МОДЕЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ В НЕДРАХ
- Авторы: Запорожец Е.П.1, Шостак Н.А.1, Антониади Д.Г.1, Долгов С.В.1
- Учреждения:
- Кубанский государственный технологический университет
- Выпуск: Том 18, № 1 (2018)
- Страницы: 28-40
- Раздел: Статьи
- URL: https://ered.pstu.ru/index.php/geo/article/view/1200
- DOI: https://doi.org/10.15593/2224-9923/2018.3.3
- Цитировать
Аннотация
С помощью разработанной модели представлен процесс генезиса в глубинах планеты всех химических элементов в Периодической системе Д.М. Менделеева. Образование ядер и атомов происходит согласно элементарным реакциям взаимодействия электронов, нейтрино и протонов, поступающих в недра с высокоэнергетическими космическими потоками, и в результате высокотемпературной диссоциации воды, опускающейся под действием гравитации в глубины планеты. Синтез веществ идет по принципу от простого химического элемента к сложному. Он математически выражен через относительное время образования любого химического элемента Периодической системы по водороду. Это время косвенно указывает на распространенность в природе того или иного химического элемента. Образование химических элементов происходит с выделением большого количества тепловой энергии, которая разогревает магму, перемещая ее в стороны с меньшим энергетическим уровнем. Попадая в области с меньшим энергетическим уровнем, атомы химических элементов вступают между собой во взаимодействие и, согласно химическим реакциям, образуют различные молекулярные соединения. Магма, перемещаясь, воздействует на кору планеты, и в тонких местах последней образуются трещины и разломы. Химические элементы и молекулярные соединения под действием высокого давления и температуры поднимаются к поверхности. Массивные химические элементы и тяжелые вещества осаждаются в более глубоких слоях земной коры или выносятся на поверхность с магмой. Легкие вещества типа углеводородов достигают поверхности через трещины и разломы. Из сконденсированных углеводородов образуется нефть, из несконденсированных - газ. При попадании в геологические замкнутые пространства они образуют новые или пополняют известные разрабатываемые залежи и месторождения. Если на пути углеводородов не встречаются замкнутые полости, то углеводороды проявляются на поверхности в виде выбросов из разломов и грязевых вулканов. В модели отражены обратные процессы - диссоциации химических элементов на протоны, электроны и электроны. В процессе диссоциации поглощается энергия и происходит локальное сжатие магмы. Расширение магмы при образовании химических элементов и сжатие ее при их диссоциации вызывают низко- и высокочастотные пульсации планеты, во время которых излишняя энергия сбрасывается в пространство. Указано, что изначально все химические вещества, в том числе и вода, образовались в мантии из высокоэнергетических частиц: протонов, электронов и нейтрино, излучаемых солнцем и космосом, т.е. наша планета является порождением последних. Основные положения разработанной модели подтверждены результатами экспериментальных исследований подобных процессов и результатами геологических и геофизических исследований в Черном и Каспийском морях, на морских и океанических шельфах, а также на Кольской сверхглубокой скважине. Это позволило утверждать, что разработанная модель обладает достаточно большой степенью достоверности.
Ключевые слова
Полный текст
Введение Выяснение, каким образом образуются вещества, интенсивно добываемые из недр и широко используемые в человеческой деятельности, является чрезвычайно важной задачей, решение которой позволяет определить их принадлежность к возобновляемым или невозобновляемым материальным или энергетическим источникам. К таким веществам принадлежат водород, углерод, их соединения - нефть, природные и попутные нефтяные газы, кислород, кремний, металлы и другие химические элементы, входящие в Периодическую систему. С целью решения этой задачи разработана модель их образования в недрах планеты. В качестве исходной идеи в модели использованы теоретические представления Д.И. Менделеева о взаимодействиях воды с металлами и их карбидами в толще земной коры, в результате которых образуются углеводороды, а также воззрения Н.А. Кудрявцева [1] о генезисе нефти и газа в глубинах планеты. Модель образования веществ в недрах Образование различных веществ в глубинах планеты по разработанной модели обеспечивается двумя материальными источниками. Первым из них являются потоки из высокоэнергетических частиц: протонов, электронов и нейтрино, излучаемых солнцем и идущих из космоса [2], вторым - вода. Протоны и электроны достигают глубин планеты за счет высокой скорости, порядка 700-1000 км/с, в зависимости от активности солнца и интенсивности космических излучений. Для нейтрино вообще не существует препятствий. Второй источник - вода. По одним представлениям, она проникает в мантию под действием гравитации с поверхности планеты по трещинам и разломам в ее коре или фильтруется и диффундирует сквозь литосферу. По другим [3] - она является результатом химической реакции диоксида кремния с водородом при температуре порядка 1400 °С и давлении в 20 тысяч раз большем, чем у поверхности планеты. Так или иначе, вода имеется вверху мантии, где при высокой температуре (порядка 1000-2500 °С) и давлении (более 20,0 ГПа) под воздействием магнитного поля и радиации вода диссоциирует [4] на протоны и ионы кислорода: (1) Электроны, нейтрино и протоны, поступившие в мантию из космоса и от воды, взаимодействуют друг с другом, образуя нейтроны, согласно элементарным реакциям [2]: - заряда (2) - и материального баланса (3) где р+ - протон; е- - электрон; ν - нейтрино; n - нейтрон; массы покоя: электрона me = = 0,91·10-27 г; протона mp = 1836me; нейтрино mν ~3 me; нейтрона mn = 1840me. Протоны и нейтроны совместно образуют атомные ядра химических элементов (4) а вместе с электронами - их атомы: (5) где N - число протонов; C - число нейтронов; I - число электронов; xN и XN - ядро и его химический элемент. Число протонов N в ядре химического элемента равно атомному номеру последнего и определяет его место в Периодической системе Д.И. Менделеева [2]. Соединение протонов и нейтронов в ядрах и атомах химических элементов происходит за счет их столкновений с высокой кинетической (термической) и потенциальной (барической) энергией, а формирование из них устойчивых ядер и, соответственно, атомов происходит за счет колоссальных магнитных сил, действующих на расстояниях, близких к их геометрическим центрам. Магнитные силы по магнитным моментам у протона μp = 2,792763μя, нейтрона μn = -1,91315μя, электрона μe ≈ -1,0016μб, где μб 9,274·10-21 эрг/Гс - магнетон Бора; μя = 5,051·10-24 эрг/Гс - ядерный магнетон. Ядра и атомы химических элементов образуются по принципу последовательности от простого, имеющего небольшую атомную массу, к сложному, с большей атомной массой. Для наглядности на рис. 1 представлены модели ядер атомов химических элементов, отражающие последовательность их образования от водорода до кислорода [5]. При высокой температуре магмы положительно заряженный протон вступает в связь со свободным электроном, и первым химическим элементом образуется водород (рис. 1, а). Далее формируются изотопы атома водорода (см. рис. 1, б, в), в ядрах которых помимо протона содержатся один или два нейтрона. Атом, в ядре которого за счет магнитных сил магнитных полей с разноименными полюсами протона и нейтрона формируется нуклон, - дейтерий (см. рис. 1, б). На рис. 1, в представлена модель ядра трития. В природе существует 0,015 % дейтерия и 10-10 % трития. Незначительное количество дейтерия и трития в природе по сравнению с количеством водорода указывает на различие структур магнитных полей протона и нейтрона, которое не обеспечивает достаточной устойчивости ядер дейтерия и трития. Следующая комбинация соединений протонов и нейтронов (см. рис. 1, г, д) приводит к образованию ядер атомов гелия. Если нейтрон окажется между двумя протонами (см. рис. 1, г), то он будет экранировать их электрические поля и ослаблять электростатические силы отталкивания протонов. Так формируется структура изотопа атома гелия, которого в природе существует 0,000138 %. На рис. 1, д представлен второй вариант формирования ядра атома гелия, в котором два нейтрона экранируют электрические поля двух протонов. Здесь силы отталкивания более ослаблены, чем в предыдущем варианте. Поэтому такое ядро более устойчиво. Количество атомов гелия, ядра которых состоят из двух протонов и двух нейтронов, составляет 99,999862 %. Существуют изотопы атомов гелия, в ядрах которых содержатся четыре или шесть нейтронов. Такие изотопы очень неустойчивы, и время их существования исчисляется миллисекундами [6-8]. Плоское симметричное ядро (см. рис. 1, е) принадлежит атому углерода, который входит в органические соединения. Оно задает форму чешуйчатому строению графита. Ядро углерода с другой пространственной компоновкой (см. рис. 1, ж) присуще алмазу. У этой структуры семь нейтронов. Один расположен в центре пространственной системы координат, и три пары других нейтронов направлены вдоль координатных осей. Вдоль этих осей к каждому нейтрону присоединен протон. Ядро атома углерода - алмаза, представляет собой идеальный узел кристаллической решетки. Такая форма ядра обеспечивает прочность кристалла алмаза. Механические свойства алмаза радикально отличаются от механических свойств графита. Экспериментальная спектроскопия [9, 10] свидетельствует, что 98,90 % ядер углерода содержит шесть протонов и шесть нейтронов и только 1,1 % ядер этого элемента имеют семь нейтронов. Рис. 1. Модели и порядок образования ядер атомов: а - водорода; б - дейтерия; в - трития; г - изотопа гелия; д - гелия; е - углерода типа графит; ж - углерода алмаза; з - азота; и - кислорода Семь нейтронов и семь протонов имеет ядро атома азота (см. рис. 1, з). Ядро атома кислорода (см. рис. 1, и) имеет восемь протонов и восемь нейтронов. Ядру этого атома экспериментаторы приписывают магическую устойчивость. Симметричность расположения нейтронов и протонов в этом ядре это подтверждает. В природе 99,762 атома кислорода имеют восемь нейтронов и восемь протонов, 0,038 % изотопов кислорода содержат девять нейтронов и восемь протонов, 0,2 % - десять нейтронов и восемь протонов. В качестве примера на рис. 2 представлены ядра атомов натрия, магния, хлора и калия. Ядра этих элементов сложнее, и, естественно, атомные массы их химических элементов больше, чем у водорода, гелия или углерода. Из рис. 1, 2 видно, что ядра простой структуры служат фундаментальной основой для следующих ядер более сложной структуры. В связи с этим атомы, соответствующие ядрам химических элементов, формируются в такой же последовательности: от простого к сложному. Этот принцип можно выразить через относительное время образования любого химического элемента Периодической системы по водороду: (6) где и - величины времени образования атомов химического элемента и водорода; AN - атомная масса химического элемента, имеющего порядковый номер N в Периодической системе; AН - атомная масса водорода; e = 2,71828. Рис. 2. Модели ядер атомов: а - натрия; б - магния; в - хлора; г - калия Отношение атомных масс, в скобках, отражает сложность структуры образующегося химического элемента по сравнению с водородом. Чем больше его величина, тем сложнее атом образующегося химического элемента по сравнению с водородом. Степенная зависимость с показателем e указывает на универсальный характер процесса образования атома химического элемента. Такой характер присущ процессам, происходящим практически во всех природных системах. Принимая время образования атома водорода за единицу по уравнению (6), можно примерно оценить относительное время образования остальных атомов химических элементов Периодической системы. Например, его величина для гелия - 43,3; углерода - 858; азота - 1305; кислорода -1876; натрия - 5030; магния - 5647; алюминия - 7778; кремния - 8586; хлора - 16 241; калия - 21 133; кальция - 22 638; … иридия - 1 609 356; платины - 1 678 631; золота - 1 725 844; ртути - 1 822 769; свинца - 1 974 494; … сто десятого элемента дармштадтия - 4 148 012. Величины относительного времени образования первого и сто десятого элементов отличаются в 4·106 раз. Принимая время длительности эксперимента по получению сто десятого элемента бомбардировкой свинца атомами никеля порядка пяти суток [11] за его время образования ≈ 4,32·105 с, можно определить время образования атома водорода τн ≈ 0,1 с. Относительное время косвенно указывает на распространенность в природе того или иного химического элемента. Наиболее распространенным является водород, обладающий наименьшей величиной относительного времени. Водород входит в состав воды самого распространенного вещества. Затем гелий, но он химически не активен, практически ни с чем не связан, очень летуч, уходит в верхние слои атмосферы и под воздействием солнечного ветра покидает пределы планеты. Литий - очень активный элемент, входит составляющей частью во многие химические вещества. Углерод, азот и кислород широко распространены в природе. Не часто встречаются иридий, платина, золото, которые имеют большие величины относительного времени образования. Чрезвычайно мало встречаются редкоземельные элементы. Такие элементы, как иридий, платина, золото и ртуть, будут находиться в одной области, так как их относительное время практически одинаково. А.Н. Толстой был прозорлив, описывая существование оливинового пояса в мантии, где все эти элементы существую совместно, а золото растворено во ртути и находится в виде амальгамы. Химические элементы с небольшой атомной массой концентрируются в верхних слоях мантии, тяжелые - стремятся под действием гравитации в ее глубину. Образование химических элементов происходит с выделением большого количества тепловой энергии, которая разогревает мантию. Локальный разогрев вещества мантии - магмы, согласно законам термодинамики, приводит к перемещениям последней в стороны меньшего энергетического уровня. Во время таких перемещений происходит гидродинамическое перемешивание магмы, что, естественно, приводит к некоторому перераспределению элементов в пространстве мантии. Однако общая тенденция их распределения сохраняется. Попадая в области с меньшим энергетическим уровнем, атомы химических элементов вступают между собой во взаимодействие и согласно химическим реакциям (окислительным, восстановительным, окислительно-восстановительным, ... синтеза), образуют различные молекулярные соединения, например, Н2О; СО; СО2; SiO2; Fe3O4; оксиды, гидроксиды, соли и пр. При температуре ~1000-1500 °С в присутствии карбидов, нитридов, боридов и оксидов металлов IV группы Периодической системы происходит образование углеводородных радикалов СН, СН2, СН3, метана CH4 и других сложных углеводородов по реакции [4] nC + mH + nH2 → CnHm + CnH2n. (7) В присутствии металлов VIII группы Периодической системы (никель кобальт, железо с добавками оксида тория, магния, циркония, титана) получаются сложные углеводороды по реакции nCH4 → n(-CH2-) + H2n(-CH2-) → → алифатические и ароматические углеводороды. (8) Из окиси углерода и водорода в присутствии металлов VIII группы получаются парафиновые углеводороды: nCO + 2nH2 → CnH2n + H2O + Q Дж/моль. (9) Магма, перемещаясь, воздействует на кору планеты, и в тонких местах последней образуются трещины и разломы. Химические элементы и молекулярные соединения под действием высокого давления и температуры поднимаются к поверхности. Атомы металлов, которые не вступают в реакции с другими элементами, по мере остывания осаждаются и накапливаются на твердых поверхностях литосферы. При этом их концентрация с уменьшением температуры и, соответственно, глубины убывает. Примером служит распределение золота по глубине Кольской сверхглубокой скважины [12] (рис. 3). Массивные химические элементы и тяжелые вещества осаждаются в более глубоких слоях земной коры или выносятся с магмой на поверхность. Углеводороды, поднимаясь по трещинам и разломам, при попадании в геологические замкнутые пространства образуют новые или пополняют известные разрабатываемые залежи и месторождения [13]. Из сконденсированных углеводородов образуется нефть, из несконденсированных - газ. В случае диффузии углеводородов в небольшие замкнутые поровые пространства в породе образуются сланцевые коллекторы газа или нефти. Если на пути углеводородов не встречаются замкнутые полости, то углеводороды проявляются на поверхности в виде, например, выбросов из разломов и грязевых вулканов (рис. 4-8) [14-24]. Пути выбрасываемых углеводородов в атмосферу описаны в работе [25]. К газовым проявлениям в разломах на океанических и морских шельфах приурочены гигантские запасы залежей гидратов (рис. 9). Их мировые запасы оцениваются в 3,114·1015…7,634·1018 м3 [26, 27]. Для сравнения количество воздуха в атмосфере - 5·1018 м3. Образование новой массы вещества из элементарных частиц (протонов, электронов, нейтрино) должно приводить к росту планеты. В 1888 г. инженер И.О. Ярковский предположил, что какие-то виды всепроникающего эфира могут поглощаться внутри Земли и трансмутировать в новые химические элементы, приводя к расширению планет и изменению гравитации [28]. За длительное время геологических эпох планета должна бы неимоверно увеличиться или разорваться от избытка внутренней энергии. Однако за время существования современной человеческой цивилизации такого не произошло. Поэтому можно сделать вывод о том, что внутри планеты существуют и обратные процессы - диссоциации химических элементов и веществ на элементарные частицы. Процесс диссоциации проходит в более глубоких слоях мантии, где ее температура превышает температуру, при которой образуются ядра и атомы химических элементов. В процессе диссоциации поглощается энергия, происходит локальное сжатие магмы. Рис. 3. Геологический разрез Кольской сверхглубокой скважины Рис. 4. Обзорная схема расположения грязевых вулканов, газовых и нефтяных выходов и скоплений газовых гидратов на дне Черного моря Рис. 5. Схема расположения грязевых вулканов и находок газовых гидратов в Западно-Черноморской впадине Рис. 6. Сонограмма и профилограмма потока газа из грязевого вулкана Рис. 7. Южно-Каспийская газогидратная провинция из грязевых вулканов: 1 - выявленные скопления газовых гидратов на грязевых вулканах (А - Буздаг, В - Элм); 2 - глиняные диапиры, не содержащие газовых гидратов (С - северный, D - безымянный на валу Абиха); 3 - подводные грязевые вулканы; 4 - граница газогидратоносной провинции Рис. 8. Фрагмент сейсмоакустического профиля, пройденного через исследованный гидратоносный грязевый вулкан в Каспийском море Рис. 9. Континентальные и субаквальные проявления газов и гидратов: BSR - предполагаемые газогидратные залежи; By Core - подтвержденные газогидратные залежи; Production - разрабатываемые газогидратные залежи; Mallik - газовое месторождение в дельте р. Маккензи, Канада; Messoyha - газогидратное месторождение, расположенное на северо-востоке Западной Сибири, на 250 км западнее г. Норильска; Nankai - газогидратное месторождение на шельфе Японии в районе восточного Нанкайского прогиба Расширение магмы при образовании химических элементов и сжатие ее при их диссоциации вызывают низко- и высокочастотные пульсации планеты, во время которых излишняя энергия сбрасывается в космическое пространство. В заключение можно указать на то, что изначально все химические вещества, в том числе и вода, образовались в мантии из высокоэнергетических частиц: протонов, электронов и нейтрино, излучаемых солнцем и космосом, т.е. наша планета является порождением последних. Верификация модели Верификация разработанной модели базируется на следующих известных данных. 1. Сравнение основных параметров и результатов плазмохимического воздействия на воду с процессами, происходящими с ней в магме. Экспериментальные параметры и результаты исследований плазмохимических процессов взяты из работ японских [29] и российских [5] ученых. Исследования в этом направлении выполнялись ими совместно. Российскую группу возглавлял Ф.М. Канарев. Японскую - Tadahiko Mizuno, работающий в Division of Quantum Energy Engineering Research group of Nuclear System Engineering, Laboratory of Nuclear Material System Faculty of Engineering, Hokkaido University, Kitaku, North 13, West-8 Sapporo 060-8628, Japan. Российская группа ставила и выполняла экспериментальные работы, японская проводила химический анализ методом ядерной спектроскопии (EDX). Материально эти процессы сопоставимы. В плазмохимическом процессе используются водные растворы электролитов. В разработанной модели вода, находящаяся вверху мантии, в принципе является электролитом, так как она контактирует с многокомпонентным веществом магмы и в соединениях с ними является электролитом. В энергетическом плане в плазмохимическом процессе на водный электролит воздействуют электрической, радиационной (при электрическом разряде имеется жесткое излучение) и тепловой энергией с температурой ~ (1-3)·103 °С. На воду в мантии воздействует высокотемпературная магма, имеющая подобный энергетический уровень. Она радиоактивна, присутствие магнитного поля в магме всегда возбуждает электрический ток. На основании вышеизложенного и основываясь на теории подобия[1] можно утверждать, что процессы, протекающие при плазмохимическом воздействии на воду, подобны процессам, происходящим с водой в магме, и поэтому экспериментальными результатами исследований первых процессов пользуемся для характеристики вторых. В результате исследований плазмохимических процессов японскими и российскими учеными: - экспериментально обнаружено и подтверждено образование нейтронов; - на поверхностях катодов, изготовленных, из 99,9%-ного железа, появились осадки, которые имели химические составы, представленные в таблице. Химический состав осадков на поверхностях катодов, % Раствор электролита Al Si Сl K Cr Fe Cu KOH - 0,94 - 4,50 1,90 92,00 0,45 NaOH 1,10 0,55 0,20 0,60 1,60 94,00 0,65 Таким образом, экспериментально показана возможность образования из воды в мантии нейтронов новых атомных элементов. 2. Образование новой массы вещества из элементарных частиц (протонов, электронов, нейтрино) приводит к росту планеты. Окружность земного шара увеличивается в среднем на 17,6 см/г., что подтверждается измерениями специалистов НАСА [31]. 3. Экспериментально выявлен в плазмохимическом процессе [5] прирост тепловой энергии, примерно в 1,4-1,8 раза по сравнению с затраченной электрической энергией, указывающий на протекание низкотемпературного ядерного (атомного) синтеза химических элементов из воды. Это подтверждает версию, изложенную в модели, о выделении энергии в процессе образования химических элементов. 4. Экспериментально эффект холодного ядерного синтеза выявлен в работах [32-38], а также профессором Йосиаки Арата (Yoshiaki Arata) из университета Осаки (Osaka University) и его китайским коллегой Юэчан Чжан (Yue-Chang Zhang) из Шанхайского университета (Shanghai Jiao Топа University). В специальную ячейку из палладия и оксида циркония под сверхвысоким давлением был закачен дейтерий. В полученной палладий-цирконий-дейтериевой «плазме» ядра атомов расположены столь близко друг к другу, что началась реакция холодного синтеза с выделением гелия и энергии. Температура поднялась от 20 до 70 °С и оставалась постоянной в течение 50 ч [32]. Этот эксперимент подтверждает утверждение о выделении энергии в процессе образования химических элементов под высоким давлением. 5. Постулат о низко- и высокочастотных пульсациях планеты от расширения магмы при образовании химических элементов и сжатия ее при их диссоциации, во время которых излишняя энергия сбрасывается в космическое пространство, подтверждается теоретическими исследованиями по устойчивости материи [39, 40], в которых указывается, что любое тело (вещество) испускает два вида излучения: высокочастотное и низкочастотное, зависящие соответственно от массы и плотности. 6. Образование углеводородов в глубинах (мантии и коре) планеты с выходом их через разломы и трещины на поверхность подтверждается результатами обширных геологических и геофизических исследований в Азово-Черноморском, Каспийском бассейнах, а также на океанических и морских шельфах [14-24, 26, 27] (см. рис. 6-9). 7. Положение модели о том, что углеводороды из недр планеты образуют глубинные залежи нефти и газа, подтверждается открытием газового месторождения на глубине ~ 6000 м в юрских отложениях на Крупской площади Таманского полуострова. Лицензия на геологическое изучение принадлежит ООО «Газпром добыча Краснодар». Газ этого месторождения имеет аномально высокие термобарические параметры: на устье разведочной скважины давление более 120 МПа, температура - более 300 °С. 8. Подтверждено положение о том, что вновь образующиеся углеводороды подпитывают давно разрабатываемые месторождения нефти и газа. Это явление выражается в периодической «работе» скважин и постепенном накоплении углеводородов в выработанных залежах Краснодарского края (рис. 10). Рис. 10. Динамика добычи нефти по месторождению Ильская долина (Краснодарский край): Qн - добыча нефти; Qж - добыча жидкости (нефть + вода); КИН - коэффициент извлечения нефти Восполнение с течением времени запасов углеводородов наблюдается на месторождениях Татарии [13]. Например, на Ромашкинском нефтяном месторождении, разрабатываемом с 1948 г., по первоначальным оценкам извлекаемые запасы составляли 710 млн т. Однако на сегодняшний день добыча превысила 3 млрд т и месторождение продолжает разрабатываться. При этом наблюдаются периодические уменьшения плотности и вязкости нефти, а падение дебитов внезапно сменяется ростом. Подобное наблюдается на нефтяных месторождениях Западной Сибири (Самотлорском) и в Терско-Сунженском районе Чеченской Республики. 9. Положение о том, что массивные химические элементы и тяжелые вещества осаждаются в более глубоких слоях земной коры, подтверждается снижением концентрации металлов, в том числе и благородных, с уменьшением ее глубины (см. рис. 3) [12]. Таким образом, основные положения разработанной модели подтверждены результатами экспериментальных и теоретических исследований подобных процессов и результатами геологических и геофизических изысканий. Это позволяет утверждать, что разработанная модель обладает достаточной степенью достоверности. Выводы В разработанной модели обоснован процесс образования в мантии планеты всех химических элементов, представленных в Периодической системе Д.М. Менделеева. Материальными источниками этого процесса являются потоки высокоэнергетических элементарных частиц, излучаемых солнцем и космосом, и вода, поступающая с поверхности и имеющаяся в недрах планеты. Образование ядер и атомов химических элементов в горных породах происходит согласно элементарным реакциям взаимодействия электронов, нейтрино и протонов, поступивших с космическим потоком, и в результате высокотемпературной диссоциации воды. Из протонов, электронов и нейтрино образуются нейтроны. Затем из нейтронов, протонов и электронов образуются ядра и, соответственно, атомы химических элементов. Показано, что их образование идет по принципу от простого к сложным, причем атомное ядро простого элемента служит фундаментом для образования ядра более сложного химического элемента. Этот принцип математически выражен через относительное время образования любого химического элемента Периодической системы по водороду. Относительное время образования химического элемента тем больше, чем выше его атомная масса. Относительное время косвенно указывает на распространенность в природе того или иного химического элемента. Образование химических элементов происходит с выделением большого количества тепловой энергии, которая разогревает мантию. Локальный разогрев вещества мантии - магмы, согласно законам термодинамики, приводит к перемещениям последней в стороны меньшего энергетического уровня. Попадая в области с меньшим энергетическим уровнем, атомы химических элементов вступают между собой во взаимодействие и, согласно химическим реакциям, образуют различные молекулярные соединения. Магма, перемещаясь, воздействует на кору планеты, и в тонких местах последней образуются трещины и разломы. Химические элементы и молекулярные соединения под действием высокого давления и температуры поднимаются к поверхности. Массивные химические элементы и тяжелые вещества осаждаются в более глубоких слоях земной коры или выносятся с магмой на поверхность. Легкие вещества типа углеводородов достигают поверхности через трещины и разломы. Из сконденсированных углеводородов образуется нефть, из несконденсированных - газ. При попадании в геологические замкнутые пространства (ловушки) они образуют новые или пополняют известные разрабатываемые залежи и месторождения углеводородов. Если на пути углеводородов не встречаются геологические ловушки, то углеводороды проявляются на поверхности в виде, например, выбросов из разломов и грязевых вулканов. В модели показаны обратные процессы диссоциации химических элементов на протоны, электроны и электроны. Процессы происходят в более глубоких слоях мантии, где ее температура превышает температуру, при которой образуются ядра и атомы химических элементов. В процессе диссоциации поглощается энергия и происходит локальное сжатие магмы. Расширение магмы при образовании химических элементов и сжатие ее при их диссоциации вызывают низко- и высокочастотные пульсации планеты, во время которых излишняя энергия сбрасывается в космическое пространство. В модели показано, что первично все химические вещества, в том числе и вода, образовались в мантии из высокоэнергетических частиц: протонов, электронов и нейтрино, излучаемых солнцем и космосом, т.е. наша планета является порождением последних. Существенные положения разработанной модели подтверждены результатами экспериментальных исследований подобных процессов и результатами геологических и геофизических исследований в Черном и Каспийском морях, на морских и океанических шельфах, а также на Кольской сверхглубокой скважине. Это позволило утверждать, что разработанная модель обладает достаточной степенью достоверности. На основе разработанной модели можно сделать вывод о том, что все химические атомы и их молекулярные соединения являются возобновляемыми материальными и энергетическими источниками.
Об авторах
Евгений Петрович Запорожец
Кубанский государственный технологический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: zep1945@inbox.ru
350072, Россия, г. Краснодар, ул. Московская, 2
доктор технических наук, профессор кафедры нефтегазового дела
Никита Андреевич Шостак
Кубанский государственный технологический университет
Email: shostak.inge@mail.ru
350072, Россия, г. Краснодар, ул. Московская, 2
кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазового дела
Дмитрий Георгиевич Антониади
Кубанский государственный технологический университет
Email: dg@antoniadi.com
350072, Россия, г. Краснодар, ул. Московская, 2
доктор технических наук, директор института нефти, газа и энергетики, заведующий кафедрой нефтегазового дела
Сергей Викторович Долгов
Кубанский государственный технологический университет
Email: s.dolgow2013@yandex.ru
350072, Россия, г. Краснодар, ул. Московская, 2
доктор технических наук, профессор кафедры нефтегазового дела
Список литературы
- Кудрявцев Н.А. Генезис нефти и газа. - Л.: Недра, 1973. - 216 с.
- Физика: Большой энциклопедический словарь / гл. ред. А.М. Прохоров. - 4-е изд. - М.: Большая российская энциклопедия, 1999. - С. 699.
- Formation and properties of water from quartz and hydrogen at high pressure and temperature / Z. Futera, X. Yong, Y. Pan, J.S. Tse, N.J. English // Earth and Planetary Science Letters. - 2017. - Vol. 461. - P. 54-60.
- Краткая химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. - 1961. - Т. I-V.
- Канарев Ф.М. Начала физики микромира. - Краснодар: Кубанск. гос. аграрн. ун-т, 2002. - 334 с.
- Канарев Ф.М. Модели ядер атомов. - Краснодар: Кубанск. гос. аграрн. ун-т, 2002. - 23 с.
- Эрден-Груз Т. Основы строения материи. - М.: Мир, 1976. - 487 с.
- Обрежа А.В. Строение атомных ядер. - Краснодар, 2001. - 95 с.
- Никитин А.А., Рудзикас З.Б. Основы теории спектров атомов и ионов. - М.: Наука, 1983. - 324 с.
- Кустанович И.М. Спектральный анализ. - М.: Высшая школа, 1967. - 390 с.
- Production and decay of 269110 / S. Hofmann [et al.] // Zeitschrift für Physik A. - 1995. - Vol. 350, № 4. - P. 277-280. doi: 10.1007/BF01291181
- Кольская сверхглубокая. Научные результаты и опыт исследований. - М.: Технонефтегаз, 1998. - 260 с.
- Иктисанов В.А. Скорость синтеза нефти при разработке месторождений // Нефтепромысловое дело. - 2017. - № 4. - С. 49-54.
- Подводногрязевулканический тип скоплений газовых гидратов / Г.Д. Гинзбург, И.С. Грамберг, И.С. Гулиев, Р.А. Гусейнов, А.А. Дадашев, В.Л. Иванов, А.Г. Кротов, Ч.С. Мурадов, В.А. Соловьев, Е.В. Телепнев // Доклады академии наук СССР. - 1988. - Т. 300, № 2. - С. 416-418.
- Фильтрогенные газовые гидраты в Черном море (21-й рейс НИС «Евпатория») / Г.Д. Гинзбург, А.Н. Кремлев, М.Н. Григорьев, Г.В. Ларкин, А.Д. Павленкин, Н.А. Салтыкова // Геология и геофизика. - 1990. - № 3. - С. 10-20.
- Соловьев В.А. Природные газовые гидраты как потенциальное полезное ископаемое // Российский химический журнал. - 2003. - Т. XLVII, № 3. - С. 59-69.
- Круглякова Р.П., Круглякова М.В., Швецова Н.Т. Геолого-геохимическая характеристика естественных проявлений углеводородов в Черном море // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2009. - № 1. - С. 37-51.
- Геолого-геофизические исследования 57-го рейса НИС «Профессор Водяницкий» в северо-восточной части Черного моря / С.Ф. Довгий, Е.Ф. Шнюков, И.И. Старастенко [и др.] // Геодинамика и нефтегазоносные системы Черноморско-Каспийского региона: тез. докл. IV Междунар. конф. - Симферополь, 2002. - С. 60-61.
- Шнюков Е.Ф., Пасынков А.А., Масликов Н.А. Черное море - зона активной глубинной дегазации // Нефть и газ Черного, Азовского и Каспийского морей: тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. - Геленджик, 2004. - С. 9-12.
- Новые проявления газового и грязевого вулканизма в Черном море / Е.Ф. Шнюков, А.А. Пасынков, А.А. Любицкий, Ю.А. Богданов // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2007. - № 2. - С. 107-110.
- Соколов Б.А. Новые идеи в геологии нефти и газа: избр. тр. - М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 2001. - 480 с.
- Андреев В.М. Грязевые вулканы и нефтепроявления в Туапсинском прогибе и на валу Шатского (Черное море) // Доклады РАН. - 2005. - Т. 402, № 3. - С. 305-362.
- Андреев В.М., Туголесов Д.Д., Хренов С.Н. Грязевые вулканы и нефтепроявления российского сектора Черного моря // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2006. - № 3. - С. 50-59.
- Нечаева О.Л., Круглякова Р.П. Геохимия органического вещества кайнозойских отложений восточной части Черного моря // Геология нефти и газа. - 2008. - № 1. - С. 50-55.
- Запорожец Е.П., Шостак Н.А., Антониади Д.Г. Модель образования углеводородов и их проявления в природе // Повышение эффективности разработки нефтяных и газовых месторождений на поздней стадии: сб. тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. на базе Кубанского технологического университета совместно Российской академией естественных наук, посвященной 100-летию ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет» (3-6 октября 2017 г.) / ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет». - Краснодар: Юг, 2017 - С. 23.
- Макогон Ю.Ф. Газогидраты. История изучения и перспективы освоения // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. - 2010. - № 2. - С. 5-21.
- Запорожец Е.П., Шостак Н.А. Гидраты. - Краснодар: Юг, 2014. - 460 с.
- Ярковский И.О. Всемирное тяготение как следствие образования весомой материи внутри небесных тел. Кинетическая гипотеза. - М.: Типо-литография Товарищества И.Н. Кушнерев и Ко, 1889. - 388 с.
- Ohmori T., Mizuno T. Strong excess energy evolution, new element production, and electromagnetic wave and/or neutron emission in light water electrolysis with a tungsten cathode // Infinite Energy. - 1998. - Vol. 4, iss. 20. - P. 14-17.
- Запорожец Е.П., Гапоненко А.М., Захарченко Е.И. Математическое моделирование: учеб. пособие / Кубанск. гос. техн. ун-т - Краснодар: Юг, 2011. - 126 с.
- Княжин С.Л. У. Кэри - великий геолог планеты // Уральский геологический журнал. - 2001. - № 4. - С. 205-212.
- Ивасышин Г.С. Холодный ядерный синтез и научные открытия в микро- и нанотрибологии // Деловая слава России. Межотраслевой альманах. - М.: Славица, 2009. - Вып. I. - С. 106-109.
- Fluid heater: Pat. US 9115913 / Rossi. A. 14.03.2012.
- Устройство для получения тепловой энергии водорода и кислорода: пат. Рос. Федерация № 2157427 / Канарев Ф.М. Опубл. 10.10.2000, Бюл. № 28.
- Устройство для получения тепловой энергии и парогазовой смеси: пат. Рос. Федерация № 2157862 / Канарев Ф.М., Подобедов В.В. Опубл. 20.10.2000, Бюл. № 29.
- Царев В.А. Низкотемпературный ядерный синтез // Успехи физических наук. - 1990. - Т. 160, вып. 11. - С. 1-53.
- Кузьмин Р.Н., Швилкин Б.Н. Холодный ядерный синтез. - М.: Знание, 1989. - 64 с. - (Физика. № 10).
- Preprint Kaliski inst. of plasma physics / K. Gac, M. Kolonowski, Z. Skladanowski [et al.]. - Warsaw, 1989.
- Титов Н.С. Теория устойчивости материи // Газовая промышленность. - 1997. - № 3. - С. 32-33.
- Титов Н.С. О силах взаимодействиях форм материи // Газовая промышленность. - 1990. - № 3. - С. 34-35.
Статистика
Просмотры
Аннотация - 385
PDF (Russian) - 39
PDF (English) - 52
Ссылки
- Ссылки не определены.