Техника - молодёжи 1982-07, страница 27

гидросферы

СТЕПАН ГРИГОРЬЕВ, доктор технических наук_г Лауреат Государственной премии СССР,

АЛЕКСАНДР ГРИГОРЬЕВ, научный сотрудник

ленных нами особых свойствах слоя пород, лежащего между этими двумя границами. Под действием постоянного выщелачивания движущимися навстречу потоками пара и раствора он становится пористым, обильно насыщенным водой в разных состояниях и хорошо проницаемым, причем не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении- Так что поступающая в него вода довольно быстро (в геологическом смысле) может перетекать из мест, где ее давление велико, туда, где оно меньше. Величина давления пропорциональна высоте гидростатического столба, которая достигает максимума под горами на материках и минимума под океаном. В результате по этому слою идет постоянный отвод воды с растворенными в ней тяжелыми веществами из материковой коры в океаническую, что дало нам основание назвать его дренажной оболочкой (ДО). Она облекает всю Землю, отличаясь от других слоев тем, что неоднородна, гетерогенна: состоит не только из твердых пород, но и жидких растворов, паров и газов, заполняющих поры, трещины и разломы и находящихся в непрерывном перемещении.

КРУГОВОРОТ ТВЕРДОГО ВЕЩЕСТВА

В свое время многие крупные ученые пытались обосновать гипотезу круговорота вещества, смываемого с материков на дно океана. Дело в том, что ежегодно реки уносят с суши 12 км³ измельченного грунта. При таких темпах все континенты и острова должны были бы исчезнуть под водой всего за 10— 11 млн. лет. Поэтому К. Даттон в 1892 году выдвинул идею: когда горы смываются, они становятся легче и всплывают над мантией, дно же океана, нагружаясь осадками, тяжелеет и тонет в ней.

Однако развитию гипотезы мешало явное противоречие с законом Архимеда — легкие, осадочные породы не могут тонуть в плотном веществе мантии, а оно не может подниматься на их место.

Но если существует дренажная оболочка, то это противоречие устраняется. Накапливающиеся на дне океана легкие осадки обрабатываются восходящими из ДО ра

створами, минеральная часть которых и превращает их в плотные, способные погружаться в мантию породы. А растворы, опускающиеся через кору материков, охлаждают верхние слои мантии, выщелачивают из них те соединения, которые затем переносят в кору океана, и делают породы мантии менее плотными, и такими, что они уже могут подниматься вверх...

Только круговорот объясняет возможность длительного существования разновидностей земной коры. А вертикальная циркуляция объясняет сохранение слоистого строения и сложнейшего состава коры независимо от возраста данного региона.

Кольскую сверхглубокую скважину начали бурить, так как геологи предполагали, что там самая тонкая кора, породы там старше 2 млрд. лет. Думали, что слой гранитов там равен всего б км, а граница Мохоровичича находится на глубине всего около 15 км. Но бурение скважины подтвердило, что слоистое строение, мощность и химический состав коры почти не зависят от возраста пород. Граниты не закончились даже на глубине более 10 км.

Ведь чем выше данное место, например гора, тем больше будет гидростатическое давление столба воды, заполняющей кору под ним, и тем больше ее будет проникать в ДО. Вода будет отнимать тепло пород и уносить его под океан. Слои с температурами конденсации пара и испарения растворов в коре материков будут опускаться. Под горами кора может стать очень мощной. У гор действительно есть «корни». Вода, поднимающаяся сквозь кору в океан, наоборот, приносит туда тепло. Это поднимает температуру и делает кору тонкой — под океанами она в 5 раз тоньше, чем под материками.

АВТОКЛАВ ДЛЯ РОЖДЕНИЯ НЕФТИ

Возвращаясь к дискуссии о происхождении нефти, проведенной ♦ ТМ» в 1979—1980 годах, следует сказать, что дренажная оболочка является идеальным автоклавом для превращения любых органических остатков в нефть. Причем очевидно, что этот процесс идет

по всей дреносфере, а не в каких-то нефтематеринских свитах и главных зонах нефтеобразования. Близость состава и свойств нефти из самых разных месторождений свидетельствует о том, что существует единый механизм ее образования в условиях, совершенно не зависящих не только от климата над месторождением, но и от состава, строения и возраста пород, слагающих те участки коры, где обнаружена нефть. Конечно, заманчиво приьять, что исходным веществом для образования нефтяных и газовых месторождений является мантийный метан и другие углеводороды космического происхождения, но, по нашему мнению, именно жизнь за 3,5 млрд. лет своего развития на Земле создала такие запасы биогенной органики, что ее более чем достаточно для образования всех горючих ископаемых.

Как известно, ежегодно реки и ветер сносят с материков на дно океана около 30—40 млрд. т твердого вещества. В образующихся осадочных породах содержится до одного и более процента органики. Опускаясь в океанической коре, осадочные породы входят в ДО, а затем и в мантию. За 3,5 млрд. лет в недра могло погрузиться око* ло 10¹⁸ т органики, из которой на стадии подъема бывших осадочных пород из мантии в материковую кору и могли образоваться нефть и природный газ.

Однако нельзя считать, что вся нефть, которая на протяжении 3,5 млрд, лет могла образоваться, сохранилась в недрах. В процессе круговорота идет не только захоронение — идет выход пород из недр.

Нельзя подсчитать, сколько в недрах сохранилось нефти и других горючих ископаемых и по количеству свободного кислорода, который образуется вместе <? органикой. Кислород ведь расходуется, взаимодействуя не только с нею. Например, еще не ясно происхождение атмосферного азота, которого в 3,5 раза больше, чем кислорода. Можно предполагать, что в первичной атмосфере или в недрах Земли когда-то был аммиак, который присутствует в атмосфере других планет. При окислении аммиака образуется азот: 4NH₃4-+30₂ = 6Н₂0 -f 2N₂. На получение всего азота должно было израсхо

25