Kõrge vererõhk minevikus?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Paljudel tehnoloogiauuringutega tegelevatel sõltumatutel teadlastel on küsimusi. Üks rühm neist tegeleb võimalike tehnoloogiate uurimisega, eeldusel, et maakera tingimused minevikus vastasid praegusele. Teised viitavad maiste tingimuste muutumisele, kuid ei ole korrelatsioonis tol ajal maa peal eksisteerinud tehnoloogiatega. Ja muide, see teema on huvitav.

Nii et rõhu muutus toob kaasa muutuse kõigi ainete omadustes, füüsikalised ja keemilised reaktsioonid kulgevad täiesti erineval viisil. Praegu kasutusel olevad tehnikad muutuvad kasutuks või vähekasutavaks ning mitteaktiivsed ja vähekasutavad võtted muutuvad kasulikuks.

Terase, tellise (portselani), elektritootmise ja paljude muude teemade täiustatud tehnikate kohta on tehtud palju uuringuid. Kõik on hämmastunud allakäigu üle, mis tsivilisatsioonist 200–300 aastat tagasi nii kiiresti möödus.

Mida me teame survest? Mis faktid meil on? Milliseid teooriaid me teame?

Ma tahan alustada Larini teooriast. Tema teooria kohaselt on Maa struktuur metallhüdriid, mis on lähtepunktiks selle teooria koostamisel, et varem oli rõhk maapinnal suurem kui praegu. Kasutame avalikult kättesaadavaid allikaid.

Me kõik teame Baikali järve – maailma sügavaimat järve. Peaasi lugege uudiseid

Imegaasihüdraadid

Unikaalsed süvameresõidukid "Mir-1" ja "Mir-2" tegid ekspeditsiooni kolme hooaja jooksul umbes 180 sukeldumist, leidsid Baikali järve põhjast palju leide ning andsid põhjust kümnetele ja võib-olla isegi sadudele. teaduslikest avastustest.

Baikali järve ekspeditsiooni "Miry" teaduslik juht Aleksander Egorov usub, et kõige hämmastavamad avastused on seotud Baikali järve põhjas avastatud gaasi ja nafta kõige ootamatumate ilmingutega. Irkutski limnoloogiainstituudi töötajad avastasid need aga palju varem, kuid seda ei olnud võimalik mõista, mis see on, seda oma silmaga näha.

"2008. aastal leidsime esimese ekspeditsiooni käigus Baikali järve põhjast veidrad bituumenstruktuurid," ütleb teadlane. - Gaasihüdraadid võtavad selliste hoonete tekkemehhanismis suure osa. Võib-olla saab tulevikus kogu energia ehitada gaasihüdraatidele, mida ammutatakse ookeani süvamerealadelt. Selliseid nähtusi on ka Baikalil.

2009. aastal tehti oluline avastus ka gaasihüdraatidest, mis paljanduvad põhjas 1400 meetri sügavusel – veealune mudavulkaan Peterburi. See oli alles kolmas paljand maailmas Mehhiko lahe ja Vancouveri lähedase ranniku järel.

Ebatavaline nähtus on see, et tavaliselt puistatakse gaasihüdraate sademetega ja neid pole näha, mistõttu on võimatu neid veealuste sõidukite abil uurida. Mirat piloteerivatel teadlastel õnnestus seda näha, hankida ja läbi viia ainulaadne uuring.

“Meil õnnestus esimestena saada gaasihüdraate survevabasse mahutisse, varem ei suutnud keegi teine maailmas seda teha. Ma arvan, et see on proov gaasihüdraatide põhjast eraldamiseks.

Lisaks toimusid sukeldumiste käigus teadlaste silme all uskumatud füüsikalised nähtused. Püünisesse lõksu jäänud gaasimullid hakkasid järsku muutuma gaasihüdraadiks ja seejärel võisid teadlased sügavuse vähenedes jälgida nende lagunemisprotsessi.

Loeme muid uudiseid ja tõstame esile peamise

Pärast järjekordset laskumist Baikali järve sügavusse hakkasid teadlased selle põhja kuldseks nimetama. Gaasihüdraatide - ainulaadse kütuse - hoiused asuvad kõige põhjas ja suurtes kogustes. See on lihtsalt nende maale viimine väga problemaatiline.

Nad ei uskunud oma silmi, kui seda nägid. Sügavus on 1400 meetrit. Mirad olid juba lõpetamas sukeldumist Olhoni lähedal, kui batüskafi piloodi ja kahe vaatleja – Irkutski limnoloogiainstituudi teadlaste – tähelepanu köitsid ebatavalised kõva kivimikihid. Alguses arvasid nad, et see on marmor. Kuid savi ja liiva alla ilmus läbipaistev aine, mis oli väga sarnane jääga.

Lähemalt uurides selgus, et tegemist on gaasihüdraatidega – veest ja metaangaasidest koosneva kristallilise ainega, süsivesinike allikaga. Nii et teadlased pole seda oma silmaga kunagi Baikali järves näinud, kuigi nad eeldasid, et see on olemas ja umbes millistes kohtades. Proovid võeti kohe manipulaatori abil.

"Oleme aastaid töötanud ookeanides, otsinud. On olnud selliseid ekspeditsioone, mille eesmärk oli leida. Tihti leidsime väikseid kandmeid. Aga sellised kihid… Vahet pole, mis kullatükk oli hoides selles sukeldumises käes. Seetõttu oli see minu jaoks fantastiline. muljed, "- ütleb Jevgeni Tšernjajev, Venemaa kangelane, süvameresõiduki Mir piloot.

Teadlaste avastus erutas. Mirad olid siin eelmisel suvel, kuid nad ei leidnud midagi. Seekord õnnestus näha ka gaasivulkaane - need on kohad, kus Baikali järve põhjast väljub metaan. Sellised geiserid on kajaloodiga tehtud piltidel hästi näha.

"2000. aastal leidsime Baikali keskosa uurides ehitise – mudavulkaani Peterburi. 2005. aastal avastasime selle mudavulkaani piirkonnast umbes 900 meetri kõrguse gaasilambi. Ja viimaste aastate jooksul, oleme selles piirkonnas jälginud gaasirakette.", - selgitab Nikolai Granin, Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali Limnoloogiainstituudi hüdroloogia labori juhataja, Baikali järve ekspeditsiooni "Mira" liige..

Ekspertide sõnul sisaldavad gaasihüdraadid sama palju süsivesinikke kui kõigis uuritud nafta- ja gaasiallikates. Neid otsitakse üle kogu maailma. Näiteks Jaapanis ja Indias, kus neid mineraale napib. Teadlased usuvad, et Baikali järve gaasihüdraatide varud on ligikaudu samad, mis Irkutski oblasti põhjaosas asuvas suures Kovykta väljas.

"Gaasihüdraadid on tuleviku kütus. Keegi ei kaevanda seda Baikalil. Aga neid kaevandatakse ookeanist. See on 10-20 aasta pärast. Sellest saab peamine fossiilkütus," ütles keskuse direktor Mihhail Gratšev. SB RASi Limnoloogiainstituut on kindel.

Järve põhjast gaasihüdraate osutus võimatuks tõsta. Baikali järve sügavusel püsivad nad kõrge rõhu ja madala temperatuuri all tahke. Järve pinnale lähenedes proovid plahvatasid ja sulasid.

Mõne tunni pärast teevad süvamere sukeldujad Mir-1 ja Mir-2 Baikali järvel uued sukeldumised. Ekspeditsiooni liikmed jätkavad Olhoni värava uurimist. Teadlased on kindlad, et pühas järves on palju rohkem saladusi, mida nad peavad lahti harutama.

Loeme metallhüdriidide kohta

Vesinik - metallsüsteemid

Vesinik-metalli süsteemid on sageli prototüübid mitmete fundamentaalsete füüsikaliste omaduste uurimisel. Elektrooniliste omaduste äärmine lihtsus ja vesinikuaatomite väike mass võimaldavad analüüsida nähtusi mikroskoopilisel tasemel. Arvesse võetakse järgmisi ülesandeid:

Elektrontiheduse ümberkorraldamine prootoni lähedal madala vesiniku kontsentratsiooniga sulamis, sealhulgas tugev elektronioonide interaktsioon

Kaudse interaktsiooni määramine metallmaatriksis "elektronvedeliku" häirimise ja kristallvõre deformatsiooni kaudu.

Suure vesiniku kontsentratsiooni korral tekib mittestöhhiomeetrilise koostisega sulamites metallilise oleku tekkimise probleem.

Vesinik-metalli sulamid

Metallmaatriksi vahekohtades paiknev vesinik moonutab nõrgalt kristallvõre. Statistilise füüsika seisukohalt realiseerub interakteeruva "võregaasi" mudel. Eriti huvitav on termodünaamiliste ja kineetiliste omaduste uurimine faasisiirdepunktide lähedal. Madalatel temperatuuridel moodustub nullpunkti vibratsiooni kõrge energiaga ja suure nihkeamplituudiga kvant-allsüsteem. See võimaldab uurida kvantefekte faasimuutuste ajal. Vesinikuaatomite suur liikuvus metallis võimaldab uurida difusiooniprotsesse. Teine uurimisvaldkond on vesiniku ja metallide interaktsiooni pinnanähtuste füüsika ja füüsikaline keemia: vesiniku molekuli lagunemine ja adsorptsioon aatomi vesiniku pinnal. Eriti huvitav on juhtum, kui vesiniku algolek on aatom ja lõpp olek on molekulaarne. See on oluline metastabiilsete metall-vesiniksüsteemide loomisel.

Vesinik-metallsüsteemide rakendamine

Vesiniku puhastamine ja vesiniku filtrid

Pulbermetallurgia

Metallhüdriidide kasutamine tuumareaktorites moderaatoritena, reflektoritena jne.

Isotoopide eraldamine

Termotuumareaktorid – triitiumi ekstraheerimine liitiumist

Vee dissotsiatsiooni seadmed

Kütuseelemendi ja aku elektroodid

Metallhüdriididel põhinevate autode mootorite vesinikuhoidla

Metallhüdriididel põhinevad soojuspumbad, sh sõidukite ja kodude kliimaseadmed

Soojuselektrijaamade energiamuundurid

Intermetallilised metallhüdriidid

Intermetalliliste ühendite hüdriide kasutatakse tööstuses laialdaselt. Enamik laetavaid patareisid ja akusid, näiteks mobiiltelefonide, kaasaskantavate arvutite (sülearvutite), foto- ja videokaamerate jaoks, sisaldavad metallhüdriidelektroodi. Need akud on keskkonnasõbralikud, kuna ei sisalda kaadmiumi.

Kas saame metallhüdriidide kohta rohkem lugeda?

Esiteks ei osutu vesiniku lahustumine metallis lihtsaks selle segamiseks metalliaatomitega - sel juhul annab vesinik oma elektroni, mida tal on ainult üks, lahuse ühisesse hoiupõrsasse ja jääb absoluutselt "paljaks" prootoniks. Ja prootoni mõõtmed on 100 tuhat korda (!) väiksemad kui ühegi aatomi mõõtmed, mis lõppkokkuvõttes (koos tohutu laengukontsentratsiooni ja prootoni massiga) võimaldab tal isegi sügavale teiste aatomite elektronkihti tungida. (see palja prootoni võime on juba eksperimentaalselt tõestatud). Kuid tungides teise aatomi sisse, suurendab prooton justkui selle aatomi tuuma laengut, suurendades elektronide külgetõmmet selle poole ja vähendades seega aatomi suurust. Seetõttu võib vesiniku lahustumine metallis, ükskõik kui paradoksaalne see ka ei tunduks, viia mitte sellise lahuse lõtvuseni, vaid vastupidi, esialgse metalli tihenemiseni. Normaalsetes tingimustes (st normaalsel atmosfäärirõhul ja toatemperatuuril) on see mõju tühine, kõrgel rõhul ja temperatuuril aga üsna märkimisväärne.

Nagu loetust aru saada, on hüdriidide olemasolu meie ajal võimalik.

Olemasolevates tingimustes toimuvad reaktsioonid kinnitavad, et mõned ained tekkisid suure tõenäosusega maapinnale avaldatud suurenenud surve perioodil. Näiteks alumiiniumhüdriidi saamise reaktsioon. "Pikka aega arvati, et alumiiniumhüdriidi ei saa elementide otsesel interaktsioonil, seetõttu kasutati selle sünteesiks ülaltoodud kaudseid meetodeid, kuid 1992. aastal viis rühm Venemaa teadlasi läbi hüdriidi otsese sünteesi. vesinikust ja alumiiniumist, kasutades kõrget rõhku (üle 2 GPa) ja temperatuuri (üle 800 K). Reaktsiooni väga karmide tingimuste tõttu on meetodil hetkel vaid teoreetiline väärtus." Kõik teavad teemandi grafiidiks muutumise reaktsioonist ja vastupidi, kus katalüsaatoriks on rõhk või selle puudumine. Lisaks, mida me teame erineva rõhu all olevate ainete omadustest? Praktiliselt mitte midagi.

Kahjuks puudub meil veel seaduste teooria, mis on seotud ainete keemiliste ja füüsikaliste omaduste muutumisega kõrgel rõhul, näiteks puudub ülikõrgete rõhkude termodünaamika. Selles valdkonnas on eksperimenteerijatel teoreetikute ees selge eelis. Viimase kümne aasta jooksul on praktikud suutnud näidata, et äärmusliku surve korral tekivad paljud reaktsioonid, mis tavatingimustes pole teostatavad. Niisiis toimub 4500 baari ja 800 ° C juures ammoniaagi süntees elementidest süsinikmonooksiidi ja vesiniksulfiidi juuresolekul saagisega 97%.

Kuid sellest hoolimata teame samast allikast, et Ülaltoodud faktid näitavad, et ülikõrgrõhk mõjutab väga oluliselt puhaste ainete ja nende segude (lahuste) omadusi. Oleme siin maininud vaid väikest osa ainete mõjudest. kõrge rõhk, mis mõjutab keemiliste reaktsioonide kulgu (eelkõige rõhu mõju mõnele faasitasakaalule.) Selle teema täielikum käsitlemine peaks hõlmama ka andmeid rõhu mõju kohta viskoossusele, ainete elektrilistele ja magnetilistele omadustele jne..

Kuid selliste andmete esitamine ei kuulu selle brošüüri ulatusse. Suurt huvi pakub mittemetallide metalliliste omaduste ilmnemine ülikõrge rõhu juures. Põhimõtteliselt räägime kõigil neil juhtudel aatomite ergastamisest, mis põhjustab metallidele iseloomuliku vabade elektronide ilmumist ainesse. Näiteks on teada, et temperatuuril 12 900 atm ja temperatuuril 200 ° (või 35 000 toatemperatuuril) muutub kollane fosfor pöördumatult tihedamaks modifikatsiooniks - mustaks fosforiks, millel on metallilised omadused, mis puuduvad kollases fosforis (metalliline läige ja kõrge elektriline läige). juhtivus). Sarnane tähelepanek tehti telluuri kohta. Sellega seoses tuleks mainida üht huvitavat nähtust, mis avastati Maa siseehituse uurimisel.

Selgus, et Maa tihedus sügavusel, mis on võrdne ligikaudu poole Maa raadiusega, suureneb järsult. Praegu uurivad sajad laborid kõigis maailma riikides ülikõrge rõhu all olevate ainete erinevaid omadusi. Kuid alles 15-20 aastat tagasi oli selliseid laboreid väga vähe.

Nüüd võime hoopis teisiti vaadata mõne teadlase väidetele elektrikasutuse minevikust ja kultuspaigad omandavad praktilise otstarbe. Miks? Rõhu suurenedes suureneb aine elektrijuhtivus. Kas see aine võib olla õhk? Mida me teame välgust? Kas arvate, et neid oli rohkem või vähem kõrgendatud rõhuga? Ja kui lisada veel maa magnetväljad, kas me ei saaks elektrifitseeritud tuule (õhu) puhanguga vaskkuplitega midagi peale hakata? Mida me sellest teame? Mitte midagi.

Mõelgem, milline peaks olema pinnas kõrgendatud atmosfääris, millist koostist me jälgiksime? Kas hüdriidid võivad esineda pinnase ülemistes kihtides või vähemalt kui sügaval need suurenenud rõhu all asuvad? Nagu juba lugesime, on hüdriidide kasutusvaldkond ulatuslik. Kui eeldada, et minevikus oli hüdriidide kaevandamise võimalus (või võib-olla olid tohutud lahtised kaevandused lihtsalt hüdriidide kaevandamine?), siis olid erinevate materjalide tootmismeetodid erinevad. Ka energiasektor oleks teistsugune. Lisaks tekkivale staatilisele elektrile oleks vanaaegsetes mootorites võimalik kasutada gaashüdriide, metallhüdriide. Ja arvestades õhu tihedust, siis miks mitte eksisteerida vimanade lendamiseks?

Oletame, et on toimunud planeedi mastaabis katastroof (piisab, kui lihtsalt Maale avaldatavat survet muuta) ja kõik teadmised mateeria olemusest muutuvad kasutuks, toimub arvukalt inimtegevusest tingitud katastroofe. Hüdriidide lagunemisel toimuks järsk vesiniku eraldumine, mille järel oleks võimalik vesiniku, metallide, mis tahes aine, mis muutus uutes tingimustes ebastabiilseks, süttimine. Kogu hästi toimiv tööstus laguneb. Vesiniku põlemisel tekiks vesi, aur (tere üleujutuse toetajatele) Ja me leiame end 200-300 aasta tagusesse minevikku hobuveojõuga koos kõigi katsete ja avastustega äsja kujunenud tingimustes. ümbritsev maailm.

Nüüd imetleme mineviku monumente ega suuda neid korrata. Aga mitte sellepärast, et nad on rumalad või rumalad, vaid sellepärast, et minevikus võis olla ka teisi tingimusi ja vastavalt ka teistsuguseid meetodeid nende loomiseks.