לחץ דם גבוה בעבר?

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

לחוקרים עצמאיים רבים בחקר הטכנולוגיה יש שאלות. קבוצה אחת מהם חוקרת טכנולוגיות אפשריות, בתנאי שתנאי כדור הארץ בעבר מתאימים להווה. אחרים מציעים שינוי בתנאים הארציים, אך אינם מתואמים עם הטכנולוגיות שהיו קיימות על פני כדור הארץ באותה תקופה. ודרך אגב, הנושא הזה מעניין.

אז שינוי בלחץ גורר שינוי בתכונות של כל החומרים, תגובות פיסיקליות וכימיות מתרחשות בצורה שונה לחלוטין. טכניקות שפועלות כרגע הופכות לחסרות תועלת או מועלות מועטות, ואלו שאינן פעילות ושימושיות מועטות הופכות שימושיות.

יש הרבה מחקר על טכניקות מתקדמות בייצור פלדה, לבנים (פורצלן), חשמל ועוד נושאים רבים אחרים. כולם נדהמים מהדעיכה שכבשה את הציוויליזציה במהירות כל כך לפני 200-300 שנה.

מה אנחנו יודעים על לחץ? אילו עובדות יש לנו? אילו תיאוריות אנחנו מכירים?

אני רוצה להתחיל עם התיאוריה של לרין. התיאוריה שלו היא שמבנה כדור הארץ הוא מתכת הידריד, שהיא נקודת המוצא בבניית התיאוריה שקודם לכן הלחץ על כדור הארץ היה גבוה מזה הנוכחי. נשתמש במקורות זמינים לציבור.

כולנו מכירים את אגם באיקל - האגם העמוק בעולם. קרא את החדשות העיקר

גז נס לחות

רכבי הים העמוקים הייחודיים "מיר-1" ו-"מיר-2" ערכו כ-180 צלילות במהלך שלוש עונות המשלחת, מצאו ממצאים רבים בקרקעית אגם בייקל והולידו עשרות, ואולי אף מאות. של תגליות מדעיות.

המנהיג המדעי של המשלחת "מירי" על אגם באיקל, אלכסנדר אגורוב, מאמין שהתגליות המדהימות ביותר קשורות לצורות הבלתי צפויות ביותר של גילויי גז ונפט בקרקעית אגם בייקל, שהתגלו. עובדי המכון הלימנולוגי של אירקוטסק, לעומת זאת, גילו אותם הרבה קודם לכן, אבל לא ניתן היה להבין מה זה, לראות את זה ממקור ראשון.

"בשנת 2008, במהלך המשלחת הראשונה, מצאנו מבני ביטומן מוזרים בתחתית אגם באיקל", אומר המדען. - הידרטים של גז לוקחים חלק גדול במנגנון היווצרות של מבנים כאלה. אולי, בעתיד, ניתן לבנות את כל האנרגיה על הידרטות גז, שיופקו מאזורי ים עמוקים של האוקיינוס. יש גם תופעות כאלה בבייקל.

ב-2009 התגלתה גם תגלית חשובה של הידרטות גז שנחשפות בקרקעית בעומק של 1400 מטר - הר הגעש הבוץ התת-ימי סנט פטרסבורג. זה היה רק המחשוף השלישי בעולם אחרי מפרץ מקסיקו והחוף ליד ונקובר.

תופעה יוצאת דופן היא שבדרך כלל הידרטים בגז מפוזרים במשקעים ואינם נראים, מה שלא מאפשר לחקור אותם בעזרת כלי רכב תת-מימיים. מדענים שניסו את ה- Mira הצליחו לראות אותו, להשיג אותו ולערוך מחקר ייחודי.

היינו הראשונים שהצליחו להשיג הידרטים של גז במיכל ללא לחץ; לפני כן אף אחד אחר בעולם לא היה מסוגל לעשות זאת. אני חושב שזו חזרה על מיצוי של hydrates גז מלמטה.

בנוסף, במהלך הצלילות התרחשו תופעות פיזיקליות מדהימות מול המדענים. בועות הגז שנלכדו במלכודת החלו לפתע להפוך להידראט גז, ואז, ככל שהעומק ירד, החוקרים יכלו לצפות בתהליך הפירוק שלהן.

אנחנו קוראים חדשות אחרות ומדגישים את העיקר

לאחר ירידה נוספת למעמקי אגם באיקל, החלו מדענים לקרוא לקרקעיתו זהובה. מרבצי גז הידרטים - דלק ייחודי - נמצאים בתחתית מאוד ובכמויות אדירות. זה פשוט להוציא אותם ליבשה זה מאוד בעייתי.

הם לא האמינו למראה עיניהם כשראו את זה.העומק הוא 1400 מטר. בני הזוג מירה כבר השלימו את הצלילה שלהם ליד אולחון, כאשר את תשומת לבם של טייס האמבטיה ושני משקיפים - מדענים מהמכון הלימנולוגי של אירקוטסק - משכו שכבות חריגות של סלע קשה. בהתחלה חשבו שזה שיש. אבל מתחת לחימר ולחול הופיע חומר שקוף, דומה מאוד לקרח.

כשבדקנו לעומק, התברר שמדובר בהידרטים בגז - חומר גבישי המורכב ממים ומתאן, מקור לפחמימנים. אז, במו עיניהם, מדענים מעולם לא ראו אותו באגם בייקל, למרות שהם הניחו שהוא קיים, ובאילו מקומות בערך. דגימות נלקחו מיד בעזרת מניפולטור.

"אנחנו עובדים באוקיינוסים הרבה שנים, מחפשים. היו משלחות כאלה שהמטרה הייתה למצוא בהן. לעתים קרובות מצאנו תכלילים קטנים. אבל שכבות כאלה… זה לא משנה מה הייתה פיסת זהב מחזיק בידיים בצלילה הזו. לכן, בשבילי זה היה פנטסטי. רשמים ", - אומר יבגני צ'רניאייב, גיבור רוסיה, טייס של הרכב מירי עמוק.

הגילוי של מדענים נרגש. בני הזוג מירה היו כאן בקיץ שעבר, אבל הם לא מצאו דבר. הפעם גם הספקנו לראות הרי געש גז - אלו מקומות שבהם יוצא מתאן מתחתית אגם באיקל. ניתן לראות בבירור גייזרים כאלה בתמונות שצולמו עם קול הד.

"בשנת 2000, תוך כדי חקירת אמצע באיקל, מצאנו מבנה - הר הגעש הבוץ סנט פטרסבורג. בשנת 2005 גילינו לפיד גז בגובה של כ-900 מטר באזור הר הגעש הבוץ הזה. ובמהלך השנים האחרונות, צפינו בהתלקחויות גז באזור זה.", - מסביר ניקולאי גרנין, ראש המעבדה להידרולוגיה של המכון הלימנולוגי של הענף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים, חבר במשלחת "מירה" באגם באיקל.

לדברי מומחים, הידרטים בגז מכילים את אותה כמות פחמימנים כמו בכל מקורות הנפט והגז שנחקרו. מחפשים אותם בכל העולם. למשל, ביפן ובהודו, שם יש מחסור במינרלים אלו. מדענים מאמינים שמאגרי הגז הידרטים באגם באיקל זהים בערך לגז בשדה קוביקטה הגדול בצפון אזור אירקוטסק.

"הידראטות גז הן הדלק של העתיד. אף אחד לא יחלץ אותו על באיקל. אבל הם יופקו באוקיינוס. זה יהיה בעוד 10-20 שנה. זה יהפוך לדלק המאובנים העיקרי", מיכאיל גראצ'ב, מנהל המכון הלימנולוגי של SB RAS, בטוח.

התברר שאי אפשר להרים hydrates גז מקרקעית האגם. בעומק אגם באיקל, בלחץ גבוה ובטמפרטורות נמוכות, הם נשארים מוצקים. כשהם התקרבו לפני השטח של האגם, הדגימות התפוצצו ונמסו.

בעוד מספר שעות הצוללות מיר-1 ומיר-2 יבצעו צלילות חדשות באגם באיקל. חברי המשלחת ימשיכו לחקור את שער אולחון. מדענים בטוחים שהאגם הקדוש שומר סודות רבים נוספים שעליהם לפענח.

בואו לקרוא על הידרידים של מתכת

מימן - מערכות מתכת

מערכות מימן-מתכת הן לרוב אב טיפוס במחקר של מספר תכונות פיזיקליות בסיסיות. הפשטות המופלגת של התכונות האלקטרוניות והמסה הנמוכה של אטומי המימן מאפשרים לנתח תופעות ברמה המיקרוסקופית. המשימות הבאות נחשבות:

סידור מחדש של צפיפות האלקטרונים ליד פרוטון בסגסוגת עם ריכוזי מימן נמוכים, כולל אינטראקציה חזקה של אלקטרונים-יון

קביעת אינטראקציה עקיפה במטריצת מתכת באמצעות הפרעה של "נוזל האלקטרונים" ועיוות של סריג הגביש.

בריכוזי מימן גבוהים נוצרת הבעיה של היווצרות מצב מתכתי בסגסוגות בעלות הרכב לא סטוכיומטרי.

סגסוגות מימן-מתכת

מימן הממוקם במרווחים של מטריצת המתכת מעוות בצורה חלשה את סריג הגביש. מנקודת המבט של הפיזיקה הסטטיסטית, מתממש המודל של "גז הסריג" המקיים אינטראקציה. מעניין במיוחד הוא חקר התכונות התרמודינמיות והקינטיות ליד נקודות מעבר הפאזה.בטמפרטורות נמוכות נוצרת תת-מערכת קוונטית עם אנרגיה גבוהה של רעידות נקודת אפס ועם משרעת תזוזה גדולה. זה מאפשר לחקור השפעות קוונטיות במהלך טרנספורמציות פאזה. הניידות הגבוהה של אטומי מימן במתכת מאפשרת לחקור תהליכי דיפוזיה. תחום מחקר נוסף הוא הפיזיקה והכימיה הפיזיקלית של תופעות פני השטח של האינטראקציה של מימן עם מתכות: ריקבון של מולקולת מימן וספיחה על פני השטח של מימן אטומי. מעניין במיוחד המקרה כאשר המצב ההתחלתי של מימן הוא אטומי, והמצב הסופי הוא מולקולרי. זה חשוב בעת יצירת מערכות מתכת-מימן יציבות.

יישום מערכות מימן - מתכת

טיהור מימן ומסנני מימן

מתכות אבקה

השימוש בהידרידים מתכתיים בכורים גרעיניים כמודרנים, רפלקטורים וכו'.

הפרדת איזוטופים

כורי היתוך - מיצוי טריטיום מליתיום

מכשירי פירוק מים

אלקטרודות תאי דלק וסוללה

אחסון מימן למנועי רכב על בסיס הידרידים מתכתיים

משאבות חום על בסיס הידרידיות מתכת כולל מזגנים לרכב ולבתים

ממירי אנרגיה לתחנות כוח תרמיות

הידרידים מתכתיים בין מתכתיים

הידידים של תרכובות בין-מתכתיות נמצאות בשימוש נרחב בתעשייה. רוב הסוללות והמצברים הנטענים, למשל, עבור טלפונים סלולריים, מחשבים ניידים (ניידים), מצלמות צילום ווידאו מכילים אלקטרודת מתכת הידרידית. סוללות אלו ידידותיות לסביבה מכיוון שאינן מכילות קדמיום.

האם נוכל לקרוא עוד על הידריד מתכת?

קודם כל, מסתבר שהתמוססות המימן במתכת היא ערבוב לא פשוט שלו עם אטומי מתכת - במקרה זה, מימן נותן את האלקטרון שלו, שיש לו רק אחד, לקופה המשותפת של התמיסה, וכן נשאר פרוטון "עירום" לחלוטין. והממדים של פרוטון קטנים פי 100 אלף (!) מממדיו של כל אטום, מה שבסופו של דבר (יחד עם הריכוז העצום של מטען ומסה של פרוטון) מאפשר לו אפילו לחדור עמוק לתוך מעטפת האלקטרונים של אטומים אחרים. (היכולת הזו של פרוטון חשוף כבר הוכחה בניסוי). אך חודר פנימה של אטום אחר, הפרוטון, כביכול, מגביר את המטען של גרעין האטום הזה, מגביר את משיכת האלקטרונים אליו ובכך מקטין את גודל האטום. לכן, פירוק מימן במתכת, לא משנה כמה זה נראה פרדוקסלי, יכול להוביל לא לרפיון של פתרון כזה, אלא להיפך, לדחיסת המתכת הראשונית. בתנאים רגילים (כלומר בלחץ אטמוספרי וטמפרטורת חדר רגילים) ההשפעה הזו זניחה, אבל בלחץ ובטמפרטורה גבוהים היא משמעותית למדי.

כפי שניתן להבין ממה שקראתם, קיומם של הידידים אפשרי בתקופתנו.

התגובות המתמשכות בתנאים הקיימים מאשרות שסביר להניח שחלק מהחומרים הופיעו במהלך תקופה של לחץ מוגבר על הקרקע. לדוגמה, התגובה של השגת אלומיניום הידריד. "במשך זמן רב האמינו שלא ניתן להשיג אלומיניום הידריד על ידי אינטראקציה ישירה של יסודות, ולכן נעשה שימוש בשיטות העקיפות לעיל לסינתזה שלו. עם זאת, בשנת 1992, קבוצה של מדענים רוסים ביצעה סינתזה ישירה של הידריד. ממימן ואלומיניום, תוך שימוש בלחץ גבוה (מעל 2 GPa) ובטמפרטורה (יותר מ-800 K). בשל התנאים הקשים מאוד של התגובה, כרגע לשיטה יש ערך תיאורטי בלבד." כולם יודעים על התגובה של הפיכת יהלום לגרפיט ולהיפך, כאשר הזרז הוא לחץ או היעדרו. בנוסף, מה אנחנו יודעים על תכונות של חומרים בלחץ שונה? כמעט כלום.

למרבה הצער, אין לנו עדיין את התיאוריה של חוקים הקשורים לשינויים בתכונות הכימיות והפיזיקליות של חומרים בלחצים גבוהים, למשל, אין תרמודינמיקה של לחצים אולטרה-גבוהים.בתחום זה, לנסיינים יתרון ברור על פני תיאורטיקנים. במהלך עשר השנים האחרונות, מתרגלים הצליחו להראות שבלחצים קיצוניים מתרחשות תגובות רבות שאינן ניתנות לביצוע בתנאים רגילים. אז, ב-4500 בר ו-800 מעלות צלזיוס, הסינתזה של אמוניה מיסודות בנוכחות פחמן חד חמצני ומימן גופרתי ממשיכה עם תשואה של 97%

אך בכל זאת, מאותו מקור אנו יודעים כי "העובדות הנ"ל מראות שללחץ אולטרה-גבוה יש השפעה משמעותית מאוד על תכונות החומרים הטהורים ותערובותיהם (תמיסותיהם). הזכרנו כאן רק חלק קטן מההשפעות של לחץ גבוה המשפיע על מהלך התגובות הכימיות (במיוחד, על השפעת הלחץ על שיווי משקל שלבים מסוימים). התייחסות מלאה יותר של סוגיה זו צריכה לכלול גם נתונים על השפעת הלחץ על צמיגות, תכונות חשמליות ומגנטיות של חומרים וכו'..

אבל הצגת נתונים כאלה היא מעבר לתחום של עלון זה. עניין רב הוא הופעתן של תכונות מתכתיות בלא-מתכות בלחצים אולטרה-גבוהים. בעצם, בכל המקרים הללו, אנו מדברים על עירור של אטומים, המוביל להופעת אלקטרונים חופשיים בחומר, האופיינית למתכות. ידוע, למשל, שב-12,900 atm ו-200 מעלות (או 35,000 בטמפרטורת החדר) זרחן צהוב הופך באופן בלתי הפיך לשינוי צפוף יותר - זרחן שחור, המפגין תכונות מתכתיות שחסרות בזרחן צהוב (ברק מתכתי וחשמלי גבוה. מוֹלִיכוּת). תצפית דומה נעשתה לגבי טלוריום. בהקשר זה יש להזכיר תופעה מעניינת אחת שהתגלתה בחקר המבנה הפנימי של כדור הארץ.

התברר שצפיפות כדור הארץ בעומק השווה לכמחצית מרדיוס כדור הארץ עולה בפתאומיות. נכון להיום, מאות מעבדות בכל מדינות העולם חוקרות את התכונות השונות של חומרים בלחצים אולטרה-גבוהים. עם זאת, רק לפני 15-20 שנה היו מעט מאוד מעבדות כאלה.

כעת אנו יכולים להסתכל אחרת לגמרי על הצהרותיהם של כמה חוקרים על השימוש בחשמל בעבר ומקומות פולחן מקבלים מטרה מעשית. למה? עם הגברת הלחץ, המוליכות החשמלית של החומר עולה. האם החומר הזה יכול להיות אוויר? מה אנחנו יודעים על ברק? האם אתה חושב שהיו פחות או יותר מהם עם לחץ מוגבר? ואם נוסיף את השדות המגנטיים של כדור הארץ, האם לא נוכל לעשות משהו עם משב הרוח (אוויר) מחושמל עם כיפות הנחושת? מה אנחנו יודעים על זה? שום דבר.

בואו נחשוב, מה צריכה להיות האדמה באטמוספרה מוגבהת, מה ההרכב שלה היינו צופים? האם הידרידים יכולים להיות נוכחים בשכבות העליונות של האדמה, או לפחות כמה עמוק הם היו שוכבים בלחץ מוגבר? כפי שכבר קראנו, תחום היישום של הידרידים הוא נרחב. אם נניח שבעבר הייתה אפשרות לכריית הידרידים (או אולי בורות פתוחים ענקיים היו רק כרייה של הידרידים בעבר?), אז שיטות הייצור של חומרים שונים היו שונות. גם תחום האנרגיה יהיה שונה. בנוסף לחשמל הסטטי שנוצר, ניתן יהיה להשתמש בהידרידיות גז, הידרידיות מתכת במנועים של פעם. ובהתחשב בצפיפות האוויר, מדוע לא קיים עבור וימאנות מעופפות?

נניח שאסון בקנה מידה פלנטרי התרחש (די בכך כדי לשנות את הלחץ על כדור הארץ) וכל הידע על טבע החומר הופך חסר תועלת, מתרחשים אסונות רבים מעשה ידי אדם. עם פירוק ההידרידים יתרחש שחרור חד של מימן, ולאחר מכן תתאפשר הצתות של מימן, מתכות, כל חומר שהפך לא יציב בתנאים חדשים. כל התעשייה המתפקדת היטב מתפוררת.שריפה של מימן תגרום להיווצרות מים, קיטור (שלום לתומכי השיטפון) ואנו מוצאים את עצמנו בעבר לפני 200-300 שנה עם מתיחה רתומה לסוס, עם כל הניסויים והתגליות בתנאים החדשים שנוצרו העולם הסובב.

עכשיו אנחנו מתפעלים מהאנדרטאות של העבר ולא יכולים לחזור עליהן. אבל לא בגלל שהם טיפשים או טיפשים, אלא בגלל שבעבר היו יכולים להיות תנאים אחרים ובהתאם לכך שיטות שונות ליצור אותם.