Keçmişdə yüksək qan təzyiqi?

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Texnologiyanın öyrənilməsində bir çox müstəqil tədqiqatçının sualları var. Onların bir qrupu keçmişdə yerin şəraiti indiki vəziyyətə uyğun gəlmək şərti ilə mümkün texnologiyaları öyrənir. Digərləri yer üzündəki şəraitdə dəyişiklik təklif edir, lakin o dövrdə yer üzündə mövcud olan texnologiyalarla əlaqəli deyil. Yeri gəlmişkən, bu mövzu maraqlıdır.

Beləliklə, təzyiqin dəyişməsi bütün maddələrin xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə səbəb olur, fiziki və kimyəvi reaksiyalar tamamilə fərqli bir şəkildə gedir. Hal-hazırda qüvvədə olan texnikalar yararsız və ya az istifadə olunur, hərəkətsiz və az istifadə olunanlar isə faydalı olur.

Polad, kərpic (çini), elektrik enerjisi və bir çox başqa mövzularda qabaqcıl texnikalar üzərində çoxlu araşdırmalar aparılır. 200-300 il bundan əvvəl sivilizasiyanı belə sürətlə ötüb keçən tənəzzül hər kəsi heyrətə gətirir.

Təzyiq haqqında nə bilirik? Bizdə hansı faktlar var? Hansı nəzəriyyələri bilirik?

Larinin nəzəriyyəsi ilə başlamaq istəyirəm. Yerin strukturunun metal-hidrid olması onun nəzəriyyəsidir ki, bu da əvvəllər yer üzərində təzyiqin indiki təzyiqdən daha yüksək olması nəzəriyyəsinin qurulmasında başlanğıc nöqtəsidir. Biz ictimaiyyətə açıq olan mənbələrdən istifadə edəcəyik.

Hamımız Baykal gölünü bilirik - dünyanın ən dərin gölü. Əsas olan xəbərləri oxuyun

Möcüzə qazı nəmləndirir

Unikal "Mir-1" və "Mir-2" dərin dəniz gəmiləri ekspedisiyanın üç mövsümü ərzində 180-ə yaxın dalış etdi, Baykal gölünün dibində çoxlu tapıntılar tapdı və onlarla, bəlkə də yüzlərlə tapıntı yaratdı. elmi kəşflər.

Baykal gölündəki "Miry" ekspedisiyasının elmi rəhbəri Aleksandr Eqorov hesab edir ki, ən heyrətamiz kəşflər Baykal gölünün dibində aşkar edilmiş qaz və neft təzahürlərinin ən gözlənilməz formaları ilə bağlıdır. İrkutsk Limnoloji İnstitutunun işçiləri isə onları çox əvvəl kəşf etmişdilər, lakin bunun nə olduğunu başa düşmək, birbaşa görmək mümkün deyildi.

"2008-ci ildə ilk ekspedisiya zamanı biz Baykal gölünün dibində qəribə bitum strukturları tapdıq" dedi alim. - Belə binaların əmələ gəlmə mexanizmində qaz hidratları böyük rol oynayır. Ola bilsin ki, gələcəkdə bütün enerji okeanın dərin dəniz ərazilərindən çıxarılacaq qaz hidratları üzərində qurula bilər. Baykalda da belə hadisələr var.

2009-cu ildə dibində 1400 metr dərinlikdə ifşa olunan qaz hidratları da mühüm kəşf edildi - Sankt-Peterburq sualtı palçıq vulkanı. Bu, Meksika körfəzindən və Vankuver yaxınlığındakı sahillərdən sonra dünyada yalnız üçüncü çıxış idi.

Qeyri-adi bir hadisə odur ki, adətən qaz hidratları yağıntı ilə səpilir və görünmür, bu da sualtı nəqliyyat vasitələrinin köməyi ilə onları öyrənmək mümkün deyil. “Mira”nı sınaqdan keçirən alimlər onu görüb, əldə edib və unikal tədqiqat aparıblar.

“Biz qaz hidratlarını təzyiqsiz bir qabda əldə etməyi ilk bacardıq; əvvəllər bunu dünyada heç kim edə bilməzdi. Məncə, bu, qaz hidratlarının dibdən çıxarılması üçün məşqdir.

Bundan əlavə, dalışlar zamanı alimlərin gözü qarşısında inanılmaz fiziki hadisələr baş verib. Tələdə sıxışan qaz qabarcıqları qəfildən qaz hidratına çevrilməyə başladı və sonra dərinlik azaldıqca tədqiqatçılar onların parçalanma prosesini müşahidə edə bildilər.

Digər xəbərləri oxuyuruq və əsas olanı vurğulayırıq

Baykal gölünün dərinliyinə növbəti enişdən sonra elm adamları onun dibini qızılı adlandırmağa başladılar. Qaz hidratlarının yataqları - unikal yanacaq - ən dibində və böyük miqdarda yerləşir. Sadəcə onları quruya çıxarmaq çox problemlidir.

Bunu görəndə gözlərinə inanmadılar. Dərinliyi 1400 metrdir. Miraslar artıq Olxon yaxınlığında dalğıclarını başa vururdular ki, batiskafın pilotu və iki müşahidəçinin - İrkutsk Limnoloji İnstitutunun alimlərinin diqqətini qeyri-adi sərt qaya təbəqələri cəlb etdi. Əvvəlcə bunun mərmər olduğunu düşündülər. Lakin gil və qumun altında buza çox bənzəyən şəffaf bir maddə meydana çıxdı.

Diqqətlə baxdıqda məlum oldu ki, bunlar qaz hidratlarıdır - su və metan qazlarından ibarət kristal maddə, karbohidrogen mənbəyidir. Beləliklə, elm adamları öz gözləri ilə Baykal gölündə heç vaxt görmədilər, baxmayaraq ki, onun mövcud olduğunu və təxminən hansı yerlərdə olduğunu güman etdilər. Dərhal manipulyatorun köməyi ilə nümunələr götürülüb.

"Biz uzun illərdir ki, okeanlarda işləyirik, axtarırıq. Elə ekspedisiyalar olub ki, onların məqsədi tapmaq olub. Biz tez-tez kiçik inklüzyonlara rast gəlirik. Amma belə təbəqələr… Bir qızıl parçasının nə olmasının əhəmiyyəti yoxdur. Bu dalışda əllərimdə tutdum. Ona görə də mənim üçün bu, fantastik idi. təəssüratlar ", - Rusiya Qəhrəmanı, Mir dərin dəniz gəmisinin pilotu Yevgeni Çernyayev deyir.

Alimlərin kəşfi həyəcanlandırdı. Miralar keçən yay burada idilər, amma heç nə tapmadılar. Bu dəfə biz qaz vulkanlarını da görə bildik - bunlar Baykal gölünün dibindən metan çıxan yerlərdir. Belə geyzerləri əks-səda ölçən cihazla çəkilmiş şəkillərdə aydın görmək olar.

"2000-ci ildə Baykalın ortasını araşdırarkən biz struktur tapdıq - Sankt-Peterburq palçıq vulkanı. 2005-ci ildə biz bu palçıq vulkanının ərazisində təxminən 900 metr hündürlüyündə qaz məşəli aşkar etdik. Və ötən illər ərzində., biz bu ərazidə qaz alovlarını müşahidə etmişik.", - Rusiya Elmlər Akademiyasının Sibir Bölməsinin Limnoloji İnstitutunun hidrologiya laboratoriyasının rəhbəri, Baykal gölündəki "Mira" ekspedisiyasının üzvü Nikolay Qranin izah edir..

Mütəxəssislərin fikrincə, qaz hidratlarının tərkibində bütün kəşf edilmiş neft və qaz mənbələrində olduğu kimi eyni miqdarda karbohidrogen var. Onları dünyanın hər yerində axtarırlar. Məsələn, bu mineralların çatışmazlığı olan Yaponiya və Hindistanda. Alimlər hesab edirlər ki, Baykal gölündəki qaz hidratlarının ehtiyatları İrkutsk vilayətinin şimalındakı böyük Kovıxta yatağındakı qazla təxminən eynidir.

"Qaz hidratları gələcəyin yanacağıdır. Onu heç kim Baykalda çıxarmayacaq. Amma onlar okeanda çıxarılacaq. 10-20 ildən sonra olacaq. O, əsas qalıq yanacağa çevriləcək", - deyə MSK-nın direktoru Mixail Qraçov bildirib. SB RAS Limnoloji İnstitutu, əmindir.

Məlum olub ki, gölün dibindən qaz hidratlarını qaldırmaq mümkün deyil. Baykal gölünün dərinliyində, yüksək təzyiq altında və aşağı temperaturda onlar bərk qalırlar. Gölün səthinə yaxınlaşan nümunələr partlayıb və əriyib.

Bir neçə saatdan sonra Mir-1 və Mir-2 dərin dəniz sualtı gəmiləri Baykal gölündə yeni dalışlar edəcək. Ekspedisiya üzvləri Olxon Qapısının kəşfiyyatını davam etdirəcəklər. Alimlər əmindirlər ki, müqəddəs göl onların açmaq məcburiyyətində qaldıqları daha çox sirləri saxlayır.

Gəlin metal hidridlər haqqında oxuyaq

Hidrogen - metal sistemləri

Hidrogen-metal sistemləri çox vaxt bir sıra fundamental fiziki xassələrin öyrənilməsində prototiplərdir. Elektron xassələrin son dərəcə sadəliyi və hidrogen atomlarının aşağı kütləsi hadisələri mikroskopik səviyyədə təhlil etməyə imkan verir. Aşağıdakı vəzifələr nəzərə alınır:

Güclü elektron-ion qarşılıqlı təsiri də daxil olmaqla, aşağı hidrogen konsentrasiyası olan bir ərintidə proton yaxınlığında elektron sıxlığının yenidən təşkili

“Elektron mayesinin” pozulması və kristal qəfəsin deformasiyası yolu ilə metal matrisdə dolayı qarşılıqlı təsirin təyini.

Yüksək hidrogen konsentrasiyalarında, stoikiometrik tərkibə malik ərintilərdə metal bir vəziyyətin meydana gəlməsi problemi yaranır.

Hidrogen-metal ərintiləri

Metal matrisin interstislərində lokallaşdırılmış hidrogen kristal şəbəkəni zəif şəkildə təhrif edir. Statistik fizika nöqteyi-nəzərindən qarşılıqlı təsirdə olan “torlu qaz” modeli həyata keçirilir. Faza keçid nöqtələrinin yaxınlığında termodinamik və kinetik xüsusiyyətlərin öyrənilməsi xüsusi maraq doğurur. Aşağı temperaturda sıfır nöqtəli vibrasiyaların yüksək enerjisi və böyük yerdəyişmə amplitudası ilə kvant alt sistemi formalaşır. Bu, faza çevrilmələri zamanı kvant effektlərini öyrənməyə imkan verir. Metalda hidrogen atomlarının yüksək hərəkətliliyi diffuziya proseslərini öyrənməyə imkan verir. Digər bir tədqiqat sahəsi hidrogenin metallarla qarşılıqlı təsirinin səth hadisələrinin fizikası və fiziki kimyasıdır: hidrogen molekulunun parçalanması və atom hidrogeninin səthində adsorbsiya. Hidrogenin ilkin vəziyyətinin atom, son vəziyyətinin isə molekulyar olması xüsusi maraq doğurur. Bu, metastabil metal-hidrogen sistemlərinin yaradılması zamanı vacibdir.

Hidrogen - metal sistemlərinin tətbiqi

Hidrogenin təmizlənməsi və hidrogen filtrləri

Toz metallurgiyası

Nüvə reaktorlarında metal hidridlərin moderator, reflektor və s.

İzotopun ayrılması

Fusion reaktorları - litiumdan tritiumun çıxarılması

Su dissosiasiya cihazları

Yanacaq hüceyrəsi və akkumulyator elektrodları

Metal hidridlərə əsaslanan avtomobil mühərrikləri üçün hidrogen anbarı

Nəqliyyat vasitələri və evlər üçün kondisionerlər də daxil olmaqla, metal hidridlərə əsaslanan istilik nasosları

İstilik elektrik stansiyaları üçün enerji çeviriciləri

İntermetal metal hidridləri

İntermetal birləşmələrin hidridləri sənayedə geniş istifadə olunur. Təkrar doldurulan batareyaların və akkumulyatorların əksəriyyətində, məsələn, cib telefonları, portativ kompüterlər (noutbuklar), foto və video kameralar üçün metal hidrid elektrodu var. Bu batareyalar ekoloji cəhətdən təmizdir, çünki onların tərkibində kadmium yoxdur.

Metal hidridlər haqqında daha çox oxuya bilərikmi?

Əvvəla, hidrogenin metalda əriməsi onun metal atomları ilə sadə qarışması deyildir - bu halda hidrogen özündə yalnız bir olan elektronunu məhlulun ümumi donuz bankına verir və tamamilə "çılpaq" proton olaraq qalır. Protonun ölçüləri isə hər hansı bir atomun ölçülərindən 100 min dəfə (!) kiçikdir ki, bu da son nəticədə (protonun böyük yük və kütlə konsentrasiyası ilə birlikdə) digər atomların elektron qabığına belə dərindən nüfuz etməyə imkan verir. (çılpaq bir protonun bu qabiliyyəti artıq eksperimental olaraq sübut edilmişdir). Ancaq başqa bir atomun içərisinə nüfuz edən proton, sanki, bu atomun nüvəsinin yükünü artırır, ona elektronların cəlb edilməsini artırır və beləliklə, atomun ölçüsünü azaldır. Buna görə də, hidrogenin metalda həlli, nə qədər paradoksal görünsə də, belə bir məhlulun boşalmasına deyil, əksinə, ilkin metalın sıxılmasına səbəb ola bilər. Normal şəraitdə (yəni normal atmosfer təzyiqində və otaq temperaturunda) bu təsir əhəmiyyətsizdir, lakin yüksək təzyiq və temperaturda kifayət qədər əhəmiyyətlidir.

Oxuduqlarınızdan başa düşdüyünüz kimi, hidridlərin mövcudluğu bizim dövrümüzdə mümkündür.

Mövcud şəraitdə davam edən reaksiyalar təsdiqləyir ki, bəzi maddələr çox güman ki, yerə təzyiqin artması dövründə yaranıb. Məsələn, alüminium hidridin alınması reaksiyası. Uzun müddət hesab olunurdu ki, alüminium hidrid elementlərin birbaşa qarşılıqlı təsiri ilə alına bilməz, buna görə də onun sintezi üçün yuxarıda göstərilən dolayı üsullardan istifadə edilmişdir. Lakin 1992-ci ildə bir qrup rus alimi hidridin birbaşa sintezini həyata keçirmişdir. hidrogen və alüminiumdan yüksək təzyiq (2 GPa-dan yuxarı) və temperaturdan (800 K-dən çox) istifadə etməklə. Reaksiyanın çox sərt şərtlərinə görə, hazırda metod yalnız nəzəri dəyərə malikdir. Hər kəs almazın qrafitə çevrilməsi reaksiyası və əksinə, katalizatorun təzyiq və ya onun olmaması olduğunu bilir. Bundan əlavə, müxtəlif təzyiqdə olan maddələrin xüsusiyyətləri haqqında nə bilirik? Praktiki olaraq heç nə.

Təəssüf ki, biz hələ yüksək təzyiqlərdə maddələrin kimyəvi və fiziki xassələrinin dəyişməsi ilə bağlı qanunlar nəzəriyyəsinə malik deyilik, məsələn, ultra yüksək təzyiqlərin termodinamiği yoxdur. Bu sahədə eksperimentçilər nəzəriyyəçilər üzərində açıq üstünlüyə malikdirlər. Son on il ərzində praktikantlar həddindən artıq təzyiqlərdə normal şəraitdə mümkün olmayan bir çox reaksiyaların baş verdiyini göstərə bildilər. Beləliklə, 4500 bar və 800 ° C-də karbon monoksit və hidrogen sulfid varlığında elementlərdən ammonyakın sintezi 97% məhsuldarlıqla davam edir.

Lakin buna baxmayaraq, eyni mənbədən biz bilirik ki, Yuxarıdakı faktlar göstərir ki, ultra yüksək təzyiq təmiz maddələrin və onların qarışıqlarının (məhlullarının) xüsusiyyətlərinə çox əhəmiyyətli təsir göstərir. Biz burada təsirlərin yalnız kiçik bir hissəsini qeyd etdik. kimyəvi reaksiyaların gedişinə təsir göstərən yüksək təzyiq (xüsusən də təzyiqin bəzi faza tarazlığına təsiri haqqında.) Bu məsələnin daha dolğun nəzərdən keçirilməsinə təzyiqin maddələrin özlülüyünə, elektrik və maqnit xassələrinə təsiri və s..

Lakin bu cür məlumatların təqdimatı bu broşüranın əhatə dairəsindən kənardadır. Çox yüksək təzyiqlərdə qeyri-metallarda metal xüsusiyyətlərin görünüşü böyük maraq doğurur. Əsasən, bütün bu hallarda, metallar üçün xarakterik olan maddədə sərbəst elektronların meydana gəlməsinə səbəb olan atomların həyəcanlanmasından danışırıq. Məlumdur ki, məsələn, 12,900 atm və 200 ° (və ya 35,000 və otaq temperaturu) sarı fosfor geri dönməz olaraq daha sıx bir modifikasiyaya - sarı fosforda (metal yüksək parlaqlıq və metal parlaqlıqda) olmayan metal xassələri nümayiş etdirən qara fosfora çevrilir. keçiricilik). Bənzər bir müşahidə tellur üçün də aparılmışdır. Bu baxımdan, Yerin daxili quruluşunun öyrənilməsi zamanı aşkar edilmiş bir maraqlı hadisəni qeyd etmək lazımdır.

Məlum oldu ki, Yer radiusunun təxminən yarısına bərabər olan dərinlikdə Yerin sıxlığı kəskin şəkildə artır. Hazırda dünyanın bütün ölkələrində yüzlərlə laboratoriyada ultra yüksək təzyiqlərdə maddələrin müxtəlif xassələri öyrənilir. Halbuki, cəmi 15-20 il əvvəl belə laboratoriyalar çox az idi”.

İndi bəzi tədqiqatçıların keçmişdə elektrik enerjisindən istifadə edilməsi və ibadət yerlərinin əməli məqsəd qazanması ilə bağlı söylədiklərinə tamam başqa cür baxa bilərik. Niyə? Artan təzyiqlə maddənin elektrik keçiriciliyi artır. Bu maddə hava ola bilərmi? İldırım haqqında nə bilirik? Sizcə, təzyiqi yüksələnlər az və ya çox idi? Yerin maqnit sahələrini də əlavə etsək, mis günbəzlərlə elektrikləşdirilmiş küləyin (havanın) əsməsi ilə nəsə edə bilməyəcəyikmi? Bu barədə nə bilirik? heç nə.

Gəlin düşünək, yüksək atmosferdə torpaq necə olmalıdır, onun tərkibini müşahidə edəcəyik? Hidridlər torpağın yuxarı təbəqələrində ola bilərmi və ya artan təzyiq altında ən azı nə qədər dərinlikdə yatacaqlar? Artıq oxuduğumuz kimi, hidridlərin tətbiq sahəsi genişdir. Əgər keçmişdə hidridlərin çıxarılmasının mümkünlüyünü fərz etsək (yaxud bəlkə nəhəng açıq mədənlər keçmişdə hidridlərin çıxarılması ilə məşğul olurdu?), onda müxtəlif materialların istehsal üsulları fərqli idi. Enerji sektoru da fərqli olardı. Yaranan statik elektriklə yanaşı, keçmişin mühərriklərində qaz hidridlərindən, metal hidridlərdən istifadə etmək olardı. Və havanın sıxlığını nəzərə alsaq, niyə uçan vimanalar üçün mövcud olmasın?

Tutaq ki, planet miqyasında bir fəlakət baş verdi (bunun üçün sadəcə Yerdəki təzyiqi dəyişmək kifayətdir) və maddənin təbiəti haqqında bütün biliklər faydasız olur, çoxsaylı texnogen fəlakətlər baş verir. Hidridlərin parçalanması ilə hidrogenin kəskin şəkildə ayrılması baş verəcək, bundan sonra hidrogenin, metalların, yeni şəraitdə qeyri-sabit olan hər hansı bir maddənin alovlanması mümkün olacaq. Bütün yaxşı işləyən sənaye dağılır. Hidrogenin yanması suyun, buxarın əmələ gəlməsinə səbəb olardı (daşqın tərəfdarlarına salam) Və biz özümüzü 200-300 il əvvəl atlı çəkmə ilə, bütün təcrübələr və kəşflərlə yeni yaranmış şəraitdə tapırıq. ətraf dünya.

İndi biz keçmişin abidələrinə heyranıq və onları təkrarlaya bilmərik. Amma axmaq və ya axmaq olduqları üçün yox, ona görə ki, keçmişdə başqa şərtlər və buna uyğun olaraq onları yaratmaq üçün müxtəlif üsullar ola bilərdi.