Последние сообщения

Страницы: [1] 2 3 ... 10
1
Конская Голова.
 Астрономы из Франции, Испании и Германии обнаружили в межзвёздном пространстве нашей галактики пропинилидин (C3H+).
Этот углеводород является "братом" природного газа и нефтепродуктов, встречающихся на Земле. Как оказалось, значительные его запасы хранит Конская Голова – туманность в созвездии Ориона.
Исследователи изучали спектры излучения туманности при помощи телескопа Института радиоастрономии (IRAM) в миллиметровом диапазоне длин волн и обнаружили характерные линии молекул, содержащих радикал C3H+.
Астрономы также выявили в Конской Голове 30 других молекул.
Учёных удивило, что туманность, которая давно известна как большая межзвёздная лаборатория, порождающая всё новые химические вещества, обладает значительными запасами углеводородов.
 "В туманности содержится в 200 раз больше углеводородов, чем воды на Земле!" — рассказывает один из авторов работы Вивиана Гусман (Viviana Guzman).
Отметим, что пропинилидин находили и ранее, но не в нашей галактике. Принадлежность его к семье углеводородов, являющихся основным источником энергии на нашей планете, делает Конскую Голову активным космическим "нефтеперерабатывающим заводом". Туманность находится в 1300 световых годах от нас в созвездии Ориона и получила своё название за характерные очертания. В дальнейшем учёные хотели бы разобраться в процессах производства пропинилидина в недрах этого необычного на вид космического образования. Подробности об уже проделанной работе можно узнать в статье в журнале Astronomy & Astrophysics.
2
Ультрафиолетовое излучение  протосолнца.
Как сообщает «Universe Today», сотрудник университета штата Калифорния в Сан-Диего Винай Рай (Vinai Rai), занимавшийся изучением метеоритов в лаборатории д-ра Марка Тименса, разработал чрезвычайно чувствительный метод анализа их химического состава.
С его помощью удалось обнаружить следы воздействия высокоэнергетичных частиц и ультрафиолетового излучения на некоторые изотопы сульфида, содержащиеся в метеоритах.
Единственным сохранившимся до наших дней источником данных о химическом составе протопланетного облака являются некоторые метеорные тела, которые провели миллиарды лет на окраинах Солнечной системы, а затем, под воздействием гравитационных возмущений, оказались вблизи Земли и упали на ее поверхность.
После обнаружения небольшого избытка изотопа серы S-33 в исследуемых метеоритах у ученых не осталось сомнения в том, что замеченные ими фотохимические процессы происходили в до солнечной туманности еще до того, как окончательно сформировалась центральная звезда. Анализ определил интенсивность протосолнечного ветра, что, в свою очередь, дало возможность оценить интенсивность излучения протосолнца.
Т.о., получено доказательство того, что облако газа и пыли, из которого впоследствии образовалось Солнце, само являлось источником ультрафиолетового излучения и высокоэнергетичных частиц еще до того как стало звездой. Излучение «протосолнца» оказало существенное влияние на формирование химического состава Солнечной системы, включая синтез многих органических соединений, из которых впоследствии возникла жизнь на Земле.
    «Наши измерения впервые однозначно свидетельствуют о том, что протосолнечный шар испускал достаточно ультрафиолетового излучения, чтобы вызвать фотохимические реакции в окружающей его материи», - говорит д-р Тименс.
«Иначе говоря, наше Солнце разгоралось постепенно в течение сотен миллионов лет до того момента, когда оно вспыхнуло на полную мощь. Этот факт, без сомнения, окажет большое влияние на понимание того, как из первичной материи образовались более сложные соединения еще до возникновения крупных тел Солнечной системы. В частности, наше открытие подтверждает теоретическое предположение о том, что центральная часть вращающейся протопланетной туманности была источником заряженных высокоэнергетичных частиц, аналога «солнечного ветра», которые «выдули» остальную часть материи облака на периферию аккреционного диска, где и сформировались остальные члены нашей планетной системы». Марк Тименс считает, что при помощи изобретенной в его лаборатории техники химического анализа в будущем станет возможным определить, где и когда впервые возникли различные соединения под воздействием первичного «солнечного» ветра». (Тименс).
3
1 час назад, РБК, Политика
Массовая атака беспилотников на регионы России. Главное
В Нижегородской и Орловской областях атаке беспилотников подверглись объекты ТЭК, возникли пожары, всего дроны атаковали семь регионов, сообщили в Минобороны. Главное о ночных атаках беспилотников — в материале РБК.
Источник: РИА "Новости"

В ночь на 12 марта в российских регионах системы ПВО перехватили и уничтожили 25 украинских беспилотников, сообщили в Минобороны.

Как заявили в ведомстве, дежурными средствами противовоздушной обороны сбиты 11 дронов в Курской области, семь в Белгородской, по два — в Московской и Орловской, по одному — в Ленинградской, Брянской и Тульской.

Последствия атак беспилотников в регионах

В Нижегородской области атаке дронов подвергся объект топливно-энергетического комплекса в Кстовской промзоне. Возникло возгорание на одной из установок по переработке нефти, рассказал глава региона Глеб Никитин. «РИА Новости» сообщило, что к тушению привлечен пожарный поезд.

В Орле на объект топливно-энергетического комплекса упал дрон, сообщил в ночь на 12 марта губернатор области Андрей Клычков, он уточнил, что проводится локализация возникшего возгорания. Пострадавших, по его словам, нет. Утром мэр Орла Юрий Парахин сообщил, что после падения беспилотника на объект ТЭК из двух соседних домов в пункт временного размещения эвакуированы 17 человек.

В Московской области, в Раменском городском округе, уничтожен беспилотник, направлявшийся в сторону Москвы, сообщил в телеграм-канале мэр Сергей Собянин. «На месте падения обломков, по предварительным данным, разрушений и пострадавших нет. Специалисты экстренных служб работают на месте происшествия», — написал он.

В Ленинградской области системы ПВО утром сбили беспилотник самолетного типа в окрестностях города Кириши, рассказал глава региона Александр Дрозденко.

Губернатор Курской области Роман Старовойт сообщил в своем телеграм-канале о ракетной опасности в регионе в 01:27, чуть позже он рассказал о работе ПВО. В течение ночи губернатор сообщал об уничтожении беспилотников над Фатежским, Золотухинским, Курским, Солнцевским и Поныровским районами. Около 7:00 над Курской областью был сбит еще один беспилотник, заявили в Минобороны. В 07:21 Старовойт сообщил, что ПВО продолжает работу.

Губернатор Белгородской области Вячеслав Гладков сообщил, что ночью беспилотник сбросил четыре взрывных устройства в Белгородском районе, повреждены ЛЭП, без света остались семь населенных пунктов. Утром Гладков рассказал, что атаке ВСУ подвергались несколько населенных пунктов в Шебекинском округе: в Шебекино при атаке дрона выбиты окна в двух домах, в Новой Таволжанке снарядом повреждена ЛЭП. В 7:19 губернатор объявил, что на всей территории Белгородской области объявлен сигнал ракетной опасности. Минобороны позже сообщило, что на регионом сбита ракета «Точка-У» и восемь снарядов РСЗО Vampire.

В Брянской области ПВО уничтожили беспилотные аппараты над Клинцовским, Почепским и Брасовским районами, пострадавших и разрушений нет, заявил губернатор Александр Богомаз.
Популярное за сутки

    В ВСУ обсуждают свержение Зеленского, сообщил источник
    Тренер российских лыжников назвал Дмитрия Губерниева мерзавцем
    Семь регионов России атакованы дронами
    Народная артистка РФ Моргунова умерла из-за оторвавшегося тромба
    Путин денонсировал соглашение с Британией о рыболовстве

09:17 (мск), © РИА Новости, Политика
Байден неожиданно ответил на призыв президента Польши
Джо Байден не увидел надобности в увеличении числа войск США в Польше.
Источник: AFP 2023

МОСКВА, 12 мар — РИА Новости. Нет нужды увеличивать американский военный контингент в Польше, цитирует президента США Джо Байдена агентство Bloomberg.

«Нет необходимости в дополнительных войсках на польской границе, но завтра я встречаюсь с премьер-министром [Польши Дональдом Туском]», — сказал он.

Издание отмечает, что Байден проведет встречу как с главой польского правительства, так и с президентом Анджеем Дудой.

Накануне, перед вылетом в США, Дуда заявил, что Варшава хочет от американцев трех вещей: больше американских солдат в Польше, больше военной техники для украинской армии и гарантии того, что предвыборные заявления бывшего главы Белого дома Дональда Трампа, подрывающие смысл НАТО, представляют собой лишь пустые слова.
Байден Джо
Популярное за сутки

    Россиянам напомнили, когда начнутся следующие длинные выходные
    МИД ответил на инициативу Китая по ядерному оружию
    ССО Украины были поражены ракетным ударом в Одесской области
    В России предложили запустить молодежную ипотеку под 3%
    Bild: российские военные захватили в Авдеевке танк Leopard 2A6

09:37 (мск), © РИА Новости, События
Разоблачителя Boeing нашли мертвым после дачи показаний
МОСКВА, 12 мар — РИА Новости. Бывший инженер Boeing по контролю за качеством Джон Барнетт, сообщивший о проблемах со сборкой самолетов, найден мертвым в своем автомобиле спустя несколько дней после дачи показаний в рамках судебного процесса против компании, сообщает The Daily Mail.
Источник: © РИА Новости

Полицейские обнаружили тело 62-летнего мужчины, который проработал в Boeing 32 года и вышел в отставку в 2017-м, в его автомобиле возле отеля в Южной Каролине. По данным полиции, причиной смерти стала рана, которую Барнетт «нанес сам себе», при этом расследование инцидента все еще продолжается.

Бывший инженер умер во время судебного процесса, инициированного после ответного иска Boeing. Как пишет The Daily Mail, адвокат Брайан Ноулз сообщил, что Барнетт на прошлой неделе дал показания по этому делу юристам авиапроизводителя.

Процесс связан с прошлыми заявлениями Барнетта о том, что сотрудники во избежание задержек в производстве самолетов Boeing 787 Dreamliner устанавливали на них «второсортные детали», напоминает издание. При этом проверка, проведенная Управлением гражданской авиации США (FAA) в 2017 году, подтвердила некоторые из его утверждений, потребовав от Boeing принять соответствующие меры.

В конце января FAA сообщило, что не даст согласия компании Boeing на расширение производства самолетов серии MAX, включая 737−9 MAX, и распорядилось провести тщательную проверку всех лайнеров данного типа. Эксплуатация этих самолетов была приостановлена в США после ЧП с Boeing 737 MAX 9 компании Alaska Airlines, который совершил экстренную посадку после того, как у него в воздухе выпала секция фюзеляжа и разгерметизировался пассажирский салон.
4
Губернатор Курской области сообщил о возгорании на нефтебазе после атаки БПЛА
Украинский беспилотник упал и загорелся на территории нефтебазы в Курской области. Об этом 10 марта сообщил в Telegram-канале губернатор региона Роман Старовойт.
Источник: РИА "Новости"

Он добавил, что в Курске работает система противовоздушной обороны (ПВО).

На месте работают экстренные службы. Других подробностей не приводится.

Ранее в этот день Старовойт сообщил, что один человек погиб и еще один пострадал при пожаре в доме, возникшем после обстрела Вооруженных сил Украины (ВСУ) села Кульбаки в Курской области. В населенном пункте частично отсутствует свет.

Утром 10 марта в Курске была объявлена ракетная опасность.

ВСУ пытаются наносить удары по российским территориям на фоне спецоперации в Донбассе, о начале которой было объявлено 24 февраля 2022 года. Решение о ее проведении было принято вследствие обострения ситуации в регионе из-за обстрелов со стороны украинских военных.
пожары
Популярное за сутки

    СМИ: Германия пойдет на эскалацию в конфликте на Украине
    CNN: США готовятся к ядерному удару России по Украине
    Казахстан подтвердил данные ликвидированных в РФ террористов
    Польша призвала к «асимметричной эскалации» по Украине
    Студента МГУ арестовали за название сети Wi-Fi

08:27 (мск), © РИА Новости, События
В США раскрыли судьбу экипажа уничтоженного ЗРК Patriot
МОСКВА, 10 мар — РИА Новости. Экипаж уничтоженного американского ЗРК Patriot на Украине, вероятно, полностью ликвидирован, об этом пишет военный обозреватель журнала Forbes Дэвид Экс.
Источник: AP 2023

Вчера Минобороны России опубликовало видео попадания ракеты комплекса «Искандер-М» по украинской технике в районе Покровска в ДНР, по данным ведомства, при ударе уничтожили зенитно-ракетный комплекс (ЗРК) С-300. Как позднее сообщил РИА Новости источник в силовых структурах, среди систем ПВО, уничтоженных «Искандером», было два американских ЗРК Patriot.

«Две пусковые установки Patriot взорвались, члены их экипажа почти наверняка погибли», — написал Экс.

По словам обозревателя, настойчивость российских военных и, особенно, операторов беспилотников позволили обнаружить и одним ударом уничтожить американские ЗРК, значительно лишив Украину способности закрывать небо.

«Украинцы в результате одной катастрофы потеряли до 13 процентов своих пусковых установок Patriot», — констатировал Экс.

В прошлый раз российские военные поразили Patriot в конце февраля. Тогда под удар высокоточным оружием попали пусковая установка, тягач, боекомплект и транспортно-заряжающая машина комплекса.
Популярное за сутки

    Постпред Крыма: полет ВВС НАТО над Черным морем стал агрессией
    Умерла 22-летняя артистка цирка на Вернадского
    «Искандер» уничтожил два американских ЗРК Patriot в ДНР
    На Украине зарубежные компании начали работы по восстановлению
    В Германии раскритиковали ВСУ за потерю двух ЗРК Patriot

08:56 (мск), ТАСС, Политика
СМИ: Залужного назначили послом в Великобритании с нарушением дипломатических норм
МОСКВА, 10 марта. /ТАСС/. Украинские власти нарушили дипломатическую этику, заранее объявив о согласовании президентом страны Владимиром Зеленским назначения экс-главкома ВСУ Валерия Залужного на должность посла в Великобритании. Об этом сообщило издание «Зеркало недели».
Источник: Reuters

«За всю историю существования МИД никто и никогда не делал заранее заявлений о направлении агремана — запроса на согласие страны предоставить все дипломатические привилегии и права новому послу. Такое заявление нарушает дипломатическую этику, все написанные и неписаные правила дипломатии. Даже если непубличные консультации и согласования между сторонами уже прошли», — отмечает издание.
По его оценке, офис Зеленского заставил главу МИД Дмитрия Кулебу сделать этот беспрецедентный шаг. «Очевидно, в президентском окружении боялись, чтобы Залужный не передумал. Плюс у нас нет министра иностранных дел, который может сказать президенту, что это неприлично», — отметило «Зеркало недели».

Кроме того, в издании полагают, что из-за прежних разногласий между Зеленским и Залужным после нового назначения экс-главкома его рабочие отношения с президентом не улучшатся. «Возьмет ли Зеленский трубку, если ему будет звонить по телефону Залужный? Есть большие сомнения. Сможет ли президент спокойно выслушать рекомендации посла Залужного при том, что какой бы разговор у них не происходил на ставке, они начинали ругаться друг с другом уже через две минуты из-за накопившегося раздражения? Чудес не бывает», — отмечают авторы публикации.

Великобритания, продолжило издание, в конце концов поймет, что в такой ситуации донести до Зеленского свою позицию через посла Залужного будет бесполезно. Кроме того, «Зеркало недели» отметило, что бывший главком не имеет ни малейшего представления о том, что такое посольство и работа посла. Издание уверено, что сотрудники диппредставительства будут регулярно доносить на Залужного, в том числе в Главное управление разведки при МО Украины, Службу безопасности Украины и офис Зеленского.

Согласован на работу послом

8 февраля Зеленский уволил Залужного с поста главкома ВСУ, указав при этом на стагнацию на фронте и необходимость «перезагрузки генералитета». Вместе с тем президент заявил, что предложил военачальнику остаться «в команде». В четверг МИД Украины сообщил, что Зеленский согласовал кандидатуру Залужного на должность посла в Великобритании. Как утверждает президент, бывший главком сам попросил направить его на дипломатическую службу.

В оппозиции уже назвали планы Зеленского отправить Залужного в Лондон устранением политических конкурентов. В последние месяцы украинские СМИ и политики писали, что военачальник является главным конкурентом президента на выборах главы государства, если бы они были объявлены. Согласно социологическому опросу от 5 марта, он набрал бы в первом туре 41% голосов против 23,7% за Зеленского, а во втором туре — 67,5% против 32,5%.
5
Байден заявил, что США не ищут конфликта с Китаем
Американский президент отметил, что Вашингтон противостоит «несправедливым торговым практикам» Пекина.
Источник: AP 2023

ВАШИНГТОН, 8 марта. /ТАСС/. Американский президент Джо Байден утверждает, что США не ищут конфликта с Китаем и якобы наилучшим образом подготовлены к тому, чтобы выиграть в конкуренции с КНР в XXI веке.

«Мы хотим конкуренции с Китаем, не конфликта», — сказал он во время выступления вечером 7 марта перед Палатой представителей и Сенатом Конгресса США с ежегодным посланием «О положении страны». «Мы в самом лучшем положении для того, чтобы выиграть в XXI веке в конкуренции с Китаем или любой другой страной», — полагает президент США.

«На протяжении многих лет я слышал от моих республиканских друзей и многих других, что Китай на подъеме, а Америка отстает. Они все поняли неверно. Америка на подъеме», — говорится в тексте послания Байдена, опубликованном пресс-службой Белого дома.

«У нас лучшая экономика в мире. После того как я занял пост президента, наш ВВП вырос. И наш торговый дефицит с Китаем сейчас наименьший за десятилетие. Мы противостоим несправедливым торговым практикам Китая. И отстаиваем мир и стабильность в Тайваньском проливе, — утверждал американский лидер. — Я активизировал партнерство и союзы в Тихоокеанском регионе. Я удостоверился в том, что новейшие американские технологии не могут быть использованы в китайском оружии. Честно говоря, несмотря на все жесткие заявления о Китае, моему предшественнику не пришло в голову сделать это». Предыдущим президентом США был республиканец Дональд Трамп.
Байден Джо
Популярное за сутки

    Заключенные устроили погром в саратовской колонии
    В Госдуме призвали признать Пугачеву иноагентом
    Путин пошутил про Грефа и умную колонку
    Кириенко рассказал о провокациях на Всемирном фестивале молодежи
    Кириенко сообщил о краже Чебурашек на фестивале молодежи

09:37 (мск), Коммерсантъ, Политика
Путин подписал указ о помиловании 52 женщин
Президент России Владимир Путин подписал указ о помиловании 52 осужденных женщин. В список помилованных вошли беременные женщины и женщины с несовершеннолетними детьми, а также те осужденные, чьи родственники участвуют в военной операции на Украине.
Источник: Пресс-служба Президента России

«При принятии решения о помиловании глава государства руководствовался принципами гуманности. Прежде всего, помилованы женщины, имеющие несовершеннолетних детей, беременные женщины, а также женщины, родственники которых участвуют в специальной военной операции», — говорится в сообщении Кремля.

По данным ФСИН, на 31 января 2023 года в уголовно-исполнительной системе содержалось 433 006 человек. Актуальной статистики в открытых источниках нет, данные о гендерном составе заключенных и их преступлениях не публикуются на сайте службы после 2021 года. В 2021-м президент подписал указы о помиловании шести осужденных.

В декабре 2023 года члены Совета по развитию гражданского общества и правам человека Ева Меркачева попросила Владимира Путина помиловать женщин, у которых есть несовершеннолетние дети и которые осуждены за ненасильственные преступления.

Глава государства решение поддержал и предложил «подготовить и принять» решения «об амнистии некоторых категорий женщин». По словам Меркачевой, сейчас мера пресечения в виде лишения свободы назначена примерно 45 тыс. женщин. По ее мнению, амнистия могла бы коснуться примерно 25 тыс. заключенных.
Путин Владимир
Популярное за сутки

    Инцидент на «Северстали» в Череповце произошел из-за атаки дрона
    Мошенники стали похищать деньги, используя трансляцию на экране
    Камила Валиева официально исключена из сборной России
    Балерина Илзе Лиепа ответила на лишение ее гражданства Литвы
    Путин заявил, что США «выпустили джинна из бутылки»

02:09 (мск), Lenta.Ru, Политика
Симоньян прокомментировала предупреждения посольств США и Британии о терактах
Главный редактор канала RT Маргарита Симоньян в своем Telegram-канале прокомментировала предупреждения посольств США и Великобритании об угрозе терактов в Москве 8 марта. Она указала на то, что соответствующую информацию необходимо передавать по линии спецслужб.
Источник: РИА "Новости"

Симоньян отметила, что послы двух стран скоординировано предупредили о якобы готовящихся терактах и призвали избегать массовых мероприятий в российской столице.

«Недорогие “партнеры”! Если у вас есть конкретная информация, ее надо передать по линии спецслужб. Надеюсь, что вы так и сделали. А если нет — то это пособничество», — заявила она.

Ранее стало известно, что сотрудникам ФСБ удалось предотвратить теракт в одном из административных зданий Республики Карелия в четверг, 7 марта. Его планировал совершить гражданин Белоруссии 1974 года рождения по заданию украинских спецслужб.
6
Геологические аргументы
Случайные аргументы в пользу абиогенной нефти
Учитывая известное присутствие метана и вероятный катализ метана в молекулы углеводородов с более высоким атомным весом, различные абиогенные теории рассматривают следующее быть ключевыми наблюдениями в поддержку абиогенных гипотез:
    - модели синтеза серпентинита, синтеза графита и катализации шпинели доказывают, что этот процесс жизнеспособен
    - вероятность того, что абиогенная нефть, просачивающаяся из мантии, задерживается под осадками, которые эффективно герметичные разломы, выходящие за пределы мантии
    -  устаревшие расчеты баланса массы для сверхгигантских нефтяных месторождений, в которых утверждалось, что рассчитанная материнская порода не могла обеспечить резервуар известным скоплением нефти, предполагающим глубокую подпитку.
    - наличие углеводородов, заключенных в алмазы
Сторонники абиогенной нефти также используют несколько аргументов, которые опираются на различные природные явления, чтобы поддержать гипотезу:
    - моделирование некоторых исследователей показывает, что Земля образовалась при относительно низкой температуре, тем самым, возможно, сохранились первичные углеродные отложения в мантии, что привело к абиогенной добыче углеводородов
    - присутствие метана в газах и флюидах срединно-океанического пространства. хребта спредингового центра гидротермальные месторождения.
     присутствие алмаза в кимберлитах и лампроитах, которые пробуют глубину мантии предложена в качестве источника мантийного метана (Голд и др.).
Случайные аргументы против абиогенной нефти
Нефтяные месторождения напрямую не связаны с тектоническими структурами.
Параметры увеличения химических веществ, таких как серпентинит Механизм, предоставляющий залежей углеводородов в земной коре, включает:
    - отсутствие доступного порового пространства в породах по мере увеличения.
        ◦ это противоречит многочисленным исследованиям, которые документально подтвердили существование гидрологических систем, работающих на диапазоне масштабов и на всех глубинах в континентальной коре.
    - отсутствие каких-либо углеводородов в областях кристаллического щита основных кратонов, особенно вокруг ключевых глубинных структур, которые, по прогнозам, могут содержать нефть по абиогенной гипотезе. См. озеро Сильян.
    - отсутствие убедительных доказательств того, что фракционирование изотопов углерода, наблюдаемое в земных источниках метана, имеет полностью абиогенное происхождение (Lollar et al. 2006).
    - бурение Сильянского кольца не выявило коммерческих количеств нефти, тем самым являясь контрпримером Правилу Кудрявцева и не обнаруживалось прогнозируемой абиогенной нефти.
    - гелий в скважине Сильян Гравберг-1 был обеднен Не и не согласуется с мантийным происхождением
        - Скважина Гравберг-1 добыла только 84 баррелей (13,4 м) нефти, которая, как позже было показано, получена из дополнительных материалов, смазочных материалов и бурового раствора, используемых в процессе бурения.
    -  Правило Кудрявцева было объяснено для нефти и газа (не угля) - залежи газа, расположенные ниже залежей нефти, могут быть созданы из этой нефти или ее материнских пород. Природный газ менее плотен, чем газ, поскольку кероген и углеводороды производят газ, заполняющий верхнюю часть доступного пространства. Нефть вытесняется вниз и может достигнуть точки разлива, где нефть протекает по краю (краям) пласта и течет вверх. Если исходная формация полностью заполнится газом, то вся нефть вытечет выше местоположения.
    - повсеместно алмазоиды в природно-природные ресурсы, загрязненные природными газами, состоят из углерода из биологических биологических источников, в отличие от углерода, обнаруженных в обычных алмазах.
Свидетельства полевых испытаний
Прогностическая карта Анд в Южной Америке, опубликованной в 1986 году. Красные и зеленые кружки - участки, предсказанные как будущие открытия гигантских месторождений нефти / газа. Красные круги - там, где действительно были обнаружены гиганты. «Зеленые» все еще развиты.
Что объединяет обе теории источников нефти, низкий уровень прогнозирования определения гигантских нефтегазовых месторождений: согласно обнаружению гиганта требует 500+ разведочных скважин. Группа американо-российских ученых (математиков, геологов, геофизиков и специалистов по информатике) разработала программное обеспечение искусственного интеллекта и специальных геологических приложений и использовала их для прогнозирования мест гигантских залежей / газа. В 1986 году группа опубликовала прогностическую карту для открытия гигантских нефтяных и газовых месторождений Южной Америки, основанной на теории абиогенного происхождения нефти. Модель, предложенная профессором Юрием Пиковским (МГУ ), предполагает, что нефть перемещается из мантии на поверхность по проницаемым каналам, образованным на пересечении глубоких разломов. Технология использует 1) карты морфоструктурного зонирования, которые очерчивают морфоструктурные узлы (пересечения разломов), и 2) программу распознавания образов, которая идентифицирует узлы, гигантские месторождения нефти / газа. Прогнозировалось, что одиннадцать узлов, которые в то время не разрабатываются, разрабатываются месторождения нефти или газа. Эти 11 участков покрывали только 8% общей площади всех бассейнов Анд. Спустя 30 лет (в 2018 году) был опубликован результат сравнения прогноза и реальности. С момента публикации прогностической карты в 1986 году в регионе открыто только шесть гигантских нефтегазовых месторождений: Кано-Лимон, Кузиана, Капиагуа и Вулканера (бассейн Льянос, Колумбия), Камисеа (бассейн Укали, Перу) и Инкауаси (Бассейн Чако, Боливия). Все открытия были сделаны в местах обозначенных на прогностической карте 1986 года как перспективные. Результат убедительно положительный, и это значительный вклад в поддержку абиогенной теории нефти.
Внеземный аргумент
Присутствие метана на спутнике Сатурна Титане и в атмосфере Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна как свидетельство образования углеводородов без биологических промежуточных форм, например Томас Голд. (Наземный природный газ состоит в основном из метана). Некоторые кометы содержат огромное количество соединений, эквивалентных кубическим километрам их, смешанных с другим веществом; например, соответствующие углеводороды были обнаружены во время пролета зонда через хвост кометы Галлея в 1986 году. Пробуренные пробы с поверхности Марса, взятые в 2015 году марсоходом Curiosity Mars Научная лаборатория обнаружила органические молекулы бензола и пропана в образцах горных пород возрастом 3 миллиарда лет в кратере Гейла
7
Значительная доля земного метана образуется в толще океанической коры

2.09.2019 • Кирилл Власов


Американские геохимики предложили объяснение для механизма абиогенного синтеза метана в породах земной коры океанического типа. При охлаждении содержащих оливин габбро, базальтов и перидотитов происходит их растрескивание с последующим захватом флюидных включений. По мере остывания оливин реагирует с водой во включениях, что приводит к образованию новых минералов и водорода, который восстанавливает CO2 до метана. Этот метан затем может долго сохраняться во включениях, при случае выделяясь на поверхность. По оценкам ученых таким образом могла образоваться большая часть абиогенного метана на Земле.
Земная кора океанического типа образуется в зонах спрединга, в которых литосферные плиты раздвигаются, а базальтовые магмы поступают из верхней мантии на поверхность и при застывании формируют новую кору. Эта кора (в классическом случае медленно раздвигающегося срединно-океанического хребта) имеет простое слоистое строение (рис. 2). Сверху находится слой излившихся лав, под ним — дайки базальтов, еще ниже — габбро (интрузивный полностью раскристаллизованный аналог базальтов) магматической камеры с верлитами (оливин-клинопироксеновыми породами), на ее дне — слой «утонувших» кристаллов оливина (дуниты), а под ними — породы мантии из которых и выплавились базальты (перидотиты). От верхней мантии кору отделяет геофизическая граница Мохоровичича, характеризующаяся скачком скоростей продольных сейсмических волн.
Оливин (Mg, Fe)2SiO4 — один из основных минералов в базальтах, габбро и перидотитах. При взаимодействии с соленой морской водой, проникающей по трещинам, возникающим в остывающих породах, безводные оливины превращаются в другие — уже водосодержащие — минералы из группы серпентина. Самые распространенные из них — лизардит, антигорит и хризотил — имеют одну и ту же химическую формулу Mg3(Si2O5)(OH)4, но разные кристаллические структуры. Также образуются брусит Mg(OH)2, магнетит Fe3O4, причем реакция формирования последнего протекает с выделением водорода. Эти процессы, характерные для температур ниже 400°C, называют серпентинизацией. Попутно с минеральными реакциями происходит увеличение объема породы, так как кристаллы серпентина по объем больше чем кристаллы оливина. Это приводит к дальнейшему растрескиванию и способствует увеличению водного потока и интенсивности преобразования со временем. Трещины, образующиеся в кристаллах оливина, при температурах выше 400°C могут закрываться (как бы «залечиваться»), захватывая циркулировавший по ним раствор. Подобные растворы в геологии называют гидротермальными флюидами, а оставшиеся в кристаллах включения (то есть пузырьки жидкости и/или газа, застрявшие в кристаллах) — флюидными.
В земной коре много кислорода, поэтому наиболее распространенными соединениями во флюидных включениях являются вода и углекислый газ (рис. 3). Однако там, где кислорода меньше (то есть в восстановительных условиях), могут образовываться водород (H2) и метан (CH4). Такой метан называют абиогенным, чтобы подчеркнуть, что он сформировался без участия живых организмов. На ранних стадиях развития жизни он служил пищей метанотрофам и, возможно, повлиял на саму эволюцию живых существ. Сегодня почти весь земной CH4 имеет органическое (биогенное) происхождение: это обычный продукт жизнедеятельности живых существ. Метан считают косвенным признаком их присутствия и на других космических телах. Поэтому недавние сообщения о регистрации повышенной концентрации метана ровером «Кьюриосити» на Марсе (см., например, статьи Mars rover detects ‘excitingly huge’ methane spike и Curiosity's Mars Methane Mystery Continues) породили значительное количество споров о его источнике.
На Земле исследования метана, выделяющегося в ходе геологических процессов из трещин в породах земной коры, в районах подводных гидротермальных полей и щелочных источников, шли в основном в контексте его участия в биогеохимических циклах и влияния на климат. При этом детально механизмы абиогенной генерации метана до настоящего времени были исследованы довольно плохо.
Уже было известно, что метан может образовываться за счет реакции водорода, выделяющегося при серпентинизации пород океанического дна с CO2, но источник этого углерода был точно не известен. Недавнее исследование изотопных соотношений углерода, отобранных на подводном гидротермальном поле Фон Дамм (Von Damm vent field, см.: J. M. McDermott et al., 2015. Pathways for abiotic organic synthesis at submarine hydrothermal fields), установило, что водород, возникающий при химических реакциях во время циркуляции флюидов по трещинам пород, напрямую не приводит к образованию метана. Идея о том, что он может поступать из верхней мантии также является несостоятельной: она слишком окисленная для того, чтобы метан был стабилен, да и изотопные соотношения углерода показывают, что источником углерода для метана является морская вода (N. Grozeva, 2018. Carbon and mineral transformations in seafloor serpentinization systems). Требовался новый механизм, который, по некоторым предположениям, мог быть связан с возникающими в оливине флюидными включениями.
Этот механизм был обнаружен командой американских ученых во главе с Фридером Клейном (Frieder Klein) из Океанографического центра в Вудс Хоул (штат Массачусетс). Изучив включения в оливинах габбро и перидотитов, отобранных по всему миру (рис. 1), они нашли связь между метаном и водородом включений и другими минералами, также присутствующими в них. Детали процесса, примерные количества и влияние такого метана на глобальный планетарный баланс углерода были описаны ими в статье, вышедшей в недавнем выпуске журнала PNAS.
При анализе флюидных включений было замечено, что в гидротермальных системах основных пород (базальты, габбро) количество метана значительно меньше, чем в ультраосновных (перидотиты) — наблюдение, которое явно как-то было связано с самим неуловимым процессом. Для его установления была изучена коллекция микропрепаратов, состоящая из 43 образцов габбро и 117 образцов перидотитов. Флюидные включения были обнаружены во всех оливиновых габбро и в 77% перидотитов. В наиболее «богатых» образцах насчитывалось до 3×106 включений (размером от <100 нм до 30 мкм) на кубический сантиметр. В основном включения располагались цепочками и группами на месте залеченных трещин. Метан найден во включениях со всех точек отбора кроме трех, в которых был обнаружен только лишь водород
Чтобы оценить количество метана в одном включении и в целом по породе, ученые определяли давление газа во включениях и их средний размер. Давление измерялось с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния по сдвигу одного из пиков метана и в среднем составило 11,5 МПа. Это число позволяет рассчитать количество метана в одном модельном включении, которое принято за сферу диаметром 10 мкм: оно составляет от 8,4×10−5 до 1,2×10−2 нмоль. При плотности 105 включений на см3 это даст 2,5–363 нмоль CH4/см3, что сопоставимо с ранее опубликованными анализами содержания этого соединения в природных образцах перидотитов (2–37 нмоль/г) и габбро (72–310 нмоль/г) (N. Grozeva, 2018. Carbon and mineral transformations in seafloor serpentinization systems).
Подсчитав содержание метана в перидотитах и габбро, таким образом, можно подвести баланс для всей океанической литосферы Земли. Если допустить, что перидотиты слагают 5% океанического дна и что в 77% перидотитов оливин составляет 75 вес.%, то равномерный километровый слой перидотитов с концентрациями метана, эквивалентными анализам природных образцов, будет содержать 2,5–367 Тг (тераграмм, то есть 1012 грамм) метана. Аналогично, если положить, что габбро встречается на 50% площади океанической коры, содержит 72 нмоль/г метана и в среднем имеет толщину 4 км, то содержание метана во всех габбро океанического дна составит 4,8 Пг (петаграмм, то есть 1015 грамм). По подсчетам авторов статьи, суммарное количество CH4 в океанической литосфере значительно превышает доиндустриальное содержание метана в атмосфере Земли, которое оценивается в 2 Пг (C. MacFarling Meure et al., 2006. Law Dome CO2, CH4 and N2O ice core records extended to 2000 years BP).
Для образования такого количества метана требуется эффективный и распространенный механизм, следы которого и были обнаружены во включениях (рис. 4). Кроме метана и водорода в них были найдены минералы группы серпентина, брусит и магнетит. Наиболее часто встречающаяся ассоциация серпентин-брусит-магнетит-метан-водород является прямым указанием на произошедший процесс серпентинизации при условиях близких к полностью закрытой системе. Ни в одном из включений не была обнаружена вода в виде отдельной фазы, однако, судя по итоговому набору минералов, она однозначно присутствовала при захвате включений и была израсходована в ходе реакций серпентинизации.
Чтобы восстановить процесс серпентинизации во всех деталях, необходимо выяснить температуры, при которых происходили разные этапы жизни включения. Оценка температуры захвата включений производилась, исходя из геодинамических и термодинамических принципов. Верхняя граница температурного окна захвата — 600–800°C. При этой температуре, которая меняется в зависимости от давления, пластичные деформации в кристаллах оливина сменяются на хрупкие, что дает возможность водному флюиду проникать по трещинам внутрь кристалла. В срединно-океанических хребтах такие температуры встречаются на глубинах от 2 до 8 км, что, вместе с циркуляцией морской воды по трещинам и раздвижением плит (рис. 6), создает условия для непрерывной генерации включений в каждой новообразованной порции океанической коры. В морской воде содержится и растворенный CO2, который также попадает во включения, — это источник углерода для будущего метана.
Реконструкция процесса взаимодействия оливина с морской водой при давлении 100 МПа и температурах от 600 до 25 градусов Цельсия происходила с использованием компьютерного термодинамического пакета EQ 3/6. Массовое соотношение «оливин:флюид» в модели составляло 5:1, а содержание растворенного в нем CO2 брали разным: 0,1, 1 и 10 ммоль/кг. Предыдущие эксперименты показывают, что оливин стабилен в присутствии водного флюида до ~400 градусов Цельсия — нижней границы формирования включений. А то, что было захвачено в интервале температур 800–400°C, при дальнейшем охлаждении начинает серпентинизироваться. Первая реакция — взаимодействие оливина с водой с образованием минералов группы серпентина:
3Mg2SiO4 + 2H2O + SiO2(aq) = 2Mg3Si2O5(OH)4.
Для успешного протекания этой реакции требуется наличие растворенного во флюиде кремния, но он обычно присутствует в гидротермальных растворах из-за их взаимодействия с породами, через которые они циркулируют. При дальнейшем охлаждении до 340°C начинает образовываться брусит:
2Mg2SiO4 + 3H2O = Mg3SiO4(OH)2 + Mg(OH)2.
Кроме магния в оливине также содержится железо. Частично оно входит в состав серпентина, но частично образует и свою фазу — минерал магнетит (Fe2+Fe3+2O4), при этом часть двухвалентного железа окисляется и выделяется водород:
2Fe2+O + H2O = Fe3+2O3 + H2.
Все эти три реакции идут до полного исчерпания H2O. По данным моделирования максимальное количество водорода и, соответственно, магнетита достигается к 300°C. Чем больше выделяется водорода, тем сильнее следующая реакция смещается в правую сторону — образуется метан:
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O.
Выделяющаяся вода расходуется на дальнейшую серпентинизацию и процесс продолжается до исчерпания реагирующих компонентов.
Судя по всему, описываемый процесс начался в архее одновременно с возникновением субдукции и спрединга (см.: Сульфидные включения в алмазах свидетельствуют о том, что субдукция началась еще в архее, «Элементы», 06.05.2019). При дальнейших преобразованиях породы при землетрясениях или метаморфизме образовывались новые трещины, вскрывающие включения, что приводило к выделению накопленного метана. Важно отметить, что в спокойных условиях включения могут сохраняться достаточно долго, и CH4 будет присутствовать, даже если от гидротермальной системы не осталось и следа, как, например, в офиолитах — фрагментах древней океанической коры, выдавленных на земную поверхность в ходе тектонических процессов. Так, образец из офиолита Жозефин (Josephine Ophiolite), изученный в обсуждаемой работе, сохранил включения с момента абдукции (наползания океанической коры на континентальную) в юрском периоде (A. Coulton et al., 1995. Oceanic versus emplacement age serpentinization in the Josephine ophiolite: Implications for the nature of the Moho at intermediate and slow spreading ridges). Возможно, именно такой метан, выделяющийся из включений в оливине, объясняет повышенные концентрации, наблюдаемые на Марсе: если на Марсе в настоящее время продолжается сейсмическая активность, что весьма вероятно (A.-C. Plesa et al., 2018. Present-day Mars’ seismicity predicted from 3-D thermal evolution models of interior dynamics), то не требуется даже никаких дополнительных механизмов его высвобождения, а наблюдаемые пики концентраций являются маркерами марсотрясений.
Вообще, описанный процесс, который хорошо объясняет образование метана в океанической коре, возможно экстраполировать даже на ледяные тела, вроде Европы и Энцелада, где взаимодействие оливина их каменных ядер с водой, в ходе которого могут образовываться включения, возможна даже при 200 градусах Цельсия, если в оливине достаточно железа (F. Klein et al., 2013. Compositional controls on hydrogen generation during serpentinization of ultramafic rocks). Выделяющийся метан не только будет присутствовать в атмосферах космических тел, но и сможет поддерживать существование метанотрофных одноклеточных организмов, так что точку в споре о связи метана с наличием жизни на других планетах ставить еще рано.
Источник: Frieder Klein, Niya G. Grozeva, and Jeffrey S. Seewald. Abiotic methane synthesis and serpentinization in olivine-hosted fluid inclusions // PNAS. 2019. DOI: 10.1073/pnas.1907871116.
Кирилл Власов
8


Причины эволюции окислително-восстановительного состояния мантии

Причины, которые привели к окислению первоначального вещества мантии и смене соотношений CO2, H2O, CH4, H2 во флюиде, во многом остаются предметом дискуссии. Следует предполагать, что повышение fO2 в глубинах мантии является результатом комплекса химических и физических процессов в недрах планеты. Время, когда мантия начала испытывать повышение потенциала кислорода, зависит от того, каким образом осуществлялись процессы, контролирующие fO2 в недрах планеты. Возможно, что особенности эволюции мантии вскоре после планетарной аккреции создавали условия для первичного повышения fO2 от значений, соответствующих равновесию силикатного вещества с металлической фазой (log(FMQ) 78), до значений fO2, которые устанавливаются для наиболее восстановленных дериватов архейской литосферы возраста 3.53.0 Ga (log(FMQ) 35). Возможно, гетерогенная аккреция, эволюция металлического ядра и крупномасштабное плавление с формированием магматического океана были причиной первой стадии повышения fO2. По представлениям [3, 13, 18, 64 - 66] более поздняя эволюция окислительно-восстановительного состояния верхней мантии, которая заняла подавляющую часть геологического времени, определялась постепенным возрастанием fO2 под воздействием эволюции металлического ядра, дегазации, магмообразования и геодинамических процессов в недрах планеты (формирование плюмов, астеносферных диапиров, погружение литосферных плит). Иные представления о вековой эволюции fO2 высказываются [20, 67]. Высокие значения fO2 (log(FMQ) ~ 0) мантийных источников коматиитовых магм архейского возраста, определенных на основании распределения ванадия между ортопироксеном, шпинелью и расплавом, привели его к заключению об отсутствии изменений fO2 в верхней мантии в геологическом времени после первых стадий ее эволюции.

Считается, что повышение потенциала кислорода и появление летучих компонентов после образования металлического ядра связано с особенностями последних стадий аккреции Земли, а именно, поступлением окисленного хондритового материала, обогащенного летучими компонентами [68]. Эти представления во многом остаются спорными. Они в значительной степени основаны на определении содержаний сидерофильных элементов в породах верхней мантии, которые не соответствует ее равновесию с металлической фазой железа. В последнее годы рядом исследователей развивается представление о высвобождении кислорода при взаимодействии мантии с металлическим ядром, которое может привести к окислению мантии [69 - 71].

Физические теории эволюции планет полагают, что Земля и, возможно, другие планеты земной группы прошли через высокотемпературную стадию своего формирования [72], в результате чего около 4.5 Ga мантия Земли была частично или полностью расплавлена. Влияние этого крупномасштабного плавления (магматического океана) на состав летучих компонентов и fO2 первоначально восстановленной мантии весьма вероятно.

Предполагается, что плавление внешних углеродсодержащих слоев примитивной мантии приведет к повышению потенциала кислорода в магматическом океане и продуктах его кристаллизации в результате интенсивной диффузии и диссипации водорода в условиях конвективного течения расплавов [9]. Другой механизм эволюции состава летучих и fO2 может быть связан со спецификой растворения Н2 и С в магматических расплавах при низких значениях fO2, соответствующих равновесию верхней мантии с металлической фазой железа. Эксперименты по взаимодействию СН4, Н2, а также элементарного углерода с силикатными расплавами вскрыли важную особенность окислительно-восстановительных реакций в силикатных жидкостях, которая может объяснить образование летучих компонентов в процессах раннего плавления. Она определяется тем, что несмотря на значения летучести кислорода ниже fO2(IW) (log(FMQ) 58), устойчивыми компонентами расплавов являются окисленные формы водорода и углерода (Н2О, ОН-, СО32-) [16, 23]. Такая особенность взаимодействия СН4, Н2 и С с силикатными расплавами позволяет ожидать, что в результате плавления восстановленной углеродсодержащей планетарной мантии будут выплавляться магмы, содержащие более окисленные формы углерода и водорода, чем в самом мантийном источнике. С этой точки зрения переход восстановленной мантии в расплавленное состояние представляется одним из механизмов формирования H2O и CO2 в прошлом Земли и их первичного поступления на поверхность планеты.

Кроме процессов химической дифференциации мантийного вещества и ядра Земли на баланс кислорода в мантии и, соответственно, режим fO2 должно оказывать влияние на изменение характера распределения Fe3+ и Fe2+ между минералами мантии с глубиной. Wood [21] и Ballhaus [22] на основании изучения влияния давления на fO2 минеральных реакций пришли к заключению о существенном понижении fO2 при высоких давлениях. Предсказывается, что на глубинах около 300 км (9 ГПа) верхняя мантия может быть насыщена в отношении металлической фазы железа, а метан является доминирующим компонентом C-O-H флюидов [22].

Начиная с работы [2] процессы субдукции литосферы рассматриваются как один из главных механизмов повышения fO2 в верхней мантии [73, 74]. В рамках этих представлений возрастание fO2 мантийного вещества является следствием потоков Н2О, СО2 и Fe3+, которые сопровождают погружение окисленных литосферных плит. На основании содержаний Fe3+ и Fe2+ в базальтах срединно-океанических хребтов и океанических островов, габбро и офиолитовых комплексов и расчета баланса масс [75] пришли к заключению, что поток Fe3+ в мантию во время процесса рециклинга в течение 2 Ga составлял 4103 кг/сек. Глубинные потоки СО2 и Н2О оцениваются равными 10101011 кг/сек и 10111012 кг/сек, соответственно [6, 76]. Согласно этим оценкам вода является главным агентом окисления мантии вслед за Fe3+ в то время как роль СО2 менее значительна. Эти потоки могут объяснить современное Fe3+/Fe отношение в мантии.

Механизмы аккумуляции кислорода и Fe3+ в мантии, которые связаны с погружением литосферных плит, во многом остаются неясными. Согласно экспериментальным исследованиям Fe3+ может постепенно аккумулироваться в мантии в результате вхождения в структуру граната [65] и перовскита [77, 78]. McCommon [78] нашел, что перовскит, содержащий алюминий, может аккумулировать большое количество Fe3+ и быть в равновесии с металлическим железом. При отсутствии взаимодействия судбукционного материала с металлическим ядром должно происходить постепенное накопление Fe3+ в глубинных слоях мантии. Эта гипотеза длительного увеличения отношения Fe3+/Fe в мантии активно обсуждается. Например, Ballhaus [18], Caniel и др. [79] и Кадик [13] предположили, что мантия под кратонами возможно испытывала прогрессивное повышение fO2, начиная с раннего Архея. Однако недавно Caniel [20, 67] высказал гипотезу об относительном постоянстве fO2 верхней мантии в геологическом времени. Эти взгляды основаны на особенностях фракционирования ванадия между силикатной жидкостью, оливином, пироксеном и шпинелью, которые свидетельствуют об образовании архейских коматиитовых магм при значениях fO2, характерных для современных базальтовых магм срединно-океанических хребтов.

Представления о том, что окислительно-восстановительное состояние мантии Земли не менялось в геологическом времени, несмотря на субдукцию литосферных плит, предполагает буферирование кислорода, диффундирующего в глубины Земли. В работе [75] предполагается, что оно может быть обусловлено реакциями с металлическим ядром Земли. Если погружающиеся литосферные плиты или их дериваты достигают ядра Земли, то их взаимодействие может играть роль буфера для окислительно-восстановительного состояния мантии Земли согласно реакции:

Feo(ядро) + 2Fe3+ (материал литосферы) = 3Fe2+ (мантия) (8)

Согласно этой гипотезе реакция (8) сохраняет окислительно-восстановительное состояние мантии на постоянном уровне на протяжении большей части истории Земли.

Другим буферирующим процессом может быть взаимодействие Fe3+ с “металлическими каплями”, которые могут сохраниться в мантии как результат неполного отделения от силикатной матрицы во время дифференциации ядра [75]. Возможность подобного взаимодействия укладывается в представления [22] согласно которым, начиная с переходной зоны, глубинная мантия должна быть насыщена в отношении металлической фазы железа.

Геохимические данные устанавливают связь повышения fO2 в глубинах литосферы с метасоматических преобразованием ее пород [18, 27]. Большинство перидотитовых ксенолитов с высокими значениями logfO2(FMQ) от –2 до +1 несут признаки метасоматических изменений [18]. Геохимические данные также свидетельствуют о приуроченности возникновения метасоматических явлений в мантии к определенному моменту ее эволюции, связанному с развитием щелочного магматизма на Земле [66]. Одной из предполагаемых причин этого явления может быть изменение геодинамики планетарного вещества, поскольку ко времени возникновения метасоматизма относится начало тектоники плит (2.52.7 Ga).

Образование в верхних частях верхней мантии областей с более высоким химическим потенциалом кислорода ставит вопрос о взаимодействии с ними более восстановленного глубинного вещества при его подъеме [12, 16, 17]. Следует ожидать окисления СН4 в мантийных областях, где фронт восстановленных флюидов вступает во взаимодействие с породами литосферы c высокими значениями fO2. В самом общем виде оно может быть описано реакцией:

СН4 (глубинный флюид) + О2 (породы литосферы)  2Н2О (флюид) + С (графит, алмаз) (9)

Вероятно, взаимодействие (9) приведет к последовательному изменению составов флюидов вдоль поверхности насыщения углеродом с увеличением fO2, Н2О и СО2. Следствием окисления восстановленного флюида могут быть: 1) формирование водосодержащих флюидов, которые могут быть причиной метасоматических преобразований пород; 2) существенное понижение температуры плавления перидотитов верхней мантии как следствие резкого возрастания активности Н2О во флюидах. Предполагается, что отражением этих процессов является образование кимберлитовых магм, а также, возможно, и щелочных [15].

В рамках представлений об особенностях взаимодействия пород литосферы с высокими значениями fO2 и восстановленных слоев мантии новая геодинамическая обстановка, которая возникла 2.52.7 Ga, в силу активизации движения глубинного вещества способствовала продвижению фронта флюидов с высокой долей СН4.

Заключение

Геохимические данные свидетельствуют о том, что современные литосферные и астеносферные слои верхней мантии в основном умеренно окислены и свойственные им значения log(FMQ) в интервале 1 и –1.5 определяют устойчивость карбонатных фаз и преобладание СО2 и Н2О в составе глубинных флюидов. Вместе с тем измерения fO2 шпинелевых и гранатовых перидотитов архейской литосферы подтверждают представления о существовании в верхней мантии областей с низкими значениями fO2, которым соответствует log(FMQ) от 3 до –5. При 67 ГПа fO2 некоторых алмазосодержащих перидотитов близка к fO2(IW).

Летучесть кислорода древних цирконов (23.5 Ga) из магматических комплексов архейской коры также характеризуется величинами fO2, которые существенно ниже fO2(FMQ). Значения log(FMQ) для них лежат между 2.5 и 5.

Низкие значения fO2 характерны для наименее истощенных "сухих" шпинелевых и гранатовых лерцолитов, вынесенных к поверхности Земли кайнозойскими щелочными базальтовыми магмами в рифтовых зонах Монголии и Байкала. Для этих перидотовых ксенолитов литосферы некратонных областей log(FMQ) составляет –24.

Восстановленный характер некоторых перидотитов литосферы архейского возраста и перидотитов астеносферных и литосферных слоев рифтовых зон свидетельствует о существовании в верхней мантии условий для формирования флюидов с высокой концентрацией CH4, а также углерод-насыщенных флюидов с широкими вариациями содержаний CH4, H2, CO2 и H2O. Устанавливаются ясные признаки преобразования углеродсодержащей верхней мантии с низкими значениями fO2 в области с высокими значениями, где углерод неустойчив, и преобладающими летучими компонентами являются H2O и CO2.

Перидотиты с наиболее низкими значениями fO2 рассматриваются как представители тех областей мантии, которые сохранили значения fO2, характерные для ранних этапов формирования Земли. Вместе с тем низкие значения fO2, в отдельных областях литосферы могут найти объяснение в особенностях массобмена с глубинными восстановленными областями верхней мантии, в существовании фронта флюидов, обогащенных CH4. В рамках представлений Ballhaus [22] о существенном понижении fO2 минеральных реакций с давлением на глубинах более 300 км (9 ГПа) верхняя мантия может быть насыщена в отношении металлической фазы железа, а CH4 и H2 являются доминирующими компонентами C-O-H флюидов [22].

Предполагается, что главной тенденцией эволюции окислительно-восстановительного состояния верхних слоев мантии является повышение fО2, сокращение поля стабильности свободного углерода и, соответственно, увеличение доли окисленных (Н2О, СО2) форм соединений углерода по отношению к восстановленным (СН4, СО, Н2). Менялась и роль свободного углерода в формировании газовых компонентов вблизи поверхности Земли. Особенности дегазации углеродсодержащего магматического слоя служат основанием для предположений о существовании у планеты на первых этапах эволюции магматического океана восстановленной атмосферы с высокой долей СО, СН4, Н2. Верхние слои мантии, прошедшие существенную эволюцию в отношении потенциала кислорода, и являются тем резервуаром, который служит главным источником СО2 и Н2О для последующего базальтового магматизма, вулканической активности и для вещества коры.

Возможно, гетерогенная аккреция, эволюция металлического ядра и крупномасштабное плавление с формированием магматического океана были причиной первой стадии повышения fO2. Представляется, что в первые сотни миллионов лет по крайней мере в верхней мантии произошло существенное повышение fO2 от значений, соответствующих равновесию силикатного вещества с металлической фазой железа, до значений fO2, которые фиксируются наиболее восстановленными перидотитами архейской литосферы.

Экспериментальные исследования взаимодействия углерода и водорода с магматическими расплавами, насыщенными в отношении металлической фазы железа, позволяют предполагать ключевую роль раннего плавления мантии в формировании Н2О и СО2 и повышении fO2 при диссипации H2 из расплавов. На основании экспериментальных данных по равновесию железосодержащий расплав + металлическая фаза (железо) + графит + водород [24, 80] утверждается, что переход восстановленной мантии в расплавленное состояние может быть одним из механизмов формирования H2O и CO2 в прошлом Земли и их первичного поступления на поверхность планеты.

Более длительные процессы химической дифференциации Земли, которые оказали влияние на перераспределение кислорода и значения fO2 в недрах планеты, по-видимому, связаны с эволюцией металлического ядра, глубинной дегазацией, магмообразованием, субдукционными процессами и восходящими движениями мантийного вещества в виде плюмов и астеносферных диапиров. Геохимические данные позволяют рассматривать субдукцию литосферы в качестве одного из главных механизмов повышения fO2 в мантии, начиная со времени возникновения этого процесса. В рамках этих представлений возрастание fO2 мантийного вещества является следствием потоков Н2О, СО2 и Fe3+, которые сопровождают погружение окисленных литосферных плит.
9


Кадик А.А.

Восстановленные флюиды мантии: связь с химической дифференциацией планетарного вещества.

2003. Геохимия № 9.

Химическая дифференциация Земли тесным образом связана с перераспределением кислорода в недрах планеты в результате формирования металлического ядра, глубинной дегазации, плавления, субдукционных процессов и восходящих движений мантийного вещества в виде плюмов и астеносферных диапиров. Этот процесс находит свое прямое отражение в окислительно-восстановительном состоянии глубинного вещества, мерой которого может служить летучесть кислорода (fO2) в тех или иных минеральных реакциях.

С химической точки зрения знание летучести кислорода мантийных пород является фундаментальным для любой гипотезы, касающейся ранней истории Земли [1-5], состава примитивной атмосферы [6], состава газов, приносимых магмами к поверхности Земли [7-13]. В присутствии флюидов, обогащенных СН4 и Н2, плавление мантии и химическая дифферциация магм носит иной характер, чем в присутствии флюидов, обогащенных H2O и CO2 [14-17].

Применение методов фазового равновесия для измерения летучести кислорода свидетельствуют о том, что современные литосферные и астеносферные слои верхней мантии в основном умеренно окислены. Свойственные им значения fO2 находится выше условий равновесия с металлической фазой железа. Активность Fe3+ компонентов в минералах верхней мантии соответствует значениям fO2, которые определяют преобладание СО2 и Н2О в составе глубинных флюидов и устойчивость карбонатных фаз.

С другой стороны, есть основания для предположений о восстановленном характере мантии Земли на ранних этапах ее формирования, который определяется химическим равновесием с металлической фазой железа и металлическим ядром [1, 6, 12, 13, 16, 18]. Если принять средний состав оливина верхней мантии равным Fo91, то fO2 должно было быть, по крайней мере, на 5 логарифмических единиц ниже, чем fO2 литосферных и астеносферных слоев современной верхней мантии. При таком окислительно-восстановительном состоянии планетарного вещества преобладающими летучими компонентами должны быть СН4 и Н2 в равновесии со свободным углеродом (графит, алмаз). Когда и как верхняя мантия испытала существенное повышение потенциала кислорода остается в значительной мере неясным. Определенные значения fO2 перидотитов верхней мантии из различных тектоно-структурных зон Земли свидетельствуют о том, что процесс окисления был весьма медленным и восстановительные условия, по-видимому, превалировали, по крайней мере, половину истории Земли [2, 18, 19]. Однако эти представления во многом остаются дискуссионными. Caniel [20] на основании распределения ванадия между коматиитовой жидкостью и оливином архейских лавовых потоков высказал предположение о том, что верхняя мантия достигла современных значений fO2 в короткие геологические времена на ранних этапах формирования Земли.

Кроме химической дифференциации вещества мантии и ядра Земли, на баланс кислорода в недрах планеты и, соответственно, режим летучести кислорода должно оказывать влияние изменение характера распределения Fe3+ и Fe2+ между минералами верхней мантии с глубиной, которое, как предполагается, должно привести к существенному понижению fO2 на глубинах более 300 км (9 ГПа) [21, 22]. Значение fO2 в этом случае должно удовлетворять условию существования в мантии металлической фазы железа и флюидов с высокой концентрацией CH4.

Таким образом, в рамках существующих гипотез, можно предполагать, что низкие значения fO2 и преобладание СН4 и Н2 во флюидах могли быть характерными как для ранних этапов формирования мантии, так и для глубинных слоев верхней мантии в настоящее время.

Геохимические свидетельства существования в верхней мантии областей с низкими значениями потенциала кислорода являются одним из главных вопросов, которые обсуждаются в данном исследовании. В статье приводятся аргументы в пользу представлений об эволюции окислительно-восстановительного состояния планетарного вещества в сторону повышения потенциала кислорода, сокращения поля стабильности свободного углерода и увеличения доли окисленных форм соединений углерода (Н2О, СО2) по отношению к восстановленным (СН4, СО, Н2).

Другой рассматриваемой проблемой является взаимодействие восстановленной части С  О  Н флюидов с продуктами плавления мантии. Наши знания в этой области весьма ограничены. Вместе с тем незначительное количество экспериментальных данных по взаимодействию СН4, Н2, а также элементарного углерода с силикатными расплавами вскрыло важную особенность окислительно-восстановительных реакций в силикатных жидкостях. Она определяется тем, что несмотря на низкие значения летучести кислорода, которые соответствуют равновесию минералов мантии с металлическим железом, устойчивыми компонентами расплавов оказались окисленные формы водорода и углерода (Н2О, ОН-, СО32-) [16, 23]. Такая особенность взаимодействия СН4, Н2 и С с силикатными расплавами может стать ключевой в выяснении механизмов образования СО2 и Н2О при формировании магм в восстановленной мантии. На основании экспериментальных данных по равновесию железосодержащий расплав (ферробазальт) + металлическая фаза (железо) + графит + водород [24] утверждается, что переход восстановленной мантии в расплавленное состояние может быть одним из механизмов формирования H2O и CO2 в прошлом Земли и их первичного поступления на поверхность планеты.


10

Геоги обнаружили в мантии источник углекислого газа и воды
Александр Дубов

В верхних слоях мантии содержатся водород и жидкие углеводороды, из которых в дальнейшем могут образовываться углекислый газ и вода. Ученые из США и Индии пришли к такому выводу, проанализировав состав метаморфических пород найденного в Гималаях офиолита. Работа опубликована в Geology.

Офиолиты — комплексы горных пород, которые были найдены на континенте, но изначально являлись частью океанической коры. Офиолиты образуются в результате тектонического сдвига, который приводит к столкновению литосферных плит. На таких горных породах удалось впервые изучить структуру океанической коры. Кроме того, изначально именно офиолиты были одним из главных аргументов тектоники плит. Сейчас же они позволяют получить информацию о мантийных процессах и восстановить историю движения литосферных плит.

Геологи из США и Индии проанализировали состав Нидарского офиолитового комплекса в Гималаях. Как и во многих других офиолитах, ученым удалось обнаружить алмазы, точное происхождение которых в таких породах неизвестно. Состав минералов проанализировали с помощью лазерной рамановской спектроскопии и обнаружили, что в образцах перидотита сверхвысокого давления есть включения алмазов, графита, а также следы жидкого водорода и первичных углеводородов. При этом кислородсодержащие минералы (гематит, силикатные минералы и шпинель) встречаются только в минерале-хозяине.

По словам ученых, обнаруженный состав офиолита, вероятнее всего, объясняется следующим механизмом. Изначально в переходном и верхнем слоях мантии (на глубине около 450—600 километров) под океанской земной горой на дне океана Тетис содержались только водород и первичные углеводороды. При столкновении Индостанской и Евразийской литосферных плит вещество мантии стало подниматься вверх. Изменение давления и окислительно-восстановительных условий при подъеме мантии привело к формированию алмазов. Образующаяся порода включила в себя при этом оксидные минералы. Дальнейший подъем привел к образованию из некоторых алмазов графитовых псевдоморфоз. При этом в минералах сверхвысоких давлений сохранились и следы жидких водорода и углеводородов.

Ученые отмечают, что анализ найденных в породе алмазов нужно проводить с особой аккуратностью, потому что такие же искусственные алмазы используются в инструментах для обработки и разрезания пород и частички могут попасть в образцы.

По словам ученых, обнаруженные в составе переходного и верхнего слоев мантии углеводороды мог при подъеме мантии стать источником большого количества углекислого газа, который был впоследствии включен в глобальный цикл углерода. Кроме того, углеводороды и водород в верхних слоях мантии могли окисляться при конвекционном подъеме более глубоких слоев мантии с образованием воды и углекислого газа.

Информация обо всех возможных источниках углерода в углеродном цикле важна для исследования эволюционных процессов и появления жизни на Земле. Именно углеродный цикл приводит к формированию изотопного состава углерода, с помощью которого производят не только датировку содержащих углерод минералов, но определяют источник их происхождения. А недавно по анализу изменения цикла углерода ученые предсказали начало массового вымирания морских животных в конце XXI века.

Александр Дубов
Страницы: [1] 2 3 ... 10