Вода, давление, расплавленный камень и выводы!
Вот как предшественник Пехштейна стал убийцей города Сен-Пьер! Как это было? Рядом с городом Сен Пьер был вулкан Мон Пеле. А под вулканом Мон Пеле был магматический очаг. В нём длительное время накапливалась, переплавлялась, дифференцировалась расплавленная порода, лава. И наверх выплавилась и всплывала фракция густая, обогащённая кремнезёмом – двуокисью кремния, по составу входящая в раздел «гранитные породы». В глубинах Земли было высокое давление и там эта лава растворила в себе много воды, вода вошла в её структуру и эта, вроде безобидная композиция постепенно продвигалась вверх, где давление вышележащей породы было меньше. К чему это могло привести? Во первых, если бы «кровля» этого лавового «пузыря» сдержала бы дальнейший подъём, то ничего бы особо страшного и не произошло бы! (Обычно так и бывает!) Под поверхностью многих регионов есть гранитные интрузии тысячекилометровых размеров, где вода просто ушла из породы при её кристаллизации, так как кристаллическая порода имеет границы зёрен, по которым проницаемость породы для паров резко увеличена, а при высоких температурах гидратированные минералы не образуются. Это первый путь!
Второй путь разрешения ситуации бывает, когда водосодержащий расплав проникает в узкие «зазоры». Затекает в вертикальные трещины, протискивается между горизонтальными пластами относительно холодного камня и быстро застывает под давлением, не успев закристаллизоваться. Дайки и пласты такого материала состоят из стекла, богатого водой, с названием Пехштей, (Смоляной камень). (Обсидиан тоже из этой группы минералов, но воды в нём меньше.)
Третий путь «разгрузки» ситуации получается, когда богатая водой густая лава подходит близко к поверхности, в зону пониженного давления, где раствор воды в расплавленной породе существовать уже не может. Тогда этот раствор взрывается!
Давайте немного посчитаем: В исходной лаве, которая застывая, даёт вулканическое стекло с названием «Пехштейн», бывает до десяти процентов воды. (В Обсидианах меньше, до одного процента.) Если горячий расплав быстро «разгрузить» от внешнего давления, то вода при температуре около тысячи градусов выделится в виде перегретого пара, разорвав исходную породу в вулканический пепел.
При нормальном давлении и температуре плотность водяного пара должна быть, меньше, чем у воздуха, примерно грамм на литр (уточнять не будем!). То есть, мы имели бы из килограмма породы литров сто пара и смешанный с ним, разорванный в пыль исходный стеклянный материал. Но температура при этом процессе, хотя и понизится, но градусов шестьсот будет точно и объём газовой фазы (в основном, водяного пара) будет составлять не сотню литров а больше раза в три. Время осаждения каменной пыли (вулканического пепла) не такое уж большое, если объём облака взрыва небольшой. Но у вулкана свои масштабы! К тому же, образовавшаяся смесь уходит, расширяясь с места разложения лавы, давление над этой поверхностью снижается, что провоцирует дальнейшее разложение расплава в газопылевую смесь. Так и образуется «палящая туча» из водяного пара, других газов и пыли. Палящая туча имеет плотность раз в десять большую, чем воздух, время расслоения гораздо большее, чем время «стекания» со склонов вулкана и она действует, как одно целое. После такого действия город Сен Пьер стал похож на Хиросиму!
В этом смысле «палящая туча» ничем особо не отличается от снежных лавин, когда смесь простого безобидного снега и воздуха летит с горы, ломает леса, сносит капитальные стены и достаёт воздушным потоком очень далеко вперёд от места остановки.
Таким образом, «палящая туча» является «квазигазовой» системой и ведёт себя, как очень тяжёлый газ, пока не остановится и из неё не выпадет пыль. На фильмах с извержением вулканов часто видны маленькие «палящие тучки», которые быстро-быстро скатываются по склону, оставляя за собой хвост пыли и дыма. «Пирокластика» называется!
Взрывы Мон Пеле и Сан Хеленс с выбросом мощных «палящих туч» показали, что явление может быть грандиозным!
Теперь почему нам это может быть нам интересно в плане проблемы образования тектитов, проблеме существования метастабильного нейтронного вещества и загадочных кимберлитовых трубок! Добавим сюда для полного комплекта и Йелоустонский вулкан, о котором много чего говорят интересного! Целый пучок интересных явлений, как-то связанных друг с другом!
Одной из причин образования кимберлитовых трубок, по которых с глубины, где алмазы стабильны, поднимается расплавленная порода, называют «взрыв газов». Начнём считать: Пусть разложение насыщенного водой силикатного расплава при взрывах вулканов происходит на глубине меньше одного километра, где давление вышележащей породы составляет 250 атмосфер. Понятно, что на глубине сто километров оно будет составлять 25 тысяч атмосфер. А на глубине 250 км и все пятьдесят, даже немножко больше. Алмаз при таком давлении уже вроде устойчив. А газ (пары воды) сжатый таким давлением, должен бы иметь плотность в 50 000 раз больше, чем в нормальных условиях. Будет иметь плотность 50 грамм на кубический сантиметр. Понятно, что это шутка, газы перестают быть «идеальными» уже при тысяче атмосфер, потому, что их атомы или молекулы сближаются почти до полного контакта, деформировать их очень трудно и такая плотность водяного пара в условиях Земли наверное не достижима нигде, даже в её центре. Но сжиматься (и расширяться) пары воды при таких давлениях будут куда хуже, чем если бы они были при обычном давлении, приближаясь по своим свойствам к жидкости или твёрдому телу.
Вот, взрыв обычных взрывчатых веществ вроде-бы способен развить давление порядка двухсот тысяч атмосфер, во всяком случае, такие цифры мне попадались. Значит, даже толовая шашка не смогла бы полноценно взорваться на таких глубинах! Ей бы просто не дала расшириться при взрыве окружающая порода. Этим простеньким и приблизительным подсчётом автор хотел показать, что пары воды будут по плотности почти такие же, как и каменная порода, расширяться не смогут и просто войдут в состав породы, если в ней могут растворяться по химическим свойствам! Делаем вывод: То, что даёт страшные взрывы на поверхности Земли или на небольшой глубине, никак не может взорваться там, где геологи предполагают «взрыв газов»!
Иными словами, никакой «взрыв газов» в таких условиях невозможен. Их там нет и быть не может. Значит, такой механизм образования кимберлитовых трубок «не работает»! А они есть! В случае кимберлитовых трубок «пробивание» толщи земной коры в сотни километров было явно вызвано другими причинами. И эти причины должны были иметь энергетику на единицу массы просто недостижимую в тех процессах, которые нам уже известны и действуют на глубине образования алмазов.
Надо учесть ещё один момент: Сделать дыру в земле произвольной глубины просто так не получится! Кольская Сверхглубокая не даст соврать: Глубже десяти километров порода при боковом давлении становится пластичной, (привет адептам «полой Земли») скважину рано или поздно перекроет и из чего делать обсадные трубы станет большим вопросом! И это ещё при внутреннем давлении промывочной жидкости! То есть, кимберлитовые трубки образовались быстро, по ним быстро поднялась расплавленная порода снизу, а трубка при этом уже разрушалась, поэтому в кимберлите и попадаются куски вмещающей трубку породы. Часто глубинный расплав в трубке отсутствует совсем, есть только обломки вмещающей породы. Такие трубки называют «маарами» и «диатремами». А вот имеют ли они такое же происхождение, как и «настоящие» кимберлитовые трубки с их сверхглубинным веществом, с алмазами и всякими пиропами, автор не знает! Может, это одно и то же, а может и нет!
Что это могут быть за причины, которые быстро сделали дыру в Земле? Автор, чтобы объяснить образование и разброс тектитного стекла, а также его свойства, лет 30 назад постулировал пролёты сквозь Земной шар небольших, сантиметрового размера кусочков метастабильного нейтронного вещества, «нейтрида», которые могли возникнуть при образовании нейтронных звёзд. Такое объяснения для тектитов оказалось удивительно продуктивным! Большинство ранее загадочных свойств тектитного стекла, условий прохождения тектитов сквозь атмосферу Земли, последующего выпадения и даже вариации свойств этого тектитного стекла в пределах одного поля рассеяния удалось отлично объяснить в рамках такого сценария. Остались ли необъяснённые вопросы, связанные с тектитами в рамках этой гипотезы, я не знаю, вроде бы их не осталось… И вряд ли это простое совпадение, слишком уж всё хорошо стало понятно.
Поскольку кимберлитовые трубки по своему продольному сечению такие же, как и те, которые должна пробивать в планетах земного типа «нейтридная шрапнель», то напрашивается вывод, что и они пробиты чем-то подобным.
Но тогда сразу возникает вопрос: «шрапнель» летит со всех сторон, а трубки направлены вертикально от центра Земли. И вывод может быть один! В центре Земли есть «нечто», что может «стрелять» вверх кусочками нейтронного вещества. Возможно, это большой кусок такого вещества, который может самопроизвольно разрушаться, разбрасывая с большой скоростью кусочки, возможно, что-то ещё! Проблема в том, что метастабильный «нейтрид», (если он есть в природе, что автором строго не доказано) почти никак не взаимодействует с «обычным» веществом в смысле торможения и «захвата» небесными телами из-за своей чудовищной плотности. Быть захваченным газопылевым облаком, из которого потом образовалась Солнечная система и Земля, он мог только в виде очень мелкой пыли, с размером частиц меньше микрона. А поскольку распад такого вещества должен происходить по его поверхности, то такие пылинки не могли быть очень долговечными. Поэтому накопление «нейтрида» в центре Земли весьма сомнительно. И образование кимберлитовых трубок таким способом тоже становится непонятным. То есть, некоторые признаки участия нейтронного вещества в этом процессе в наличии, но механизм не ясен. Вот так и приходится оставить решение проблемы на полпути, пока не появятся новые факты или новые идеи.
Теперь возьмёмся за Йелоустон, раз мы уже заговорили о катастрофических извержениях! Прикинем реальную опасность и возможность её избежать. Механизм эруптивного извержения газопылевых облаков вулканов и «палящих туч», как их разновидности, исследователям ясен уже много десятков лет. Лавовые потоки текут медленно, атмосферу загрязняют не слишком сильно, поэтому уберечься от них проще! Цунами в активности Йеулустона вряд ли сыграют какую-то роль.
А поскольку газы и пыль являются основными поражающими факторами вулканов, то как узнать, может ли Йелоустон их произвести? Надо просто узнать, сколько воды есть в расплавленной породе этого образования и может ли она быстро выделиться, подняв за собой мелкодисперсный материал. Поскольку извержения этого «супервулкана» уже были, можно посмотреть в геологической летописи, был ли пепел и сколько и где его осело в предыдущих событиях! То есть, задача решаема, но неопределённость остаётся, так как в магматическом очаге, который, кстати, смещается в восточном направлении, происходят сложные процессы дифференциации вещества. А можно ли прямыми методами получит пробы лавы, накапливающейся под поверхностью, я просто не знаю! Но сама причина образования Йелоустонского вулкана действует уже миллионы лет. Из глубин Земли поднимается поток горячего вещества, который разогревает и «прожигает» земную кору. Из-за перемещения земной коры (тектоника плит!) место очередного извержения смещается. Это даёт возможность проследить мощность извержения от события к событию. Эта мощность уменьшается и можно ожидать, что следующее извержение этой системы будет относительно небольшим. А если Земля и жизнь на ней пережили предыдущее событие, то это уж как-нибудь тоже переживёт! Поэтому активных действий по обузданию этого явления вроде пока-что не предпринимается.
Есть три варианта: Ничего не делать, на наш век времени до очередного извержения хватит!
Второй вариант, который вроде сейчас предлагается: Пробурить в нужном месте скважины, закачивать туда воду, по другим скважинам отбирать пар и заставлять его крутить турбины! Они дадут ну сильно дешёвое электричество! За разом охладим магматический очаг! Этот проект имеет уязвимое место: Пар будет загрязнён растворёнными минералами и химически активными газами, что для турбин очень неприятно! Будет и самим турбинам и их лопаткам тяжело на этом паре работать! Очищать пар перед турбиной и дорого и тяжело. Проще получать чистый пар в ядерном реакторе, а пар из скважин утилизировать как-то иначе. То есть этот проект вызывает очень много вопросов. Но раз находятся энтузиасты поисков на Луне абсолютно ненужной её исследователям воды, наличие которой интересно только с научной точки зрения, то и идея использовать Йелоустоин в качестве парогенератора, наверняка найдёт своих приверженцев.
Третий проект, который имеет скорее, научное, экспериментальное значение, чем практическое: В средине потока глубинного вещества пробить кору Земли мощным ядерным взрывом! Что это даст? Глубинная порода в виде жидкого расплава без опасного избытка воды будет относительно спокойно вытекать на поверхность и застывать. Этому уже есть природный аналог! Гавайские вулканы, которые питает «плюм» мантийного вещества, изливают базальтовую лаву, которая не даёт взрывов большой силы, а спокойно растекается и застывает. Это тоже вариант опасный, так как Йелоустон находится в относительно плотно заселённом районе. Чем реально окончится такой эксперимент и насколько он опасен сам по себе, можно только гадать!
Наверное, самый оптимальный вариант в этом случае, просто подождать и проводить исследования, надеясь, что потомки будут умнее, будут больше знать и найдут оптимальное решение проблемы.
Бондаренко Ю. Н. пос. Маяки. 10 мая - 2023 г.
