М.С. Горбачев:"..на сегодняшний день нет международно-правового инструмента, который бы гарантировал право каждого человека на чистую питьевую воду "... In case if you have any video or foto information about your region according to the following topic water pollution, HydroPolitics
четверг, 20 августа 2009 г.
Какие тайны скрывают болота?
Роль болот в природе и жизни человека
Болота — это устойчивые экологические системы. Их устойчивость обеспечивается сложностью и значительным количеством входящих в них компонентов и взаимосвязей. Болота важны не только для живущих в них организмов: зверей и птиц, рыб и насекомых, растений, грибов и лишайников. Они играют первостепенную роль для тех, кто проводит лишь часть своей жизни на болотах.
В болотах гнездятся и кормятся многие птицы: тетерева, глухари, рябчики, белая куропатка, питающиеся ягодами на торфяниках. Болота — основные места, где держатся утки, гуси, лысухи, журавли, кулики, цапли и другие птицы. Перелетные водоплавающие птицы часто выводят потомство на одном болоте, отдыхают во время перелета на другом, а зимуют за тысячи километров — на третьем. Ученые установили, что численность водоплавающих птиц находится в прямой зависимости от площади прудов и болот. Причем основным фактором, определяющим численность, является площадь водной поверхности в период размножения.
На лесных реках с заболоченными берегами любят селиться бобры, перегораживая русло реки плотинами, что увеличивает влажность в окружающих экосистемах. По некоторым данным для полноценного восстановления лесов исходного типа, которые вырубил человек, необходима деятельность бобров и наличие болотистых участков. Кроме бобров, в поймах живут другие пушные звери — норка, ондатра. А медведи, лоси, олени, кабаны, косули приходят на торфяники в поисках ягод.
Если уничтожить болота, погибнут не только растения и животные болот, но и многие из тех животных, которые обитают поблизости, так как зачастую болота являются местом укрытия — в них прячутся птицы и звери от своих преследователей.
Для болот характерна не только разнообразная фауна, но и уникальная флора. Растения болот активно поглощают энергию Солнца и в процессе фотосинтеза создают огромную биомассу, которую может использовать человек.
Торфяные мхи — первые поселенцы на голых камнях и скалах, на почве, непригодной для других растений. Именно благодаря им камни и скалы постепенно покрываются растительностью.
Болота важны и для поддержания водного уровня в смежных биоценозах. Полное осушение болота может погубить близлежащий район. Если близко море, морская вода потом вторгнется в подземные воды, используемые в качестве питьевой воды в городах, расположенных на побережье.
Множество малых рек, ручьев и притоков крупных рек берут свое начало в верховых болотах, и если болота осушить, реки лишатся питающих их истоков. Даже в том случае, когда болота не делятся водой с реками, они замедляют поверхностный сток воды, выпадающей на Землю в виде осадков, и это очень важно, так как вода должна стекать по земле как можно медленнее, чтобы предотвратить эрозию. После кампании по осушению болот, которая проводилась в 20 – 30 гг. в Советском союзе, каждое жаркое лето в Подмосковье начинают гореть торфяники. Основной причиной этого стало нарушение хрупких гидрологических циклов.
Кроме осушения болот для добычи торфа или для вовлечения болотных угодий в сельское хозяйство на болотных землях иногда пасут скот.
Человек использует болотные растения, имеющие пищевую и лекарственную ценность. Болотные растения часто дают богатые урожаи. Так, клюква на болотах Карелии с одного гектара дает до 200 кг ягод, а морошка — 700 — 800 кг. Множество лекарственных растений – багульник, аир и др. - произрастает именно на болотах.
Интенсивное использование и результаты кампании по осушению болот привели к необходимости задуматься об их охране.
В начале 1960-х годов более 30 стран (в том числе и СССР) заключили международную конвенцию об охране наиболее ценных (так называемых ключевых местообитаний) водоплавающей дичи. Каждое государство провело у себя инвентаризацию таких угодий и включило их в перечень охраняемых территорий. Страны обязались не осушать эти земли и воздерживаться от мероприятий, ухудшающих их качества.
В 1967 г. был создан специальный международный орган по охране и изучению продуктивности болот — "ТЕЛМА". Координационный центр этой организации находится в Англии. ТЕЛМА объединяет 18 стран, включая и такие, где много болот, — СССР, Финляндию, Канаду, Швецию — и такие, где их почти нет, например, Австралию.
В последние годы болота стали объектом пристального внимания ученых. Это неудивительно, ведь болота представляют собой не только уникальные экологические системы, но и ценные месторождения полезных ископаемых. Освоение болотных месторождений идет очень стремительно. Открытие богатейших залежей нефти и газа в заболоченных районах Сибири и Крайнего Севера, разработки торфа, также как и увеличение площадей пахотных земель — все это требует осушения болот. При этом возникает угроза их полного уничтожения. Но как природный ландшафт, болота составляют неотъемлемую часть биосферы. Как было отмечено выше, они играют основную роль в гидрологическом балансе ряда местностей. При этом до сих пор многие аспекты функционирования болотных экосистем остаются неизвестными. Поэтому болота как тип растительного сообщества требуют не только всесторонней охраны, но и фундаментального исследования. Особенно актуальны такие исследования в России — ведь по суммарной площади болотных угодий наша страна занимает первое место в мире.
Дисимметрия – критерий живой воды
М.В. Курик
Институт физики НАН Украины
03028, Киев-28, Проспект Науки, 46
тел./факс(044)525-08-12
А.М.Курик
Украинский институт экологии человека
(получена 17 мая 2005; опубликована 15 июля 2005)
В работе изложены результаты исследований физических свойств экологически чистых питьевых вод. Экспериментально показано, что вода как естественная конденсированная среда обладает всеми характерными свойствами живой структуры. Результаты исследований имеют принципиальное значение, поскольку позволяют количественно определять качество питьевой воды. Именно физические характеристики дают возможность судить о питьевой воде, как о живой системе и обязательно должны учитываться при определении качества питьевой воды.
Введение
Вода – основной источник жизни, сама жизнь на планете Земля. Неудивительно, что изучению свойств основы жизни с каждым годом посвящается все большее число различных исследований. По-видимому, человек, по крайней мере, формально усвоил выводы экспертов ВООЗ, что практически все проблемы со здоровьем, которые имеет сегодня человек, определяются качеством питьевой воды. Причина такой взаимосвязи очень глубока и пока недостаточно раскрыта для понимания её по существу. За последние несколько десятилетий ученые открыли столько новых свойств воды, точнее питьевой воды, что приходится снова признавать – человек сегодня не знает основных свойств питьевой воды, как и не знает самого себя. В этом, видимо, и есть основная проблема современной эпохи. Без глубокого изучения свойств воды как живой материи невозможно познать самого человека.
В чем же проявляются свойства воды как живой структуры и чем принципиально различается живое и неживое?
В первую очередь, отличие состоит в структурной организации системы. Так для неживой природы работает закон плотной структурной упаковки тех элементов (атомов или молекул), из которых состоит система, и порядок определяется трансляционной и ориентационной упорядоченностью.
В живой природе все структуры построены по фрактальному принципу [1]. Одним из основных свойств фракталов является самоподобие: структура состоит из частей, которые в каком-то смысле подобны целому [2]. В самом простом случае небольшая часть фрактала содержит информацию о всем фрактале. Это принципиальное различие, которое в основном определяет свойства живого и его отличие от неживой материи.
Исследования особенностей структуры, проявляемые при фазовых переходах в естественных лиотропных жидких кристаллах [3-4], показали, что лиотропная, упорядоченная структура (мицеллы, липопротеидные комплексы) при кристаллизации образует фрактальные структуры. В [4] впервые показано, что фрактальные структуры наблюдаются для определенных типов питьевых вод. Дальнейшие исследования показали [5], что действительно фрактальная структура питьевой воды является физическим критерием её биологической активности, т.е. фрактальная вода – это живая вода.
Напомним, что впервые В.И. Вернадский [6] показал, что основной физической характеристикой живой структуры является дисимметрия, которая отсутствует у неживых системах. Теперь эта особенность живой структуры называется законом Пастера-Кюри-Вернадского. Особенности дисимметрии основных живых систем изложены сегодня в ряде статей и монографий и является общепринятым физическим фактом [7-9].
Понятие "живая" вода в научной литературе непосредственно связано с влиянием постоянного электрического поля на мембранный электролиз воды [10-12], когда получают две воды: катодную (католит) "живую" воду и анодную (анолит) "мертвую" воду. Многочисленные клинические исследования показали, что действительно понятие живая и мертвая вода соответствует названию.
В [13] авторы дают физическое определение, что "живая" вода – это вода с правозакрученной структурой – R вода, а "мертвая" вода – вода с левозакрученной структурой – L вода.
Целью настоящей работы является исследование свойств вод, полученных мембранным электролизом, как вод, имеющих разную оптическую активность (дисимметрию) в зависимости от условий электроактивации.
Методика эксперимента
Мембранный электролиз воды проводился с помощью стандартной установки "ЭСПЕРО-1" [11], на которой были получены основные экспериментальные результаты свойств электроактивированной воды, опубликованные в [10].
Для электроактивации использовались фасованные питьевые воды: "Старый Миргород", "Цилюща", "Украиночка", и для контроля использовался изотонический раствор хлористого натрия.
Контролировался процесс электроактивации воды, как и в [13], по изменению параметра кислотно-щелочного равновесия относительно исходного значения. Для этого использовался рН-метр ОР-264/1, фирмы "Radelkis", Будапешт, Венгрия.
Наличие структурной упорядоченности воды при электроактивации, определялось путём исследования твердой фазы, полученной в результате клиновидной дегидратации (фазовый переход жидкость - твердая фаза ). Структура изучалась с помощью оптического микроскопа NU-2E, фирмы "Карл Цейс", Иена, Германия. Использовалось 120 кратное увеличение.
Электронные спектры поглощения исходной и электроактивированной воды записывались с помощью автоматизированного двухлучевого спектрометра, тип 356, фирмы "Хитачи", Япония.
Результаты исследований.
Используемые для исследований фасованные питьевые воды были структурно-упорядоченные, т.е. представляли собой фрактальные воды [4-5]. Этот факт свидетельствует о наличии за счет самоорганизации в исходной питьевой воде, определенного упорядочения (процесс - хаос - порядок) в системе – вода как растворитель и те неорганические примеси, которые находятся в питьевой воде. Характер такого структурного самоупорядочения различный для каждой из вод и определяется её свойствами.
Все условия электроактивации воды были идентичными, время электролиза для количества воды 0,25 л, составляло 30 мин. В результате электроактивации получалось две воды, соответственно L и R вода.
В таблице 1 приведены значения параметра кислотно-щелочного равновесия для L и R воды, а также значения равновесия для случая слияния L и R вод в одинаковых количествах. Здесь же приведены значения кислотно-щелочного равновесия рассчитанные, исходя из значений исходных электроактивированных растворов.
Таблица 1. Значения кислотно-щелочного равновесия электроативированных растворов
| Исходная вода | L | R | L×R | |
| Цилюща | 2,28 | 10,43 | 6,13 | 6,35 |
| Старый Миргород | 1.93 | 10,13 | 2,45 | 6,03 |
| Физраствор | 1,59 | 9,76 | 2.08 | 5,67 |
| Украиночка | 2,06 | 9,58 | 3.06 | 5,82 |
Отметим, что для всех четырёх типов исходных вод значение кислотно-щелочного равновесия было практически одинаковым и равнялось 7.80 - 8.10.
Представленные в таблице 1 данные свидетельствуют о том, что в результате мембранного электролиза получается две жидкости L и R, которые имеют существенно разные значения кислотно-щелочного равновесия относительно исходного значения. Не менее интересен тот факт, что при слиянии L и R вод в одинаковых количествах величина кислотно-щелочного равновесия смеси существенно отличается от значения просто суммарного значения этих величин для двух вод. Во всех четырёх случаях L×R < (L+R)/2. Это означает, что при слиянии L и R вод происходит характерное взаимодействие между ними, которое изменяет результирующее значение кислотно-щелочного равновесия.
Кроме таких существенных различий значений кислотно-щелочного равновесия, для L и R вод изменяются и особенности их структурных характеристик. Для R воды характерна дисимметрийная фрактальность воды, которая существенно усиливается в результате электроактивации по сравнению с исходным упорядочением воды (фото 1,б).
Структура твердой фазы L воды сохраняет дисимметрию (оптическую активность), однако вместо фракталов, проявляются оптически активные микрокристаллы, имеющие различную форму для различных исходных вод (фото 1,в).
Фото 1 а
Фото 1 б
Фото 1 в
Фото 1 г
Фото 1. Фотографии структуры твердой фазы электроактивированной воды, полученной с помощью оптического микроскопа в поляризованном свете. Общее увеличение микроскопа 120-кратное. Случай взаимно скрещенных поляризатора и анализатора микроскопа.
Пример питьевой воды "Старый Миргород". а) исходная фрактальная вода; б) R - вода; в) L - вода; г) LR вода (1:1).
Не менее интересные картины структуры L×R воды (фото 1,г). Для случая кислотно-щелочного равновесия 1.90-2.20, дисимметрия сохраняется, и вид микрокристаллов напоминает кристаллы для исходной L воды. Однако для воды "Цилюща" и "Украиночка", структура твердой фазы L и R воды не имеет (теряет) оптическую активность (дисимметрию). По-видимому, это является свидетельством того, что в процессе мембранного электролиза исходных вод "Цилюща" и "Украиночка" степень упорядочения L и R вод так изменяется, что при их взаимном смешивании нарушается симметрия L и R взаимодействия. По-видимому, в этом проявляются тонкие различия структурных особенностей питьевых вод "Цилюща" и "Украиночка" по отношению к питьевой воде "Старый Миргород".
Рис. 1 Спектр поглощения электроактивированной воды при 3000К.
1) R вода; 2) L вода; 3) LR вода
Структурные особенности L и R воды относительно исходной подтверждаются результатами измерений их спектров поглощения, которые представлены на рис.1. Спектральная область, в которой измерена оптическая плотность электроактивированной воды, по существу состоит из двух областей. І область поглощения (4.25 - 5.25 эВ) - это область примесного поглощения - проявление в спектрах тех примесей, которые содержатся в питьевой воде. ІІ область (5.25 - 6.25 эВ) – это область так называемого собственного поглощения. По существу, это длинноволновая область хвоста (крыла) собственно полосы поглощения воды, максимум полосы расположен при 7 эВ [14]. Форма длинноволнового хвоста электронного поглощения имеет экспоненциальную форму [15], т.е. подчиняется правилу Урбаха [16].
Из рис.1 видно, что L и R отдельно и L×R воды, имеют характерные отличия, которые проявляются в указанных двух областях спектров. Для L воды спектр поглощения связан с I областью (примесной) спектра, в то время как для R воды, основные отличия проявляются в области ІІ, характерной для собственного спектра воды. L×R вода, как видно из рис.1, занимает промежуточное положение между L и R.
Таким образом, следует из фото 1 и рис.1, в результате мембранной электроактивации структурно-упорядоченной питьевой воды получается две воды, которые имеют различные степени упорядочения по отношению к исходному упорядочению, имеют различные электронные спектры и, что не менее важно, имеют различные структуры твердых фаз, проявляющиеся в результате клиновидной дегидратации (фото 1).
Если действительно L и R вода это правовращающая и левовращающая воды, которые при кристаллизации дают различные по упорядочению и форме кристаллы, то это должно соответствовать двум типам кристаллов: положительные (+) R кристаллы и отрицательные (‑), L - кристаллы.
С помощью кристаллооптических исследований кристаллов, которые представлены на фото 1, с помощью кварцевого клина, по методике [17] (рис. 9-4) действительно кристаллы б (фото 1) положительны, а кристаллы в (фото 1) - отрицательные.
Представленные результаты исследований свойств L и R вод подтверждают основной физический вывод о том, что природная питьевая вода как живая система представляет собой смесь левозакрученной и правозакрученной структур, т.е. действительно имеет диссиметрию, характерную для живых систем.
Впервые идею о природной дисимметрии воды (левый и правый тетрамеры) высказал Ю. Колясников [18], который считал, что "структурную память" вода унаследовала от главной строительной единицы земной тверди-кремнекислородого тетраэдра - как наиболее энергетически выгодную.
Если действительно вода - живая система, то для живых систем закон взаимодействия L и R симметричных систем отличается от наших обычных представленных взаимодействий разных зарядов в электростатике [19].
В таблице 2 приведены значения параметра кислотно-щелочного равновесия для различных случаев взаимодействия различных вод (нейтральных, лево и правосимметричных). Из этой таблицы также следует подтверждение, что вода действительно является живой системой и для описания её свойств необходимо учитывать это важное обстоятельство.
Таблица 2. Результаты значений кислотно-щелочного равновесия при смешивании различных по свойствам питьевых вод (одинаковые соотношения объёмов исходных вод)
| Тип вод | Смесь 1:1 (взаимодействующая) | Соотношение к сумме значений |
| Обычные питьевые Х | Х1×Х2 | Х1×Х2> |
| L вода | L1×L2 | L1×L2£ |
| R вода | R1×R2 | R1×R2³ |
| L и R вода | L×R | L×R< |
Заключение
Выполненные физические исследования свойств электроактивированных фасованных питьевых вод (мембранный электролиз) дают возможность сделать следующие выводы.
Вода проявляет физические свойства, характерные для живых систем. Это, прежде всего, наличие дисимметрии (левая и правая симметрийность воды). В зависимости от соотношения правых и левых рацематов воды, будут проявляться различные питьевые свойства воды, как живого минерала природы.
Сегодня для характеристики качества питьевой воды в основном исследуются её химические и микробиологические свойства. Из вышеприведенных данных однозначно следует, что свойства воды как живой системы могут быть проанализированы с помощью физических исследований воды, как целостной, самоорганизованной конденсированной среды.
Если рассматривать роль воды как основу живых систем, то без изучения физических характеристик воды невозможно понять её влияние на функциональное состояние живой системы.
Авторы выражают благодарность И.М. Федоткину за ознакомление с результатами своих работ по электрической активации воды, Х.В. Гуцуляк за полезные замечания по работе.
понедельник, 17 августа 2009 г.
Паровой двигатель
Содержание | |
Вода как рабочее тело в реактивных двигателях
Особыми знаниями в данном вопросе не обладаю, потому принимать идею как маленького уродливого зародыша, поскольку в ее работоспособности уверенности практически никакой. Ну, собственно сама идея в следующем.
У воды, как известно, есть 3 состояния, твердое (лед), жидкое и газообразное. В твердом состоянии ее наиболее выгодно использовать как топливо, поскольку нет необходимости в излишней балансировки, так как с жидкостью в результате перетекания весьма трудно строить расчеты, а если учитывать текучесть, и пр. то и тем более.
В данном случае - блок под номером 1 - это то самое место, где я предлагаю хранить лед, можно одной болванкой, можно мелкими кусочками, можно в виде снега, в принципе все равно. Для того чтобы его превращать в жидкое состояние и подавать в блок 2 можно использовать энергию микроволнового излучения (как в печке-микроволновке), можно прямой разогрев (спиралью) можно и лазером, но это более дорого.
В блоке 2 находится несколько сфокусированных лазеров - в ИК излучении, как я предполагаю их настоящий аналог можно найти в CD-RW - поскольку разогрев там происходит именно за счет лазерного излучения. Та фокусировка, которая показана на рис. 2 - дает возможность "прогреть", а затем превратить мелкие капли воды (я предполагаю впрыскивание с помощью форсунки мелкими капельками) в перегретый пар, что дает нам достаточно большую скорость движения молекул, и значительное увеличение объема.
Ну и 3 блок - непосредственно сопло.
Данный двигатель навряд ли будет пригоден для взлета с поверхности, но достаточно эффективен для полета в невесомости. Поскольку нет необходимости "возится" с разнокалиберными топливами (окислитель + топливо) - можно будет осуществлять достаточно быструю заправку и дозаправку. А способы получения дистиллированной воды для льда (то есть для топлива) по-моему, не усовершенствовалась с прабабушкиных времен, то есть просто испарение и конденсации.
В общем, сильно не пинайте, если уже что-то подобное было, или есть. Поскольку просили писать все, пишу все, мало ли - может, кто забыл просто. В основном на данную теорию меня толкнула разборка CD-RW на работе, и мысль "а если он такой маленький - то почему бы не поставить их много-много". Вот, в общем-то, и все.
Пообсуждаем?
Насколько я помню, вода обладает самой большой теплоемкостью, и чтобы нагреть ее на 1 градус требуется ОЧЕНЬ много энергии... А реактивный импульс, как известно, зависит от массы и скорости истекающих газов, ну а скорость истечения в свою очередь зависит от температуры... Какой вывод? Вода в качестве рабочего тела несколько неэкономична, если использовать вместо нее, например аммиак или метан (теплоемкость в n раз меньше), то получим экономию энергии (в те же n раз). Но с другой стороны - воды на Земле много, да и в космосе много ледяных астероидов, а аммиак или метан придется добывать из атмосферы планет гигантов или астероидов состоящих из этих газов. А про очистку, я думаю можно не беспокоиться - примеси уйдут вместе с реактивной струей, только камера испарения будет немного загрязняться, но ее и почистить можно - будет, думаю, дешевле очистки рабочего тела.
воскресенье, 16 августа 2009 г.
Воды подземелья
Тигран Оганесян, специальный корреспондент журнала «Эксперт».
Последние эксперименты ученых подтверждают гипотезу о существовании в недрах Земли чудовищного количества гидроксильных групп, в несколько раз превышающего количество воды в Мировом океане
В начале февраля в новостных лентах появилось сообщение: профессор сейсмологии Вашингтонского университета
Попытаемся включиться в этот нестройный хор комментаторов и мы. Правда, сразу же сделаем несколько оговорок.
Трудноуловимый элемент
Одна из уникальных особенностей нашей планеты состоит в том, что на ее поверхности присутствует вода в виде жидкости. До сих пор астрономам еще не удалось найти
Вода контролирует практически все ключевые биологические и геологические процессы, происходящие на Земле: без воды на нашей планете почти наверняка не возникла бы жизнь, основанная на углероде; с геологической точки зрения вода напрямую влияет на вулканическую активность, накопление осадочных пород, тектонику различных минералов и т. д.
Однако, несмотря на столь важную роль воды для нашей планеты, ее ключевой компонент, водород, — самый трудноуловимый элемент в составе Земли. Современная наука не в состоянии пока подсчитать, сколько водорода содержится в гидратированной океанической коре и в верхней литосферной мантии, в переходной зоне (на глубинах 410–660 км) и в нижней мантии, не говоря уже о земном ядре: разброс в различных оценках общего количества водорода внутри Земли достигает одного порядка.
Немногим больше ясности и в вопросе о происхождении водорода (а следовательно, и воды) на нашей планете: то ли оно было эндогенным, то есть накапливание водорода происходило непосредственно в процессе первичного сбора протопланетного вещества в Солнечной системе, то ли экзогенным, то есть водород был принесен позднее из околоземного пространства различными
Соответственно, согласно одной широко распространенной точке зрения, вода на Земле образовалась конденсационным путем из атмосферы вскоре после образования планеты, около 4,5 млрд лет тому назад, сторонники же альтернативного подхода настаивают на том, что вода длительное время равномерно накапливалась на поверхности в процессе дегазации и вулканизма мантии Земли.
Отметим также, что до сих пор нет четкого ответа и на такой ключевой вопрос: является ли современный объем земной гидросферы относительно постоянным на шкале геологического времени, то есть на протяжении по крайней мере последних нескольких сотен миллионов лет, или в течение этого времени
По мнению многих современных исследователей, именно циклический процесс выделения из недр Земли на ее поверхность свободной воды и ее обратного поглощения земной мантией является основным регулятором общего водного баланса на нашей планете, а возможно, даже источником роста Мирового океана.
И наконец, еще одна загадка, уже непосредственно подводящая нас к упомянутому в начале открытию Вайсешшена и Лоуренса: каковы масштабы водообмена между поверхностью Земли и ее верхними (меньше 200 км) и более глубокими (больше 200 км) мантийными слоями и существует ли он вообще?
Над всеми этими водными тайнами упорно бьются представители самых различных научных дисциплин, однако до достижения хоть
Сюрприз из Нью-Мексико
Активная дискуссия относительно того, имеет ли место в геологической истории нашей планеты устойчивый процесс поглощения земной мантией морской воды, или же в мантии существует некий температурный и/или тепловой барьер, блокирующий эту абсорбцию и не позволяющий воде свободно проникать глубоко внутрь Земли, идет в геологическом научном сообществе уже много лет.
Согласно традиционному подходу, два крупнейших водных резервуара на нашей планете — дождевая, речная и океаническая вода на земной поверхности и морская вода, предположительно накапливающаяся внутри мантии с ранних этапов возникновения и эволюции Земли, — геохимически отличаются друг от друга. Это их отличие, по идее, можно выявить при изучении содержащихся в воде различных изотопов водорода: в составе мантийной воды должны присутствовать редкие изотопы, сохранившиеся с протопланетных времен.
Однако провести такой сравнительный изотопный анализ напрямую пока не представляется возможным по причине отсутствия у ученых водных образцов из мантии: выбрасываемые на земную поверхность из многочисленных вулканических источников магматические породы, в которых должны содержаться следы мантийной воды, не могут служить достоверным источником информации ввиду того, что магма слишком быстро загрязняется при контакте с воздухом и морской водой.
Тем не менее в середине прошлого года британские геохимики из Университета Манчестера Крис Баллантайн и Грег Холланд сообщили, что им наконец удалось впервые экспериментально обнаружить присутствие морской воды в глубине Земли. В своем исследовании британцы использовали благородные газы, выходящие на поверхность Земли из коммерческой скважины двуокиси углерода в американском штате
Проведя такой анализ, британские геохимики пришли к выводу, что искомые следы мантийной воды в пробах найдены, и даже умудрились затем косвенным путем подсчитать предполагаемую долевую массу морской воды, содержащейся в мантии Земли. По оценкам Баллантайна и Холланда, на нее приходится около половины от общего количества воды, спрятанной в недрах Земли, тогда как остальные водные запасы имеют более древнее протопланетное происхождение.
Развивая свой дедуктивный метод еще дальше, ученые из Университета Манчестера высказали также предположение, что за время, прошедшее с момента зарождения Земли, ее недрами было поглощено до 10% общей океанической водной массы.
Однако представленные Баллантайном и Холландом вещественные доказательства для большинства их коллег тогда показались недостаточно убедительными. Так, один из критиков назвал статью британцев, опубликованную в июле 2006 года в журнале Nature, провокационной и отметил, что «проблема поглощения земной мантией морской воды слишком сложна и неоднозначна, чтобы попытаться ее разрешить при помощи одного кавалерийского наскока, как это попытались сделать британские геохимики».
Номинально безводные минералы
Конечно, к историческим оценкам Баллантайна и Холланда можно и нужно относиться с известной долей скепсиса, но по крайней мере в одном они точно правы: вода в земных недрах действительно есть, и ее там очень много.
Еще в середине 80−х годов ХХ века одному из крупнейших в мире специалистов в области гидрогеологии американцу Джозефу Смайту, работающему в Университете Колорадо (Боулдер), впервые удалось обнаружить, что в структуре одного из наиболее распространенных минералов земной верхней мантии, вадслеита, присутствуют атомы водорода, то есть эти минералы имеют в своем составе водную (гидроксильную) группу (ОН). Позднее, в 1996 году, Смайту также удалось открыть новую водосодержащую разновидность вадслеита, вадслеит II, который не разлагается даже в глубине мантии.
За последние
Согласно одной из самых популярных сегодня геофизических моделей мокрой мантии, наиболее значительные запасы воды в недрах Земли, по всей видимости, сконцентрированы в переходной зоне (между верхней и нижней мантией) — на глубинах 400–670 км (на границах этой зоны наблюдаются достаточно резкие скачки скоростей распространения сейсмических волн). По оценке Джозефа Смайта, количество спрятанной в этой зоне воды столь велико, что вполне может по своему общему объему в несколько раз превышать все поверхностные земные водоемы вместе взятые.
Однако, несмотря на множество новых данных, косвенно свидетельствующих о наличии в мантии Земли обильных водных запасов, надеяться на то, что вода там может присутствовать и в свободном состоянии, скорее всего не приходится.
Основное возражение противников существования подземных океанов выглядит очень простым и убедительным: под воздействием высоких глубинных температур вода должна
Пожалуй, один из немногих возможных способов прямого сверхглубокого проникновения океанической воды внутрь земной мантии — субдукция (пододвигание одних частей коры под другие) океанской литосферы.
Как известно, в современной теории тектоники литосферных плит постулируется, что земная кора состоит из относительно целостных блоков — плит, которые находятся в постоянном движении относительно друг друга. При этом в зонах расширения морского дна
Пекинская аномалия
Последнее открытие, сделанное американцами Майклом Вайсешшеном и Джессом Лоуренсом, по всей видимости, как раз относится к классическому субдукционному сценарию: глубокому погружению мощной тихоокеанической плиты под континентальную азиатскую.
В построенной Вайсешшеном и Лоуренсом на базе анализа 80 тыс. поперечных сейсмических волн трехмерной модели литосферы и мантии Земли ученым удалось обнаружить обширную зону под восточной частью Евразии, названную ими «пекинской аномалией», в которой было зафиксировано резкое затухание скоростей этих волн.
Эта аномалия была отмечена американскими геофизиками на очень большой глубине — в диапазоне 1200–1400 км, то есть в районе нижней мантии. Подобное затухание скоростей, согласно геофизической теории, может объясняться самыми различными причинами, однако, сделав необходимые аналитические выкладки, Вайсешшен и Лоуренс пришли к выводу, что наиболее вероятным объяснением следует считать присутствие в этой зоне обширного водосодержащего слоя минералов, который и демпфировал сейсмические волны.
В беседе с корреспондентом «Эксперта» директор Геохи РАН академик Эрик Галимов отметил: «Вообще говоря, мантийные минералы
О том же, что в Восточноазиатском регионе подобный процесс (опускание дна океана под континентальную плиту на глубину 1200–1400 км) вполне возможен, неоднократно упоминалось ранее в специальной литературе, хотя до сих пор никаких экспериментальных подтверждений этой гипотезы найдено не было.
По мнению Майкла Вайсешшена, благодаря столь глубокому вгрызанию холодной океанической плиты в нижнюю мантию Земли присутствующие в составе силикатных минералов этой плиты водные включения вполне могли выдержать экстремальные давления и частично сохраниться в стабильном состоянии в виде особой сверхплотной водосодержащей фазы. Ободренный этим объяснением пекинского феномена, Вайсешшен не отказал себе и в удовольствии сделать очередной прогноз предполагаемого суммарного объема воды в нижней мантии: по его мнению, он может составлять от одного до пяти нынешних объемов всех земных океанов.