О волновой природе напряжений и деформаций и механизме концентрации пи

[Устьянцев Валерий Николаевич]

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».
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.
Небулярное облака.
«Химический состав межзвездного газа оказался близок составу атмосфер Солнца и звезд. В нем преобладают атомы водорода (Н) и гелия (Не), в качестве примесей – кремний (Si), магний (Мg), железо (Fе), алюминий (Аl), кислород (О), углерод (С), азот (N) и некоторые простые их соединения. Имеются в ничтожном количестве (в концентрации порядка 10-7) и молекулы СН, СН+, СN, Н2. Плюс означает ионизованные молекулы. К настоящему времени известно уже около 60 разнообразных молекул в составе межзвездного газа. Все атомы и ионы среды находятся в невозбужденном состоянии. Это значит, что вследствие чрезвычайно высокого разрежения их взаимные столкновения практически исключены и все атомы, ионы и молекулы будут находиться на невозбужденном (основном) энергетическом уровне. На этом уровне они могут только поглощать излучение на определенных резонансных частотах. Вот по этим резонансным линиям поглощения в спектре и была получена информация о химическом составе межзвездной среды. Неоценимую роль в этих исследованиях сыграли внеатмосферные наблюдения со спутников и межпланетных станций. Дело в том, что земная атмосфера поглощает все внеземное излучение с длиной волны короче 2900 А, соответствующей далекой ультрафиолетовой области спектра.
Кроме газа в межзвездной среде наблюдаются и мельчайшие частички (размером меньше микрона) межзвездной пыли. Она фиксируется в красной области спектра, так как синие и фиолетовые лучи пылинками поглощаются. Покраснение удаленных объектов служит указанием на наличие между ними и наблюдателем космической пыли.
В состав пылинок входят металлы, силикаты, графит, льдинки застывшего газа» (яндекс). 
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».
- «Нагрев превратил искусственную межзвездную органику в воду с нефтью. Это говорит о том, что почти все запасы воды на Земле могли образоваться из органического вещества © Валерий Шарифулин/ТАСС».
«Новости Яндекс.Дзен.
ТАСС, 17 июля. Значительная часть запасов воды на Земле могла появиться не из комет или астероидов, а в результате разложения сложных органических молекул в первые эпохи существования планеты. К такому выводу пришли японские планетологи, которые при нагреве в лаборатории образцов искусственного аналога органики из межзвездных газопылевых облаков получили воду и нефть. Описание их исследования опубликовал научный журнал Scientific Reports».
21:00 18.03.2021
«В космосе найдены сложные «органические» соединения на основе углерода. Полициклические ароматические углеводороды в Молекулярном облаке Тельца. 
 -Комета Чурюмова – Герасименко. 6:006.07.2015. На комете 67Р (Чурюмва – Герасименко), богата «органическими» соединениями. Однако ни орбитальный аппарат Rosetta, ни зонд Philae не были оборудованы приборами, позволяющими искать следы жизни. Выяснили, что: средний состав найденных молекул можно описать формулой C1H1,56O0,134N0,046S0,017, что идентично растворимому «органическому» веществу из хондритных метеоритов и включает в себя множество цепочечных, циклических и ароматических углеводородов в примерном соотношении 6:3:1.
Некоторые молекулы были впервые достоверно обнаружены в коме комет — это нонан (C9H20), нафталин (C10H8), бензиламин (C7H9N), бензойная кислота (C7H6O2), этилен (C2H4) и пропен (C3H6). За два года работы вблизи кометы «Розетта» нашла на ней ксенон, иней, прекусоры сахаров, высокомолекулярные органические вещества, не обычные скалы, увидела смену окраски ядра и в комемете, а также впервые в истории высадила на комету зонд «Филы» (Александр Войтюк). Космический аппарат «Rosetta» впервые однозначно обнаружил твердое «органическое» вещество в виде сложных углеродсодержащих молекул».
Солнечная система. Пояс Копера. «Главный пояс располагается между Марсом и Юпитером. Состав. Всего в поясе насчитывается примерно 200 астероидов, чей диаметр (или наибольший линейный размер) превышает 100 км. Ещё 1000 объектов имеют размер более 15 км. Средняя звездная величина астероидов равна 16. Только один астероид, носящий имя Веста, можно увидеть с земли невооруженным взглядом. Все астероиды можно разделить на несколько больших групп, или спектральных классов. Крупнейшими из них являются: класс С – сюда входят темные астероиды, состоящие из углерода».
«В центрах планет-гигантов, формируется необычный сплав, содержащий металлический гелий». ( Раймонд Джинлоз)»..
«Титан — спутник Сатурна, отличающийся крупными размерами, наличием плотной атмосферы и углеводородных озёр.
Титан является единственным известным за пределами Земли объектом Солнечной системы, на поверхности которого присутствует жидкость (реки, озёра, моря).
Эта жидкость представляет собой смесь жидких углеводородов, главным образом, жидкого этана (6÷79%), жидкого метана (5÷10%), жидкого пропана (7÷8%), жидкого бутилена (1%), а также жидкого аргона, азота, угарного газа и водород (менее 1%).
В этой жидкости растворены твёрдые вещества (в молярных долях: 
- циановодород — 2÷3%  бутан — 1%, ацетилен — 1% криптон, бензол, - метилцианид и углекислый газ — менее 1%)».
«Новейшие научные данные утверждают, что в центре Земли находится твердый металлический шар, нечто вроде планеты внутри планеты, существование которого делает возможным жизнь на поверхности в том виде, в каком мы ее знаем (именно благодаря ему у Земли есть магнитосфера). Как внутреннее ядро возникло и развивалось — науке неизвестно, но группе геофизиков из США удалось с помощью сейсмических волн установить, что оно представляет из себя не гомогенную массу, как считалось ранее, а мозаику из различных материалов». (яндекс).
«Анализ арктической породы указал на протечку ядра Земли — из него вытекает гелий-3
TODO: Георгий Голованов 23 октября 2023 г.».
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/
«Анализ арктической породы указал на протечку ядра Земли — из него вытекает гелий-3
TODO»: Георгий Голованов 23 октября 2023 г.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

«Благородные газы генетически связаны с торием и ураном. «В 1977 г. установлено, что изотопные аномалии по Нe и Ne с изотопными аномалиями по Аг, Кг и Хе» (Ю.Э. Шуколюков, РАН). 
Минеральное сырье генетически связано с волной энергии распада тория, урана, кинетической энергией благородных газов и с тепловой энергией зоны: ядро-мантия. Волна энергии способствует дифференциации вещества. Процессы происходящие в системе Земли, связаны генетически волной энергии.
Энергия преобразования системы Земли волной энергии и синтез минерального сырья, происходит, под воздействием тепловой энергии более 22 Твт. Гелий-3 обладает большим энергетическим потенциалом.«Корреляция гелия с углями - обратная» (Лебедев), а нефти — прямая»

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Пропинилидин

Родственные соединения
Формула   Составное имя
CH   Метилидиновый радикал
CH4   Натуральный газ
CH3   Метильный радикал
C2H   Этиниловый радикал
C6H   Гексатриинильный радикал
C8H   Октатетраинильный радикал
CH2   Метилен
C4H8   Циклобутан
C3H6   Циклопопропан

[Устьянцев Валерий Николаевич]

«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).
«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).
«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).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

РЕТРО

Весь зарубежный научный мир удивляется тому, как русские геологи находят нефть и газ там, где, по господствующей теории, их нет и быть не может!
Чем российские геологи шокируют западных ученых
©  Русская семерка

В современной науке существуют, как известно, две теории происхождения природных углеводородов – биогенная и абиогенная. В большинстве учебников по геологии, и иностранных, и отечественных, излагается, как единственно правильная, теория биогенного происхождения нефти и природного газа – из органических остатков. Эту точку зрения преподают ещё в школе на уроках географии и биологии.

Однако в практической деятельности по разведке нефтяных и газовых месторождений отечественные геологи, как выясняется, руководствуются иной концепцией, особо не афишируемой. Почему – понятно. Эта концепция приносит хорошие практические результаты, и разглашать её конкурентам не обязательно. Наоборот, лучше делать вид, что нам про неё ничего не известно.

Теория происхождения нефти из перегнивших остатков растительных организмов восходит в России ещё к Михаилу Ломоносову, а на Западе – к Иоганну Генкелю, жившему ещё раньше, в начале XVIII века. В конце XIX – начале ХХ вв. были получены экспериментальные подтверждения тому, что природные углеводороды могли образоваться из органических остатков. В нашей стране биогенную теорию происхождения нефти особенно сильно развил академик Иван Губкин (чьё имя носит сейчас Российский университет нефти и газа) в 1910-1930-е гг. Согласно ей, нефть образуется из отмерших организмов в осадочных породах. Данная теория получила практическое подтверждение на богатейших в мире нефтегазоносных бассейнах – в Персидском заливе, Венесуэле и т.д.

Однако означает ли это, что углеводороды могут образовываться в природе только таким способом? Нет ли ещё какого-то пути их формирования?

Современный американский геолог профессор Роберт Хейзен в своей популярной книге «История Земли» пишет о том, что «русско-украинская школа», основателем которой стал Дмитрий Менделеев, придерживается иного взгляда на образование нефти.

    «Во второй половине ХХ века, – утверждает Хейзен, – идеи Менделеева получили второе рождение в России и Украине, и они возвестили процветание российской нефтегазовой отрасли».

По этой теории, нефть и газ в подавляющем большинстве случаев имеют глубинные неорганические источники в недрах Земли. Из этого следуют два важнейших вывода. Первый – что углеводороды не связаны с мощными осадочными породами, а могут встречаться буквально повсюду на Земле.

Второй, ещё более важный: нефть и газ непрерывно образуются в недрах Земли из неорганического вещества и являются возобновляемым природным ресурсом, вопреки прогнозам большинства футурологов, пророчащих гибель современной цивилизации в результате якобы скорого истощения запасов нефти и газа.

«Это мнение, – пишет Хейзен, – представляется научной ересью для большинства американских нефтяников-геологов, которые ссылаются на внушительный перечень доказательств, подтверждающих исключительно органическое происхождение нефти». Однако как быть с тем, что абиогенная теория, похоже, подтверждается практикой? Сам этот известный американский автор ссылается на эксперименты, показывающие, как нефть и газ могут образовываться из неорганических веществ в недрах Земли. Он буквально заклинает своих соотечественников следовать примеру русских геологов в этом вопросе.

Первым высказал идею абиогенного происхождения нефти немецкий учёный Александр Гумбольдт в начале XIX века, а обосновал в 1877 году наш Дмитрий Менделеев. Затем на долгое время победила органическая теория, но во второй половине прошлого века, как отметил американец, неорганическая теория возродилась в СССР. Это было связано с работами профессора Всесоюзного научно-исследовательского Геологоразведочного института Николая Александровича Кудрявцева (1893-1971).

Кудрявцев ещё до Второй мировой войны возглавлял геологоразведочные работы, которые помогли обнаружить нефть во многих районах Кавказа и Средней Азии. В 1947 году под его руководством стала осуществляться программа поиска нефти в Западной Сибири. В 1953 году она дала первые результаты, и затем Западная Сибирь стала главной нефтегазовой «житницей» России. В 1951 году Кудрявцев впервые изложил основы своей абиогенной теории происхождения природных углеводородов.

Согласно ей, нефть и газ образуются в недрах из неорганического углерода и водорода. На Западе эта теория не получила признания, так как считалось, что открытие Западносибирского нефтегазоносного бассейна было сделано на основании предсказаний, сделанных биогенной теорией.

В 2004 году молодой учёный Института Карнеги Генри Скотт экспериментально показал, что метан и вся дальнейшая цепочка углеводородов, входящих в состав природного газа и нефти, могут образоваться из углерода и водорода в условиях высоких температур и давления, существующих в верхних слоях мантии. Это и заставило западных геологов обратить внимание на то, как их русские коллеги уже давно работали согласно предсказаниям, делаемым в рамках этой теории.

В 1978 году в Иркутской области, в кристаллических породах фундамента, Верхнечонская скважина дала первую нефть и попутный газ. Так было положено начало освоению Восточносибирского нефтегазоносного бассейна, чьи запасы оцениваются выше, чем у Западносибирского, и не уступают считающемуся богатейшим в мире (по потенциальным запасам) Аляскинскому. Согласно же биогенной теории, никакой нефти тут не могло быть.

В 1988 году советские специалисты пробурили первую скважину на шельфе Вьетнама. Богатейшее месторождение назвали «Белый тигр». Ныне у берегов Вьетнама разрабатываются четыре нефтегазоносных бассейна: Кыулонг, Малай-Тхочу, Фухань и Южный Коншон. Все они располагаются в гранитных породах.

3 октября 2007 года гонконгская газета «Asia Times» опубликовала статью «Нефть в России закончится ещё не скоро» известного американского экономиста Фредерика Уильяма Энгдаля, автора нашумевшей книги «Столетие войны: англо-американская политика и новый мировой порядок». Автор призвал учёных и политиков Запада обратить пристальное внимание на поразительные успехи российской нефтегазовой отрасли. Последним, по его мнению, подтверждением правильности теории учёных из бывшего СССР явилось открытие тогда же, в 2000-х гг., совместно учёными из России и Украины, крупных глубинных запасов нефти на Донбассе.
Истории
Александр Гумбольдт
Николай Кудрявцев

[Устьянцев Валерий Николаевич]

ретро

 Андрей Жуков ∙
25.07.2021

    Как бы человечество не стремилось к альтернативным источникам энергии, найти полноценную замену углеводородам пока не удалось. По доступности и эффективности им нет конкурентов. Их доля на рынке энергоресурсов превышает 50%. Но, как мы знаем, ситуация не может сохраняться длительное время, ведь природные ресурсы не вечны. Согласно основной версии появления нефти, на ее создание нашей планете потребовались миллионы лет. Поэтому в один прекрасный момент она может закончиться. Но так ли это на самом деле? В последнее время многие уважаемые ученые заговорили о том, что нефть является возобновляемым ресурсом. Какие этому есть подтверждения и на чем основывается такое мнение? Подробно об этом расскажем ниже.
Нефть способна возобновляться: миф или факт? По мнению многих ученых нефть является возобновляемым ресурсом. Фото.

По мнению многих ученых нефть является возобновляемым ресурсом.
Две версии появления нефти

Основная версия появления углеводородов, которую называют биогенной или органической, долгое время считалась основной. Согласно ей — нефть возникла из останков организмов и растений, которые миллионы лет находились на дне болот и морей. Из органики в результате химических реакций и воздействия микроорганизмов возникло вещество кероген.
Две версии появления нефти. Схема расположения нефтяных ловушек в недрах Земли. Фото.

Затем вещество погружалось вглубь недр, где под воздействием давления и температуры из него выделялись частицы рассеянной микронефти, то есть образовывались нефтематеринские породы. Другими словами, обязательное условие, без которого не может возникнуть нефть — это глубина залегания, равная 1,5–6 км, где температура недр достигает 70 до 190°C. Чем выше температура, тем выше качество нефти.

Из нефтематеринского пласта под воздействием давления углеводороды мигрируют в пласты, расположенные ниже или выше, где аккумулируются. Поэтому такие пласты принято называть коллекторами или ловушками.

Согласно данной концепции на возникновение нефти требуется от 10 до 60 миллионов лет. Однако некоторые ученые ее отрицают в пользу абиогенной глубинной теории происхождения углеводородов. Суть ее сводится к тому, что углеводороды генерируются в глубинных слоях Земли в результате неорганического синтеза. Затем они по глубинным разломам попадают в верхние слои земной коры, где и накапливается нефть и природный газ. Нефтегазоносность, согласно этой версии, является одним из проявлений дегазации Земли. Благодаря этому процессу на Земле возникла гидросфера, атмосфера и биосфера.

Но, пока одни ученые спорят возобновляется нефть или нет, другие предпочитают не рисковать и активно работают над созданием альтернативных видов топлива. Поэтому, вполне возможно, что в скором будущем самолеты будут заправлять биотопливом.
Две версии появления нефти. На спутнике Сатурна обнаружены реки и озера из смесей метана, пропана и других газов. Фото.

На спутнике Сатурна обнаружены реки и озера из смесей метана, пропана и других газов.
Доводы в пользу абиогенной теории возникновения нефти

Сторонники абиогенной теории возникновения нефти приводят следующие доводы в ее пользу:

    Большинство месторождений находятся возле зон разломов.
    Месторождения нефти бывают не только осадочными, там, где было скопление органики, но и в магматических и метаморфических горных породах. Более того, углеводороды находят даже в веществе, которое извергается из вулканов.
    Углеводороды в большом количестве есть не только на Земле, но и других планетах, а также метеоритах, хвостах комет. К примеру, наличие метана обнаружено на Юпитере, Уране и других планетах. А на спутнике Сатурна имеются целые озера и реки, которые состоят из смесей этана, пропана и прочих газов.
    Эксперименты, которые проводились разными исследователями и разными лабораториями, показали, что абиогенный синтез углеводородов в термобарических условиях, которые соответствуют верхним слоям мантии, действительно возможен.

    В скором времени на основе нефти может быть создан материал, способный менять свои свойства.
    Доказательства в пользу возобновляемой нефти

    Существует несколько фактов, которые подтверждают версию биогенного возникновения нефти. Так запасы ромашкинского нефтяного месторождения, по предварительной оценке, составляли 710 миллионов тонн нефти. В настоящий момент из него уже выкачано 3 миллиарда тонн, то есть в четыре раза больше, чем предполагалось. Причем по мере разработки и опустошения месторождения качество нефти здесь улучшается, что является парадоксом.

    Месторождения в Терско-Сунженском районе начало разрабатываться в 1895 году. К началу ВОВ скважины были законсервированы по причине сильного обводнения. Спустя несколько лет их расконсервировали, так как они вновь стали давать качественную нефть. Ситуация повторилась в 90-х годах — скважины обводнились. Но спустя 10 лет часть скважин опять дает нефть без воды.

    В 2009 году было открыто крупное месторождение в Мексиканском заливе. Скважина пробурена с морской платформы до глубины 10 685 м, при этом глубина воды на этом участке составляет 1260 м. В таких условиях нефть не могла сохранять свой состав длительное вемя по причине слишком высоких термобарические условий. Нефтематеринских пород на такой глубине тоже нет. Но откуда тогда нефть?

    Еще больше интересных фактов, над которыми ученые ломают голову, вы найдете на нашем Telegram-канале.
    Доказательства в пользу возобновляемой нефти. На Гаити обнаружили крупное месторождение нефти после землетрясения. Фото.

    На Гаити обнаружили крупное месторождение нефти после землетрясения.

    В 2010 году на Гаити произошло землетрясение с магнитудой 7 баллов. Спустя несколько дней на острове обнаружили запасы нефти. Ранее эта зона обследовалась и результаты оказались отрицательными.

    Подобных ситуаций, которые сложно объяснить с точки зрения органической теории возникновения нефти, существует много. Поэтому ряд ученых, среди которых доктор физико-математических наук Владимир Георгиевич Кучеров, профессор Рената Халлиулович Муслимов, а также многие другие склоняются к абиогенной теории возобновляемой нефти.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

РЕТРО

Лурье М.А.
"Сопоставлены различные аспекты теоретического обоснования концепции глубинного абиогенного образования нефти. Исходя из представления о том, что глубинные высокотемпературные флюиды являются природной каталитической системой, содержащей такие активные в процессах полимеризации и поликонденсации углеводородов компоненты, как сера и металлы, следует, что протекающие в этой смеси процессы могут приводить к образованию нефтяного вещества, включающего наряду с углеводородами, сераорганические и металлосодержащие структуры. Характер эволюции такой каталитической системы вполне соответствует показателям реальных нефтей. Результаты исследования изотопии серы и углерода нефтей и их фракций не противоречат положению об образовании нефтяного вещества в процессе эволюции глубинного флюида. Установлено, что отнесение некоторых углеводородов нефти только к структурам, имеющим биологическое происхождение, не правомерно. Использование термодинамических моделей подтверждает возможность нахождения нефтяного вещества на различных глубинах. Вместе с тем необходимо учитывать, что химические процессы в геосферах протекают в неравновесном режиме, а нефтяной флюид является открытой системой, удаленной от термодинамического равновесия. Вовлечение в нефтегенез глубинных метана, обладающего сильным парниковым эффектом, серы и металлов, характеризующихся токсическим воздействием на биосистемы, способствует созданию экологических условий, благоприятных для жизнедеятельности"

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Первая молекула Вселенной.
Даже после открытия межзвёздного аргония астрономы продолжали поиски простейшей молекулы благородного газа, гидрида гелия, которую теоретики предсказывали несколько десятилетий назад. «Это первая химическая связь, которая образовалась во Вселенной», – говорит астрофизик Стивен Лепп из Университета Невады в Лас-Вегасе.
Молекула возникла потому, что водород и гелий были двумя главными элементами, возникшими в результате Большого взрыва. Вначале Вселенная была настолько горячей, что любые электроны, которые удалось захватить любому элементу, немедленно были бы унесены высокоэнергетическим излучением, генерируемым сильным жаром. Но по мере расширения космоса Вселенная остывала, и примерно через 100 000 лет после Большого взрыва каждое ядро гелия захватило два электрона и стало нейтральным. Соедините H+ и He вместе, и вы получите первую молекулу во Вселенной, HeH+» (К. Кроселл, 2021).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

«Один из важнейших параметров вещества — его плотность.
Понять, что это такое, очень просто: при одном и том же объеме более плотное вещество имеет большую массу, чем менее плотное. Но вот от чего эта плотность зависит, пока не совсем ясно. Ведущий научный сотрудник Геологического института Кольского научного центра Феликс Горбацевич проанализировал отношения между параметрами атомов различных химических элементов и их плотностью. Результаты этого исследования был опубликован в журналах Scientific Israel ‒ Technological Advantages и «Инженерная физика». В самом общем приближении можно было бы сказать, что чем больше порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева, тем выше его плотность. Основная характеристика элемента — его атомный вес, то есть среднее значение масс его изотопов, содержащих определенное количество протонов и нейтронов элемента. Массы протона и нейтрона очень близки: это 1,6723х10-27 кг и 1,6746х10-27 кг соответственно. Масса электрона на три с лишним порядка меньше: 9,108х10-31 кг. Даже у тяжелых элементов (например, у свинца 82 электрона в атоме) они крайне незначительно влияют на атомный вес, определяющийся в итоге суммарной массой протонов и нейтронов в ядре. Однако число электронов на внешней оболочке, ее размер и форма определяют силу отталкивания атомов друг от друга, поэтому прямой зависимости между атомным весом элемента и его плотностью не существует. Есть среди химических элементов группа, у которой количество протонов, нейтронов и электронов увеличивается пропорционально. Это группа благородных газов: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон. К этой же группе относится искусственно созданный короткоживущий элемент оганесон.
Проявлена зависимость плотности благородных газов от суммы протонов и нейтронов в их ядрах.
Особенность их строения заключается в следующем: во внешней оболочке каждого, кроме гелия (у этого элемента всего оболочка, содержащая два электрона), содержится по восемь электронов, и строение остальных электронных оболочек в целом аналогично.
Благодаря сильному электрическому полю, создаваемому внешними электронами, атомы благородных газов с большой силой отталкиваются друг от друга, поэтому даже ксенон и радон с тяжелыми ядрами при атмосферном давлении и комнатной температуре остаются в газообразном состоянии.
Сопоставив значения плотности каждого благородного газа с суммой протонов и нейтронов в атомном ядре, ученый отметил, что с достоверностью R2 = 0,9998 существует прямо пропорциональная зависимость между числом протонов и нейтронов в ядре изотопа и плотностью газа.
Подход, позволяющий найти связь между плотностью, внешним объемом атома и полным числом протонов и нейтронов в ядрах, он постарался распространить на вещества, состоящие из других атомов .
Благодаря сильному электрическому полю, создаваемому внешними электронами, атомы благородных газов с большой силой отталкиваются друг от друга, поэтому даже ксенон и радон с тяжелыми ядрами при атмосферном давлении и комнатной температуре остаются в газообразном состоянии. Сопоставив значения плотности каждого благородного газа с суммой протонов и нейтронов в атомном ядре, ученый отметил, что с достоверностью R2 = 0,9998 существует прямо пропорциональная зависимость между числом протонов и нейтронов в ядре изотопа и плотностью газа. Подход, позволяющий найти связь между плотностью, внешним объемом атома и полным числом протонов и нейтронов в ядрах, он постарался распространить на вещества, состоящие из других атомов.
Основную часть таблицы Менделеева составляют металлы и полуметаллы. Их атомный вес и плотность неоднократно измерялись и приводятся в большом количестве публикаций. Исследователь проанализировал связь между атомным весом (А), плотностью (ρ), диаметром атома (Da) и диаметром ядра (Dn).
Считая форму атома металла приближенной к сфере, он вычислил соотношение объема атома каждого элемента к объему его ядра (Vn/Va), равное пропорции кубов диаметров атома и ядра ((Dn)3/(Da)3), и выявил довольно четкую зависимость между этим соотношением и плотностью вещества.
Она описывается уравнением ρ = 1,32х(Vn/Va)х10 exp14, г/см3 с коэффициентом линейной корреляции R2 = 0,958. Эта строгая зависимость показывает, что плотность вещества напрямую зависит от массы ядра и объема, который занимают в пространстве крайние электронные оболочки атомов, и свидетельствует о плотной упаковке атомов металла. Отклонения от этой зависимости наблюдаются у полуметаллов и элементов, находящихся в интервальной зоне между металлами и неметаллами. Они могут быть вызваны несферичностью формы атомов или ослаблением сил между атомами.» (Ф. Горбацевич).
Атомы благородных газов в отличие от атомов всех остальных элементов имеют завершённый внешний электронный слой. Небольшие количества благородных газов есть также в природном газе, минеральных водах и некоторых горных породах. Во Вселенной благородные газы более распространены. ... Оганесон получен только в количестве нескольких атомов и пока не изучен. Гидрид гелия и аргоний – две молекулы благородного газа, которые астрономы обнаружили в космосе» (Naked Science)

[Устьянцев Валерий Николаевич]

«Валовый химический состав Земли очень близок к составу углистых хондритов – метеоритов, по составу близких первичному космическому веществу, из которого формировалась Земля и другие космические тела Солнечной системы. По валовому составу Земля на 92% состоит всего из пяти элементов (в порядке убывания содержания): кислорода, железа, кремния, магния и серы. На все остальные элементы приходится около 8%.
Однако в составе геосфер Земли перечисленные элементы распределены неравномерно - состав любой оболочки резко отличается от валового химического состава планеты.
Это связано с процессами дифференциации первичного хондритового вещества в процессе формирования и эволюции Земли. Основная часть железа в процессе дифференциации сконцентрировалась в ядре.
Это хорошо согласуется и с данными о плотности вещества ядра, и с наличием магнитного поля, с данными о характере дифференциации хондритового вещества, и с другими фактами.
Эксперименты при сверхвысоких давлениях показали, что при давлениях достигаемых на границе ядра и мантии, плотность чистого железа близко к 11 г/см3, что выше фактической плотности этой части планеты.
Следовательно, во внешнем ядре присутствует некоторое количество лёгких компонентов. В качестве наиболее вероятных компонентов рассматриваются водород или сера.
Так расчёты показывают, что смесь 86% железа + 12% серы + 2% никеля соответствует плотности внешнего ядра и должна находится в расплавленном состоянии при Р-Т условиях этого участка планеты.
Твёрдое внутреннее ядро, представлено никелистым железом, вероятно, в соотношении 80% Fe + 20% Ni, что отвечает составу железных метеоритов» (Ю.В. Попов).

«Все основные нижне-мантийные минералы (бриджманит, CaSi-перовскит, ферропериклаз и стишовит) являются номинально безводными минералами (NAM), в которых водород составляет менее 1 мас. % и не входит в состав химической формулы.   Наиболее надежно определенные концентрации воды составляют 1400–1800 г/т в бриджманите, 10–80 г/т в ферропериклазе и 20–150 г/т в стишовите. Среднее содержание воды в нижней мантии оценивается ~1500 г/т.
Несмотря на столь невысокие содержания, вода образует огромный резервуар в нижней мантии, масса которого должна составлять ~45.45 × 1023 грамм H2O, т.е. ~3.3 массы океанов. главным источником воды в нижней мантии являлась первичная вода, сохранившаяся с ранних стадий эволюции Земли» (Ф.В. Каминский, 2018).

«Углистые хондриты. Состав хондритов практически полностью повторяет химический состав Солнца, за исключением лёгких газов, таких как водород и гелий.
С-хондриты содержат много железа, которое почти всё находится в соединениях силикатов. Благодаря магнетиту (Fe3O4), графиту саже и некоторым органическим соединениям углистые хондриты приобретают тёмную окраску. также содержат значительное количеств гидросиликатов (серпентин, хлорит, монтморилонит). Гидросиликаты в составе хондритов существенно влияют на их плотность.
- CI-хондриты характеризуются обильным содержанием гидратированных силикатов. Преобладающим является септехлорит. Гидросиликаты обычно встречается в форме стекла. В CI-метеоритах вообще нет хондр, что является исключением для хондритов.
- CM-хондриты состоят из 10-15 % связанной в составе гидросиликатов воды, и 10-30 % пироксена и оливина в хондрах.
- CO- и CV-хондриты содержат около 1 % связанной воды, и состоят в основном пироксена, оливина и других дегидратированных силикатов. В этих хондритах также встречается небольшое количество никелистого железа.
Е-хондриты (энстатитовы) состоят в основном из железа в его свободном состоянии, то есть при нулевой   валентности, и силикатных соединений, в которых железо почти отсутствует. Пироксен в метеоритах этого типа содержится в виде энстатита, от которого и произошло название класса хондритов. Энстатитовые хондриты, судя по их структурным и минералогическим особенностям, были подвергнуты тепловому метаморфизму при максимальных для них температурах (600 °C — 1000 °C), поэтому в них присутствует меньше всего летучих компонентов, а среди других классов хондритов энстатитовые признают самыми восстановленными. Хондры заполнены обломочным материалом, находятся в тёмной мелкодисперсной матрице, имеют неправильную форму» (Бусарев В. В). . Углерод обладает удивительной способностью присоединять атомы различных элементов — он образует до трех миллионов всевозможных соединений.
Системные свойства углерода, способствуют формированию минералогических ассоциаций в структурируемой волнами энергии тектоносфере автоколебательной системы Земли.
«Непрерывное увеличение давления по мере роста и уплотнения металлического ядра, а затем и силикатной мантии способствовало их стабильности. Разложение гидридов железа и никеля с образованием молекулярного водорода оказалось возможным, когда на границе раздела мантия – ядро, вследствие внешних силовых воздействий на Землю стали происходить срывы и смещения граничных слоев, приводящие к снижению давления в системе. Трансформация водорода из гидридной формы в молекулярное состояние имеет важные петрологические, минералогические и геодинамические последствия. Молекулярный водород при высоких температурах принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях с железосодержащими силикатами и углеродсодержащими газами (CO, CO2), что определяет возможность синтеза воды во всем объеме мантии. Вода, как известно, существенно снижает температуру плавления пород, приводя к их частичному плавлению (астеносфера, слой D” в основании мантии, в котором зарождаются плюмы), и осуществляет гидролиз силикатов магния, переходя при этом в химически связанное состояние (в виде гидроксил-ионов). Гидроксилсодержащие силикаты магния обладают высокой пластичностью и также изменяют реологические свойства пород. Появление реологически ослабленных участков пород в мантии в сочетании с внешними космическими воздействиями оказывает существенное влияние на тектоническую активность и определяет возможность ее проявления во всем объеме мантии» (В.Н. Румянцев, 2016).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

ЕФТЬ – ПРОДУКТ УЛЬТРАБАЗИТОВОЙ МАНТИИ ЗЕМЛИ


Иванов К.С.*, Федоров Ю.Н.**, Ерохин Ю.В.*, Кучеров В.Г.***,
Петров Л.А.****, Погромская О.Э.*, Шишмаков А.Б.****, Биглов К.Ш.*
*Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия
e-mail: ivanovks@igg.uran.ru
**ООО КогалымНИПИнефть, Тюмень, Россия
e-mail: fedorovyn@tmn.lukoil.com
***Королевский технологический университет, Стокгольм, Швеция
****Институт органического синтеза УрО РАН, Екатеринбург, Россия


OIL
AS
A
 PRODUCT
 OF
THE EAR
TH UL
TRABASITE MANTLE
Ivanov K.S.*, Fedorov Yu.N.**, Erokhin Yu.V.*, Kucherov V.G.***,
Petrov L.A.****, Pogromskaya O.E.*, Shishmakov A.B.****, Biglov K.Sh.*
*Institute of Geology and Geochemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
e-mail: ivanovks@igg.uran.ru
**LLC «KogalimNIPInepht», Tumen, Russia
e-mail: fedorovyn@tmn.lukoil.com
***Royal Technological University, Stockholm, Sweden
****Institute of Organic Synthesis UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Thermodynamic calculations and experiments showed that methane can not polymerize into heavi-
er hydrocarbons at pressures lower than 5 kbar, while for a synthesis of hydrocarbon systems similar
on composition to nature oils it is necessary 700-1800° and 15-80 kbar. The West Siberia and Tatarst
an
oil geochemical study shows that oils possess an extremely specific microelement composition. The
main geochemical oil features are limitedly low contents of the majority of microelements and a brig
htly
expressed positive europium anomaly, characteristic for deep formations. A series of experiments on
the mass transport of the organic compounds from the bituminous argillites samples into synthesided
hydrocarbons and mineralized thermal waters has been made. It was shown that biomarker presence in
natural oils is not a proof of the oil organic origin, but may be quite gained by the hydrocarbons i
n the
process of migration through sedimented rocks, containing the organic substance.



Изучение природы нефти – это основополагающий мировоззренческий вопрос в геологии,
имеющий и фундаментальное научное и практическое значение. Гипотеза глубинного происхождения нефти берет начало с работ Д.И. Менделеева и П. Бертло и развивалась учеными России, Украины, США и др. [1-11 и др.].

Эта концепция основана на представлениях о том, что образование УВ (углеводородов) происходит в мантийных очагах вследствие неорганического синтеза.
Образовавшиеся в мантии Земли УВ по глубинным разломам проникают в земную кору, где и образуют нефтегазовые месторождения. Анализ геологического строения гигантских месторождений
УВ показывает, что путями крупномасштабной углеводородной дегазации мантии Земли являют-
ся преимущественно окраинные и внутренние рифты океанических и континентальных литосферных плит и другие зоны глубинных разломов фундамента осадочных бассейнов [2-4, 7, 9 и др.].
В последнее время в пользу представлений о глубинном происхождении нефти получены
новые факты. Система Н-С, которой является природная нефть, метастабильна. При низких дав-
201
Третья международная конференция

«Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения»
лениях все тяжелые УВ нестабильны по отношению к метану и стехиометрическому количеству
водорода. Метан не полимеризуется в тяжелые УВ при низких давлениях и любых температу-
рах. Наоборот, увеличение температуры при низких давлениях увеличило бы скорость разложе-
ния тяжелых УВ молекул [10 и др.]. Поскольку химические потенциалы всех биотических мо-
лекул лежат намного ниже химического потенциала метана, постольку никакая УВ молекула тя-
желее метана не самообразуется из любых биотических молекул. И термодинамические расче-
ты и эксперименты показали, что для синтеза углеводородных систем сходных по составу с природными необходима температура 700-1800°К и давление 15-80 кбар [5, 10, 11 и др.]. Такие условия существуют в верхней мантии Земли на глубинах 50-240 км. Экспериментальные работы по-следних лет, проведенные российскими, американскими, западно-европейскими и китайскими учеными [5 и др.] показали возможность абиогенного синтеза углеводородов в глубинных (мантийных) условиях. Полученные результаты свидетельствуют о том, что из неорганических компонентов при высоких давлениях и температурах, сходных с термобарическими условиями верхней мантии Земли, синтезируется смесь углеводородов, сходная по своему составу с природной нефтью.
Количество синтезированных тяжелых УВ возрастает при увеличении давления. Таким
образом, тяжелые углеводородные молекулы, присутствующие в нефти, являются маркерами
высоких давлений ее генерации.
Если нефть образовалась в мантии, сложенной, как известно, преимущественно ультраосновными породами, то логично предположить, что взаимодействие нефти и ультрамафитов должно отразиться на ее микроэлементном составе. Изучение неорганической геохимии нефти Западной Сибири и Татарстана методом ICP-MS (Element 2, группа Ю.Л. Ронкина) показывает, что нефти обладают крайне специфическим микроэлементным составом, не присущим более никаким другим веществам Земли. Главная геохимическая особенность нефти заключается в предельно низких содержаниях большинства микроэлементов. На диаграммах нормированных содержаний РЗЭ, заметной чертой их распределения в нефтях является преобладание легко лантаноидов над средними и тяжелыми (La/Yb = 16-19). Важной чертой нефти является ярко выраженная положительная европиевая аномалия, характерная для глубинных образований. Содержания в нефтях цезия, рубидия, стронция, циркония и платиноидов вполне сопоставимы с их концентрациями в ультрабазитах. На основании повышенных содержаний Ni, Co, Cr, V и др. также был
сделан вывод об «ультрабазитовой» геохимико-металлогенической специализации нефти [6, 1 и др.] и поддержано предположение об ее глубинном происхождении.
Нами в Институте органического синтеза УрО РАН проведена серия экспериментов по мас-
сопереносу органических соединений из образцов битуминозных аргиллитов баженовской сви-
ты Северо-Покачевского, Южно-Ягунского и Тевлинско-Русскинского месторождений нефти За
падной Сибири в синтезированные углеводороды и минерализованные термальные воды.
Показано, что присутствие биомаркеров (УВ, сохранивших характерные черты исходных биоорганических соединений) в природных нефтях не является бесспорным доказательством органического
происхождения нефти (как это рассматривается сторонниками органической, осадочно-миграци-
онной гипотезы происхождения нефти), а вполне может быть приобретено исходно глубинными
углеводородами при миграции через осадочные породы, содержавшие органическое вещество.
Одними из главных задач должны быть разработки новых методик поисков месторожде-
ний УВ. Так, исходя из глубинного происхождения нефти, весьма важным является картирова-
ние разломов фундамента. По сути уже сейчас развиваемые нами представления дают основа-
ния отказаться от такого, еще сравнительно недавно казавшегося незыблемым требования, как
обязательное наличие «нефтематеринских толщ» в разрезе конкретного района для его промышленной нефтегазоносности.
Исследования проводятся в рамках Программы ОНЗ РАН No1 «Фундаментальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа...».
ЛИТЕРАТУРА
1.
Зубков В.С.
 Гипотезы происхождения тяжелых углеводородов и битумов в разновозрастных офио-
литах // Литосфера. 2009. No 1. С. 70-80.
202
The third international conference
«
Mafic-ultramafic complexes of folded regions and related deposits
»
2.
Иванов К.С., Кучеров В.Г., Федоров Ю.Н.
 К вопросу о глубинном происхождении нефти // Состоя-
ние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири. Тюмень: ЗапСибНИ-
ИГГ, 2008. С. 160-173.
3.
Краюшкин В.А.
 Абиогенно-мантийный генезис нефти. Киев: Наукова думка, 1984. 176 с.
4.
Кудрявцев Н.А.
 Генезис нефти и газа. Л.: Недра, 1973. 216 с.
5.
Кучеров В.Г., Бенделиани Н.А., Алексеев В.А., Кенней Дж.Ф.
 Синтез углеводородов из минералов
при давлении до 5 ГПа // Доклады РАН. 2002. Т. 387. No 6. С. 789-792.
6.
Маракушев А.А. и др.
 Геохимическая специфика нефти и происхождение ее месторождений // Док-
лады РАН. 2004. Т. 398. No 6. С. 795-799.
7.
Порфирьев В.Б.
 Природа нефти, газа и ископаемых углей. Избранные труды. Т. 2. Абиогенная
нефть. Киев: Наукова думка, 1987. 216 с.
8.
Федоров Ю.Н., Иванов К.С., Ерохин Ю.В., Ронкин Ю.Л.
 Неорганическая геохимия нефти Шаимс-
кого района (Западно-Сибирский нефтегазоносный мегабассейн) // Пути реализации нефтегазового потен-
циала ХМАО. Ханты-Мансийск, 2006. Т. 1. С. 306-314.
9.
Шахновский И.М.
 Происхождение нефтяных углеводородов. М.: Геос, 2001. 72 с.
10.
Chekaliuk E.B., Kenney J.F.
 The stability of hydrocarbons in the thermodynamic conditions of the Earth
// Proc. Amer. Phys. Soc., 1991. 36. 347.

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Но:
Гелий мантии

«Б. А. Мамырин, Г. С. Ануфриев, Л. В. Хабарин, И. Н. Толстихин, И. Л. Каменский. Номер и дата приоритета: № 253 от 2 июля 1968 г. Дата регистрации открытия: 1982 г. писание открытия.
Суть открытия заключается в том, что выяснилась новая особенность устройства нашей планеты. Известно, что земной шар имеет слоистую структуру – сверху тонкая (10 – 70 километров) земная кора, далее мантия толщиной около 3 тысяч километров, внутри тяжелое ядро.
Российские ученые установили, что гелии, которыми «пропитаны» породы земной коры и породы мантии, резко отличны по изотопному составу.
В коре, в различных регионах отношение гелия3 к гелию4 может меняться в десятки и сотни раз и это отношение крайне мало.
А в гелии мантии отношение легкого изотопа к тяжелому оказалось очень стабильным и в тысячу раз больше, чем в гелии земной коры.
Это редчайший феномен природы, поскольку сдвиги в изотопном отношении для различных элементов на Земле не превышают обычно нескольких процентов. В результате изотопных анализов гелия из разнообразных природных объектов был обнаружен, первоначально в газах термальных источников Южно-Курильских островов, гелий с аномально высоким изотопным отношением Не3/Не4 = ~ (3±1) 105.
Дальнейшие исследования и анализ проб, отобранных из многих точек земного шара во всех океанах, на всех материках, на многочисленных островах, показали, что установленный факт носит глобальный характер, и в гелии, продуцируемом подкоровыми слоями Земли, отношение Не3/Не4 выше в сотни и тысячи раз, чем в гелии, генерируемом породами земной коры.
Открытие позволило решить загадку гелия атмосферы Земли: именно мантийный гелий, прорываясь через кору, создал в атмосфере гелий с изотопным отношением в 100 раз большим, чем у гелия коры (который, как раньше считалось, только и поступал в атмосферу).
Обнаруженная закономерность существенно дополняет общую картину распределения гелия на Земле, дает возможность косвенной оценки степени радиоактивности мантии, связи ее с поверхностью Земли, степени дегазации Земли. Сравнительный анализ отношений Не3/Не4 позволяет определять присутствие мантийного гелия даже при сильном разбавлении его гелием коры.
Знание закономерности распределения концентрации изотопов гелия создает предпосылки для прогнозирования землетрясений и извержений вулканов, т.к. в периоды, предшествующие землетрясениям, к стационарному потоку гелия добавляется гелий, содержавшийся ранее в породах и минералах и имеющий иной изотопный состав. Наблюдаемый изотопный состав гелия почти полностью обусловлен перемешиванием в различных пропорциях гелия мантии и радиогенного гелия земной коры. При этом в наблюдаемом вблизи поверхности Земли потоке гелия выделяют стационарную компоненту, типичную для газов региона в «спокойное» время, и добавочную, связанную с дополнительной дегазацией вещества земной коры при повышении ее напряжений перед крупными землетрясениями.

Открытие удалось сделать благодаря уникальному прибору – магнитному резонансному массспектрометру – разработанному и созданному в Ленинградском Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе (он оказался в десятки тысяч раз чувствительнее лучших зарубежных спектрометров). Разработкой приборов и исследованиями по изотопии гелия руководил доктор физико-математических наук, профессор Мамырин Борис Александрович.

В практической геологии изотопно-гелиевый критерий позволяет картировать рудоносные зоны (уран, литий и др.), отличать зоны действующих разломов земной коры, оценивать обстановку в сейсмически неустойчивых районах. Этот метод используется для решения ряда гидрологических проблем – например, для определения контуров подводных течений в океанах, для расчета глубин залегания горячих (термальных) водных источников. Становятся еще более точными поиски геологов, т.к. изотопные «метки» позволяют отличать молодые породы от старых, находить перспективные месторождения полезных ископаемых. (Б. А. Мамырин, Г. С. Ануфриев, Л. В. Хабарин, И. Н. Толстихин, И. Л. Каменский).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

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»

[Устьянцев Валерий Николаевич]

Общеизвестно, что Солнце и другие звезды черпают свою колоссальную энергию из пылающего в их недрах «термоядерного котла.
 Но и относительно холодная Земля излучает тепла заметно больше, чем можно было бы предположить на основе таких широко распространенных в природе процессов, как, например, естественный радиоактивный распад.
Некоторые ученые считают, что причина этого кроется в работе гигантского атомного реактора в земных глубинах. Только в нашем геореакторе происходит не термоядерный синтез, как в звездах, а цепные реакции деления.
В 1972 г. на заводе во Франции, производящем обогащенное ядерное топливо, случилось ЧП.  До сих пор считалось, что изотопный состав природного урана повсюду на Земле одинаков. Однако в одной партии исходного сырья обнаружилось заметно меньше урана-235, чем обычно. Комиссариат по атомной энергии начал расследование.
Специалисты увидели в случившемся не злой умысел, но потрясающий природный феномен. Оказалось, что около 1,8 млрд лет назад на нескольких участках уранового месторождения в Окло (Габон), откуда поступила партия урана, происходили цепные ядерные реакции деления. Иными словами, там работал настоящий ядерный реактор, только не рукотворный, а природный. В частности, при изучении продуктов деления одного из таких реакторов было установлено, что он действовал в течение нескольких сотен тысяч лет в импульсном режиме – с рабочим циклом в полчаса и перерывом 2,5 часа, – выжигая уран-235.
Почему вообще так важна роль урана-235? Дело в том, что именно этот изотоп охотно делится под воздействием медленных нейтронов в отличие от преобладающего изотопа – урана-238, который может делиться только быстрыми нейтронами (а быстрые – в среде замедляются, и цепная реакция гаснет, не успев начаться).
Таким образом, за миллиарды лет до появления человека природа уже освоила технологию, над реализацией которой в середине ХХ в. бились лучшие умы планеты.
Природный уран состоит, в основном, из смеси двух изотопов: 238U и 235U (99,3% и 0,7% соответственно). Период полураспада урана-238 – 4,5 млрд лет, урана-235 – около 700 млн лет. Из-за разной скорости естественного распада соотношение изотопов в природе изменяется со временем: доля более легкого урана-235 неуклонно уменьшается.
238U и 235U – родоначальники длинных радиоактивных рядов. Например, уран-238, распадаясь, сначала превращается в торий-234, который, в свою очередь, также распадается. Конечными (стабильными) нуклидами для естественных цепочек распада урана являются изотопы свинца. Суммарное количество энергии, выделяющейся во всей цепочке реакций, около 50 МэВ. Суть цепной ядерной реакции деления заключается в том, что ядро радиоактивного элемента, например урана-235, захватывая нейтрон, становится неустойчивым и распадается преимущественно с образованием двух крупных осколков и – самое важное! – нескольких нейтронов. Эти нейтроны могут инициировать деление уже нескольких ядер – возникает цепная реакция.
Если потери нейтронов в такой разветвленной цепи реакций будут меньше, чем число вновь образовавшихся, то выделение энергии будет нарастать лавинообразно. В одном акте деления урана высвобождается энергии в 4 раза больше, чем при естественном распаде, причем скорость энерговыделения очень велика. Самые известные примеры процессов такого типа – реакции в атомной бомбе и реакторах АЭС.
Сама идея атомного реактора в земных недрах возникла примерно в это же время – и почти за двадцать лет до открытия феномена Окло. В 1953 г. американские физики Дж. Везерилл и М. Ингрэм выдвинули смелую гипотезу, что в древнейшие времена в скоплениях радиоактивных элементов, главным образом урана и тория, могли протекать цепные ядерные реакции. Датируя эти предположительные процессы эпохой более 2 млрд лет назад, авторы исходили из соображения, что в середине геологической истории Земли доля изотопа 235U в общем уране была существенно выше, чем сейчас, и составляла более 3 % – как в топливе современных АЭС.
Поиски геореакторов, подобных оклоскому, предпринимались впоследствии и в других древних месторождениях, но они успехом не увенчались.
Признаки работы природных реакторов ищут не только в земной коре, но и в недрах планеты. Одна из причин упорства исследователей заключается в том, что Земля излучает тепла примерно в 2,5 раза больше, чем должна отдавать в результате естественного распада радиоактивных элементов в коре (радиогенное тепло) и первичного нагрева. (Тепловая энергия, получаемая от Солнца, в этом балансе не учитывается). Если такую большую разницу пытаться объяснить только радиогенным теплом из внутренних областей планеты, то Земля в целом должна иметь нереально большие запасы радиоактивных элементов.
Но вот в цепных ядерных реакциях как раз выделяется тепла в несколько раз больше, чем при естественном радиоактивном распаде. Цепной механизм выделения энергии мог бы объяснить и упомянутый тепловой дисбаланс, и многие другие необычные явления. И если гипотетические реакторы расположены глубоко в недрах, то понятно, почему следы их активности не удалось найти в урановых месторождениях (за исключением Окло).
Природный гелий состоит из двух стабильных изотопов: 4He и 3He. Некоторая часть гелия-3 поступает в атмосферу Земли с солнечным ветром и при β-распаде трития – тяжелого водорода, образующегося при соударении космических частиц с ядрами атомов, входящих в состав воздуха. Гелий-4 попадает в атмосферу в результате естественного распада урана и тория.
В воздухе на миллион атомов гелия-4 приходится всего полтора атома гелия-3. Но в базальтах срединно-океанических хребтов изотопа 3He больше уже в 8 раз, а в некоторых изверженных магматических горных породах – в 40.
Как объяснить происхождение гелия с высоким содержанием изотопа 3He? Какие физические процессы могут быть ответственны за это? Обычный радиоактивный распад явно не годится, так как он продуцирует исключительно гелий-4. Попробуем привлечь на помощь ядерные реакции деления.
Известно, что при работе реактора тяжелые ядра, поглощая нейтрон, становятся неустойчивыми и могут делиться на два крупных осколка с испусканием легких заряженных частиц и 2—3 нейтронов. Среди легких заряженных частиц доминируют ядра гелия-4 (α-частицы); их доля выхода около 90 %. Эту реакцию можно записать, например, так:
235U + n ® 131Xe + 99Tc + 4He + 2n.
В реакциях несколько другого типа образуется тритий (доля выхода до 10 %):
235U + n ® 132Cs + 99Tc + 3H + 2n.
Радиоактивный тритий, в свою очередь, распадается, испуская электрон (β-распад) и
 антинейтрино, с образованием гелия-3:
3H ® 3He + e–  + ne.
В конечном продукте совокупности таких реакций доли обоих изотопов гелия хотя и отличаются, но представляют собой величины одного порядка. Напомним, что в «стандартном» атмосферном гелии их концентрации различаются на шесть порядков. Таким образом, относительно высокое содержание гелия-3, наблюдаемое в магматических породах, поднявшихся на поверхность из земных недр, может служить косвенным свидетельством работы глубинного геореактора.
Прежде чем продолжить разговор, хочется еще раз подчеркнуть принципиальное различие между естественным радиоактивным распадом и ядерной реакцией деления, ибо разница эта не всегда очевидна на неискушенный взгляд. Обычная радиоактивность – это самопроизвольный распад атомных ядер; для реакции деления обязательно требуется взаимодействие с внешней частицей (нейтроном). По этой причине для осуществления ядерной реакции нужна достаточная концентрация активного вещества; для спонтанного распада концентрация не имеет никакого значения.
Если в недрах Земли действительно идут цепные реакции, значит, там должны присутствовать скопления радиоактивных элементов (актиноидов). Как и где именно они образовались? На этот счет существует множество разных точек зрения: от мантии до геометрического центра Земли.
На рубеже XX–XXI вв. В.Ф. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра Земли. Эта концепция во многом базируется на работах по растворимости диоксида урана (UO2), проведенных в конце 1990-х гг. в Институте геологии и минералогии СО РАН (Новосибирск). В экспериментах на аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» А. И. Туркиным было показано, что растворимость UO2 в расплавах на основе железа с ростом давления уменьшается. Исследуемый диапазон давлений составлял 5—10 ГПа (для сравнения: в центре Земли давление около 360 ГПа). Поскольку в природе уран встречается преимущественно в виде оксидов, то логично сделать вывод: чем глубже, тем хуже будет растворяться уран.
Этот важный экспериментальный факт наводит на мысль, что миграция актиноидов в теле Земли могла быть следующей. После образования планеты в океане магмы, состоящей, в основном, из расплавов железа и силикатов, присутствовали и соединения урана.
Со временем магма остывала, и происходило гравитационное разделение вещества по плотности. Силикаты, кристаллизуясь, всплывали в магме, плотность которой за счет железа была выше. Соединения же тяжелых актиноидов, выделяясь из расплава по мере роста давления и кристаллизуясь, оседали на внутреннее твердое железоникелевое ядро планеты.
Из сейсмологических исследований известно, что переходная зона между внешним жидким и внутренним твердым ядром Земли толщиной 2—3 км имеет мозаичную структуру. При этом основными структурными элементами являются относительно тонкие взвешенные слои протяженностью до нескольких десятков километров. Возможно, именно они и являются областями концентрации тяжелых радиоактивных элементов». (Анисичкин В.Ф., 2009).

[Устьянцев Валерий Николаевич]

 Юпитер выделяет намного больше энергии, чем получает от Солнца?

Ученые считают, что ответ на этот вопрос можно получить, лишь изучив недра планеты и те процессы, которые там происходят.
В центрах планет-гигантов, формируется необычный сплав, содержащий металлический гелий.
Ранее планетологи представляли себе внутренности двух самых крупных планет Солнечной системы несколько иначе, однако Раймонд Джинлоз (Raymond Jeanloz) из университета Калифорнии в Беркли (UC Berkeley) и Ларс Стиксруд (Lars Stixrude) из Лондонского университетского колледжа (University College London) построили и обосновали новую модель.
Исследователи воспользовались квантовой механикой, чтобы вычислить поведение вещества при давлении в десятки миллионов атмосфер, которое существует в глубинах газовых гигантов, и температурах 10-20 тысяч градусов по Цельсию (такая жара царит в ядрах планет-гигантов). Полученные прогнозы хорошо соответствуют экспериментальным результатам для более низких давлений, подчёркивают учёные. Итак, хотя большинство экспериментаторов, интересовавшихся глубинами Юпитера и Сатурна, сосредотачивали своё внимание на водороде (ведь там его более 70%), Раймонд и Ларс решили уточнить поведение гелия.
Оказалось, что в центральных областях этих двух миров гелий превращается в жидкий металл, такой как, к примеру, ртуть.
"Вы можете представить себе эту жидкость в виде ртути, только темнее", — поясняет Джинлоз. Ранее учёные полагали, что высокие давления и температуры вовсе не способствуют, а затрудняют металлизацию гелия.
Так что полученный вывод был неожиданностью. Поскольку при росте температуры атомы начинают двигаться интенсивнее, можно было бы предположить, что постоянно натыкающимся на них электронам труднее пробираться сквозь материал (если мы рассматриваем электрический ток и, соответственно, проводимость данного вещества).
На деле же, похоже, наблюдается обратный эффект: чем сильнее колеблются атомы, тем больше они создают путей для электронов, утверждают Джинлоз и Стиксруд.
Авторы работы, опубликованной в журнале PNAS, утверждают, что в недрах газовых гигантов водород и гелий образуют жидкий металлический сплав. Причём эта смесь более однородная, нежели считалось ранее.
Это открытие на кончике пера может привести к пересмотру многих аспектов внутренней структуры Юпитера и Сатурна, их эволюции и происходящих в настоящее время процессов, в частности, отвечающих за энергетический "дисбаланс" – выработку "лишней" энергии. Впрочем, в отношении точной картины самых глубоких слоёв газовых гигантов ещё остаётся много неясного.