Техника - молодёжи 1987-05, страница 18

ти химические реакции, которые не подчиняются законам классической термодинамики. В ходе их механическая энергия непосредственно переходит в химическую — причем фактически без тепловых потерь.

Так сформировалась гипотеза, для проверки которой в Институте физико-технических проблем Севера Якутского филиала СО АН СССР под руководством академиков А. А. Трофимука и Н. В. Черского в 1975 году начались экспериментальные исследования.

За первым удачным опытом, о котором мы уже знаем, последовали новые. Все яснее становилась природа действия замечательного союза механических и химических сил, открывались пути к совершенно новым представлениям.

Упругие волны порождают в горных породах множество разнообразных физико-химических процессов, обусловленных разрывом межмолекулярных и межатомных связей. Например, в экспериментах облучение образцов приводило к ускорению в них диффузии в 40—50 раз, увеличению проницаемости пород для воды и нефти в 70 раз. Получалось, что сейсмические и тектонические процессы не только активнейшим образом помогают подземной варке нефти, но и в сотни, тысячи раз ускоряют ее передвижение, накопление в залежах!

А что геологические факты? Они также свидетельствовали в пользу новых представлений, подтверждая их на примере Саян, Карпат, Кавказа, юга Якутии, Забайкалья... В районах, где высока сейсмотектоническая активность, нефть находят даже в сотне-другой метров от поверхности.

В стиле времени первых идей о происхождении нефти можно воскликнуть: «Виват, органики!» Для этого есть все основания — учет сейсмотектонических процессов делает несостоятельными главные аргументы противников гипотезы органического происхождения нефти.

Но то, что могло бы стать достойным венцом блестящих замыслов и опытов, вдруг оказалось порогом на пути к открытию еще более глубинному.

СЛУШАЯ

МОРСКОЙ ПРИБОЙ

Где грань, отделяющая просто удачливого исследователя от настоящего ученого, который всем своим внутренним складом обречен на неустанный и далеко не всегда благодарный поиск? Анализируя слагаемые любого крупного достижения, обстоятельства и перипетии приведшего к нему поиска, нельзя не попытаться, хотя бы для себя, ответить на этот вопрос.

История науки учит нас, что истинного ученого, среди прочего, отличает умение полностью освободиться от всякой инерции мышления, от канонизированных мнений и авторитетов, от устоявшихся представлений — даже тех, кото

рые он сам многие годы утверждал... Какой же заманчивой, многообещающей, по-своему даже естественной представала эта многоликая инерция в нашей истории! Судите сами: «Теории неорганического... генезиса нефтей существуют еще и имеют последователей между учеными, но неуклонно становится ясным, что к большим скоплениям и нефтяным областям они не приложимы». Так писал в 1927 году В. И. Вернадский. Приятно, наверное, совпасть во мнении с одним из крупнейших ученых XX века — тем более подкрепив его собственными блестящими доказательствами. Добавим еще, что для героев нашего рассказа гипотеза органического происхождения нефти была вполне своей, давно и горячо отстаиваемой. Теперь, казалось бы, пришел черед раскручивать спираль важнейших для практики следствий, в поте лица собирать честно заслуженные плоды открытия. Работы в этом направлении, как говорится, непочатый край. А научные результаты — они ясны, доказаны... Оставалось, правда, в органической версии одно «белое пятно». Откуда нефть в горных породах, лишенных биогенного осадочного вещества, или там, где его недостаточно для образования обнаруженных залежей? Здесь «органикам» было над чем поломать голову, и, кто знает, не нашлись ли бы у них более или менее убедительные аргументы в рамках ими же подкрепленных представлений. Но они сделали, выражаясь шахматным языком, ход посильнее: отказались от... органической гипотезы!

В науке даже самые отчаянные парадоксы по-своему логичны. Взглянем на нефть предельно абстрактно, отрешившись на время от всех нюансов ее образования в природе. Состоит она всего-навсего из соединений углерода и водорода (так называемые гетероатомы кислорода, азота и серы сути дела не меняют) . Никаких особых родовых черт углерод или водород, входящие в состав биогенных веществ, не имеют. С атомами и молекулами из неорганических веществ они не просто схожи, как капли воды,— они абсолютно одинаковы и неотличимы. Значит, никаких приоритетов для процесса образования нефти ни те, ни другие не имеют.

Теперь с этой вершины абстракции, давшей нам как бы новую точку отсчета, вернемся к геологической конкретности. Опустимся, как говорят, на землю (точнее — под землю) и поищем там неорганическое сырье для приготовления нефти. В горных породах в избытке и соединений углерода — например, карбонаты и С0₂, и соединений водорода — вода. Получится из них нефть? Абстрактная теория отвечает: вполне. Реальный взгляд на вещи дает другой ответ: ни в коем случае. Условия образования нефти здесь еще более жестки, чем в случае с органикой. Необходимо значительно ионизировать реагенты, иметь в системе много свободных электронов, способных рвать старые и наводить новые химические мостики между исходными веществами...

А может, и тут сработают механизмы скороварения, открытые для органики? Волны землетрясений, образно говоря, не разбирают, органика или неорганика у них на пути. На роль доноров свободных электронов и ионов вполне подходят атомы и молекулы на поверхности зерен горных пород. Взаимное деформирование и трение зерен друг о друга вызывает эмиссию электронов. Возможны многие другие, провоцируемые сейсмотектоническими волнами механизмы «подзарядки» горных пород. Но хватит ли их на сей раз?

Новый эксперимент, поставленный тоже в Якутске, от прежнего решительно отличался, пожалуй, только тем, что в рабочей камере оказался образец горной породы заведомо неорганического происхождения. А еще для более точного соблюдения природных условий его насыщали водой (морской, как более подходящей по составу). Через месяц-другой из смеси обычного песка, шпата, широко распространенных минералов железа — сидерита, магнетита, пирита — и воды в установке синтезировалась широкая гамма углеводородов, жидких и газообразных. Объем их за десятки суток составлял около 200 см³ газов и 20 г жидкости на 1 кг исходного материала. Словом, лабораторная скороварка вновь работала! И с очень приличной эффективностью.

Параллельно проводили еще один эксперимент. В ходе его сквозь обыкновенный песок, подвергнутый предварительно сильной механической тряске (сейсмотектоническое активирование), циркулировала морская вода. Вот и все. Более скупые условия, согласитесь, трудно вообразить. Но и в этой своеобразной имитации морского прибоя рождалась нефть! Ее крохи, конечно же, нелепо высматривать в пенных кружевах на морском берегу. Однако то, что в прибрежной зоне, сотрясаемой могучими волнами, возможен синтез углеводородов,— доказанный факт.

(Говорят, шум прибоя настраивает на поэтический лад, располагает к раздумьям. Не повредит ли этой волнующей, чисто человеческой особенности сухая проза научных результатов? Думаю, наоборот,— еще один пример диалектики удивительного единства и многообразия природных явлений сообщит нашим размышлениям большую глубину.)

Продолжающаяся серия опытов проясняла все новые детали процессов. Так, образование углеводородов закономерно ускорялось с ростом температуры. Тот же эффект дает энергичная циркуляция воды. Здесь важно своевременное удаление углеводородов, образующихся на поверхности песчинок. Иначе пленки углеводородов как бы блокируют активную поверхность песка, и их образование сильно замедляется...

Итак, извечная проблема происхождения нефти предстала в совершенно неожиданном ракурсе. В корне менялись представления об исходных веществах и механизмах нефтеобразования. Открылась возможность прогнозировать запа

16