CC BY
178УДК: 550.3:550.8.05:551.1
Строение Земли и водородная энергетика
Ларин Николай Владимирович!0000-0003"3015"7749]
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Россия, Москва E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье представлено интервью зам. главного редактора журнала «Окружающая среда и энерговедение» К.С. Дегтярева с геологом Николаем Владимировичем Лариным, научным сотрудником Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Тема - концепция гидридного ядра Земли, впервые выдвинутая в 1970-е годы доктором геолого-минералогических наук Владимиром Николаевичем Лариным. Одно, хотя и далеко не единственное, из практических преломлений этой концепции - наличие выходов свободного водорода на поверхность Земли и в атмосферу, что может кардинально изменить ситуацию в мировой энергетике, поскольку снимает проблему высокой стоимости и отрицательных экологических эффектов производства водорода в настоящее время.
Ключевые слова: Строение Земли, гидриды, водород, водородная энергетика, геология
Николай Владимирович, сейчас много говорят о водороде как новом экологически чистом топливе, но проблема в том, что он сам по себе не первичный источник энергии, а его производство энергозатратно и сопряжено с загрязнением окружающей среды (эта проблема освещалась ранее и на страницах нашего журнала [1]).
Например, заключено соглашение между Австралией и Японией - Япония собирается импортировать из Австралии водород, но при этом он будет производиться в Австралии способом конверсии бурого угля [2]...
Да, водородная энергетика в нынешнем виде - это тупик. Нужны сложные, энергозатратные, дорогостоящие и экологически небезупречные технологии его производства и транспортировки.
Рис. 1. Н.В. Ларин
Есть другие пути?
Есть. Давайте начнём по порядку, с истории планеты Земля. 1 Концепция гидридного ядра Земли
Большая подборка материалов содержится на нашем сайте [3]. Здесь расскажу кратко.
Общепринятый взгляд на строение Земли хорошо известен (рис.2). Сверху -относительно тонкая кора, ниже - мантия, преимущественно силикатного состава, а в центре - железное ядро.
При этом, наши реальные знания о внутреннем устройстве планеты весьма приблизительны. Самая глубокая скважина была пробурена до глубины 12 км -это Кольская сверхглубокая. Остальное основано на косвенных данных в виде скорости и направления сейсмических волн, которые нам предоставляет наука сейсмология.
Что касается общепринятой точки зрения, то она сложилась около 200 лет назад на основе умозрительных заключений. Тогда уже поняли, что на Землю падают камни - метеориты, железные и железо-каменные. Отсюда и родилась идея, что некогда космические камни слепились в планету, далее она, под воздействием радиогенного тепла, разогрелась, расплавилась, железо, как самое тяжёлое, стекло вниз, а относительно лёгкие силикатные шлаки и окислы всплыли вверх. Но это просто прямая аналогия с домной - известная ныне концепция строения Земли возникла в период бурного развития доменного процесса в металлургии. Со временем этот взгляд на формирование и строение Земли стал привычным и «канонизировался».
Этот «мейнстримный» взгляд противоречит известным фактам?
Да, причём со временем, по мере накопления новой информации, всё сильнее. Начнём с того, что Земля, в соответствии с господствующими представлениями,
обладает магнитным полем, обусловленным железным ядром Земли, но впоследствии стало понятно, что при высоких температурах ядра железо должно потерять свои магнитные свойства.
Также при такой схеме (холодная аккреция с последующим расплавлением) образования Земли было бы невозможно газоудержание и формирование атмосферы. Необъяснимым остаётся и большое количество водорода, газообразного, в составе воды и слагающего запасы углеводородного сырья - нефти и газа.
Один из камней преткновения - химический состав планет солнечной системы. Сейчас уже ясно, что никакой «солнечный ветер» не смог обеспечить различие в их составах. Мало того при сравнении составов метеоритов с усредненным составом геосфер выявляются группы дефицитных и избыточных элементов. И, если избыточные можно попытаться вопреки их свойствам захоронить на недоступных глубинах, то с дефицитными всё обстоит гораздо сложнее, их исходные концентрации недостаточны даже при полном извлечении из всего объема планеты.
Рис. 2. Общепринятая схема строения и состава внутренних слоёв Земли1
1 Здесь и далее в интервью использованы рисунки, схемы и другие материалы из доклада Н.В. Ларина, сделанного им на семинаре Научно-исследовательской лаборатории возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова 27.04.2021.
Есть ещё целый ряд не укладывающихся в господствующую схему геологических феноменов и природных явлений.
При этом, водород во Вселенной в целом - самый распространённый элемент - на него приходится 88,6% всех атомов, ещё 11,3% - на гелий и лишь 0,1% на все остальные химические элементы. В земной атмосфере водород доминирует с высоты 200 км. И, когда образовывалась Земля, она не могла не вобрать в себя большое количество водорода.
Так что, возможен другой взгляд на состав Земли, а также другой подход к его исследованию. Его предложил Владимир Николаевич Ларин [4]. Он сравнивал распространённость разных элементов на Солнце, Земле, Луне и, по метеоритам, в поясе астероидов. Им было проведено сопоставление усреднённых составов: 1) фотосферы Солнца, показывающей нам большие объёмы, потому, что это зона конвективного перемешивания, 2) внешних геосфер Земли и 3) метеоритов - в падениях, именно в падениях, а не в находках (поскольку в находках - не обязательно это на самом деле метеорит).
Традиционно считается, что в эпоху формирования Солнечной системы произошла сепарация по массе - солнечный ветер «выдул» лёгкие элементы на периферию, а тяжёлые остались ближе к звезде.
Но оказалось, что различия связаны не с массой, а с потенциалом ионизации -энергией отрыва первого электрона от элемента. Чем легче ионизируем элемент, тем с большей вероятностью он находится ближе к Солнцу - в планетах земной группы. И наоборот - чем выше у него потенциал ионизации, чем сложнее оторвать у него электрон, тем с тем большей вероятностью он был нейтральным, и «проскочил» в зону формирования планет - гигантов (рис.3).
Если сравнить Землю и пояс астероидов, мы видим ту же зависимость - на Земле больше элементов с низким, а в метеоритах - с высоким потенциалом ионизации. Ни о каком солнечном ветре здесь говорить не приходится, потому, что у ртути и углерода потенциалы ионизации примерно одинаковы, и они находятся рядом (рис.4), при том, что ртуть - один из самых тяжёлых элементов(200^), а углерод - один из самых лёгких
Система же Земля-Луна состоит из вещества с одинаковым исходным химическим составом и по этой причине является парной планетой (рис.5).
Как это всё могло происходить? Некая межзвёздная среда (Небула), частично ионизированная, могла по каким-то причинам потерять устойчивость (например, в результате взрыва сверхновой) и начать сжиматься к своему центру тяжести (рис. 6). При этом, обладая исходным вращением, при сжатии она раскручивалась. Примерно так же, как делает фигуристка на льду. Этот процесс происходит неравномерно во времени, экспоненциально, и в последний момент Небула фактически схлопывается. При этом, резко раскручивается, и возникает так называемый предел ротационной неустойчивости, когда центробежные силы перевешивают силы тяжести.
Начинается истечение вещества в плоскости эклиптики. Но вращающаяся плазма обладает дипольным магнитным полем. А движущиеся с тепловыми скоростями заряженные частицы не могут пересекать силовые линии электромагнитного поля.
Рис. 3. Сравнительная распространённость элементов в зависимости от потенциалов ионизации на Земле относительно Солнца
□
Рис. 4. Сравнительная распространённость элементов в зависимости от потенциалов ионизации в поясе астероидов относительно Земли
Рис. 5. Сравнительная распространённость элементов в зависимости от потенциалов ионизации на Луне относительно Земли.
Рис. 6. Магнитная сепарация заряженных частиц при формировании протопланетного диска (черные точки - ионизированные частицы, светлые кружки - нейтральные
атомы).
И, фактически, на завершающем этапе формирования этого диска включился магнитный сепаратор - чем больше вероятность, что атом был ионизирован, а это определяется энергией ионизации, тем больше вероятность, что он остался ближе к Солнцу. А, если был нейтральным - добро пожаловать дальше, из области формирования планет земной группы в область формирования планет - гигантов.
Далее, из графиков распределения химических элементов (рис. 3-5) мы можем просто выписать состав исходной Земли, что и было сделано В.Н. Лариным (табл. 1). И он примерно соответствует традиционным представлениям о Земле - с той разницей, что кислорода гораздо меньше, а водорода гораздо больше. Это, по сути, математика, которая определяет, сколько кому «отпущено» магнитным сепаратором.
И водорода в первичной Земле должно быть 59 атомных процентов. Планета, когда она собиралась, изначально должна была обладать тонкой силикатной плёнкой, дальше должна быть представлена бескислородными металлами, сплавами, соединениями металлов, например, с кремнием - силицидами. Ниже будут металлы с растворённым водородом - это уже современное состояние нашей планеты, а ещё ниже будут гидриды (рис. 7). Есть и эксперименты, когда в водородной атмосфере конденсировались металлы и, как снежинки, захватывали на себя по несколько атомов водорода.
Это очень легко, потому, что водород в металлах существует в виде протона. И туда можно «набить» сотни атомов водорода без изменения его свойств.
Таблица 1. Исходный состав протопланетного вещества в зоне формирования Земли
Элемент Расчёт
Доля в количестве атомов, % Доля в весе, %
Si 19,5 45
Mg 15,5 31
Fe 2,5 12
Ca 0,9 3
Al 1,0 2
№ 0,7 1,5
Кислород 0,6 1
C 0,03-0,3 0,03-0,3
S 0,01-0,1 0,03-0,3
N 0,01 0,01
Водород 59 4,5
Так что, взгляд В.Н. Ларина на состав Земли основан уже на установленных эмпирических закономерностях, а не умозрительных посылах 200-летней давности.
В последние годы поступают дополнительные свидетельства. Например, радарное сканирование Луны показало, что она более металлическая, чем думали раньше [5].
Далее, идёт обусловленный периодическим нагреванием благодаря радиоактивному распаду, процесс дегазации Земли, в ходе которого высвобождается водород и происходит гидрогенизация с образованием воды, углеводородов, кислот, силанов (рис. 8).
Что, в таком случае, происходит с температурами в недрах?
Здесь интересно то, что водород в металлах при обычном давлении создаёт хрупкость, но под высоким давлением вызывает пластичность. Владимир Николаевич вместе с физиками проводил эти эксперименты - под высоким давлением при комнатной температуре, например, «потёк» насыщенный водородом образец титана (температура плавления титана 1650 градусов).
Сейчас по сейсмотомографии глубин Земли видно падение скоростей. Отсюда делается вывод, что там высокотемпературный расплав. При этом, например, под рифтовыми зонами (в частности, под Байкальским рифтом, провинцией Хребтов и Бассейнов, в грабенах Леванте и др.) фиксируется, напротив, пониженный тепловой поток. Это парадокс. Но, если объяснить пластичность вещества при низких температурах насыщенностью водородом, всё становится понятным.
Рис. 7. Новая геохимическая модель Земли
Н2
Н20
сн4-.„
HCl - H2S04 SiH4-...
Водород Вода
Углеводороды ... Кислоты Силаны
Рис. 8. Компоненты процесса дегазации Земли
Однако, нагревание недр, связанное с радиоактивным распадом, тоже существует. Оно вызывает дегазацию водорода, и он не может не выходить из недр на земную поверхность.
Для детального ознакомления с темой рекомендую книгу моего отца Владимира Николаевича Ларина «Наша Земля» [4].
Примечание. В.Н. Ларин - автор гипотезы изначально гидридной Земли, которая стала темой его докторской диссертации «Земля: состав, строение и развитие (альтернативная глобальная концепция)», защищенной в 1989 году в Геологическом институте АН СССР. Также диссертация была опубликована в 1993 году в Канаде [6].
2 Выходы водорода на земную поверхность
Выходы водорода на земную поверхность удалось обнаружить? Если да, то где они расположены, и с какими геологическими структурами связаны?
Да, нам удалось их обнаружить и поставить вопрос о возможности практического использования [7]. Так случилось, что лет 15 назад сошлись три необходимых компонента:
1.Теория, на которую мы опирались и раньше;
2. Открытие широкого доступа к космическим снимкам;
3.Появление компактных газоанализаторов водорода - это лаборатория уже не на грузовике, а помещающаяся в рюкзаке.
Мы быстро обнаружили подозрительные структуры и поехали их проверять. Первой точкой наших исследований стала Воронежская область. На кольцеобразных структурах диаметром 2-2,5 км, заполненных озёрами - озёра Мокрое и Подовое (рис. 9), мы проводили замеры с помощью газоанализаторов и обнаружили концентрацию водорода до 0,65%. Мы посчитали и примерный дебит, сколько вся структура, связанное с озером Подовым, даёт в сутки. Оказалось -27 000 км3. Вполне можно строить водородную заправочную станцию. Это приблизительные оценки, в реальности водорода может быть и на порядки больше.
Мы находили сходные структуры и в Липецкой области. Это была наша совместная работа с почвоведами, результаты которой были опубликованы в журнале «Почвоведение» [8]. Водород, проходя сквозь чернозём, расщепляет и осветляет гумус. Почвоведы даже провели эксперимент - пропускали водород сквозь гумус, и он посветлел.
В целом, на данный момент известны сотни выходов водорода с высокой концентрацией. Мы собрали коллекцию, состоящую из 470 статей и 20 книг, где приводятся их описания, и нанесли эту информацию на карту (рис.10). Эта огромная масса литературы была тщательно изучена нашим коллегой Вячеславом Згонни-ком и донесена до мирового сообщества в виде обзора [9].
Рис. 9. Озёра Мокрое и Подовое в Воронежской области
BRAZIL ■
А 'Я " I I
Рис. 10. Описанные выходы водорода с концентрацией >10% (по данным >330 статей и
>20 книг) [9].
Могу привести несколько наиболее ярких примеров. Это «чёрные курильщики» в рифтовой зоне Атлантики, где содержание водорода - до 70%. В Японии извергался вулкан Михара (остров Идзуосима у юго-восточного побережья острова Хонсю), в его газовой фазе было до 90% водорода.
В Кольской сверхглубокой скважине было около 20% водорода. В исландских вулканах - до 24% водорода.
В Турции в известном туристическом месте Кемер тоже есть выходы водорода с содержанием 15%, с метаном и азотом, он там горит с доисторических времён и, по легенде, именно там зажигали первый олимпийский огонь.
На Филиппинах, на острове Лусон, есть выходы, содержащие 60% водорода, описанные нашими коллегами из Французского Института нефти и новых энергий (IFPEN).
В Омане на одной из горных рек (рис. 11) мы обнаружили выходы водорода с содержанием 80% в газовых пузырях [10].
Рис. 11. Выходы водорода на горной реке в Омане. Фото автора.
Огромная система кольцеобразных понижений расположена на восточном побережье США, на границе штатов Северная и Южная Каролина (рис. 12).
Здесь этих озёр или просто понижений, частично заполненных водой - около полумиллиона. Выдвинуто десятки гипотез их образования - эоловые, биогенные, кометные... Но ни одной эндогенной. Все они имеют сходное строение, различаются лишь площадью и наши измерения там показали содержание водорода около 1,7%. По этому району у нас тоже есть публикация [11].
Рис. 12. Кольцевые структуры на восточном побережье США. Google Earth
Также один из самых ярких примеров - случайно обнаруженный выход водорода в Мали несколько лет назад [12]. Бурили скважину на воду, но пошёл водород. Сначала не поняли, что это, записали просто, что пошёл газ - не метан, но горючий. Только спустя некоторое время канадская консалтинговая компания (а в Канаде хорошо известна концепция В.Н. Ларина) разобралась в ситуации. Провели измерения, содержание водорода в газовой фазе составило 98%, дебит - около 400 кг водорода в сутки. Сейчас водород из скважины используется для снабжения местной деревни электричеством, его вполне хватает для этого, а для выработки электроэнергии приспособили обычный генератор, переделанный под водород.
Возвращаясь к нашей стране, один из перспективных регионов на водород -Якутия. Например, выходы водорода с дебитом 9000 кг/сутки обнаруживали на одной из кимберлитовых трубок. Также многочисленные кольцевые и эллиптические структуры чётко просматриваются на Яно-Индигирской низменности (рис. 13).
Рис. 13. Кольцевые структуры на Яно-Индигирской низменности. Google Earth
Это понижения, заполненные водой?
Да. Это талики в вечной мерзлоте, и объяснить их появление - большая проблема. Маленький талик можно объяснить каким-то случайным воздействием, но, что делать, если он 10 км в диаметре, и растёт не только в ширину, но и в глубину? При этом, и мерзлота бывает очень глубокой - до сотен метров и даже глубже; например, когда на Байкале прокладывали Северо-Муйский тоннель, там мерзлоту обнаружили на глубине 1,5 км под хребтами.
Но эндогенный водород даёт исчерпывающее объяснение. Водород, идущий из глубин, рождает воду. Это экзотермическая реакция: Н2+О даёт Н2О и тепло.
Вы привели очень разные геологические примеры. С какими же именно геологическими структурами и ситуациями связаны выходы водорода, просматривается ли какая-то закономерность?
Возможны разные ситуации, но, в основном, они привязаны к зонам повышенной трещиноватости, к тектоническим разломам, например, в областях рифтоге-неза. Это естественно, водород стремится к использованию уже существующих естественных каналов.
В случае с Яно-Индигирской низменностью это продолжение Срединно-Ат-лантического хребта, идущего через Северный полюс, потом - хребет Гаккеля, далее он «ныряет» под шельф моря Лаптевых и выходит на континент в виде рифтогенного растяжения.
Или, например, Чарская впадина - одна из впадин байкальской зоны рифтоге-неза - там находится самая удивительная пустыня мира. Я над ней как-то летел на Ан-24 из Читы в Чару. Вокруг мерзлота, болота, а тут барханы и спички лиственниц. Такая «блямба» из песка. И такие или сходные структуры, резко диссонирующие с окружающим ландшафтом и геологией и необъяснимые обычными способами, раскиданы по всему миру - в Якутии, в Монголии, в штате Небраска в США, в Западной Австралии, в Южной Африке...
Геологические условия формирования каналов выхода водорода на поверхность могут кардинально различаться. Где-то мерзлота, где-то пустыни, но структуры, формируемые выходами водорода, везде очень похожи - это просадки круглой или эллиптической формы, и мы даже ввели для них термин КСП - кольцевые структуры проседания.
Но можем ли мы говорить о множественных выходах водорода в масштабах и концентрациях, достаточных для промышленного использования?
Да, уже есть отдельные примеры. Это реально, просто требует дополнительных исследований. Кроме того, процесс сепарации водорода, выходящего в смесях с другими газами, несложен. В целом, добыча свободного эндогенного водорода, выходящего на земную поверхность, кардинально удешевляет его получение и использование и, кроме того, избавляет от негативных экологических эффектов, связанных с получением водорода с помощью конверсии углеводородов или электролиза воды.
А можно ли оценить общий объём или массу водорода, выходящего на земную поверхность и, далее, в атмосферу?
Можно, например, следующим образом. Когда водород выходит из недр, то он поднимается в верхние слои атмосферы и улетучивается в космос. Если водород покидает Землю, она должна терять массу. Это происходит? Судя по тому, что расстояние между Землёй и Луной растёт - со средней скоростью около 3,8 см в год, Земля ежегодно теряет «всего-то» около 600 млрд. тонн своей массы. Это только то, что ушло. Сколько-то остаётся на Земле - в частности, около 130 млрд. тонн водорода ежегодно уходит на образование воды, ещё какое-то, неизвестное пока, количество - на прирост запасов углеводородов...
3 Другие следствия из водородной теории
Выход и прохождение через атмосферу сотен миллиардов тонн водорода ежегодно не может не иметь целого спектра последствий. В частности, уже достаточно давно появились работы, оценивающие возможные последствия развития водородной экономики - в том числе, возможные отрицательные эффекты для верхних слоев атмосферы Земли при утечках водорода из инфраструктуры [13]. Но получается, что идут естественные огромные утечки. Это как-то проявляется, например, в атмосфере?
Да. Это не совсем моя специализация, и я бы рекомендовал обратиться к работам доктора геолого-минералогических наук Владимира Леонидовича Сыворот-кина, много этим занимавшегося.
Прим. Интервью с В.Л. Сывороткиным - далее в текущем номере журнала
Разрушение озонового слоя и образование серебристых облаков может быть связано именно с поступлением в атмосферу свободного эндогенного водорода. Тем более, господствовавшая ещё недавно антропогенная концепция, при которой деградацию озонового слоя связывали с фреонами, оказалась несостоятельной, более того, в её обосновании присутствовала и научная недобросовестность, ангажированность, обусловленная теми или иными корпоративными интересами. Здесь обращает на себя внимание и то, что озоновая дыра была обнаружена над Антарктидой, тогда, как почти всё население, экономика и потребление Земли сосредоточены в противоположном, Северном, полушарии.
Между тем, существует Циркумантарктический рифт, зона стыка срединно-океанических рифтовых поясов, что вполне объясняет и утечку водорода с разрушением озона, и образование серебристых облаков на высотах более 70 км. Химическая реакция процесса: О3 + Н2 = Н2О + О2. И другими способами «доставить» воду на такую высоту невозможно.
По пути к поверхности Земли водород должен образовывать воду в большом количестве. Соответственно, вода на Земле должна прибывать...
Это происходит. Уровень Мирового океана ежегодно поднимается на 3 -4 мм, и только часть этого подъёма можно объяснить таянием ледников. Более того, водород участвует в создании не только воды на Земле, но и водных минералов (минералов содержащих гидроксильную группу). Идя сквозь Землю, водород цепляет все примеси, в том числе кислород, вытаскивает его наверх, и формируется силикатно-окисная оболочка, постепенно прирастающая. Наконец, с водородом можно связать и образование углеводородного сырья. Как мы уже говорили, другого убедительного способа объяснить наличие в земной коре огромных запасов углеводородов просто не находится. А, если так, это означает, что нефть и газ - ресурсы неисчерпаемые, постоянно пополняемые благодаря истечению водорода из глубинных слоёв Земли и вступлению в реакцию с углеродом, запасы которого в земной коре тоже вполне достаточны. Впервые об этом написал В.Н.Ларин [6].
А в настоящее время эффект восполнения запасов нефти на, вроде бы, исчерпанных месторождениях, хорошо известен и описан - например, для месторождений Татарстана, Северного Кавказа, ряда месторождений в США.
В выбросах водорода присутствует какая-либо периодичность?
Да, конечно, есть циклы разной длительности, обусловленные приливными явлениями (отметим, что даже земная поверхность ежесуточно поднимается и опускается на 50-60 см), цикличностью радиоактивного разогрева земных недр,
какими-то другими причинами, например, всплесками тектонической активности - землетрясениями, извержениями вулканов.
Самые короткие циклы могут быть связаны с фазами Луны. При этом, водород никто не измеряет, что приводит и к росту частоты техногенных катастроф в периоды повышенной водородной активности. В частности, на шахтах стоят датчики метана, но они не видят водорода. У В.Л. Сывороткина в его книге «Глубинная дегазация и глобальные катастрофы» [14] приводится статистика, и есть указание, что аварии на шахтах в дни полнолуний и новолуний случаются в 7-14 раз чаще.
Или пожары 2010 года. В.Л. Сывороткин обращает внимание на то, что большая часть пожаров происходит в зоне вечной мерзлоты, где почти нет населения...
Мне тоже знакома статистика пожаров 2010-2011 гг., большая часть пожаров летом на малонаселённых территориях Сибири объясняют сухими грозами.
Возможно. Поскольку молнии, вероятно, проще использовать какие-то неравномерности химического состава атмосферы.
В целом, много явлений или катастрофических событий, не находящих убедительных и внутренне непротиворечивых объяснений, включая и Тунгусский феномен, и взрывы в Сасово в 1991 году, Ямальскую воронку, Витимский болид. Но они находят логичное водородное объяснение.
В своё время Владимир Павлович Полеванов, тоже наш соратник, геолог и государственный деятель - отметим, один из немногих, кто в 1990-е не давал растаскивать страну, помог мне организовать встречу с ВНИИ АЭС и после провести измерения водорода на одной из атомных станций. Там содержание было более 0,4%.
Иными словами, поиск выходов водорода, замеры содержания водорода в воздухе - это и очень важный вопрос техногенной безопасности, которому пока никакого внимания не уделяют.
4 Водород, расширение Земли и смена геологических эпох
Если же говорить о более длительных периодах, то с циклами радиоактивного разогрева недр и, как следствие - дегазации водорода, можно связать и смену геологических эпох и периодов на Земле, хорошо известных по геохронологическим таблицам как кембрий, ордовик, силур и т.д. И не надо каждый раз «привлекать» в качестве объяснения какой-то гигантский метеорит или астероид.
Исходя из теории гидридного ядра Земли, можно предложить более реалистичный механизм. Под действием радиоактивного разогрева Земля начинает га-зить водородом, при этом наращивая металлический слой.
Здесь интересный момент - в условиях высоких давлений гидриды плотнее, чем исходные металлы, и при переходе гидрида в металл увеличивается объём. Как следствие, Земля расширяется. Но, при расширении снижается температура.
То есть, планета начинает остывать, пока снова не накопится радиогенное тепло, которое начнёт дегазировать уже следующий слой в глубину и запустит очередной цикл расширения, маркируемый как новый геологический период.
Я встречал концепцию расширяющейся Земли также в 1980-е в работе австралийского геолога Клиффа Оллиера (Cliff Ollier) «Происхождение гор» (The Origin of Mountains) [15]...
Да, но у него не было убедительного механизма увеличения объема планеты. Между тем, концепция расширения Земли способна разрешить давний спор «фиксистов» и «мобилистов». Хотя мобилизм стал мейнстримной концепцией в современной геологии, он не может разрешить целый ряд принципиальных противоречий, которые снимаются, без необходимости бесконечно «гонять плиты», с помощью теории расширения Земли, механизм которого - дегазация гидридов, слагающих ядро планеты.
В таком случае, простите за прямой вопрос - почему гидридная теория на данный момент не признана большей частью научного геологического сообщества?
В геологической науке тоже есть свои длительные циклы. В этом смысле в геологии сложнее, чем в математике, где можно доказать теорему, и доказательство сразу понятно, или в химии, где можно получить новое соединение, и результат тоже для всех очевиден.
В геологии же объект исследования таков, что становление знания происходит очень медленно. В результате некая гипотеза, возникшая вначале на основе умозрительных построений, принимается, на ней вырастают поколения геологов, и она «канонизируется» быстрее, чем накапливаются новые знания, способные её опровергнуть и дать материал для более убедительной концепции. И новые факты, опровергающие «каноническую», поначалу становятся «неправильными фактами».
На данный момент «водорода нет», в том числе, он не включён и в список полезных ископаемых. Мы находимся в начале пути, накапливаем натурные и экспериментальные доказательства нашей концепции и, в долгосрочной перспективе, рассчитываем на успех.
Литература
1. Дегтярев К.С., Берёзкин М.Ю. О проблемах водородной экономики // Окружающая среда и энерговедение, № 1/2021, с. 14-23. URL: https://clck.ru/VRAdK.
2. Australia, Japan Sign Hydrogen Agreement: An Exciting Step Towards Hydrogen Future. URL: https://dck.ru/VRAjd.
3. Hydrogen Future. URL: http://hydrogen-future.com/
4. Ларин В.Н. Наша Земля. Изд-во «Агар», 2005.
5. Radar Points to Moon Being More Metallic Than Researchers Thought. URL: https://clck.ru/VRUMR
6. Larin, V. N. (1993). Hydridic Earth: the New Geology of Our Primordially Hydrogen-rich Planet. (C. W. Hunt, Ed.). Alberta: Polar publishing. Retrieved from http://www.polarpublishing.com/#hydridic.
7. Natural Molecular Hydrogen Seepage Associated with Surficial, Rounded Depressions on the European Craton in Russia / N. Larin, V. Zgonnik, S. Rodina et al. // Natural Resources Research. — 2014. — no. Nov.
8. Суханова, Н. И., Ларин, Н. В., & Кирюшин, А. В. (2014). Влияние потока эндогенного водорода на химические свойства почв. Геополитика и Экогеодинамика Регионов. Периодическое Издание Таврического Национального Университета Им.В.И.Вернадского, 10(1), 214-220. Retrieved from http://geopolitika.crimea.edu/arhiv/2014/tom10-v-1/036suzanova.pdf
9. Zgonnik, V. (2020). The occurrence and geoscience of natural hydrogen: A comprehensive review. Earth-Science Reviews, 203, 103140. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103140
10. Diffused Flow of Molecular Hydrogen through the Western Hajar Mountains, Northern Oman / V. Zgonnik, V. Beaumont, N. Larin et al. // Arabian Journal of Geosciences. — 2019.
11. Evidence for Natural Molecular Hydrogen Seepage Associated with Carolina Bays (Surficial, Ovoid Depressions on the Atlantic Coastal Plain, Province of the USA) / V. Zgonnik, V. Beaumont, E. Deville et al. //Progress in Earth and Planetary Science. — 2015. — Vol. 2, no. 1. — P. 31.
12. Cheick A.P., Tahara S., Aliou C., Diallo B. Discovery of a Large Accumulation of Natural Hydrogen in Bourakebougou (Mali) // International Journal of Hydrogen Energy. Volume 43, Issue 42, 18 October 2018, Pages 19315-19326.
13. Tracey K. Tromp, et al. Potential Environmental Impact of a Hydrogen Economy on the Stratosphere Science 300, 1740 (2003); DOI: 10.1126/science.1085169.
14. Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. М.: ООО Геоинформцентр, 2002, 250 с.
15. Cliff Ollier and Colin Pain. The origin of mountains. London: Routledge, 2000 368p. : ill. ; 24 cm.
References
1. Degtyarev K.S., Beryozkin M.Yu. On the Problems of Hydrogen Economy // Journal of the Environmental, Earth, and Energy Study. - 2021. - № 1.- p. 14-23. URL: https://clck.ru/VRAdK.
2. Australia, Japan Sign Hydrogen Agreement: An Exciting Step Towards Hydrogen Future. URL: https://clck.ru/VRAjd.
3. Hydrogen Future. URL: http://hydrogen-future.com/
4. Larin V.N. Nasha Zemlya. Izd-vo «Agar», 2005.
5. Radar Points to Moon Being More Metallic Than Researchers Thought. URL: https://clck.ru/VRUMR
6. Larin, V. N. (1993). Hydridic Earth: the New Geology of Our Primordially Hydrogen-rich Planet. (C. W. Hunt, Ed.). Alberta: Polar publishing. Retrieved from http://www.po-larpublishing. com/#hydridic.
7. Natural Molecular Hydrogen Seepage Associated with Surficial, Rounded Depressions on the European Craton in Russia / N. Larin, V. Zgonnik, S. Rodina et al. // Natural Resources Research. — 2014. — no. Nov.
8. Suhanova, N. I., Larin, N. V., & Kiryushin, A. V. (2014). Vliyanie potoka endogennogo vodoroda na himicheskie svojstva pochv. Geopolitika i Ekogeodinamika Regionov. Peri-odicheskoe Izdanie Tavricheskogo Nacional'nogo Universiteta Im.V.I.Vernadskogo, 10(1), 214-220. Retrieved from http://geopolitika.crimea.edu/arhiv/2014/tom10-v-1/036suza-nova.pdf
9. Zgonnik, V. (2020). The occurrence and geoscience of natural hydrogen: A comprehensive review. Earth-Science Reviews, 203, 103140. https://doi.org/10.1016/j.earsci-rev.2020.103140
10. Diffused Flow of Molecular Hydrogen through the Western Hajar Mountains, Northern Oman / V. Zgonnik, V. Beaumont, N. Larin et al. // Arabian Journal of Geosciences. — 2019.
11. Evidence for Natural Molecular Hydrogen Seepage Associated with Carolina Bays (Surfi-cial, Ovoid Depressions on the Atlantic Coastal Plain, Province of the USA) / V. Zgonnik, V. Beaumont, E. Deville et al. // Progress in Earth and Planetary Science. — 2015. — Vol. 2, no. 1. — P. 31.
12. Cheick A.P., Tahara S., Aliou C., Diallo B. Discovery of a Large Accumulation of Natural Hydrogen in Bourakebougou (Mali) // International Journal of Hydrogen Energy. Volume 43, Issue 42, 18 October 2018, Pages 19315-19326.
13. Tracey K. Tromp, et al. Potential Environmental Impact of a Hydrogen Economy on the Stratosphere Science 300, 1740 (2003); DOI: 10.1126/science.1085169.
14. Syvorotkin V.L. Glubinnaya degazaciya Zemli i global'nye katastrofy. M.: OOO Geoin-formcentr, 2002, 250 s.
15. Cliff Ollier and Colin Pain. The origin of mountains. London: Routledge, 2000. 368p. : ill. ; 24 cm.
Constitution of Earth and Hydrogen Energy
Larin Nicolay
Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences E-mail: [email protected]
Abstract. The article presents an interview of Kirill Degtyarev, the Journal of the Environmental, Earth, and Energy Study deputy editor-in-chief, with Nicolay Larin, a geologist and researcher of Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. The subject is the concept of hydride Earth's core that was first proposed by Vladimir Larin, a Doctor of Geology, in 1970th.
One of, but not the only by far practical consequence of this theory is the presence of free hydrogen seepages on the Earth's surface and into the atmosphere, that can cardinally change the world energy industry so it would eliminate the problems of high costs and negative environmental effects of the present hydrogen production.
Keywords: Constitution of Earth, hydrides, hydrogen, hydrogen energy, geology
