ХИМИЧЕСКИЙ ПОДХОД ДЛЯ ОБЪЯСНЕНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И ИЗВЕРЖЕНИЙ ВУЛКАНОВ

М.Х. Оспанов, А.Ж. Оспанова,

(Жезказган, ЖезУ)

ХИМИЧЕСКИЙ ПОДХОД

ДЛЯ ОБЪЯСНЕНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

И ИЗВЕРЖЕНИЙ ВУЛКАНОВ

Подземные катаклизмы сейсмической активности земли относятся к неразгаданным тайнам природы и продолжают проявляться непредсказуемо в виде разрушительных землетрясений и губительных извержений вулканов. Наиболее близко к раскрытию причин их возникновения подошли механо-математики, применяя положения теории напряженного состояния при изучении условий прочности в твердой оболочке земли. Была выявлена прямая связь между возрастанием сейсмической активности и действием космического фактора, что заключалось в следующем: усиление взаимного притяжения космических тел (луны, земли, планет, солнца, звезд) в зависимости от их расположения вызывало смещение земной коры, ее деформацию в соответствующих участках, где возникала концентрация (нарастание) напряженности до критических величин, что завершалось сдвигом пластов, появлением трещин и разломов в земной коре и в результате происходил сброс (выход) огромного подземного давления в этих местах в виде сейсмических толчков разной силы и глубины залегания. Однако, остаются ещё немало фактов и явлений, не раскрытые существующими теориями, а именно:

1. Почему подземные толчки – взрывного и в основном локального характера (гипоцентр), различаются по силе и по глубине распространения, как будто там лежат разного калибра бомбы?
   1. Почему при извержении каждого вулкана в любом месте из недр земли наряду с окислами и прочими соединениями:

а)      Выделяется много паров воды, которая необъяснимым образом уживается в расплаве с температурой более 1000°.

б)      Выбрасывается огромная масса сернистых газов и серосодержащих соединений, будто под всеми вулканами находятся залежи серы.

в)      А в подземных водах сейсмически активных районов обильно присутствуют опять-таки серосодержащие газы и соединения?

Более понятные и достоверные ответы на поставленные вопросы можно получить, если к физико-механическому аспекту проблемы добавить химическую точку зрения (как недостающего звена в достижении истины), главная мысль которой такова: подземные толчки возникают вследствие протекания при определенных условиях химических реакций взрывного характера в водно-сернистых образованиях (В.С.О.), представляющих собой взрывопроизводящую смесь воды и серосодержащих соединений (серы, сульфитов, сульфатов, сульфидов и даже сернистых кислот), что видно из вероятности течения при высоких температурах нижеприведенных реакций вправо с обильным выделением газообразных продуктов:

4Н₂О+3S₂ = 2SO₂↑+4H₂S↑                        1

5Н₂О+3FeS₂ = 2FeO+SO₂↑+5H₂S↑            2

Н₂О+FeS = FeO+H₂S↑                               3

Н₂О+9FeSO₂ = 3Fe₃O₄+8SO₂↑+H₂S↑                  4

Н₂SО₃ = Н₂О↑+SO₂↑                                  5

Для свершения указанных реакций имеются все обстоятельства:

а)      Наличие высокой температуры под землей.

б)      Наличие воды, которая проникает сквозь толщу земли вплоть до слоя Мохоровичича.

в)      Наличие серосодержащих соединений (залежей серы, сульфатов, сульфитов, сульфидов и др.) в земной коре, а также в «Мохре».

На последнем упоминании остановимся подробнее. Известно, что под твердой оболочкой земли располагается еще одна, более тонкая, с неопределенным содержанием, под названием «слой Мохоровичича» («Мохр»). Прямых доказательств о составе «Мохра» нет, но есть косвенные, на основании которых можно полагать, что слой Мохоровичича состоит в основном из серосодержащих соединений, что подтверждается следующими фактами:

а)      Плотность «Мохра» больше, чем у базальтовых пород, и ближе к плотности сульфитов и сульфидов.

б)      В продуктах извержений вулканов (раскаленные газы, пепел, потоки лавы) наряду с окислами, хлоридами, парами воды, постоянно присутствуют в огромном количестве и серосодержащие газы и соединения, которые надо полагать, попадают туда из одного источника – из слоя Мохоровичича, расположенного под твердой оболочкой вокруг земли, а значит и под всеми вулканами. Однако для протекания обсуждаемых реакций вправо с большим выходом газов, т.е. со взрывом, нужны еще два главных условия:

1.  Наличие «созревших» В.С.О.

2.  Действие космического фактора.

В.С.О. – водно-сернистые образования, будучи взрывчатыми смесями воды и серосодержащих соединений, являются источниками подземных толчков. Как они образуются? Вероятно, водные объемы (линзы) разной величины, опускаясь вниз под влиянием силы тяжести, встречают по пути (в базальте, магме и «Мохре») залежи серосодержащих соединений, которыми водные линзы постепенно насыщаются в подземных условиях высоких температур и давления до взрывоопасного состояния (состава). Таким путем В.С.О. могут возникать и в толще земной коры, и в магме, и в «Мохре». Чтобы произошел взрыв любое горючее должно всецело пропитаться окислителем, иначе будет идти просто горение поверхности их контакта. Так и здесь, проходят месяцы и годы, пока локальные водные линзы достигнут полного смешения с серосодержащими соединениями в стехеометрических соотношениях, соответствующих реакциям 1,2,3,4. Только тогда можно считать В.С.О. «созревшими», т.е. готовыми к взрыву. Однако, взрыва может и не быть, потому что течение рассматриваемых реакций сдерживается слишком большим подземным давлением, снизить которое, т.е. тем самым сдвинуть ход реакций 1,2,3,4,5 вправо, возможно лишь с проявлением второго главного условия – действия космического фактора, когда от взаимного притяжения космических тел происходит деформация и сдвиг земной коры, появляются трещины и разломы, и резко снижается подземное давление, и если там в этот момент имеются «созревшие» В.С.О., то реакции 1,2,3,4,5 начинают идти вправо с бурными выделениями газообразных, со взрывами, образуя подземные толчки (удары). Таким образом, только совпадение двух условий: наличие «созревших» В.С.О. и снижение подземного давления, от действия космического фактора, открывают путь подземной стихие, приводящей или к землетрясению, или к извержению вулкана. При отсутствии любого из условий взрывы под землей не произойдут.

Ответим на два положения: почему толчки происходят не одинаковой силы и на разных глубинах? Первое связано с размерами исходных водных линз, которые могут быть самыми произвольными, и возможностью их слияния в крупные объединения. Второе зависит от миграции В.С.О. (рис. 1 и 2). Если в твердой коре (базальте) В.С.О. ограничены в движении и соединении в большие объемы, то в верхней мантии и магме В.С.О. способны мигрировать, причем в мантии – вниз, а в магме – вверх. Представляя собой менее плотное образование, чем магма и мантия, В.С.О. в жидкой магме вытесняется по закону Архимеда вверх к потолку магмы (рис.2). В тоже время мантия из-за вязкого состояния, не будучи явно жидкой не может вытеснить В.С.О. вверх, а с другой стороны, не будучи явно твердой, не в состоянии остановить его скольжение вниз под действием силы притяжения согласно закону Ньютона (рис.1). Так В.С.О. мигрируют в магме вверх, а в мантии – вниз, оказываясь вследствие этого на разных уровнях в момент их взрыва при снижении подземного давления.

Выводы:

1. Источниками подземных толчков являются водно-сернистые образования (В.С.О.) разных объемов, представляющие собой взрывчатые смеси воды и серосодержащих соединений, в которых при определенных условиях: температуре, концентрации и давлении возникают взрывные реакции 1,2,3,4,5.
2. Отмечается обязательность совпадения двух условий для возникновения подземных взрывов:

а)      «Созревание» В.С.О.

б)      Воздействие космического фактора, снижающего подземное давление, что смещает ход реакций 1,2,3,4,5 вправо со взрывом.

1. Миграции В.С.О.:

а)      В верхней мантии имеют тенденцию к скольжению вниз, подчиняясь закону Ньютона, чем объясняются проявление подземных толчков на разных глубинах.

б)      В магме имеют тенденцию к вытеснению вверх согласно закону Архимеда, чем объясняются взрывы В.С.О. на вершине магмы вплотную к твердым базальтовым породам.

1. В слое Мохоровичича концентрируются серосодержащие соединения: сульфиты, сульфаты, сульфиды и др.

Продолженние следует...        Тут будут представлены:

1)      Схема опытной установки и результаты опытов, где были получены доказательства и объяснения «текучести» лавы.

2)      Возможность осуществления взрывов в опытных условиях согласно реакциям между водой и серосодержащими соединениями на разных глубинах: 10 м, 30 м, 100 м в толще земли.

3)      Реальные аварийные случаи взрывов, которые случались в конвертерах Карсакпайского медьзавода при попадании туда в расплавленный штейн воды с мокрым песокм-флюсом.

ОМХ