всех эволюционирующих систем:
- неравновесность; спонтанное образование новых микроскопических (локальных) образований;
- изменения на макроскопическом (системном) уровне; возникновение новых свойств системы;
- этапы самоорганизации и фиксации новых качеств системы.
Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией и веществом с внешней средой, за счёт чего и происходят процессы локальной упорядоченности и самоорганизации.
В сильно неравновесных состояниях системы начинают воспринимать те факторы воздействия извне, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии.
В неравновесных условиях относительная независимость элементов системы, уступает место корпоративному поведению элементов: вблизи равновесия элемент взаимодействует только с соседними, вдали от равновесия — «видит» всю систему целиком и, согласованность поведения элементов возрастает.
В состояниях, далеких от равновесия, начинают действовать бифуркационные механизмы: — наличие кратковременных точек раздвоения перехода к тому или иному относительно долговременному режиму системы — аттрактору. Заранее невозможно предсказать, какой из возможных аттракторов займёт система.
Синергетика объясняет процесс самоорганизации в сложных системах следующим образом:
Система должна быть открытой. Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией и прекратить любые эволюции.
Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение нового порядка и усложнение систем через флуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем. Такие флуктуации обычно подавляются во всех динамически стабильных и адаптивных системах, за счёт отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранение структуры и близкого к равновесию состояния системы. Но в более сложных открытых системах, благодаря притоку энергии извне и усилению неравновесности, отклонения со временем возрастают, накапливаются, вызывают эффект коллективного поведения элементов и подсистем и, в конце концов, приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и через относительно кратковременное хаотическое состояние системы приводят-либо к разрушению прежней структуры, либо к возникновению нового порядка. Поскольку флуктуации носят случайный характер, то состояние системы после бифуркации обусловлено действием суммы случайных факторов.
Самоорганизация, имеющая своим исходом образование, через этап хаоса, нового порядка или новых структур, может произойти лишь в системах достаточного уровня сложности, обладающих определённым количеством взаимодействующих между собой элементов, имеющих некоторые критические параметры связи и относительно высокие значения вероятностей своих флуктуаций. В противном случае, эффекты от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления коллективного поведения элементов системы и тем самым возникновения самоорганизации. Недостаточно сложные системы не способны ни к спонтанной адаптации, ни, тем более, к развитию, и, при получении извне чрезмерного количества энергии теряют свою структуру и необратимо разрушаются.
Самоорганизация в сложных системах, переходы от одних структур к другим, возникновение новых уровней организации материи, сопровождаются нарушением симметрии. При описании эволюционных процессов, необходимо отказаться от симметрии времени, характерной для полностью детерминированных и обратимых процессов в классической механике.
Самоорганизация в сложных и открытых — диссипативных системах, к которым относится и жизнь и разум, приводят к необратимому разрушению старых и, к возникновению новых структур и систем, что наряду с явлением не убывания энтропии в закрытых системах обуславливает наличие «стрелы времени» в Природе». (Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуации. М.: Мир, 1973; Николис П., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах; Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. – М.: Прогресс, – 1986. Николис П., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. – М.: Мир, – 1979).
Устьянцев Валерий Николаевич:
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».
«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. Вместо этого он присутствует в земной атмосфере. Подобно газообразному гелию, криптон может играть роль удушающего средства. Хотя он не токсичен как удушающее средство, он все же может оказывать определенное воздействие на организм человека, подобное действию наркотиков. Вдыхание чрезмерного количества воздуха, наполненного криптоном, может вызвать такие симптомы, как тошнота, головокружение, рвота и потеря сознания. 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).
Устьянцев Валерий Николаевич:
«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 с углеводородными газами их сопровождающими. Во всех месторождениях есть возможность констатировать или массивы более богатых рассеянными ураном и торием кислых гранитных пород или их разрушения — детритовых пород, которые могут явиться источником гелия»
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 еобразуется 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).
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.
Современные сейсмические данные фиксируют наличие в земной коре зон сейсмической прозрачности — «зоны отсутствия или существенного ослабления отражающих и преломляющих границ», В таких зонах сейсмические волны перемещаются с наименьшей потерей энергии. Их верхние части не доходят до поверхности и верхние окончания могут играть роль волновых экранов, где будет происходить поглощение и трансформация (не обязательно тепловая) волновой энергии. Если изотропные физические среды прозрачны для сейсмических волн, то на границе разных физических сред происходит не только преломление, но и поглощение (точнее трансформация) части несущей ими энергии. На границе с гидросферой значительная часть сейсмической энергии трансформируется в механическую энергию разрушительной силы. Возникают электрические грозовые разряды и другие сопровождающие явления. Все это широко используется в технике, в том числе и бытовой (микроволновые печи, лазерные указатели и т.д.). Возможно, с волновой передачей энергии связаны некоторые «безкорневые» интрузивные тела, отсутствие батолитов, региональные процессы гранитизации и многие другие геологические явления. Все это требует самостоятельного детального изучения с позиций механизмов волновой передачи энергии.
Как показало моделирование Гарат И.А. 2001, «энергия упругой волны, генерируемой локальным генератором, увеличивает проницаемость ослабленных зон и нарушений на два порядка, при этом пористость возрастает в пять раз» [5].
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).
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.
Температура играет важную роль и в реакциях, приводящих к образованию других соединений, таких как этилен (C2H4) и этанол (C2H6O). Так, этилен может образовываться при температуре выше 1000°C, а этанол — при температуре около 300-400°C.
Источником тепла для реакции образования водородного соединения с углеродом могут служить различные источники, включая солнечную энергию, тепло от реакции других химических веществ, электрическую энергию и т.д. Таким образом, выбор оптимальной температуры для процесса образования водородного соединения с углеродом зависит от конкретной реакции и источника тепла.
Вид соединения Температура (°C)
Метан (CH4) ~1000
Газообразный гидрокарбон Комнатная температура
Этилен (C2H4) Выше 1000
Этанол (C2H6O) 300-400
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 среднее 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.
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.
Навигация
Перейти к полной версии