Реакции синтеза — основной источник внутренней энергии Земли

На базе существующей космологической модели формирования солнечной системы, а также новых экспериментальных фактов геохимического строения нашей планеты показано, что основным источником энергии Земли могут быть только процессы синтеза гелия из водорода, происходящие во внутреннем гидридном ядре планеты[1]. Предлагаемая гипотеза объясняет тепловую энергию Земли существованием водородных потоков образующих центробежный флюид — протонный газ, генерирующий магнитное поле и водород в менее плотных слоях планет, который, в свою очередь, образует воду и углеводороды.

Эта энергия является первопричиной эндогенных геодинамических и тектонических процессов происходящих в разных планетарных телах вселенной.

Идея протекания квазиядерных реакций синтеза в недрах Земли принадлежит первопроходцу во многих областях знаний профессору Э. И. Терезу [1]. Надеюсь, наше плодотворное сотрудничество приведет к удивительным открытиям и интересным для любознательных читателей статьям, с новым взглядом на парадоксы науки, таким как:

• Термоядерная природа происхождения Луны;
• Недооцененное влияние глубинного тепла на климат планеты;
• Гелий-3 — термоядерный «выдох» Земли.

Внутренняя энергия Земли

Изучение океанического дна последних десятилетий выявило значительную геотермальную активность в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, что заставило ученых пересмотреть тепловой баланс планеты c 30 ТВт (Андерсон, 2007) [2], увеличив влияние внутреннего тепла Земли до 45 ± 3 ТВт [3-4]. 

Поскольку магнитное поле генерируется во внутреннем ядре планеты [5], энергия, которая требуется для его поддержания, также является неотъемлемой составляющей полной внутренней энергии Земли. В оценке этой энергии, существует большая неопределённость. Если в настоящее время уверенно определяется величина магнитного поля внешнего ядра [6], то для вычисления энергии магнитного поля на поверхности, необходимо значение относительной магнитной проницаемости μ/μ_o, а её величина может меняться от 1 (при прохождении магнитных силовых линий снаружи земного шара) до 100 (для внутреннего металлического ядра Земли). Следовательно, если использовать разные значения μ/μ_o, то расчётная энергия магнитного поля может быть в пределах от 1.7 до 170 ТВт. Условно примем среднее значение 85 ТВт. В этом случае полная энергия Земли равна сумме энергии излучения тепла через поверхность (45 ТВт) и энергии, необходимой для поддержания магнитного поля (85 ТВт), то есть 130 ТВт.

Недавно при участии 15 университетов США, Западной Европы и Японии была проведена фундаментальная работа по экспериментальному измерению величины теплового потока из недр Земли в атмосферу [7], вызванного распадом радиоактивных изотопов. Обнаружено, что радиоактивный распад ²³⁸U и ²³²Th даёт суммарный вклад 20 ТВт в тепловой поток планеты. Нейтрино, эмитированные вследствие распада ⁴⁰K, были ниже предела чувствительности данного эксперимента, но известно, что они дают вклад не более 4 ТВт. Величина радиоактивного распада была определена по точным измерениям потока геонейтрино с помощью прибора Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Япония) и по имеющимся данным детектора Borexino (Италия) суммарно составляет 24 ТВт.

Получается значительное расхождение: внутри Земли генерируется 34 ТВт, а расходуется 130 ТВт.

Значительный дисбаланс (96 ТВт) вызывает серьёзные основания сомневаться, что первичный запас способен обеспечить необходимую добавочную энергию Земли. Разумнее предположить существование иного источника, позволяющего нашей планете находится в одном ряду с другими планетами по соотношению масса – светимость. 

Гидридная теория ядра Земли

Ядро нашей планеты состоит из внешнего и внутреннего с переходным слоем между ними. Плотность внешнего ядра 10-11.5 г/см³, внутреннего ядра — порядка 13.5-25.6 г/см³. Большой разброс значений объясняется тем фактором, что данные разных исследований сильно различаются в зависимости от принятой модели геохимического строения. При использовании в вычислениях общепринятой «классической» модели: ядро – железное, мантия – силикатная получаются минимальные значения плотности внутреннего ядра (13.5-14.3 г/см³) (Жарков [8]). Согласно гипотезе В.Н. Ларина, изложенной в работе «Наша Земля» [9, стр. 61], внутреннее ядро Земли состоит из гидридов металла с плотностью 25 г/см³. Более точные вычисления авторов [5] на основании послойной модели строения Земли по массе и моменту инерции, дают величину плотности гидридов в центре ядра – 24.8 г/см³.

Квазиядерные реакции синтеза

Давление во внутреннем ядре Земли достигает порядка 3,8 млн.атмосфер. Ежедневно фиксируется более 300 землетрясений, сейсмические волны которых пронизывают земной шар, причем S-волны затухают в жидком ядре, а Р-волны (продольные волны сжатия) свободно достигают внутреннего ядра нашей планеты. В местах пучностей продольных волн землетрясений в локальных областях внутреннего гидридного ядра Земли давление повышается на два порядка, при температуре порядка 6000К, достигая уровня, при котором возможно туннели́рование и протекание реакций синтеза, как показано в работах Зельдовича и Ванг Хонг-Цханга [10,11].

В местах, где возникают локальные очаги реакций синтеза, должна резко возрастать температура. При этом происходит разложение гидридов металла, переход водорода из гидрид-ионной формы в протонный газ и, соответственно, выделение большого количества водорода. При этом объём вещества существенно увеличивается без изменения массы (в одном кубическом сантиметре гидрида железа заключено 550 кубических сантиметров водорода). Что, в свою очередь, приводит к увеличению объёма вещества ядра планеты, при незначительном изменении массы. Иными словами, гидриды внутреннего ядра разлагаются на металл внешнего ядра и водород, что должно приводить и к увеличению объема Земного шара [12]. Следует отметить, что цепной термоядерной реакции происходить не может, т.к. избыток тепла уходит с водородом-теплоносителем во внешние сферы (глубинные флюиды [13]), и температура падает.

Внутреннее ядро Земли как бы очень медленно “кипит” подобно смоле, т. е. при сложении упругих волн спорадически в разных местах внутреннего ядра возникают локальные реакции синтеза. Назовем этот процесс «квазиядерным»[5]. 

Энергетический баланс разложения гидридов в ядре можно представить в следующем виде:

dQ_T + m = p^.dV + dQ_H + dQ_ме , где

m – химический потенциал водорода в гидридах;
dQТ – термоядерное тепло, спорадических реакций синтеза водорода в ядре;
p.dV – работа по разуплотнению (dV) под действием газового давлении (p);
dQH – тепло, уносимое из зоны разуплотнения ядрами водорода как теплоносителем;
dQме – тепло, уносимое из зоны разуплотнения ядрами металлов во внешнее ядро

поэтому температура на поверхности твёрдого ядра должна быть выше, чем внутри [5].

Расширение Земли

В течение многих лет в геологии конкурируют две идеи: «фиксистов», утверждающих, что земная кора стоит на месте относительно своих «глубинных корней», т.е. зон магмагенерации в мантии, а и объём планеты увеличивается, и «мобилистов», утверждающих, что земной шар не растет в объёме, и части земной коры постоянно смещаются (плавают) по верхней части мантии (астеносфере).

В свете вышесказанного наиболее правдоподобной представляется гипотеза роста земной поверхности, которая происходила и продолжается в рифтовых зонах, в основном за счет увеличения площади дна мирового океана при неизменности очертаний материковых плит.

Месторождения гелия-3 веское доказательство протекания реакций синтеза в недрах

Неоспоримым доказательством реакций ядерного синтеза во внутреннем ядре Земли, состоящем из гидридов металлов, является распределение концентрации изотопов гелия-3. Группой профессора Мамырина (Ленинградский физико-технический институт) в 1968 г. [14] при исследовании химсостава газов вулканических выбросов на Камчатке было обнаружено, что отношение ³He/⁴He в мантии Земли стабильно и в тысячу раз больше, чем в земной коре. Позже эффект истечения ³He из глубоких трещин в земной коре и при извержении вулканов был обнаружен и в других регионах земного шара.

«К геохимическим признакам глубинности плюмов относится изотопия гелия. В породах океанических плюмов (например, Гавайского и Исландского) обнаруживается большая доля изотопа ³He, который является продуктом водородного термоядерного синтеза. Отношение ³He/⁴He в этих породах в десятки раз выше, нежели в базальтах срединно-океанических хребтов, генерирующихся из верхней мантии в ходе тепловой конвекции. Очевидно, «избыточное» количество ³He поступает в плюмовый канал из слоя D« или из внешнего ядра».

Академик Добрецов Н.Л. [15]

Подчеркнем, что Гелий-3 образуется при протекании реакций синтеза. Ни при каких химических реакциях и реакциях распада тяжелых элементов его образование невозможно.

Следует отметить, что ³He не может быть и “первичным гелием”- остатками вещества сверхновой звезды, из которого образовались планеты, ибо в этом случае максимальная температура Земли при её формировании не должна была превышать 800 – 1000К, что нереально [5].

Соотношение ³He/⁴He в земной коре резко уменьшается, так как ³He смешивается с изотопом ⁴He, в основном образующимся при радиоактивном распаде урана и тория. Далее гелий через разломы в земной коре и вулканы попадает в атмосферу Земли и улетучивается в космос.

Если конец ХХ века и начало ХХI века характеризуются бумом информационных и коммуникационных технологий, то последующие десятилетия будут веком революции в энергетической сфере, и в первую очередь в водородной энергетике, в понимании происхождения потоков водорода из недр Земли, порождённых «квазиядерными» реакциями синтеза. Практическое решение этих проблем может прийти неожиданно. И та страна (тот коллектив ученых), кому удастся найти это решение, сделает гигантский технологический скачок в будущее, станет законодателем мод не только в науке и технике, но и в политике.

Источники знаний: