Фрадкин Захарович - Белые пятна безбрежного океана

• Название: Белые пятна безбрежного океана
• Автор: Фрадкин Захарович
• Издательство: Недра
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1983

В книге рассказывается о воде - самом распространенном и в то же время самом загадочном веществе на Земле. Приведены гипотезы, объясняющие происхождение воды на планете, раскрывается роль воды в формировании атмосферы, океанов, климата и как движителя научно-технического прогресса на протяжении всей истории человечества.

---

Воде мы обязаны своим появлением и своим существованием. Однако нельзя забывать и о другом океане, о подземном. Если наземный, Мировой океан аккумулирует тепло, поступающее на Землю извне, от Солнца, то подземный, скрытый от нашего взора океан, обладает возможностью снабжать нас теплом из внутренних источников планеты.

Горячая вода выплескивается на поверхность во многих странах. Геотермальные воды использовали еще древние римляне в своих знаменитых банях. Ныне водой и паром горячих источников отапливается самая северная столица - Рейкьявик. С помощью тепла, доставляемого водой из недр земных, приводится во вращение все большее число турбин ТЭЦ (Италия, Новая Зеландия, США). Как утверждают американские специалисты, мощность геотермальных электростанций США к 2000 г. возрастет до 390 млн. кВт. Это больше, чем нынешняя суммарная мощность всех электростанций страны (350 млн. кВт).

Горячими источниками природа щедро одарила и нашу страну. Особенно много их в районах вулканической деятельности - на Камчатке и Курильских островах. Здесь близ Петропавловска-Камчатского создан первый в Советском Союзе геотермальный теплично-парниковый комбинат. Овощи в нем зреют независимо от времени года. Там же действует и первая в стране Паужетская геотермальная электростанция мощностью в 5000 кВт.

Но если на Камчатке и Курилах горячая вода приходит к людям естественным путем, так сказать "самотеком", то на Кавказе ее получают из буровых скважин. Столица Дагестана г. Махачкала частично теплофицирован именно такой подземной водой.

Какими же ресурсами термальных вод располагает наша страна? Советские ученые обнаружили много подземных артезианских бассейнов горячих вод, способных дать 22-24 млн. м3/сут. Температура воды в них от 40 до 200 °С, глубина залегания до 3,5 тыс. м. При этом более половины всех разведанных термальных вод страны приходится на Западную Сибирь. Оказалось, что добывать их можно даже в районах... вечной мерзлоты!

Итак, под нашими ногами океан тепла. Прикрытый гранитной оболочкой, этот океан лишен возможности непосредственно согревать воздушное покрывало Земли. То, что сегодня выплескивается в виде гейзеров или из буровых скважин, - жалкие крохи истинных резервов даровой энергии. Но придет время, и подземное тепло будет добываться в глобальных масштабах. Буровые скважины пронижут Землю на глубины в десятки километров. По тысячам и тысячам труб на поверхность хлынут настоящие реки горячей воды и пара.

С помощью этого дарового тепла человечество окажется в состоянии растопить льды Заполярья. Быть может, именно использование неисчерпаемого подземного тепла сделает Человека хозяином климата и погоды. Вполне возможно, что произойдет революция и в теплоснабжении всего народного хозяйства. Не вытеснит ли подземное тепло все прочие источники тепловой энергии вплоть до атомных?

Фильтр атмосферы

Еще не раз мы упомянем об удивительной и универсальной способности воды растворять все (!) вещества, существующие на Земле, правда, в разных количествах и за различное время. Для растворения одних достаточно долей секунды, для других могут потребоваться столетия.

Теперь вообразите, сколько тысяч и тысяч вулканов в течение всех геологических эпох выбрасывали в атмосферу Земли ядовитые газы и пыль. Если бы все это оставалось в воздухе, ни один луч солнца не смог бы сегодня проникнуть сквозь плотную, черную мглу, окутавшую планету. Ни один бы микроб не выжил в ядовитой среде, не говоря уже о животном или растительном мире...

Однако, опять-таки на наше счастье, сколько лет действуют вулканы, столько же лет низвергаются на землю дожди. Пронизывая воздушную оболочку планеты, капли воды захватывают пыль и растворяют в себе ядовитые газы. Каким свежим бывает воздух после дождя!

Ныне деятельность вулканов дополняется не менее бурной "деятельностью" заводских труб и выхлопных труб автомобилей. Катастрофически растет загрязнение воздуха уже при участии человека. И дождям все труднее справляться со своими фильтрующими "обязанностями".

Возникает вопрос: если вода растворяет все газы, находящиеся в атмосфере Земли, так почему же она не растворит в себе самую атмосферу, сквозь которую падает дождем. Дело в том что воздух, окружающий Землю, тоже растворяется в воде, но только он непрерывно восполняется растительным покровом планеты. К тому же количество растворяющегося в воде газа определяется степенью насыщения, т. е. ограничено.

Конечно, напрашивается возражение: дожди пронизывают атмосферу не тысячи и даже не миллионы, а миллиарды лет. Поэтому даже при самой низкой степени насыщения у воды имелись время и возможность растворять в себе всю газовую оболочку планеты.

Нет, такого произойти не могло. И не только благодаря восстановительной деятельности растительного мира. Безвозмездное поглощение воздуха привело бы к непрерывному снижению атмосферного давления, что в свою очередь вызвало бы бурное выделение из воды растворенных в ней газов.

Вот вам еще одна глобальная обязанность воды - своеобразное реле давления атмосферы. Давление окружающего нас воздуха с очень незначительными колебаниями имеет постоянную величину, равную 101 кПа (или 760 мм ртутного столба).

Неисчерпаемый рудник будущего

Всерастворяющая способность воды превратила Мировой океан уже в процессе его формирования в уникальную кладовую химических элементов. На сегодня в морской воде обнаружено 70 химических элементов из 106 известных.

В 1 м3 воды океана содержится 5,5-5,7 мг золота. Концентрация ничтожная, но в пересчете на весь Мировой океан это составит 8 млрд. т - слиток, из которого можно было бы воздвигнуть 200 пирамид Хеопса высотой 150 м и площадью основания 40000 м2 каждая!

В 1 м3 воды океана содержится примерно 3 мг урана - миллиарды тонн во всем океане. Несметное богатство! Только путь к нему пока надежно прикрыт чрезвычайно малой концентрацией. Попытки добывать золото из океана предпринимались не раз. В 1920 г. в глубочайшей тайне в Германии был даже создан комитет по извлечению золота из воды, возглавляемый известным химиком Фрицем Габером, тем самым, который сумел осуществить синтез аммиака из водорода и атмосферного азота, а впоследствии стяжавшего себе славу основоположника химической войны. Однако восемь лет труда не принесли Габеру успеха, создать эффективный способ для извлечения золота ему так и не удалось.

Вообще-то источником химического сырья океан стал давным-давно. Извлекать из моря поваренную соль люди научились еще в седой древности. И поныне море дает ее до 1/3 всей мировой добычи. В наше время из морской воды добывают 4 % всего производства серы, 61 % всего магния, 70 % - брома.

Но что касается золота и урана, вопрос остается открытым и по сей день. Однако угроза дефицита атомного топлива заставляет ученых все пристальнее поглядывать на его морские "залежи". Предполагается, что к 2000 г. урана понадобится 3,7 тыс. т, а добыча его достигнет всего 2,7 тыс. т. Есть над чем призадуматься. Не останавливать же часть атомных электростанций.

И вот ученым удалось получить первые граммы урана из вод ряда морей и Тихого океана. Для этой цели был разработан так называемый сорбционный метод, при котором морская вода пропускается через слой зернистого нерастворимого и прочного вещества - сорбента, способного избирательно задерживать только уран. Такое Габеру и во сне не снилось!

Можно предполагать, что уже к 2000 г. появится новая "океано-рудная" добывающая промышленность - комбинаты по извлечению из морских вод не только урана, но и золота, магния, меди, цинка...

Так в недалеком будущем Мировой океан превратится в основной рудник самых дефицитных химических элементов.

Вода и человек

Оказывается она дефицитна

В последнее время все чаще и тревожнее поговаривают о недостатке воды. Дефицит воды на самой водной планете Солнечной системы! Не парадокс ли это?

Оказывается, не парадокс. Только речь идет не о воде вообще, а о той, без которой человек обойтись не в состоянии, - о пресной воде. Ее-то на Земле и не так уж много. К тому же основные запасы пресной воды представляют собой ледники горных вершин и льды Арктики и Антарктиды. Там ее "захоронено" 24-25 млн. км3, или 97 %. Использовать ледниковую воду человечество пока не в состоянии. В нашем распоряжении лишь вода рек, озер и разных водоемов, "всего" каких-то 876000 км3 (порядка 3%). Но и эти "лишь" распределены по земной поверхности крайне неравномерно. Существуют районы, где количество осадков превышает количество испаряющейся воды. Это северные районы СССР, США. Канады, большинство областей тропической зоны Южной Америки и Африки.

В то же время на Земле немало пустынь и полупустынь, где годами не бывает дождей. Например, в местах расположения Асуанской ГЭС дожди не выпадают десятилетиями. Такие зоны составляют до 60 % суши, они захватывают США, Бразилию, Чили, Алжир, Иран...