Книга: 100 великих открытий российской науки
Назад: Круговороты литосферы
Дальше: Венд

Геохимические аккумуляторы

Какая энергия движет геоблоки материков и плиты литосферы океанов, вздымает горы, вызывает землетрясения и вулканические извержения? На этот вопрос убедительного ответа нет. Мнения учёных расходятся.
Одни полагают, что действует энергия радиоактивного распада. В таком случае, лава вулканов была бы высоко радиоактивной, а этого нет. Месторождения радиоактивных минералов не «пышут жаром». Радиоактивность у глубинных базальтов значительно меньше, чем у более молодых гранитов, которые в большинстве своём – продукт метаморфизма осадочных пород.
Другие считают, что сказывается ротационная энергия замедлений и ускорений вращения Земли. Третьи называют наиболее эффективной энергию гравитационных процессов в недрах… Все вместе эти три внутренних источника энергии дают мощность не более 5·1020 кал/год. А лучистая энергия Солнца, которую перехватывает Земля (1,35·1024 кал/год), в тысячи раз больше.
Вот реальная энергия, благодаря которой живёт и развивается Биосфера!
Поясню: биосфера, по Вернадскому, часть планеты, где ныне обитают живые организмы. Это понятие географическое, статичное. Геобиосфера или Биосфера – это глобальный организм, существующий миллиарды лет. В неё входит земная кора, которую Вернадский называл областью былых биосфер. Но былые и современные биосферы составляют единство, так же как любой живой организм есть продолжение былой своей жизни.
Можно возразить: почти всю лучистую энергию Земля отражает в космос, иначе бы она перегрелась. Не совсем так. Прежде чем отразиться, значительная часть этой энергии уходит на обмен веществ в организме Биосферы, на усложнения её структуры и т. д. Как показывают уточнённые подсчёты теплового баланса Биосферы, она аккумулирует часть солнечной энергии.
В Мировой океан солнечные лучи проникают неглубоко. Уже на глубине 200 метров можно уловить лишь малые доли солнечного света. На дне тьма и температура немногим выше нуля градусов по Цельсию.
В непрозрачные каменные недра земной коры солнечная энергия проникает на десятки километров. Такова парадоксальная реальность.
Если бы из глубоких недр планеты поступало много тепла, дно Мирового океана было бы горячим, особенно, в глубоководных желобах. Однако повышенные потоки тепла фиксируются только в отдельных зонах значительного растяжения литосферы.
На забое Кольской сверхглубокой температура +212 °C. На той же глубине в Марианской впадине она на двести градусов ниже. Главная причина: на дно океана, в отличие от глубин земной коры, не поступает солнечная энергия.
Земная кора живёт, поднимаясь и опускаясь, разрушаясь и обновляясь. Осадочные породы, накапливаясь, погружаются в недра. В зонах поднятия эрозия обнажает древние пласты. Поэтому на земной поверхности залегают горные породы до трёх и более миллиардов лет.
Вместе с осадочными толщами погружается в недра нашей планеты и солнечная энергия, накопленная минералами на земной поверхности. Это – геохимические аккумулятору. Люди создают искусственные солнечные батареи. В природе они действуют без затрат материалов, труда и энергии, распространяясь на огромные территории.
Пассивно поглощает солнечную энергию Мировой океан. Вода поглощает значительную часть отвесно падающих лучей Солнца, хотя при большом угле падения почти полностью их отражает. Поглощённая энергия нагревает и испаряет воду. Такова система «водяного отопления» атмосферы.
На суше и на мелководье наиболее мощно действуют биохимические аккумуляторы: растения, бактерии, грибы, животные. Растения поглощают примерно 5 % солнечной энергии, поступающей на Землю. Это в тысячу раз больше, чем энергия землетрясений и вулканов, вместе взятых. Она воплощается в сложные органические соединения, которые участвуют в круговоротах земных веществ, накапливаются в осадочных породах.
В середине прошлого века советские кристаллографы академик Н.В. Белов и профессор В.И. Лебедев предположили, что солнечная лучистая энергия накапливается в «кристаллическом веществе Земли» (например, в глинах). При этом увеличивается расстояние между атомами в кристаллических решётках. Погружаясь в зону больших давлений, минералы деформируются, сжимаются, выделяя энергию…

 

Мировой океан поглощает значительную часть отвесно падающих лучей Солнца

 

Проверка этой гипотеза показала, что всё значительно сложней. Не вдаваясь в детали, отметим: увеличивает химическую активность вещества одно уже то, что при эрозии образуются тонкие глинистые частицы, коллоиды. Минералы насыщаются водой, образуя сложные структуры. Огромную роль играет биохимическая энергия.
В книге «Геохимия ландшафта» советский геохимик А.И. Перельман писал: «Глинистые минералы выступают в роли своеобразных “горючих ископаемых”, отдающих заключённую в них энергию при высоких температурах плавления пород (чтобы получить энергию из угля, его тоже надо нагреть, хотя и до менее высокой температуры)…
Известно, что вопрос об источнике энергии эндогенных (внутренних, глубинных) процессов (горообразование, магматизм и др.) не является решённым. Радиоактивный распад не объясняет многие особенности этих процессов».
Гипотезу геохимических аккумуляторов разрабатывают учёные до сих пор, но так и не удаётся превратить её в убедительно доказанную теорию. В отличие от так называемых точных дисциплин (математика, физика, химия), науки о Земле комплексные, они используют сведения из этих областей знаний, осуществляя синтез порой противоречивых фактов.
Огромные трудности познания связаны с тем, что многие важные геохимические процессы длятся тысячи, а то и миллионы лет, преобразуя минералы и горные породы. А о том, что происходит в глубоких недрах, приходится догадываться.
…Не исключено, что изучение тайн глубинной энергии Земли наведёт учёных на новые идеи о сути энергии вообще. Понятие «энергия» (в переводе с греческого – действие) ввёл Аристотель. В Средние века энергию олицетворяла стихия огня. Теперь её определяют как меру различных форм движения и взаимодействия материи.
То, что это мера чего-то, спору нет. Но хотелось бы знать: мера чего?
Выскажу своё мнение. Известен лишь один процесс получения «чистой» энергии в соответствии с формулой (не А. Эйнштейна) E = mc2. Это – аннигиляция, соединение частицы с античастицей, например, электрона с позитроном. Материальные частицы, обладающие массой покоя, исчезают. При определённых условиях они могут появиться вновь. Откуда? Из всеобщей энергетической среды. Сначала её называли эфиром, затем вакуумом (в переводе с греческого – ничто). Пожалуй, лучший вариант – вакуум-эфир.
Предположим, в материальных телах присутствуют частицы и античастицы – носители отрицательного и положительного электрического заряда (в этом нет ничего невероятного). При радиоактивном распаде атомов некоторые из них освобождаются и взаимодействуют, излучая энергию вакуум-эфира.
Во всех телах, не охлаждённых до абсолютного нуля, движутся атомы, элементарные частицы. Некоторые из них могут на больших скоростях сталкиваться и превращаться в энергию. Чем сильней сжато вещество при ударе или давлении, тем больше вероятность таких столкновений, а значит, больше выделяется тепла.
В недрах Земли с глубиной возрастает давление. Горные породы сжимаются, освобождая энергию, накопленную близ земной поверхности, где взаимодействуют воздух, вода, твёрдые минералы, коллоиды, живые организмы – геохимические аккумуляторы. Они «впитали» лучистую энергию Солнца и переводят её в земные процессы…
Гипотеза геохимических аккумуляторов – замечательное достижение российских учёных. К сожалению, теоретические исследования в СССР фактически сошли на нет с периода перестройки и последующей катастрофы. На них денег не заработаешь. Это относится прежде всего к познанию жизни Земли.
Назад: Круговороты литосферы
Дальше: Венд