Техника - молодёжи 1970-09, страница 39

ШЕЛЕСТЯТ СТРАНИЦЫ

Металлический Гольфстрим

О ригинальный метод извлечения металлов из конкреций прямз на океанском дне придумали английские океанологи Дж. Брук и А. Проссер. Обычно половину объема этих округлых металлических камешков, похожих на ноздреватые картофелины, занимают поры. Поэтому шлакообраз-ные конкреции легко промыть подходящим растворителем — например, разбавленной серной кислотой, которая тяжелее морской воды. Если с судна подавать серную кислоту на дно, усеянное конкрециями, а ниже по течению собирать в ловушку получающийся обогащенный тяжелый раствор и выкачивать его наверх, то проблема добычи решена. На судне химические установки быстро выделят нужные соли металлов и восстановят растворитель для повторного использования. Течение не обязательно: придонный подвесной агрегат с кольцеобразной ловушкой при необходимости легко перемещается, производительность обещает быть высокой.

Согласно ориентировочным подсчетам, в одном Тихом океане около 2000 миллиардов тонн марганцевых конкреций, которые буквально устилают огромные участки дна. На суше марганца раз в 500 меньше, и рано или поздно мы будем вынуждены наладить добычу металлов со дна морского.

С экономической точки зрения необходимо ежедневно добывать минимум 4 тыс. тонн конкреций, чтобы оправдать затраты. Обычная землечерпательная драга извлечет с трехкилометровой глубины самое большее 250 т в день. Не подходит! Поэтому спешно разрабатываются проекты гидравлических драг с подводными насосами, рассчитанными на производительность 4—5 тыс. т. Предположим, такой «рудосос» построен. Тогда за год он добудет приблизительно 4% всего марганца, потребляемого в мире, 3% никеля, 50% кобальта.

Но особенно богатые залежи конкреций встречаются обычно на глубинах 4—7 км. Драгой их не достанешь. Как быть? Здесь-то, быть может, и сработает идея металлоносных струй.

Марганцевые конкреции наращиваются приблизительно в 1000 раз медленнее обычного осадочного слоя. Почему же они всегда выступают наружу, словно булыжники из мостовой? Почему их нет в многометровых толщах океанских осадков?

По-видимому, струйки жидкостей из недр, просачиваясь сквозь дно и смешиваясь с придонной морской водой, выделяют в осадок соли железа, марганца, никеля, меди, хрома, кобальта, свинца, которые кристаллизуются вокруг минеральных и органических частиц (каменных обломков, зубов акул и т. п.). Конкреции вначале разбухают, но по мере того, как ил погребает их, они «рассасываются» пробивающимися снизу рассолами и постепенно полностью отдают свое вещество новым центрам концентрации. Так они и балансируют, вечно возрождаясь, на вечно перемешивающейся поверхности раздела жидкого и твердого. Через несколько миллионов лет, если не значительно раньше, на полностью выработанном участке дна снова вырастет металлический урожай.

(«Нью сайентист» (Англия), 1970, т. 45, NЬ 682)

Циклиметрическая вода

Во всем мире специалисты по квантовой химии разгадывают строение «аномальной», или «дерягинской», воды — плотной, незамерзающей, не-испаряющейся, вязкой и бесцветной жидкости, конденсирующейся, как открыли советские ученые, из тройного дистилл*#га на стенках тонких капиллярных трубок (см. «ТМ», 1968, № 5). Обмакнешь в нее палец — и она тянется вслед, словно смола. Поэтому первое, что приходит в голову, — аналогия с полимером.

В известной модели «поливоды» атом водорода формально двухвалентен — с одинаковой силой привязан сразу к двум разным атомам кислорода. В обычную же молекулу воды Н-О-Н, как известно из школьного учебника, входят два одновалентных атома водорода Н и один двухвалентный атом кислорода О. Однако симметричная группа О-Н-О, с точки зрения квантовой механики, имеет полное право на существование. Сцепляясь друг с другом, клеточки «поливоды» О-Н-О формируют длинные и разветвленные цепочки. Мо

дель с двухвалентным водородом и трехвалентным кислородом объяснила многие свойства аномальной воды, но, к сожалению, не все.

Следующий шаг предприняли Л. Аллен и П. Коллман из Прин-стонского университета (США). В их «циклиметрической» воде каждый атом кислорода четырехвалентен, связан сразу с четырьмя водородными атомами. Квантомеханические расчеты в общем подтвердили устойчивость предложенной пространственной конфигурации атомов. Лучше всего с данными измерений согласуется модель, представляющая собой правильный шестигранник. Такие фигуры могут быть уложены одна на другую тремя разными способами. Недаром, очевидно, снежинки — всегда шестиконечные звезды.

Высокая - плотность «дерягинской» воды объясняется экономной упаковкой кислородных и водородных атомов в циклиметрической модели.

Если бы крепость межатомных связей в шестигранниках оказалась меньше, чем в НгО, то мир столкнулся бы с вполне реальной опасностью «катастрофы Воннегута». В одном из своих романов («Кошачья колыбелька») этот автор описал странную стабильную модификацию воды, сильно напоминающую «дерягинскую», — «лед IX». Вокруг такой льдинки, брошенной в океан нормальной Н2О, довольно быстро начинала происходить кристаллизация, вода превращалась в «лед IX». Постепенно океаны, моря, реки, озера заполнялись желеобразной средой, люди и животные гибли; спасалась лишь кучка изобретателей, принявших предохранительные меры и оградившихся от ледяной заразы.

Ученые облегченно вздохнули, когда выяснилось, что по величине внутренней энергии и нормальная, и аномальная вода почти одинаковы. Поэтому стакан «дерягинской» воды, вылитой в океан, не наделает особых бед. Вероятно, не следует бояться, что синтезированное в лаборатории загадочное вещество распространится повсюду и превратит всех нас в полукристаллические тела. Однако, по мнению биофизиков, вода в порах и капиллярах нашего организма обладает явно выраженной кристаллической и, не исключено, циклиметрической структурой.

(«Сайенс» (США), 1970, т. 167, стр. 1443; «Нью сайентист» (Англия), 1970, т. 45, № 694)

37