Техника - молодёжи 1979-03, страница 22

НОВАЯ

КЛАДОВАЯ

ЗЕМЛИ?

1епло земных недр не одно десятилетие привлекает внимание энергетики. Термальные воды все шире применяются во многих странах мира. Только в СССР, используя их для теплофикации, можно сэкономить ежегодно до 50—100 млн. т топлива. Однако добыть тепло непросто: па-ро- и водоносные породы должны быть достаточно пористыми. Вот тут-то и начинаются трудности. Ведь считается, что эти породы земной коры абсолютно непроницаемы именно для воды, пара, газов.

Тем не менее не все ученые согласны с этим мнением. В свое время академик В. Вернадский говорил: «Вода создает основные черты механизма земной коры, вплоть до магматической оболочки». Поэтому можно предположить, что в верхнем «этаже» нашей планеты находится обширная область, где в трещинах и пустотах должна циркулировать вода. Она получила название дренажной оболочки. Гипотеза о существовании такой зоны была разработана доктором технических наук, лауреатом Государственной премии С. Григорьевым.

По предположению ученого, температуры здесь значительны: в верхнем

На схеме: так образуется дренажная оболочка.

t^eC

НИСХОДОЩЕЕ ДВИЖЕНИЕ ВОДЫ СКВОЗЬ КОРУ МАТЕРИКОВ

300^#

374^е

ВОСХОДЯЩЕЕ НИСХОДЯЩЕЕ ПОВЕРХНОСТЬ

500' ДВИЖЕНИЕ ПАРА ДВИЖЕНИЕ РАСТВОРОВ МОХОРОВИЧМЧА

«отсеке» зоны они достигают +374°, а в нижнем — испаряющиеся слабоконцентрированные растворы опускаются к поверхности Мохоровичича (а это 35—40 км глубины), <в область более высоких температур — 400— 450°С.

Под стать температурам и давление. Оно может достигать очень больших величин — до 3 тыс. атм.

Подсчитано, что запасы пара в дренажной оболочке по своей энергоемкости в десятки раз превышают известные на сегодня залежи нефти, газа, угля и т. д. Невероятно, но под каждым квадратным километром нашей земли его находится столько, что этой энергией можно заменить энергию 10—20 млн. т условного топлива. Только под Москвой в дренажной оболочке заключено 50—100 млрд. т пара, использовав который человек сможет высвободить 10—15 млрд. т природного энергетического сырья.

Но эта зона не только гигантская емкость для пара, пока еще ждущего с нетерпением своего часа. Она и огромный «котел», © который ежегодно поступает 150 куб. км воды.

Конечно, чем глобальнее природное явление, тем труднее разгадывать его тайны. И о дренажной оболочке известно совсем немного. Поэтому ученые зовут на помощь эксперимент. Для проверки версии о вертикальной циркуляции воды они изготовили специальный автоклав. Исходя из того, что вода участвует в формировании пород земной коры, было решено также выяснить, что получится, если в агрегат поместить некоторые из них: гранит, лабрадорит и серпентинит. И вот 100 куб. см пород, измельченных до частиц размером 0,25—0,5 мм, вода и минеральные соли — в автоклаве. Эксперимент начался.

...После окончания опыта свойства смеси резко изменились: только Уэ засыпанного порошка осталась такой, какой была вначале, а остальные ²/з спеклись, превратившись в твердую породу. Извлечь ее из емкости было невероятно трудно.

Стало ясно, что химический состав вещества мог измениться лишь потот му, что кремнезем «переместился» к тому концу автоклава, где температура была ниже критической (350— 370°). И в природе отмечено аналогичное явление: в земной коре кремнезем тоже перемещается в сторону понижения температур. А внизу, где они выше критических (395—400°), появляются окислы остальных металлов, находящиеся в растворах. Там они образуют известный скачок плотности и прочности пород, который определяет границу Мохоровичича.

Водяной пар, «двигающий» кремнезем в земной коре, одновременно с ним перемещает и радиоактивные соединения, концентрируя их в природных «кладовых» — гранитах. Чтобы в этом убедиться, экспериментально

сравнили Р-активность исходного вещества и нового, полученного в автоклаве. И что же? Оказывается, по сравнению с исходным состоянием — 8,5 имп./мин, пробы вещества, обогащенного кремнеземом или кальцием, магнием и железом, обладали повышенной активностью — 18,3 и 9,0 имп./мин. После этого уже не осталось сомнений в том, что и радиоактивные вещества переместились вместе с кремнеземом.

Значит, вертикальная циркуляция паров и растворов существует? На этот вопрос опыт С. Григорьева дал положительный ответ. Никакие другие процессы не смогли бы осуществить такой перенос. Именно он лежит в основе гипотезы образования дренажной оболочки — механизма, создающего земную кору и постоянно поддерживающего ее внутреннюю организованность. Между изотермами (линиями одинаковых температур), лежащими выше и ниже критических значений температур воды, существует постоянная вертикальная циркуляция, происходит так называемый тепломассоперенос.

В дренажной оболочке содержится не только высокотемпературный пар, тут и ценные растворы минерального сырья, необходимого промышленности и сельскому хозяйству. Прямые доказательства, конечно же, могут быть получены только после бурения сверхглубоких скважин, когда «освобожденный» пар вырвется из недр нашей планеты и будет верно служить человечеству. Однако те косвенные доказательства, которые уже имеются, подтверждают: дренажная оболочка существует. Когда человек наконец добудет это «глубокое» подземное тепло, он решит многие проблемы, связанные с большими затратами энергии.

ДАНИЛА АНДРЕЕВ

МАХОВИК В КОСМОСЕ

В сообщениях о запуске очередного космического корабля обычно упоминается о включении бортовой аппаратуры. Среди множества приборов начинает действовать и электромеханическая система ориентации. Сейчас без нее не обходится ни один космический корабль, ни одна орбитальная станция. С ее помощью можно поворачивать спутник, не расходуя горючего, запас которого на борту довольно ограничен. Все дело тут в оригинальном электродвигателе-маховике, созданном советскими электротехниками.

Что же это за двигатель и как он работает? Когда космическая станция скользит по орбите, маховик стаби