| |||
Приложения Приложение 7. И.Н.Яницкий. О флюидопроводящих термогидромассивах в недрах Земли (научные и прикладные аспекты флюидодинамики). В 50-70-х годах в Советском Союзе активно развивались исследования академика Д. С. Коржинского и Г. Л. Поспелова, охватывающие проблемы метаморфизма и интрузивного вулканизма. Центром научных интересов при этом был цикл работ по функционированию флюидопроводящих термогидроколонн. Актуальность исследований определялась требованием познания механизма гидротермального рудообразования с выходом на реализацию народнохозяйственных задач обеспечения промышленной рудной базы. Экспериментальное моделирование характера глубинных процессов выполняли отечественные геохимики - Э. К. Герлинг (Радиевый институт), Л. Л. Шанин (ИГЕМ), В. В. Чердынцев (ГИН), К. П. Флоренский (ГЕОХИ), А. Ю. Намиот (МНИ) и др., реализовавшие серии опытов в наиболее приближенных к реальным подземным условиям. Многокомпонентные системы (породы, минералы, соли на водной, и даже на водно-углеводородной основе) исследовались в автоклавах в ходе как повышения, так и понижения t,Р - условий. Особый интерес вызывали эксперименты с введением в исследуемые комплексы "инертных" газов - гелия и аргона. Главным результатом оказались выводы о ступенчатом (квантованном) характере взаимодействий кристаллических структур минералов и пород с "инертными" газами в повышенных t,Р-условиях, что явно отражало ковалентные и даже переходные к химическим явления. Разумеется, выводы были достаточно неожиданными, нарушающими даже общепризнанные представления о физхимии взаимодействий, где так называемые "химические реакции второго рода" создавали удивительный полиморфизм [1-3]. К сожалению, эти фундаментальные исследования оказались за бортом интересов "мировой науки", шедшей с начала века по пути упрощенного экспериментирования, лидерами здесь были американские ученые. Так, уже в 1906 г. геофизик Х.Рейд начал публикацию цикла работ, в которых вся земная кора (до границы Мохо) аппроксимировалась "булыжной мостовой", и только ниже Мохо предполагался некий пластификат с другими физическими свойствами. О флюидах, если и говорилось, то только как об остаточных, следы их экспериментально наблюдаются в микровключениях минералов и пород, образцами которых завалены полки и шкафы наших лабораторий, выполняется отделка фасадов зданий и инкрустация вестибюлей метро. Такого рода "образцы" с позиций термодинамики корректнее называть сухарями. Исходные положения и результаты X. Рейда использовали петрологи А. Рингвуд, Д. Грин, М. Эвинг и многие другие, которые в десятках лабораторий мира выполнили бесчисленное количество анализов и экспериментов на опять-таки неопределенно долго складированных образцах. Объектами исследований в первую очередь были многие разновидности основных и ультраосновных пород, которые считались наиболее глубинными, а также железные и каменные метеориты, дающие, дескать, надежные представления о космическом материале, захваченном около 5 млрд. лет назад Протоземлей в ходе ее аккреции. По последним данным твердые фазы космоса более чем на 80% состоят из замерзшей воды (льда), твердых углеводородов, углекислоты и других элементов, образующих флюидосферу Земли. Такие образцы, как показали многоцелевые гелиеметрические исследования [1-4], абсолютно не соответствуют глубинным аналогам и судить по ним о состояниях в недрах Земли, тем более в мантии и ядре, столь же бессмысленно, как и попробовать определить химсостав и физические свойства теста, именно по сухарям, полученным из хлеба, выпеченного из того самого исходного теста. Получению информации, хоть как-то приближающейся к реальным глубинным условиям, способствовали результаты гелиеметрических исследований, реализованных только российскими учеными [2]. В том числе: 1) при изучении атмохимии глубоких горизонтов урановых месторождений (период работ 1950-1960 гг.); 2) в ходе крупномасштабного структурного геологического картирования (1970-1980 гг.) [5]; 3) при решении проблемы прогноза землетрясений по программе ГКНТ СССР № 0.74.03 (1976-1992 гг.) [6]; 4) при оценке экологической безопасности размещений объектов повышенного риска, в первую очередь АЭС (1979-1993 гг.) [7,8]; 5) при анализе причин крупных технологических аварий (1983-1995 гг.) [9]. Хотя основания для пересмотра бытующих представлений о глубинном строении Земли возникли еще в ходе оформления научного открытия №68 [2], началом информационного взрыва в науках о Земле можно считать публикацию засекреченных ранее сведений о взаимодействии водорода и гелия в повышенных 1,Р-условиях с тепловыделяющими элементами (ТВЭЛами) атомных реакторов [9]. Атомщикам США это стоило около 1 млрд. долларов, когда в 1979 г. они, ничего про то не ведая, начали разгон АЭС Сэн Врейн, теплоносителем в которой впервые был использован гелий. В последний момент автоматика спасла от катастрофических последствий возникших реакций взаимодействия [9]. Более полная информация в этом плане была представлена рядом авторов в ходе Международной научной конференции "Геофизика и современный мир" (М., МГУ, 1993 г.). На следующем этапе были рассмотрены крайне опасные последствия реализации программы "горячего способа" захоронения концентрированных радионуклидов (путем проплавления земной коры), чему 20 декабря 1993 г. был посвящен научный семинар ОИФЗ РАН [9]. В частности, было показано, что энергия техногенной термогидроколонны, образующейся при воздействии цепочки вертикально опускающихся "огненных шаров" проплавления, сложится с и без того предельно энергонасыщенными ниже 7-8 км породами (что показали уникальные наблюдения за извержением вулкана Толбачика): произойдет выброс; содержимое сотен Чернобылей окажется на поверхности. Системный анализ позволяет сделать вывод о субкристаллической структуре Земли, определяемой современной флюидодинамикой, контролируемой разломами древнего (архей-протерозойского) времени заложения. Позже эти разломы функционировали унаследовано, что закономерно не только для щитов и древних денудированных складчатых областей [5], но и для платформ, чему много внимания уделяли в свое время академики Н. С. Шатский и А. В. Пейве. Такие структуры служат флюидопроводниками и в настоящее время [2,4,7,8]. Что же касается консолидированных жестких блоков, то их образование происходило на ранних этапах формирования мегаструктур [5] в условиях развития объемной флюидодинамики. Остаточными формами функционирования крупномасштабных флюидпроводящих массивов являются батолиты гранитоидов, служивших ядрами консолидации. В общем же плане механизмы образования флюидпроводящих массивов мало чем отличаются от флюидпроводящих термогидроколонн Коржинского-Поспелова [5]. С учетом последних данных сейсмологии и структурного анализа (доклады Н.И.Павленковой, Г. Ф. Макаренко и др. на совещании по тектонике и геодинамике в 1998 г.) можно считать доказанной особую роль гидродинамических механизмов формирования секториальных структур земной "коры" и "мантии". Установлено, что самые верхние слои коры имеют выраженную структуру "колотого льда" или даже "кольчуги" [7-9]. Разумеется, что в условиях "сухой мантии" такое просто невозможно. Термофлюидодинамика всегда играла определяющую роль в глубинных процессах, начиная с породообразования. Более того - она осуществляет самые различные формы сброса излишней энергии Земли [9]. В этом плане сохранять основанную американскими специалистами в начале века концепцию "сухой мантии" и "безводной Земли" по крайней мере научно не корректно. Поправить суть "сухой" концепции невозможно ни с помощью изысканных математических описаний, ни за счет филигранного оформления монографий (В. А. Жариков, 1983). Можно согласиться, что эти, не соответствующие реальному астрогеофизическому мирозданию, научные издержки пора изъять из употребления целиком. ГЛАВНАЯ (содержание) ИЛЛЮСТРАЦИИ ПРИЛОЖЕНИЯ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Методология общения с Богом Литература Об авторе |