06 июня 2008, 13:33 Наука Размер текста А А А

Доломит задушит извержение

Доломит и известняк могут остудить лаву и остановить её потоки

Пётр Смирнов Голландский профессор геологии предложил новый способ борьбы с извержениями — сбрасывать в жерло вулкана и на лавовые потоки куски доломита и известняка. Их разложение существенно остудит и замедлит поток. Новый способ может стать достойной заменой бетонным руслам, строящимся сейчас на случай извержения рядом с населенными пунктами.

Интерес к вулканам поддерживается вне зависимости от научно-технического прогресса. Прежде главной угрозой считалась лава, сопутствующая любое небольшое землетрясение, а кроме того — облака пепла, покрывающие все вокруг.

Работы последних лет расширили влияние вулканов с ландшафта местности до климатической картины мира — извержения влияют на температуру с помощью пепла, закрывающего солнце. Существуют даже гипотезы о грандиозных извержениях так называемых супервулканов, давших эффект «ядерной зимы» десятки тысяч лет назад.

Рулоф Дирк Схуйлинг из Университета Утрехта вернул обсуждение «с небес на землю», предложив оригинальный способ останавливать потоки лавы.

Основа его метода – распространенный минерал доломит, разложение которого требует больших затрат энергии.

Такие реакции в химии называются эндотермическими, а их продукты содержат больше «внутренней энергии», чем исходные вещества.

close 100%

Доломит — породообразующий минерал класса карбонатов. Минерал получил название в честь Деодата де Доломью (1750 - 1801), французского минералога и геолога. //Wikimedia

Составляющие основу доломита карбонат кальция CаCO3 и CaMg(CO3)2 разлагаются при нагревании на оксиды металлов и углекислый газ — который, кстати, придает остающейся после извержения пемзе губчатую структуру.

По расчетам профессора из Утрехта, 1 грамма доломита или кальцита достаточно для охлаждения 20 грамм лавы на 100oC. Более того, как только карбонат нагреется до температуры 1 000oC, каждый добавленный грамм породы будет остужать 10 грамм лавы ещё на 100oC. То есть гораздо эффективней использовать доломит при высоких температурах, разбрасывая и добавляя его к уже разлагающемуся, чем ставить «холодные стены». Этот метод уже используется для охлаждения расплавленного шлака при сталеварении.

Геолог не ограничился одним лишь предложением и учел даже возможные последствия карбонатных авианалетов на растекающуюся лаву.

Во-первых, оксиды кальция и магния повысят температуру плавления и снизят текучесть потоков. Кроме того, сбрасываемые куски известняка и доломита приведут к эффекту разбрызгивания, который будет не столь уж сильным, но увеличит контакт лавы с воздухом, дополнительно остудив её. Затвердевшая вокруг «доломитовых бомб» лава может временно приостановить реакцию разложения, но нарастающее давление углекислого газа рано или поздно «взорвёт» образцы породы.

close 100%

Лава -раскаленная жидкая (эффузия) или очень вязкая (экструзия), преимущественно силикатного состава масса (SiO2 примерно от 40 до 95%) , изливающаяся на поверхность Земли при извержениях вулканов. При застывании лавы образуются эффузивные (излившиеся) горные породы.

В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги связаны с системой глубинных разломов. Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, то есть вулканический материал поступает из верхней мантии. На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счет поступления мантийного вещества.

Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава. Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.

Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других – только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку минералы андезитов отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит, согласно которой океаническая кора подвигается под островные дуги и на определенной глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.

Помимо доломита и известняка Схуйлинг предлагает использовать офиолиты и серпентин, активные даже при более низких температурах, чем доломит. К вероятным побочным эффектам нового метода стоит отнести туннелирование – образование лавовых труб с термоизолированными пористыми «стенками», по которым лава передвигается дальше, чем по обычной породе, – именно из-за этого феномена извержения Этны оказались опасней, чем предполагалось.

То, что при этом процессе в атмосферу будет выделяться огромное количество углекислого газа, усугубляющего парниковый эффект, ученый, несмотря на современные веяния, уточнять не стал.

Поскольку все описанные в статье породы широко распространены, то использование их в качестве «активных» заграждений, иногда даже профилактических, не дороже пассивных бетонных преград.

Осталось только поверить самим и убедить местных жителей в том, что стены из хрупкого известняка и запасы камней на ближайшем аэродроме защитят их от грозной стихии.

С расчетами энергии, высвобождающейся при соответствующих реакциях, можно познакомиться в июньском выпуске International Journal of Global Environmental Issues.