Куда делись миллионы тонн пресной воды из подземной реки, которую 27 лет строил Каддафи
В сердце одной из самых засушливых стран мира, появился невозможный проект, который звучал как безумие. В стране, где дожди большая редкость, а водоёмы чаще мираж, нежели источник жизни, решили построить пресную реку.
Но не вырыть её на поверхности. А создать руками человека в недрах земли. "Ливийская Великая рукотворная река", так её назвали. Сложно представить себе что-то более противоречивое: пустыня и река.
Подпшись на мой дзен канал Формула Удивления. Там еще больше интересного
Но этот проект был не фантастикой, а реальностью, выросшей из идеи, которая требовала дерзости веры и денег. Имена героев этой истории можно обсуждать по-разному – но вот само явление, сама река, которую провели по подземным лабиринтам Сахары достойна отдельного разговора.
Парадокс Ливии
Ливия – страна почти без рек, с палящим солнцем и сухим воздухом, на самом деле лежит на водяной подушке. Глубоко под песком спрятаны древние залежи пресной воды. Остатки давно ушедших эпох, когда Африка была зелёной.
Эти водоносные горизонты находили ещё в середине 20 века, когда пытались найти нефть. Вместо черного золота – наткнулись на воду и в 1980-х решили: раз у нас нет рек сверху, будем брать воду снизу.
Так начался амбициозный инженерный проект – строительство подземной системы трубопроводов, скважин и водохранилищ, способных доставлять воду на сотни километров. Из глубин пустыни – к прибрежным городам.
Невозможное – возможно
Это была не просто сеть водопроводов. Сотни километров гигантских бетонных труб – диаметром с поезд. Тысячи глубоких скважин. Насосные станции в пустыне.
Всё это собиралось по частям, в течение десятилетий, в условиях песчаных бурь, нехватки техники и полной изоляции от международных подрядчиков. Делали сами. С нуля.
Проект разделили на этапы. Каждый запускал очередной участок – как если бы по частям собирали гигантского механического змея, плывущего под землёй.
И вот, спустя годы вода пошла по трубам, из самой глубины пустыни, туда, где всегда ждали дождя.
Когда первые струи дошли до окраин Бенгази, многие не поверили. Вода в кране – из пустыни? Настоящая, питьевая? Без опреснителей, без танкеров? Но она была. И она текла.
В южных регионах начали выращивать то, о чём раньше могли только мечтать. Сельское хозяйство, прикованное к колодцам и климату, наконец получило шанс. Города стали меньше зависеть от морской воды и дождей, которых почти не было. Проект заработал.
И если бы всё продолжалось в том же духе, кто знает – может, Ливия действительно стала бы первым государством, превратившим пустыню в цветущий оазис. Но история – это не только инженерия. Это ещё и люди. Политика. Конфликты.
Вода, которую не всегда ценят
В 2011 году началось печальное... Воздушные удары, внутренние конфликты, хаос. И среди мишеней была инфраструктура. Заводы, насосные станции, даже трубопроводы попали под обстрел. Частично – случайно. Частично – целенаправленно.
Проект начал разрушаться. Перестали работать насосы. Прекратили ремонт труб. Обесточились станции. Песок снова начал побеждать.
Но система осталась жива. Несмотря на раны, несмотря на хаос Великая Рукотворная река всё ещё существует. Она качает воду. Не везде. Не так, как планировалось. Но она работает.
Инженерное чудо в условиях катастрофы
С технической точки зрения, у проекта масса сложностей. Трубы стареют. Водоносные слои, откуда берётся вода, не пополняются. Это древние залежи – они конечны. В какой-то момент вода может иссякнуть.
Система требует обновления. Ей нужен контроль. Нужны специалисты, финансирование, электричество, координация. Без всего этого она будет деградировать, как старинный автомобиль, оставленный в гараже без топлива и масла.
Но есть и надежда. План пятой фазы проекта, которая охватит ещё больше городов. Обсуждаются варианты восстановления станций. Временные администрации пытаются вернуть хотя бы частичное обслуживание. Это не быстрый процесс – но он есть.
Рукотворная река вне политики
Можно спорить о фигуре Каддафи, о политике, о методах. Но сам проект – вне этих обсуждений. Он о другом. О том, что в одной из самых жарких пустынь мира удалось провести воду и сделать это своими силами, без внешней поддержки.
Сегодня Великая рукотворная река – не просто инженерный объект. Это символ. Памятник тому, на что способна воля. Но сколько бы ни стоили трубы и насосы – всё это ничего не значит, если их забросят и позволят развалиться.
Ливийская река под землёй – это урок. Технологический. Политический. Гуманитарный. Когда в мире говорят о будущем воды – чаще всего вспоминают опреснение и засухи.
Вопрос только в том, кто возьмёт на себя ответственность. Кто захочет вложиться в сохранение этого чуда. И кто не побоится сделать его не символом прошлого, а частью будущего.
Подписывайтесь на мой Дзен канал Формула Удивления
Колодец или скважина - что лучше?
Начинается новый дачный сезон и многие владельцы участков без своего источника воды задумываются – мне нужен колодец или скважина. А что лучше выбрать?
В этой статье расскажем, какие факторы влияют на выбор - скважина или колодец. Опишем оптимальный подход к выбору и покажем, что существует очень практичная и бюджетная альтернатива колодцу.
Первым и самым важным фактором при выборе типа источника воды является геологическая ситуация в вашем регионе. Она очень сильно отличается на разных территориях нашей большой страны. И вода может находиться как очень глубоко, так и очень близко к поверхности на конкретном вашем участке.
Подземные воды залегают слоями, называемыми водоносными горизонтами. Эти слои состоят из водопроницаемых пород – песка, гравия или известняка, содержащих пустоты или трещины, заполненные водой. Между водоносными горизонтами находятся водоупорные пласты, обычно состоящие из глины. Толщина каждого водоносного слоя может варьироваться от нескольких сантиметров до десятков метров. Ближайший к поверхности слой называется первым водоносным горизонтом.
Колодец
При строительстве колодца его устанавливают именно на первый водоносный горизонт. Создание колодца на второй водоносный горизонт технически крайне сложно. Даже углубление колодца в пределах первого горизонта сопряжено со значительными трудностями. В процессе ручной копки работы прекращают при первом появлении воды, так как поступающая вода и песок существенно затрудняют дальнейшее углубление.
Таким образом, колодец фактически располагается на поверхности первого водоносного горизонта. При этом толщина горизонта может достигать нескольких метров, но колодец наполняется лишь верхними слоем воды. Сезонные колебания уровня могут опускать воду ниже дна колодца, вызывая его пересыхание. Во избежание этого рекомендуется копать колодцы в период минимального уровня грунтовых вод.
Даже если уровень воды не опускается ниже дна колодца, дебит (количество поступающей воды) может оказаться недостаточным для нужд владельца, и колодец будет быстро осушаться при активной откачке.
В случаях, когда первый водоносный горизонт залегает слишком глубоко, строительство колодца становится экономически нецелесообразным. В такой ситуации остается два варианта: создание колодца на “глине” или бурение скважины.
Колодец на “глине” – это сооружение, установленное не в водоносном горизонте, а в слабо водопроницаемых грунтах (суглинках или глинах). Такой колодец функционирует как накопительная емкость, куда вода просачивается через мелкие трещины и поры в грунте после атмосферных осадков. Поступление воды происходит очень медленно, а ее качество, как правило, плохое. Такой источник может использоваться для полива, но в засушливый период, когда потребность в воде максимальна, он обычно пересыхает. Даже в благоприятные периоды количество воды в таком колодце ограничено.
Сознательное создание колодца на “глине” практикуется редко. Чаще такой колодец получается непреднамеренно при неудачной попытке достичь водоносного горизонта. Поскольку не существует простых способов точно определить глубину залегания первого водоноса в конкретной точке, копку колодца начинают в надежде на благоприятный исход. При неудаче кольца обычно оставляют в земле, так как их извлечение экономически неоправданно.
Существуют народные методы поиска воды, такие как лозоходство или использование металлических рамок, но их эффективность не подтверждена практикой. Единственный способ снизить риск неудачи – узнать у ближайших соседей глубину их колодцев или неглубоких скважин (глубокие скважины обычно берут воду из других водных горизонтов). Однако чем дальше расположен соседний участок, тем меньше вероятность совпадения геологических условий. Характер залегания грунтов может существенно меняться на расстоянии нескольких десятков метров.
Наиболее надежный способ определить глубину залегания водоносного горизонта – заказать геологическое изыскание. Если на участке планируется строительство, такое исследование можно провести и для целей проектирования фундамента. В остальных случаях затраты на геологические изыскания значительно увеличат бюджет колодца.
Традиционный колодец – проверенное временем решение, но существует альтернатива, лишенная многих недостатков колодцев.
Это абиссинский колодец (или абиссинская скважина).
Главное преимущество абиссинской скважины – ее стоимость, которая примерно в два раза ниже, чем у колодца.
Второе важное достоинство – постоянная подача воды: она поступает непрерывно, пока работает насос (вода никогда не заканчивается).
Другие преимущества абиссинской скважины:
Быстрота изготовления – процесс занимает всего несколько часов.
Отсутствие необходимости использования тяжелой техники для доставки колец или машинного бурения. Многие специалисты выполняют работы вручную или с помощью малогабаритных установок, которые доставляются к месту бурения вручную.
Отсутствие проблем с вывозом грунта с места бурения и его утилизацией. При копке колодца образуется несколько кубометров вынутой земли.
Компактность – для бурения требуется площадка всего 2×2 метра. После завершения работ необходимо место только для насоса или для ввода трубы в здание.
Возможность устройства в любом месте участка, включая подвалы, хозяйственные постройки и в непосредственной близости от зданий.
Полная герметичность конструкции, исключающая попадание загрязнений и органики. Колодец является открытой системой.
Использование современных материалов, соответствующих стандартам для питьевой воды.
Отсутствие необходимости в регулярном обслуживании. Колодцы требуют периодической дезинфекции и, как правило, углубления каждые несколько лет.
Возможность установки водозаборного фильтра в наиболее глубокой части водоносного горизонта, что обеспечивает стабильную работу скважины при сезонных колебаниях уровня воды.
Плюсом колодца обычно считают возможность использования без электричества. Однако важно отметить, что абиссинскую скважину также можно эксплуатировать без электричества при помощи ручного насоса. Существуют как очень недорогие компактные модели (чуть крупнее велосипедного насоса), которые подключают к скважине только при необходимости, так и стационарные насосы для постоянного использования. Такой насос можно установить как параллельно с насосной станцией, так и без нее и использовать при отсутствии электричества.
Ограничения абиссинской скважины
Однако у абиссинской скважины есть ограничение. Это максимальная глубина до уровня воды. Конструкция абиссинской скважины предполагает использование только поверхностного насоса, который может поднимать воду с глубины не более 8 метров. Это ограничение характерно для всех поверхностных насосов. Поэтому если уровень воды на участке находится глубже 8 метров, создание абиссинской скважины невозможно. На практике такие ситуации встречаются достаточно часто.
Следует различать уровень воды и глубину скважины. Скважина может быть значительно глубже (например, 15 метров), но благодаря давлению грунтов вода в ней поднимается. Уровень подъема может быть значительным, вплоть до самоизлива. Ограничение в 8 метров относится именно к уровню воды в скважине. Учитывая это, буровые мастера если не обнаружив водоносный горизонт до 8 метров, пытаются углубиться как минимум до 12 метров. Но при ручном бурении предельная глубина зависит от физических возможностей исполнителя и редко превышает 20 метров.
Ручное бурение также ограничено при прохождении твердых пород – щебня или каменистых слоев. В таких случаях абиссинская скважина возможна только при машинном бурении.
Если сделать абиссинскую скважину не удалось, пробуренная скважина становится своеобразным геологическим исследованием, но значительно более дешевым, чем профессиональное изыскание. Стоимость неудачного бурения обычно оценивается в треть от цены успешной скважины. Хотя за “разведку” придется заплатить, но при неудачной копке колодца затраты будут значительно выше (полная стоимость работ и оставшихся в земле колец).
Другие варианты
Полученная информация о геологическом разрезе участка позволяет осознанно выбрать дальнейшие ваши действия:
Если уровень воды находится ниже 8 метров, но водоносный горизонт расположен на приемлемой глубине, можно точно рассчитать стоимость колодца и быть уверенным в успехе.
Если уровень воды ниже 8 метров, но водоносный горизонт слишком глубок для колодца или колодец нежелателен, пробуренную скважину можно расширить и оборудовать погружным насосом.
Если при ручном бурении не удалось достичь водоносного горизонта (из-за твердых пород или большой глубины залегания), подходит только вариант скважины с машинным бурением под погружной насос (который может поднимать воду с гораздо большей глубины, чем 8 метров).
При машинном бурении возможно пробурить скважину на глубину до 100+ метров и углубиться до второго или третьего водоносного горизонта. Однако стоимость такой скважины примерно в 10 раз превышает расходы на колодец или абиссинскую скважину.
Часто к этому варианту прибегают сразу, считая, что вода из глубоких горизонтов лучше, однако это очень спорная тема и ее стоит рассмотреть в отдельной статье.
Кратко - качество воды не зависит от глубины. Например, родниковая вода многими считается очень хорошей, а родник представляет собой первый водоносный горизонт, выходящий на поверхность из-за особенностей рельефа.
Если вы решите делать абиссинскую скважину или скважину под погружной насос на первый водоносный горизонт, то карта буровых мастеров поможет найти бурового мастера в вашем регионе.
Подземные дожди: может ли океан быть под землей, а дождь идти снизу вверх?
Мы привыкли думать, что вся вода - жидкая и сосредоточена в океанах, морях и ледниках. Это верно лишь отчасти, ведь под Землей тоже есть океан. Правда, там никто не живет, потому что вода там не в каплях, а внутри камней, но по количеству её может быть не меньше чем в океанах. Но как она туда попадает?
Начать стоит с того, что сами по себе минералы - это не полностью сухие образования, и внутри них есть вода. Она существует в виде отдельных молекул H2O, или их «осколков» - ионов H+ и OH-. Когда они попадают глубоко под землю, они нагреваются и разрушаются, освобождая такую внутреннюю «воду». Затем, она просачивается наверх, достигая коры, и возвращается обратно.
Так в общих чертах выглядит процесс круговорота воды между поверхностью и земными недрами – мантией. Он начинается, когда насыщенная водой океаническая кора, «ныряет» под более легкий блок коры. Опускаясь, минералы нагреваются и разрушаются, теряя воду. Поднимаясь вверх, вода уменьшает температуру плавления вышележащих пород, вызывая вулканизм. Как раз это и происходит, например на Камчатке.
Но не вся вода так легко просачивается наверх. Считается, что лишь 30-40% от ее исходного содержания в плите могут возвращаться по такому пути. Оставшаяся же вода в минералах погружается глубже и как итог, на глубине ~ 410 км формируется стабильный водяной слой. Раньше думали, что он там так и будет заперт навечно, но тогда с течением геологического времени, содержание воды на поверхности уменьшалось бы.
Недавно была предложена концепция «мантийного дождя», который возвращает воду назад, обеспечивая стабильный круговорот воды. Идея заключается в том, что по мере погружения, несмотря на высокое давление, горные породы плавятся, образуя похожий на кашицу расплав. Чтобы представить это авторы статьи предлагают такую аналогию: смесь песчинок, склеенных друг с другом с грязью между ними, где грязь - и есть мантийный дождь.
По мере плавления, высвобождается еще больше воды, этот расплав становится достаточно легким по сравнению с окружающей плотной мантией и начинает подниматься наверх. По мере продвижения наверх расплав понижает температуру плавления вышележащей мантии, вызывая более обширное плавление, которое в свою очередь освобождает ещё больше воды и цикл продолжается.
Модель такого дождя предполагает, что в мантии может постоянно находится до одной массы мирового океана. То есть глубоко под нашими ногами, в мантии Земли, скрыт невидимый океан. И, может быть, именно он миллиарды лет «поливает» планету изнутри - мантийным дождём.
Автор - Александр Марфин
Статья написана для паблика Catscience. А ещё у нас есть телега
Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!
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.
Геотермальная система отопления — что это и как работает
Придумано множество вариантов обогрева жилого и нежилого помещения. Самыми экономными считаются системы геотермального отопления дома. В этой статье мы рассмотрим устройство таких систем, их преимущества и недостатки.
Как устроено геотермальное отопление
Содержание статьи:
1 Как устроено геотермальное отопление
2 Преимущества и недостатки геотермального отопления
3 Как установить геотермальную систему отопления
При строительстве домов следует заранее определиться с типом отопления, т.к. вопрос влечет за собой возможные изменения и дополнительные затраты еще на этапе проектирования. Наша компания предлагает варианты решения вопроса, в т.ч. передовые, например, с помощью тепловых насосов геотермального отопления. За счет этого оборудования, основанного на цикле Карно, вода из термальных подземных источников поднимается вверх и нагревается до температуры 50оС, поступая в таком состоянии в трубы.
На 1кВт затраченной энергии вы получите 3,5-4,5 кВт тепла. Стандартного насоса хватает, чтобы обогревать помещение в течение 100 000 ч., после чего может понадобиться профилактика, капитальный ремонт или замена оборудования. Но за этот промежуток времени геотермальное отопление дома полностью себя окупит, учитывая постоянный рост стоимости теплоносителей.
Обогрев с помощью геотермальных источников включает в себя три образующих контура:
грунтовый коллектор, представляющий собой трубы с насосом для рециркуляции;
тепловой насос;
греющий комплекс в здании.
Вода поступает из глубин, чтобы исключить разъедание и окисление оборудования (гео-источники в прогретом слое почвы очень коварны), при этом выбор источника должен быть тщательно проработан инженерами при определении конструктивных решений. Подбор насоса осуществляется на конечном этапе, когда определено устройство двух других частей. А глубина скважины напрямую зависит от природных условий.
Преимущества и недостатки геотермального отопления
Принцип геотермального отопления — работа с подземными источниками, поэтому минусов у такой системы немного. Во-первых, такое отопление должно быть тщательно спроектировано и продумано, в противном случае оно не будет обеспечивать должного тепла и быстро выйдет из строя. Наша компания учитывает все нюансы грунта, подземных вод и возможности использования геотермальных источников в процессе строительства дома под ключ, благодаря чему вы можете не волноваться о качестве работ. Во-вторых, для работы тепловых насосов необходима электроэнергия, следовательно дом должен быть электрифицирован. Как нам кажется, этот пункт тяжело отнести к недостаткам, т.к. на сегодняшний момент вряд ли есть дома, которые не обеспечены электроэнергией, в т.ч. за счет природных источников. Также изначально может отпугнуть высокая стоимость конструкции, которая окупится уже в ближайшие пару лет.
При этом, геотермальная система отопления выделяется следующими положительными сторонами:
высокий КПД;
продолжительность службы (минимальный срок составляет 20 лет);
стабильная работа независимо от природных условий;
меньшая привязка к энергоносителям и отсутствие привязки к теплоносителям;
автономность.
Как установить геотермальную систему отопления
Собственными силами оборудовать и установить геотермическое отопление не получится, т.к. в процессе монтажа и инженерных изысканий необходимо учитывать слишком много показателей и предпосылок. В противном случае такая система будет нерабочая или с минимальным КПД, который не окупит затраты на ее установку. При проектировании систем специалистами нашей компании вы можете быть уверены, что будут учтены все требования:
расстояние скважины до дома (минимум — 2 м);
оптимальная глубина бурения (не более 200 м);
температура воды, которая поступает в коллектор, обрабатывается тепловым насосом и подается в батареи;
извлекаемая мощность;
климатические условия, влажность, контакт с грунтовыми водами, теплоотдача.
Это не все показатели, которые необходимы при расчете мощности, типа и стоимости геотермальной системы отопления, но даже их учесть неподготовленному строителю тяжело. Поэтому работы должны выполняться только специалистами, которые гарантируют качество произведенных работ на определенный срок службы оборудования. Не отказывайтесь от современного экономичного отопления за счет природных ресурсов — предусмотрите высокоэффективную систему еще на этапе проектирования и наслаждайтесь теплым помещением и минимумом расходов в дальнейшем.
Причины загрязнения грунтовых вод и их влияние на нашу жизнь
Чтобы разобраться, какое влияние грунтовые воды оказывают на нашу жизнь и какие существуют источники их загрязнения, надо чётко понимать, что они из себя представляют. Итак, грунтовые (подземные) воды — это водные ресурсы, залегающие на небольшой глубине в верхней части земной коры. Их ресурс отличается большими объёмами воды, которые мы используем для удовлетворения наших потребностей. Грунтовые воды воздействуют на биосферу.
Почему нам важно знать, что такое грунтовые воды? Во-первых, это основная часть водных ресурсов Земли, они составляют около четверти от общего объёма пресной воды планеты. Вредные вещества, попадающие в почвы или водоёмы, мигрируют, загрязняют родники и делают воду в них опасной для потребления. Во-вторых, доля грунтовых вод в питьевом и хозяйственном водоснабжении России составляет 45%. Более 60 % городов используют для питья подземные воды, а в сельской местности на их долю приходится порядка 85% от общего потребления воды. Как минимум по этим двум причинам нам необходимо знать, какое влияние они могут оказывать на нашу жизнь.
Мы разберём основные источники загрязнения грунтовых вод, затем оценим их влияние на нашу жизнь и рассмотрим методы борьбы с загрязнителями. К числу антропогенных факторов загрязнения относится утилизация отходов, сельское хозяйство, деятельность промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых, кислотные дожди, неправильное строительство и многое другое.
Серьёзный источник загрязнения грунтовых вод — деятельность сельскохозяйственных организаций, которые отвечают за ежегодное привнесение тысяч тонн удобрений, пестицидов и гербицидов, отходов животноводства, химикатов в почвы и грунтовые воды.
Большой вред оказывают септические системы. К ним относятся канализации, выгребные ямы, отстойники. Если такие системы функционируют неправильно или устаревают, то через них в среду обитания животных и людей попадают такие загрязнители, как нитраты, моющие средства, масла, а также бактерии.
Бытовые отходы также представляют большую угрозу для грунтовых вод. По оценкам Palmer Development Group, в развивающихся странах каждый человек ежедневно выбрасывает примерно 0,6 кг отходов, а в развитых эта цифра достигает 1,8 кг. Накопление и разложение этого мусора высвобождает опасные вещества, которые попадают в почву и поверхностные стоки.
Ещё одна причина загрязнения — добыча полезных ископаемых, в процессе которой загрязнители могут мигрировать из участков добычи в грунтовые воды.
Помимо прочего, серьёзное воздействие оказывают промышленные предприятия, которые требуют использования водных ресурсов для охлаждения, обработки и очистки продуктов в процессе производства. Загрязнение грунтовых вод происходит, когда использованная вода возвращается в гидрологический цикл.
Ярким примером служит Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат, функционирование которого со времён СССР крайне негативно отражалось на экосистеме озера Байкал. За годы работы предприятие накопило около 6,5 млн тонн жидких опасных отходов, но даже после закрытия завода в 2013 году их не утилизировали. Постоянные утечки из накопителей продолжают загрязнять озеро, воду из которого активно используют в пищевых и хозяйственных целях.
Загрязнение грунтовых вод представляет собой большую опасность, так как оно быстро распространяется далеко за пределы первоначального очага загрязнения и проникает в водоёмы, связанные с источниками воды для хозяйственно-питьевого использования. Это подвергает опасности здоровье людей и животных.
Какое влияние оказывают загрязненные грунтовые воды на нашу повседневную жизнь?
В районах, где септические системы работают неправильно, отходы жизнедеятельности могут заражать грунтовые воды возбудителями кишечных инфекций, которые, попадая в организм человека, вызывают болезни.
Дополнительные проблемы со здоровьем включают отравления, которые могут быть результатом чрезмерного использования пестицидов, удобрений или химикатов. Химические вещества просачиваются в водные источники и отравляют их. Питьевая вода из таких мест вызывает серьёзные проблемы со здоровьем.
Загрязнение грунтовых вод может приводить к разрушительным экологическим изменениям, одним из них которых становится потеря питательных веществ, необходимых для саморегулирования экосистемы и существования живых существ. Токсиканты со временем накапливаются в водных объектах и делают среду непригодной для жизни.
Помимо негативного влияния на качество жизни населения и ухудшения устойчивости экосистем, загрязнённые воды снижают экономический рост региона. Район становится неспособным обеспечивать экосистемные услуги для существования людей, животных и растений. Население в таких регионах сокращается, а стоимость земли обесценивается.
Теперь мы знаем, что такое грунтовые воды и при каких условиях они могут ухудшать наше здоровье. Осталось узнать, как можно это предотвратить.
Предприятия и жилые хозяйства должны использовать системы очистки воды. Кроме того, большой вред наносят мусорные полигоны, поэтому они должны быть максимально удалены от грунтовых вод, а любые опасные отходы люди не должны сбрасывать на свалки. Значительное влияние на сокращение отходов оказывают перерабатывающие заводы, поэтому отходы следует вывозить именно в такие места.
Вместе с экологическими организациями люди могут проявлять личную инициативу по переработке и уменьшению количества отходов. Мы можем проводить информационные кампании и просвещать окружающих о важности переработки отходов и, конечно, вкладывать собственные силы в раздельный сбор и устойчивое потребление. Обязательно нужно помнить, что мы — часть планеты, и любые действия в конечном итоге сказываются на нашем здоровье.
Елизавета Глотова



















