Өткөндө кан басымы жогору?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

Технологияны изилдөөдө көптөгөн көз карандысыз изилдөөчүлөрдүн суроолору бар. Алардын бир тобу мурда жердин шарты азыркы учурга туура келген шартта мүмкүн болгон технологияларды изилдеп жатышат. Башкалары жер шартынын өзгөрүшүн сунушташат, бирок ошол убакта жер бетинде болгон технологиялар менен байланышпайт. Айтмакчы, бул тема кызыктуу.

Ошентип, басымдын өзгөрүшү бардык заттардын касиеттеринин өзгөрүшүнө алып келет, физикалык жана химиялык реакциялар такыр башка жол менен жүрөт. Учурда колдонулуп жаткан техникалар жараксыз же аз колдонулуп, ал эми аракетсиз жана аз колдонулуучу техникалар пайдалуу болуп баратат.

Болот, кирпич (фарфор), электр энергиясы жана башка көптөгөн предметтерди өндүрүүдө алдыңкы техникалар боюнча көптөгөн изилдөөлөр бар. Мындан 200-300 жыл мурда цивилизацияны мынчалык тез басып өткөн төмөндөө ар кимди таң калтырат.

Биз басым жөнүндө эмне билебиз? Бизде кандай фактылар бар? Биз кандай теорияларды билебиз?

Лариндин теориясынан баштагым келет. Бул анын Жердин структурасы металл-гидрид деген теориясы, бул мурда жердеги басым азыркыдан жогору болгон теорияны курууда баштапкы чекит болуп саналат. Биз жалпыга жеткиликтүү булактарды колдонобуз.

Биз баарыбыз Байкал көлүн билебиз - дүйнөдөгү эң терең көл. Эң негизгиси жаңылыктарды оку

Керемет газ гидрат

«Мир-1» жана «Мир-2» уникалдуу терең деңиз машиналары экспедициянын үч мезгилинде 180ге жакын сүңгүп, Байкалдын түбүнөн көптөгөн табылгаларды таап, ондогон, балким жүздөгөн табылгаларды жаратты. илимий ачылыштардын.

Байкалдагы «Миры» экспедициясынын илимий жетекчиси Александр Егоров эң таң калыштуу ачылыштар Байкалдын түбүндө ачылган газ жана мунай көрүнүштөрүнүн эң күтүүсүз формалары менен байланышкан деп эсептейт. Иркутск лимнологиялык институтунун кызматкерлери болсо аларды алда канча мурда ачышкан, бирок анын эмне экендигин тушунуу, ез козу менен керуу мумкун эмес эле.

«2008-жылы биринчи экспедиция учурунда биз Байкалдын түбүнөн таң калыштуу битум конструкцияларын тапканбыз», - дейт окумуштуу. - Мындай имараттардын пайда болуу механизминде газ гидраттары чоң роль ойнойт. Балким, келечекте бардык энергияны океандын терең деңиз аймактарынан алынуучу газ гидраттарына курууга болот. Мындай көрүнүштөр Байкалда да бар.

2009-жылы, ошондой эле маанилүү ачылыш 1400 метр тереңдикте түбүндө дуушар болгон газ гидраттарды жасалган - суу астындагы ылай жанар тоо Санкт-Петербург. Бул Мексика булуңунан жана Ванкувердин жанындагы жээктен кийинки дүйнөдө үчүнчү гана болгон.

Адатта газ гидраттары жаан-чачынга чачырап, көрүнбөйт, мунун айынан аларды суу астындагы унаалардын жардамы менен изилдөө мүмкүн эмес. Мираны башкарган окумуштуулар аны көрүп, алып, уникалдуу изилдөө жүргүзүшкөн.

«Биз биринчилерден болуп газ гидраттарын басымы жок идишке алууга жетиштик, буга чейин дүйнөдө эч ким муну жасай алган эмес. Менимче, бул түбүнөн газ гидраттарын алуу үчүн репетиция.

Мындан тышкары, сууга түшүү учурунда окумуштуулардын көз алдында укмуштуудай физикалык кубулуштар болгон. Капканга камалып калган газ көбүктөрү күтүүсүздөн газ гидратына айлана баштады, анан тереңдик азайган сайын изилдөөчүлөр алардын ажыроо процессине байкоо жүргүзө алышты.

Биз башка кабарларды окуп, негизги нерсени баса белгилейбиз

Байкалдын тереңине дагы бир түшкөндөн кийин окумуштуулар анын түбүн алтын деп атай башташты. Газ гидраттарынын кендери - уникалдуу отун - эң түбүндө жана абдан чоң өлчөмдө жайгашкан. Аларды кургактыкка чыгаруу абдан көйгөйлүү.

Муну көргөндөр өз көзүнө ишене алышкан жок. Тереңдиги 1400 метр. Мирас Ольхондун жанында сууга секирип бүтүп жаткан кезде батискафтын учкучунун жана эки байкоочунун – Иркутск лимнологиялык институтунун окумуштууларынын көңүлүн катуу тектердин адаттан тыш катмарлары бурган. Адегенде мрамор деп ойлошкон. Бирок чопо менен кумдун астында музга абдан окшош тунук зат пайда болду.

Жакшылап карасак, булар газ гидраттары – суу жана метан газдарынан турган кристаллдык зат, углеводороддордун булагы экени айкын болду. Ошентип, өз көздөрү менен окумуштуулар аны Байкалда эч качан көргөн эмес, бирок алар ал бар деп болжолдошкон жана болжол менен кайсы жерлерде. Дароо манипулятордун жардамы менен үлгүлөр алынды.

"Биз көп жылдардан бери океандарда иштеп, издеп келебиз. Андай экспедициялар болгон, аларда максат табуу болгон. Биз көп учурда кичинекей инклюзияларды таптык. Бирок мындай катмарлар… Кандай гана алтын болгону маанилүү эмес. Бул сууга түшүүдө колумда кармап турдум. Ошондуктан мен үчүн бул укмуштуудай болду. таасирлер ", - дейт Евгений Черняев, Россиянын Баатыры, "Мир" терең деңиз кемесинин учкучу.

Окумуштуулардын ачылышы толкунданды. Мирас былтыр жайда бул жерде болгон, бирок алар эч нерсе таба алышкан эмес. Бул жолу биз газ вулкандарын да көрүүгө жетиштик – булар Байкалдын түбүнөн метан чыккан жерлер. Мындай гейзерлерди зыркыраткыч менен тартылган сүрөттөрдөн даана көрүүгө болот.

"2000-жылы Байкалдын ортосун изилдеп жатып, Санкт-Петербургдагы ылай жанар тоосун таптык. 2005-жылы бул ылай вулканынын аймагында 900 метрдей бийиктиктеги газ шамын таптык. Ал эми акыркы жылдары., Биз бул аймакта газ отторун байкап келгенбиз.", - деп түшүндүрөт Россия Илимдер академиясынын Сибирь бөлүмүнүн Лимнологиялык институтунун гидрология лабораториясынын башчысы, Байкалдагы "Мира" экспедициясынын мүчөсү Николай Гранин..

Эксперттердин пикири боюнча, газ гидраттарында мунайдын жана газдын чалгындалган бардык булактарындагыдай эле углеводороддор бар. Аларды дүйнө жүзү боюнча издеп жатышат. Маселен, Японияда жана Индияда бул пайдалуу кендер жетишсиз. Окумуштуулар Байкал көлүндөгү газ гидраттарынын запасы Иркутск областынын түндүгүндөгү Ковыкта ири кениндеги газ менен бирдей деп эсептешет.

"Газгидраттар - келечектин отун. Аны эч ким Байкалдан чыгарбайт. Бирок алар океандан алынат. Ал 10-20 жылдан кийин болот. Ал негизги казылып алынуучу отунга айланат", - деп айтты Михаил Грачев. АККнын лимнологиялык институту, албетте.

Көлдүн түбүнөн газ гидраттарды көтөрүү мүмкүн эмес болуп чыкты. Байкалдын тереңинде, жогорку басымда жана төмөнкү температурада алар катуу бойдон калат. Көлдүн бетине жакындаганда үлгүлөр жарылып, эрип кеткен.

Бир нече сааттан кийин Мир-1 жана Мир-2 терең суу астында жүрүүчү аппараттар Байкалда жаңы чөмүлтүшөт. Экспедиция мүчөлөрү Ольхон дарбазасын чалгындоо иштерин улантышат. Окумуштуулар ыйык көл дагы көптөгөн сырларды сактайт деп ишенишет.

Келгиле, металл гидриддери жөнүндө окуйлу

Суутек - металл системалары

Суутек-металл системалары көбүнчө бир катар фундаменталдык физикалык касиеттерди изилдөөдө прототиби болуп саналат. Электрондук касиеттердин өтө жөнөкөйлүгү жана суутек атомдорунун аз массасы кубулуштарды микроскопиялык деңгээлде анализдөөгө мүмкүндүк берет. Төмөнкү милдеттер каралат:

Суутек концентрациясы төмөн эритмедеги протондун жанында электрондун тыгыздыгын кайра түзүү, анын ичинде күчтүү электрон-иондук өз ара аракеттенүү

Металл матрицадагы кыйыр өз ара аракеттенүүнү «электрондук суюктуктун» бузулушу жана кристалл торчосунун деформациясы аркылуу аныктоо.

Суутектин жогорку концентрациясында стохиометриялык эмес составдагы эритмелерде металлдык абалдын пайда болуу маселеси келип чыгат.

Суутек-металл эритмелери

Металл матрицасынын араларында локализацияланган суутек кристалл торчосун начар бурмалайт. Статистикалык физиканын көз карашынан алганда, өз ара аракеттенүүчү «тор газдын» модели ишке ашат. Фазалык өтүү чекиттеринин жанында термодинамикалык жана кинетикалык касиеттерди изилдөө өзгөчө кызыгууну туудурат. Төмөнкү температурада нөлдүк термелүүлөрдүн жогорку энергиясы жана жылышуунун чоң амплитудасы бар кванттык подсистема түзүлөт. Бул фазалык трансформация учурунда кванттык эффекттерди изилдөөгө мүмкүндүк берет. Металлдагы суутек атомдорунун жогорку мобилдүүлүгү диффузиялык процесстерди изилдөөгө мүмкүндүк берет. Изилдөөнүн дагы бир багыты – бул суутектин металлдар менен өз ара аракеттенүүсүнүн беттик кубулуштарынын физикасы жана физикалык химиясы: суутек молекуласынын ажыроосу жана атомдук суутектин бетиндеги адсорбция. Суутектин баштапкы абалы атомдук, ал эми акыркы абалы молекулалык болгон учур өзгөчө кызыгууну туудурат. Бул метастабилдүү металл-сутек системаларын түзүүдө маанилүү.

Суутек - металл системаларын колдонуу

Суутек тазалоо жана суутек чыпкалары

Порошок металлургиясы

Ядролук реакторлордо металл гидриддерин модератор, рефлектор, ж.б.

Изотоптордун бөлүнүшү

Термоядролук реакторлор – литийден тритийди алуу

Сууну диссоциациялоочу приборлор

Күйүүчү май клеткасы жана батареянын электроддору

Металл гидриддердин негизиндеги автомобиль кыймылдаткычтары үчүн суутек сактагыч

Металл гидриддердин негизиндеги жылуулук насостору, анын ичинде унаалар жана үйлөр үчүн кондиционерлер

Жылуулук электр станциялары үчүн энергияны өзгөрткүчтөр

Интерметаллдык металл гидриддери

Металл аралык бирикмелердин гидриддери өнөр жайда кеңири колдонулат. Көпчүлүк аккумуляторлор жана аккумуляторлор, мисалы, уюлдук телефондор, портативдик компьютерлер (ноутбуктар), фото жана видеокамераларда металл гидриддик электрод бар. Бул батареялар экологиялык жактан таза, анткени аларда кадмий жок.

Металл гидриддери жөнүндө көбүрөөк окуй алабызбы?

Биринчиден, суутектин металлда эриши аны металл атомдору менен жөнөкөй аралаштыруу эмес болуп чыгат - бул учурда суутек өзүнүн бир гана электронун эритменин жалпы чочколоң банкына берет жана таптакыр "жылаңач" протон бойдон калууда. Ал эми протондун өлчөмдөрү ар кандай атомдун өлчөмдөрүнөн 100 миң эсе (!) кичине, ал акырында (протондун зарядынын жана массасынын эбегейсиз концентрациясы менен бирге) башка атомдордун электрондук кабыгына да терең кирип кетүүгө мүмкүндүк берет. (жылаңач протондун бул жөндөмү буга чейин эксперименталдык түрдө далилденген). Бирок протон башка атомдун ичине кирип, бул атомдун ядросунун зарядын көбөйтөт жана ага электрондордун тартылышын күчөтөт жана ошону менен атомдун көлөмүн азайтат. Демек, металлда водороддун эриши, канчалык парадоксалдуу көрүнбөсүн, мындай эритменин борпоң болушуна эмес, тескерисинче, баштапкы металлдын тыгыздалышына алып келиши мүмкүн. Кадимки шарттарда (башкача айтканда, нормалдуу атмосфералык басымда жана бөлмө температурасында) бул таасир анчалык деле байкалбайт, бирок жогорку басымда жана температурада ал кыйла олуттуу.

Окугандарыңыздан түшүнгөндөй, гидриддердин болушу биздин доордо мүмкүн.

Учурдагы шарттарда жүрүп жаткан реакциялар кээ бир заттар, кыязы, жерге басым жогорулаган мезгилде пайда болгонун тастыктайт. Мисалы, алюминий гидридди алуу реакциясы. «Узак убакыт бою алюминий гидридди элементтердин түз өз ара аракеттенүүсү менен алуу мүмкүн эмес деп эсептелип келген, ошондуктан аны синтездөө үчүн жогорудагы кыйыр ыкмалар колдонулган. Бирок 1992-жылы россиялык окумуштуулардын тобу гидриддин түз синтезин жүргүзүшкөн. суутек менен алюминийден, жогорку басымды (2 ГПа жогору) жана температураны (800 К ашык) колдонуу менен. Алмаздын графитке айлануу реакциясы жана тескерисинче, катализатор басым же анын жоктугун бардыгы билет. Мындан тышкары, башка басымдагы заттардын касиеттери жөнүндө эмнелерди билебиз? Иш жүзүндө эч нерсе.

Тилекке каршы, бизде жогорку басымдагы заттардын химиялык жана физикалык касиеттеринин өзгөрүшү менен байланышкан мыйзамдардын теориясы азырынча жок, мисалы, өтө жогорку басымдын термодинамикасы жок. Бул жаатта экспериментаторлор теоретиктерге караганда ачык артыкчылыкка ээ. Акыркы он жылдын ичинде практиктер өтө басымда нормалдуу шарттарда ишке ашыруу мүмкүн болбогон көптөгөн реакциялар пайда болоорун көрсөтө алышты. Ошентип, 4500 бар жана 800 ° C, көмүртек кычкылы жана күкүрт суутек катышуусунда элементтерден аммиактын синтези 97% киреше менен ишке ашат.

Бирок, ошентсе да, ошол эле булактан биз билебиз: Жогорудагы фактылар ультра жогорку басымдын таза заттардын жана алардын аралашмаларынын (эритмелеринин) касиеттерине өтө олуттуу таасир этээрин көрсөтүп турат. Биз бул жерде таасирлердин аз гана бөлүгүн айттык. химиялык реакциялардын жүрүшүнө таасир этүүчү жогорку басым (атап айтканда, басымдын кээ бир фазалык тең салмактуулукка тийгизген таасири жөнүндө.) Бул маселени дагы толук кароодо басымдын илешкектүүлүккө, заттардын электрдик жана магниттик касиеттерине ж.б..

Бирок мындай маалыматтарды берүү бул брошюранын алкагына кирбейт. Өтө жогорку басымда металл эместерде металлдык касиеттердин пайда болушу чоң кызыгууну туудурат. Негизинен, бул бардык учурларда, биз металлдарга мүнөздүү болгон затта эркин электрондордун пайда болушуна алып келген атомдордун дүүлүгүүсү жөнүндө болуп жатат. Маалым болгондой, 12900 атм жана 200° (же 35 000 жана бөлмө температурасында) сары фосфор кайтарылгыс түрдө тыгызыраак модификацияга – кара фосфорго айланат, ал сары фосфордо жок металлдык касиеттерди көрсөтөт (металлдык жогорку электрдик жылтыр жана өткөргүчтүк). Ушундай эле байкоо теллур үчүн да жасалган. Ушуга байланыштуу Жердин ички түзүлүшүн изилдөөдө ачылган бир кызыктуу кубулушту айта кетүү керек.

Жердин радиусунун болжол менен жарымына барабар тереңдикте Жердин тыгыздыгы кескин өсөт экен. Учурда дүйнөнүн бардык өлкөлөрүндөгү жүздөгөн лабораториялар өтө жогорку басымдагы заттардын түрдүү касиеттерин изилдеп жатышат. Бирок мындан 15-20 жыл мурун гана мындай лабораториялар аз болчу».

Азыр кээ бир изилдөөчүлөрдүн электр энергиясын колдонуу жана сыйынуучу жайлардын практикалык максатка ээ болгондугу тууралуу айткандарына таптакыр башкача карасак болот. Неге? Басым жогорулаган сайын заттын электр өткөргүчтүгү жогорулайт. Бул зат аба болушу мүмкүнбү? Биз чагылган жөнүндө эмне билебиз? Сиздин оюңузча, басымы күчөгөндөр азбы же азбы? Ал эми жердин магнит талаасын кошсок, жез куполдор менен электрлештирилген шамалдын (абанын) соккусу менен бир нерсе кыла албайбызбы? Бул тууралуу биз эмне билебиз? Эч нерсе.

Ойлонуп көрөлү, бийик атмосферада топурак кандай болушу керек, анын курамы кандай болот? Гидриддер топурактын үстүнкү катмарларында болушу мүмкүнбү, же жок эле дегенде, алар жогорулатылган басым астында канчалык тереңдикте жатмак? Биз буга чейин окуганыбыздай, гидриддерди колдонуу чөйрөсү кеңири. Эгерде мурда гидриддерди казып алуу мумкунчулугу бар деп эсептесек (же балким, мурда гидриддерди ири карьерлер эле казып жаткандыр?), анда ар кандай материалдарды чыгаруунун ыкмалары ар кандай болгон. Энергетика тармагы да башкача болмок. Алынган статикалык электр энергиясынан тышкары газ гидриддерин, металл гидриддерин мурдагы кыймылдаткычтарда колдонууга болот. Ал эми абанын тыгыздыгын эске алганда, эмне үчүн учуучу виманалар жок?

Планетардык масштабдагы катастрофа болду дейли (ал үчүн Жердеги басымды жөн эле өзгөртүү үчүн жетиштүү) жана материянын табияты жөнүндөгү бардык билимдер пайдасыз болуп, көптөгөн техногендик кырсыктар болуп жатат. Гидриддердин ажыроосу менен суутектин кескин бөлүнүп чыгышы, андан кийин суутектин, металлдардын, жаңы шарттарда туруксуз болуп калган ар кандай заттын тутанышы мүмкүн болмок. Бүтүндөй жакшы иштеген өнөр жай кыйрап жатат. Суутектин күйүшү суу, буу пайда болушуна себеп болмок (топон сууну колдоочуларга салам) Ал эми биз өткөн 200-300 жыл мурун ат тартуу менен, бардык эксперименттер жана ачылыштар менен жаңы түзүлгөн шарттарда табылганбыз. курчап турган дүйнө.

Азыр биз өткөндүн эстеликтерине суктанабыз жана аларды кайталай албайбыз. Бирок алар келесоо же келесоо болгондуктан эмес, мурда башка шарттар жана ошого жараша аларды түзүүнүн ар кандай ыкмалары болушу мүмкүн эле.