Загадки звездных островов. Книга 2 (сборник) - Виталий Севастьянов

Как-то я прочел, что камень этот действительно охранный. Именно ему мы обязаны тем, что многие памятники старинного зодчества в Армении хорошо сохранились, несмотря на сильные землетрясения, которых немало на своем веку повидала эта горная страна. Ученые из Армянского республиканского НИИ строительства и архитектуры обнаружили, что в несущих конструкциях древние строители применяли обсидиан, который обладает свойством вспучиваться при высокой температуре. При подземных толчках он выступал в роли "подушки".

Столетия не очень-то старят подземную стихию. По-прежнему она грозна и подчас неумолима. Во многих гипотезах предполагалось, что огненное ядро Земли — это кусочек клокочущей солнечной материи, отторгнутой от Солнца залетной звездой, либо задевшей его, либо пролетевшей вблизи. В результате мощного приливного взаимодействия между Солнцем и пролетавшей звездой наше светило "выстрелило" огромное количество горячих солнечных газов. Из них первым конденсировалось расплавленное железо, образовавшее ядро нашей планеты, которое затем обросло силикатной мантией.

Однако на сегодняшний день у подобных катастрофических гипотез образования планет солнечной системы почти не осталось сторонников. Один из недостатков теории катастроф: слишком мала вероятность столкновения залетной звезды с Солнцем или прохождения вблизи него. Правда, многие считали этот факт чуть ли не главным достоинством, свидетельствующим об уникальности нашей солнечной системы. Кстати, "встреча" двух галактик, как полагают австралийские астрономы, вовсе не исключена. Согласно их гипотезе примерно два миллиарда лет назад пересеклись пути-дороги двух галактик — нашей и "чужой". Это, конечно, не значит, что звезды обеих галактик столкнулись друг с другом: вероятность такого события, как об этом уже говорили, ничтожно мала. Просто две космические системы на какое-то время перемешались, а затем разошлись. Миллионы звезд-"чужаков" остались в нашей Галактике. Они не смогли преодолеть се мощных пут тяготения. Звезды-пришельцы, как утверждают австралийские астрономы из университета Канберры, исследовавшие их с помощью сильных телескопов, обладают иной структурой и движутся по несколько другим орбитам, чем "аборигены" Галактики.

На смену катастрофическим гипотезам образования солнечной системы пришли другие, более обоснованные. Но все-таки ученые пока не могут с полной определенностью сказать, как это происходило на самом деле. Однако частица Солнца, а именно солнечный гелий, не так давно была найдена в глубинах Земли советскими учеными. Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий зарегистрировал этот факт как открытие в области геохимии.

Гелий — инертный газ. Он имеет два стабильных изотопа: легкий (гелий-3) и тяжелый (гелий-4). Солнечный гелий, образующийся в процессе термоядерных реакций, особенно богат легким изотопом. В нем его во много раз больше, чем в радиогенном гелии, возникающем при распаде рассеянных в земных породах атомов урана и тория… После водорода гелий второй по распространенности элемент во вселенной. Но на Земле его очень мало: меньше, чем золота. Несмотря на это, в микродозах он встречается повсеместно. Даже в человеческом теле. Причем преобладает тяжелый радиогенный гелий. В атмосфере его примерно в 700 тысяч раз больше, чем легкого, а в земной коре — примерно в 30 миллионов. До этого открытия советских ученых существовала твердая уверенность, что в недрах Земли легкого гелия совсем мало, и чем глубже, тем концентрация его должна убывать,

Опровергнуть общепринятое мнение помог уникальный прибор, созданный авторами открытия в ленинградском Физико-техническом институте АН СССР, — специальный масс-спектрометр, способный обнаружить один атом легкого изотопа среди миллиардов содержащихся в газе атомов другого изотопа. Его избирательная чувствительность почти в 10 тысяч раз выше, чем у самых лучших приборов, выпускаемых за рубежом.

При изучении газов и пород из мантии оказалось, что в них содержание легкого изотопа в тысячу раз больше, чем в породах земной коры. К тому же выяснилось, что всюду в мантии соотношение двух изотопов гелия удивительно постоянно, в то время как в различных районах земной коры оно может отличаться во много десятков раз. Причина открытой аномалии — сохранившийся в глубоких недрах нашей планеты солнечный гелий. Он был, как полагают авторы открытия, захвачен Землей 4,6 миллиарда лет назад в период ее образования из протопланетного пылевого облака.

Открытие мантийного гелия с высоким содержанием легкого изотопа имеет большое практическое значение. Исследователи земных недр получили своего рода природный рентгеновский аппарат: восходящие потоки мантийного и радиогенного гелия как бы просвечивают земную кору, обнажая места ее разрывов. Глубинные разломы, молодые породы, выброшенные на поверхность планеты подземными катаклизмами, тонкое океаническое дно можно четко фиксировать по резкому повышению содержания легкого изотопа в гелии. "Метка" в виде легкого гелия укажет кратчайший путь к подземным "котельным" Плутона.

В последнее время внутреннее тепло Земли все чаще упоминается в ряду возобновляемых источников энергии. Его преимущества очевидны: запасы огромны, и, что немаловажно, энергия может генерироваться беспрерывно.

На Камчатке с 1967 года работает первая в стране Паужетская геотермальная электростанция мощностью в десять тысяч киловатт. Более 200 источников, выходов горячего пара и перегретой воды обнаружено па полуострове. Самое последнее открытие сделано на Мутновском месторождении в 70 километрах от Петропавловска-Камчатского. Разведка показала, что температура получаемой пароводяной смеси достигает 270 °C под давлением в 25 атмосфер. В скором времени здесь начнется строительство электростанции суммарной мощностью в полмиллиона киловатт и крупного тепличного комбината.

Есть геотермальные установки и в других странах, например, во Франции, в Италии, Мексике, США, Новой Зеландии… В Индонезии построена первая в стране геотермальная станция в Камайанге, турбины которой работают на энергии огнедышащих вулканов. Мощность первой очереди составляет тридцать тысяч киловатт. Она обеспечивает электроэнергией сотни деревень на Западной Яве.

Правда, на земном шаре не так уж много мест, где подземное тепло в виде горячей воды или пара расположено так близко от поверхности, как, скажем, на Камчатке. Но так называемые петротермальные источники, связанные с теплотой сухих горных пород, существуют повсеместно. Современные проекты использования подземного тепла основываются па том, что в любом месте земной коры на глубине 10–15 километров достигается температура в несколько сот градусов, достаточная для получения пара и генерирования электроэнергии с хорошим коэффициентом полезного действия. Освоение таких источников пока вызывает большие трудности. Одна из них связана с малой плотностью потока подземной энергии (примерно 0,06— 0,4 ватта на квадратный метр). Как известно, теплопроводность горных пород очень мала, и тепло к нагреваемой воде необходимо собирать с больших площадей. Для этого предлагают в толще земли взрывать мощные заряды, чтобы создать либо большую каверну, либо значительное количество глубоко проникающих трещин.

Чтобы подойти вплотную к инженерной разработке такого проекта, предстоит решить еще много проблем — научных, технических, экологических. Необходима и более подробная геологическая информация, получить которую во многом поможет мантийный гелий. Реализация проекта при современном уровне техники будет стоить довольно дорого. Но как сказал в 1964 году известный индийский ученый Гоми Баба, "никакой вид энергии не обходится так дорого, как ее недостаток". Эти слова приобрели еще большую актуальность в наши дни. Ввиду важности проблемы и преимуществ геотермального метода ученые разных стран всесторонне изучают это направление.

А пока тепловая энергия земных недр рентабельна только в районах так называемых геотермальных аномалий (областей, где подземное тепло залегает близко от поверхности Земли), К таким местам в нашей стране относятся Камчатка, Ставрополье, Прикарпатские области Украины, Закавказье…

В Нефтекумском районе Ставропольского края близ поселка Каясула сооружается опытная геотермальная станция. Эта стройка, по существу, научный полигон, где производится поиск конструкций геотермальных станций будущего. Правда, аномалия в Ставрополье не такая сильная, как на Камчатке. Поэтому бурить скважины, по которым пар из глубин будет поступать на поверхность к турбинам электростанции и возвращаться в виде сконденсированной воды обратно в недра, приходится на глубину свыше 4 километров.

Электростанция возле поселка Каясула с пуском первой очереди в год будет давать десять тысяч киловатт-часов электроэнергии. Успех испытаний откроет перспективу вдесятеро более мощной станции. Но и это не предел: специалисты уже рассчитывают параметры геотермальной станции мощностью в миллион киловатт. Она позволит экономить в год до двух миллионов тонн условного топлива.