Proces odgazowania wodoru z jelit naszej planety jest wszechstronny i globalny. Białawe kręgi zbożowe, pęcznienie gleby, wybuchowe kratery, zapady krasowe, głębokie, okrągłe jeziora, laguny atolowe i wulkany są żywym dowodem tego procesu, który należy uwzględnić w działalności gospodarczej ludzkości.
Bilans wodorowy planety
Atmosfera ziemska zawiera około 2,5 miliarda ton wodoru, który uchodzi w kosmos w ilości 250 tysięcy ton rocznie. Źródłem uzupełniania "strat kosmicznych" jest odgazowanie Ziemi wodorem w różnych formach.
Nie ma już wątpliwości, że wodór jest najgłębszym gazem planety. W latach 70-tych XX wieku V. N. Larin zaproponował hipotezę dotyczącą ziemskiego jądra wodorkowego zawierającego superkompresowany wodór.
Odgazowanie planety przez wodór to zjawisko uwalniania się wodoru w mieszaninie z innymi gazami płynnymi (najczęściej węglowodorami, helem i radonem) w strefach szczelin, podczas erupcji wulkanów, z uskoków w skorupie ziemskiej, rur kimberlitowych, niektórych kopalniach i studniach. W wielu przypadkach trzęsieniom ziemi pochodzenia tektonicznego towarzyszy wzrost zawartości wodoru w powietrzu w epicentrum i obszarach przyległych.
Film promocyjny:
Model geochemiczny Ziemi.
Jak widać na schemacie odgazowania wodoru, wodór głęboko dociera do powierzchni Ziemi w postaci węglowodorów, wody oraz w postaci gazowego H2. Reakcje hydrolizy wody oceanicznej podczas amfibolizacji, chlorytyzacji, serpentynizacji skał płaszczowych w strefach subdukcji są również dodawane do ogólnego bilansu wodoru zgodnie z obowiązującym schematem:
2Mg 2SiO4 (oliwin) + 22H2O = 3Mg6 {Si4O10} (OH) 8 (serpentyna) + 6Mg (OH) 2 (brucyt) + 4H2.
Litosfera, jako gęsta warstwa tlenków, jest trudną do usunięcia barierą, która zapobiega uwalnianiu wodoru na powierzchnię. W rezultacie gaz gromadzi się pod skorupą, gdzie wchodzi w reakcje chemiczne z innymi substancjami, czemu towarzyszy dodatkowe wydzielanie ciepła. Najprawdopodobniej to obecność wodoru sprawia, że astenosfera jest ośrodkiem quasi-ciekłym. Dane uzyskane metodą sejsmotomografii wskazują, że na głębokości około 100 km powyżej astenosfery powstają liczne ogniska trzęsień ziemi, rejestrujące wzrost cieczy i stopionego materiału.
Jak wygląda wodór wydostający się z powierzchni planety?
W strefach wychodni wodoru w rzeźbie Ziemi powstają bardzo charakterystyczne „struktury osiadania”, przypominające kształtem „spodki”, których średnice wahają się od 100 m do kilku kilometrów.
Złoża wodoru
Studnie wodoru istnieją i są z powodzeniem eksploatowane na świecie.
Kręgi zbożowe z wodorem:
„Witch's Circle” - pas bardziej soczystej i wyższej trawy wzdłuż granicy idealnie płaskiego koła - jest szczególnie widoczny na zwykle suchych terenach. Intensywny wzrost roślin w pierścieniach nie jest związany ze specyfiką gleby lub wód podziemnych, ale można to dość wytłumaczyć uwalnianiem wodoru. Ponadto gaz przechodząc przez żyzną warstwę gleby odbarwia ją. W intensywnych miejscach, w których pojawia się pierwotny gaz, obserwuje się osiadanie gleby i tworzenie się zbiorników.
Po długiej zimie pod zamarzniętą glebą gromadzi się gaz i wydostaje się na powierzchnię, tworząc zwały luźnej ziemi, podobne do mrowisk, z którymi często się mylą!
Ślady emisji wodoru w glebach nie zawsze są okrągłe, są też ślady przypominające błyskawice, takie ślady na zdjęciach kosmicznych mogą być takie jak w Kevi w Serbii.
Bardziej znaczące ilości gazów gromadzą się pod warstwą wiecznej zmarzliny, tworząc falujące kopce.
Falowanie kopców na Jamale i ich dalsza eksplozja.
Jaskinie krasowe
Przepływ wodoru przechodząc przez warstwę wapienia przechodzi w egzotermiczną reakcję wymiany, tworząc związki wapnia, wodę i dwutlenek węgla. Powoduje to powstawanie znacznych krasowych i krasowych lejów krasowych.
I nie od milionów lat, jak próbują nas przekonać geolodzy! Czasami proces „korozji” struktur wapiennych wodorem zachodzi dosłownie na oczach zaskoczonych ludzi, wszystko zależy od intensywności przepływu gazu.
Oto kilka przykładów:
Sinkhole
W Gwatemali tragedia z pojawieniem się ogromnego krateru nie jest pierwszą; podobny przypadek, w którym zginęło 5 ofiar, miał miejsce 23 lutego 2007 roku.
Głębokość lejka sięgała 100 m.
Hole in Guatemala 2010. Zdjęcie: National Geogrphic.
Okrągłe jeziora
Takie lejki i leje wybuchowe są stopniowo wypełniane wodą, tworząc głębokie jeziora, bez zasilających je źródeł zewnętrznych.
Na naszej planecie jest wiele okrągłych głębokich jezior, utworzonych przez wychodnie wodoru, i nie są to ślady mitycznych wojen z przeszłości i "atomowych" bombardowań starożytnych cywilizacji!
Niebieskie jezioro w regionie Samara.
Oryginalne jezioro w kształcie półksiężyca z przemieszczalną wyspą pochodzi z Argentyny.
Atole koralowe
Odważę się zasugerować, że niektóre z głębokich, zaokrąglonych lagun atoli oceanicznych zawdzięczają swój wygląd wypływającemu na powierzchnię wodórowi.
Kolejne etapy formowania atolu:
- wyspa wulkaniczna,
- Rafa koralowa,
- atol atomowy.
Zgodnie z oficjalną wersją powstanie atolu jest wynikiem stopniowego niszczenia wulkanu. Może w niektórych przypadkach tak jest. Ale czy nie wydaje się dziwne, że w wyniku erozji wodnej znacznie gęstsze skały wulkaniczne sięgają głębokości czasami ponad 100 m, pozostawiając nietkniętą delikatną wapienną koronę?
O wiele bardziej logiczne jest, jeśli strumienie gazu pojawiające się na powierzchni rozpuszczają struktury wapienne i tworzą zaokrąglone laguny.
Strefy szczelin
Strefy szczelin, a zwłaszcza grzbiety śródoceaniczne, są najpotężniejszymi źródłami odgazowywania planet. I jest to logiczne, ponieważ są to obszary, w których nie ma warstwy bazaltu, a komory magmy poprzez osady wulkaniczne bezpośrednio przez „czarno-białych palaczy” trafiają do oceanu, tworząc strefy ekspansji Ziemi (patrz artykuł Ziemia rozszerza się pod nami!).
Na rysunku strefa szczeliny Bajkału to rozszerzające się pęknięcie w skorupie ziemskiej o długości około 1500 km.
Profesor V. L. Syvorotkin udowodnił, że głęboki wodór przedostając się do atmosfery dociera do warstwy ozonowej (30 km) i reagując z O3 + 3H2 = 3H2O, tworzy dziurę ozonową i kryształki lodu, które widzimy w postaci pięknych, perłowych i srebrzystych chmur.
Kręgi lodowe
Te duże pierścienie o średnicy kilku kilometrów pojawiają się okresowo na lodowatej powierzchni jeziora Bajkał.
Zgodnie z wynikami obserwacji z kosmosu okazało się, że pierścienie pojawiły się w latach 2003, 2005, 2008 i 2009 i za każdym razem w nowym miejscu.
Powstawanie kręgów wiąże się z emisją naturalnego gazu palnego (metanu i wodoru) ze strefy szczeliny jeziora Bajkał. Latem w takich miejscach bąbelki unoszą się z głębin na powierzchnię, a zimą tworzą się „proparyny” o średnicy od pół metra do setek metrów, w których lód jest bardzo cienki lub wręcz nieobecny.
Wulkany
Najbardziej aktywny proces odgazowywania planety zachodzi na wulkanach stref szczelinowych.
50-80% gazu z niemal każdej erupcji to para wodna, a jej objętości są kolosalne! Oficjalna nauka zapewnia, że są to wody podziemne, ale pod środkowym wulkanem musi być morze, a pod superwulkanem musi być podziemny ocean! Coraz więcej naukowców jest skłonnych stwierdzić, że woda ta powstaje w samych wulkanach w wyniku spalania wodoru. Wtedy energia procesów wulkanicznych i ich wybuchowy charakter stają się jasne.
Geolodzy od dawna zwracają uwagę na wypływy gazu z ziemi przez głębokie pęknięcia litosfery. Zwykle było to określane przez zatrzymanie uwolnienia helu. Istnieją dwa izotopy: hel-3 (podobno zachowany od czasu powstania naszej planety) i hel-4 (radiogeniczny, powstający w wyniku rozpadu jąder uranu i toru). Pierwsza koncentruje się w strefach uskoków na granicy skorupy kontynentalnej i oceanicznej: tutaj jej zawartość jest tysiąc razy większa niż w skałach kontynentów. Ta zmiana stosunków izotopów wskazuje, że gaz pochodzi z płaszcza. Wraz z helem unosi się i gromadzi wodór. Objętość wytopu krzemianu wyrzucanego podczas jednej erupcji rzadko przekracza 0,5 kilometra sześciennego, natomiast objętość fazy gazowej jest setki i tysiące razy większa od objętości fazy stałej. W 1964 roku A. Rittman powiedział, że należy wziąć pod uwagę wulkany,przede wszystkim jako struktury odgazowywania planety.
Oczywiste jest, że procesy utleniania gazu po uwolnieniu go na powierzchnię całkowicie zmieniają jego pierwotny głęboki skład, prowadząc do powstania produktów wtórnych powstających w wyniku spalania wodoru i metanu. Gazy ogrzane od 200 do 1000 ° C składają się z kwasu solnego i fluorowodorowego, amoniaku, chlorku sodu. W gazach niskotemperaturowych dominuje siarkowodór, dwutlenek siarki, dwutlenek węgla - wszystkie są produktami wtórnych reakcji chemicznych z udziałem wodoru.
Rzeczywiście, na przykład gaz wulkanu Etna składa się z CH4 - 1,0%, CO2 - 28,8%, CO - 0,5%, H2 - 16,5%, SO2 - 34,5%, reszta to azot i gazy obojętne … A udział wulkanów łuku kurylskiego w zawartości wodoru w atmosferze szacuje się na około 100 ton wodoru rocznie.
Płonący gaz w lawie wulkanicznej na Hawajach.
Na wulkanach Wysp Hawajskich w kraterowych jeziorach lawy często pojawia się „duży płomień” o wysokości do 180 m - jest to spalanie wodoru. Pod wulkanami znajdują się kolumny plastikowej podgrzanej materii wznoszącej się na powierzchnię z granicy płynnego jądra; zawierają one wodór z jądra Ziemi. W tym przypadku energia cieplna jest uwalniana w procesie molekularności wodoru: H + H = H2 + Q, a podczas utleniania gazu, z tworzeniem się pary wodnej w kraterach wulkanów: 2H2 + O2 = 2H2O + Q.
Wodór uwalnia się podczas trzęsień ziemi
Tak oddycha ziemia w Japonii po trzęsieniu ziemi:
Oznacza to, że aktywność tektoniczna planety zależy bezpośrednio od procesu odgazowania wodoru!
Inne objawy odgazowania H2
Istnieją także strefy wzbogacania wodoru na polach naftowych i gazowych. W Szwecji podczas wiercenia otworu Gravberg-1 o głębokości 6770 m poniżej 4 km odnotowano znaczny wzrost zawartości wodoru. "Gazyat" i odcinki litosfery, a więc w gazie kopalnianym z głębokich podziemnych wyrobisk Chibiny wzrosła zawartość wodoru. Na przykład rura kimberlitowa Udachnaya w Republice Sacha-Jakucja uwalnia codziennie do 100 tysięcy metrów sześciennych gazu. Oczywiście diamenty powstają również w środowisku wodorowym.
(Przeczytaj więcej w artykule: Diament Carbonado to najcenniejszy półprzewodnik przyszłości).
Dla bezpieczeństwa górników należy mierzyć wodór
Istnieje ciągły problem wybuchowości w kopalniach, zwłaszcza w kopalniach węgla. A bez rozpoznania i zrozumienia procesów odgazowywania wodoru wybuchy w kopalniach są nieuniknione.
Głęboki H2, docierający do pokładu węgla, częściowo oddziałuje ze skałą, tworząc metan (CH4). Ponieważ najnowocześniejszy sprzęt mierzy głównie zawartość metanu w atmosferze kopalni, zagrożenie wodorowe nie jest brane pod uwagę. Wierzę, że czujniki wodoru jako gazu podstawowego uratują życie wielu górnikom.
Aspekty odgazowania wodoru na Ziemi
Ludzkość musi rozpoznać i uwzględnić w swojej działalności gospodarczej odgazowanie wodoru z głębin planety. Należy to zrobić przed rozpoczęciem budowy jakichkolwiek obiektów. Jak dotąd tylko Rosja bierze pod uwagę uzyski wodoru podczas eksploatacji elektrowni jądrowych.
Przywództwo w odkryciu oddychania wodoru na planecie należy do naszych naukowców. Niezmiernie rozczarowujące byłoby kupowanie z Zachodu technologii i maszyn, które działają na nośniku energii przyszłego ładu gospodarczego. Dlaczego Rosja nie miałaby, idąc za hiperdźwiękiem, dokonać jakościowego skoku do przodu w produkcji i wykorzystaniu najbardziej energochłonnych i przyjaznych dla środowiska paliw?
Niestety, oficjalnie wodór nadal nie jest minerałem. Dlatego jego poszukiwanie i wydobycie nie jest jeszcze uregulowane. Ale wykorzystanie wodoru jako paliwa przyszłości, już w produkowanych samochodach, eksperymentalnych pociągach, samolotach i rakietach, nieuchronnie przybliża nas do ery wodoru!
Autor: Igor Dabakhov