Het proces van het ontgassen van waterstof uit de ingewanden van onze planeet is veelomvattend en mondiaal. Witachtige graancirkels, zwelling van de grond, explosieve kraters, karstdalingen, diepe ronde meren, atollagunes en vulkanen zijn allemaal een duidelijk bewijs van dit proces, waarmee bij de economische activiteit van de mensheid rekening moet worden gehouden.
Waterstofbalans van de planeet
De atmosfeer van de aarde bevat ongeveer 2,5 miljard ton waterstof, dat met 250 duizend ton per jaar de ruimte in ontsnapt. De bron van aanvulling van "kosmische verliezen" is de waterstofontgassing van de aarde in verschillende vormen.
Het lijdt geen twijfel dat waterstof het diepste gas van de planeet is. In de jaren 70 van de twintigste eeuw stelde V. N. Larin een hypothese op voor de hydridekern van de aarde die supergecomprimeerde waterstof bevatte.
Waterstofontgassing van de planeet is het fenomeen van waterstofafgifte in een mengsel met andere vloeibare gassen (meestal koolwaterstoffen, helium en radon) in splitsingszones, tijdens vulkaanuitbarstingen, door breuken in de aardkorst, kimberlietpijpen, sommige mijnen en putten. In veel gevallen gaan aardbevingen van tektonische oorsprong gepaard met een toename van het waterstofgehalte in de lucht in het epicentrum en aangrenzende gebieden.
Promotie video:
Geochemisch model van de aarde.
Zoals blijkt uit het waterstofontgassingsschema, bereikt diepe waterstof het aardoppervlak in de vorm van koolwaterstoffen, water en in de vorm van H2-gas. Hydrolysereacties van oceaanwater tijdens amfibolisering, chloritisatie, serpentinisatie van mantelgesteenten in subductiezones worden ook toegevoegd aan de algemene waterstofbalans volgens het heersende schema:
2Mg 2SiO4 (olivijn) + 22H2O = 3Mg6 {Si4O10} (OH) 8 (serpentijn) + 6Mg (OH) 2 (bruciet) + 4H2.
De lithosfeer, als een dichte laag oxiden, is een hardnekkige barrière die de afgifte van waterstof naar het oppervlak verhindert. Als gevolg hiervan hoopt gas zich op onder de korst, waar het chemische reacties aangaat met andere stoffen, wat gepaard gaat met extra warmteafgifte. Hoogstwaarschijnlijk is het de aanwezigheid van waterstof die de asthenosfeer tot een quasi-vloeibaar medium maakt. De gegevens die zijn verkregen met de seismotomografiemethode geven aan dat op een diepte van ongeveer 100 km boven de asthenosfeer talrijke aardbevingshaarden worden gevormd die de opkomst van vloeistof en smeltmateriaal registreren.
Hoe ziet waterstof eruit op het aardoppervlak?
In de zones van waterstofontsluitingen in het reliëf van de aarde worden zeer karakteristieke "verzakkingsstructuren" gevormd, die qua vorm lijken op "schotels", waarvan de diameter varieert van 100 m tot enkele kilometers.
Waterstofafzettingen
Waterstofbronnen bestaan en worden met succes in de wereld geëxploiteerd.
Waterstof graancirkels:
"Witch's Circle" - een strook sappiger en hoger gras langs de rand van een perfect vlakke cirkel - is vooral merkbaar op meestal droge stukken land. De intensieve groei van planten in de ringen hangt niet samen met de eigenaardigheden van de bodem of ondergrondse waterbronnen, maar is wel te verklaren door het vrijkomen van waterstof. Bovendien gaat het gas door de vruchtbare bodemlaag heen verkleuren. Op intense plaatsen waar het oergas naar buiten komt, wordt bodemdaling en de vorming van reservoirs waargenomen.
Na een lange winter hoopt het gas zich op onder de bevroren grond en breekt het uit naar de oppervlakte, waarbij hopen losse aarde ontstaan, vergelijkbaar met mierenhopen, waarvoor ze vaak worden aangezien!
Sporen van waterstofemissie in bodems zijn niet altijd rond, er zijn ook bliksemachtige sporen, deze sporen in ruimtebeelden kunnen zijn zoals in Kevi, Servië.
Meer significante hoeveelheden gassen hopen zich op onder de permafrostlaag en vormen deinende heuvels.
Heuvels op Yamal en hun verdere explosieve evolutie.
Karst grotten
De waterstofstroom gaat door de kalksteenlaag en komt in een exotherme uitwisselingsreactie, waarbij calciumverbindingen, water en kooldioxide worden gevormd. Dit resulteert in aanzienlijke karst-zinkgaten en zinkgaten.
En niet voor miljoenen jaren, want geologen proberen ons te overtuigen! Soms vindt het proces van het "corroderen" van kalksteenstructuren met waterstof letterlijk plaats voor verbaasde mensen, het hangt allemaal af van de intensiteit van de gasstroom.
Hier zijn enkele illustratieve voorbeelden:
Zinkgaten
In Guatemala is de tragedie met het verschijnen van een enorme krater niet de eerste; een soortgelijk geval, dat vijf levens eiste, was op 23 februari 2007.
De diepte van de trechter bereikte 100 m.
Gat in Guatemala 2010. Foto: National Geogrphic.
Ronde meren
Dergelijke zinkgaten en explosieve trechters worden geleidelijk gevuld met water en vormen diepe meren, zonder dat externe bronnen ze voeden.
Er zijn veel ronde diepe meren op onze planeet, gevormd door ontsluitingen van waterstof, en dit zijn geen sporen van mythische oorlogen uit het verleden en "atomaire" bombardementen op oude beschavingen!
Blauw meer in de regio Samara.
Het oorspronkelijke sikkelmeer met een verplaatsbaar eiland is ontstaan in Argentinië.
Koraalatollen
Ik durf te suggereren dat sommige van de diepe ronde lagunes van oceanische atollen hun uiterlijk te danken hebben aan waterstof dat naar de oppervlakte snelt.
Opeenvolgende stadia van atolvorming:
- vulkanisch eiland,
- koraalrif,
- nucleair atol.
Volgens de officiële versie is de vorming van het atol het resultaat van de geleidelijke vernietiging van de vulkaan. Misschien is dit in sommige gevallen zo. Maar lijkt het niet vreemd dat, als gevolg van watererosie, veel dichtere vulkanische rotsen tot een diepte van soms meer dan 100 meter gaan en de fragiele kalkstenen kroon intact laten?
Het is veel logischer als de gasstromen die aan de oppervlakte komen de kalksteenstructuren oplossen en afgeronde lagunes vormen.
Rift-zones
Riftzones en vooral mid-oceanische ruggen zijn de krachtigste bronnen van planetaire ontgassing. En dit is logisch, want dit zijn gebieden waar er geen basaltlaag is en magmakamers door vulkanische afzettingen rechtstreeks door de "zwart-witrokers" de oceaan in gaan en zones vormen van de uitbreiding van de aarde (zie het artikel De aarde breidt zich onder ons uit!).
In de figuur is de Baikal-kloofzone een zich uitbreidende breuk in de aardkorst van ongeveer 1.500 km lang.
Professor V. L. Syvorotkin bewees dat diepe waterstof, die de atmosfeer binnendringt, de ozonlaag bereikt (30 km) en, in de reactie O3 + 3H2 = 3H2O, een ozongat en ijskristallen vormt, die we zien in de vorm van prachtige paarlemoerachtige en zilverachtige wolken.
IJs cirkels
Deze grote ringformaties met een diameter van enkele kilometers verschijnen periodiek op het ijzige oppervlak van het Baikalmeer.
Volgens de resultaten van waarneming vanuit de ruimte werd bekend dat de ringen verschenen in 2003, 2005, 2008 en 2009, en telkens op een nieuwe plek.
De vorming van cirkels wordt geassocieerd met de uitstoot van natuurlijk brandbaar gas (methaan en waterstof) uit de kloofzone van het Baikalmeer. In de zomer stijgen op dergelijke plaatsen bellen vanuit de diepte naar de oppervlakte, en in de winter worden "proparins" met een diameter van een halve meter tot honderden meters gevormd, waar ijs erg dun of zelfs afwezig is.
Vulkanen
Het meest actieve proces van planeetontgassing vindt plaats op de vulkanen van kloofzones.
50-80% van het gas van bijna elke uitbarsting is waterdamp en de volumes zijn enorm! De officiële wetenschap verzekert dat dit grondwater is, maar dan moet er een zee zijn onder de middelste vulkaan en een ondergrondse oceaan onder de supervulkaan! Steeds meer wetenschappers zijn geneigd te concluderen dat dit water in de vulkanen zelf wordt gevormd door verbranding van waterstof. Dan wordt de energie van vulkanische processen en hun explosieve aard duidelijk.
Geologen hebben lang aandacht besteed aan gasuitstromen uit de aarde door diepe breuken van de lithosfeer. Meestal werd het bepaald door het vrijkomen van helium op te vangen. Er zijn twee isotopen: helium-3 (vermoedelijk bewaard sinds de vorming van onze planeet) en helium-4 (radiogeen, voortkomend uit het verval van uranium- en thoriumkernen). De eerste is geconcentreerd in breukzones op de grens van de continentale en oceanische korst: hier is de inhoud duizend keer hoger dan in de rotsen van de continenten. Deze verschuiving in isotopenverhoudingen geeft aan dat het gas uit de mantel komt. Samen met helium stijgt waterstof op en hoopt zich van daar op. Het volume van de silicaatsmelt die tijdens één uitbarsting wordt uitgestoten, is zelden groter dan 0,5 kubieke kilometer, terwijl het volume van de gasfase honderden en duizenden keren groter is dan het volume van de vaste fase. In 1964 zei A. Rittman dat vulkanen moeten worden overwogen,allereerst als de structuur van de ontgassing van de planeet.
Het is duidelijk dat de processen van gasoxidatie bij het vrijkomen naar de oppervlakte de primaire diepe samenstelling volledig veranderen, wat leidt tot de vorming van secundaire producten die ontstaan door de verbranding van waterstof en methaan. Gassen, verwarmd van 200 ° C tot 1000 ° C, bestaan uit zoutzuur en fluorwaterstofzuur, ammoniak, natriumchloride. Gassen bij lage temperaturen worden gedomineerd door waterstofsulfide, zwaveldioxide, kooldioxide - ze zijn allemaal producten van secundaire chemische reacties waarbij waterstof betrokken is.
Inderdaad, het gas van de Etna-vulkaan bestaat bijvoorbeeld uit CH4 - 1,0%, CO2 - 28,8%, CO - 0,5%, H2 - 16,5%, SO2 - 34,5%, de rest is stikstof en inerte gassen … En de bijdrage van de vulkanen van de Kuril-boog aan het waterstofgehalte in de atmosfeer wordt geschat op ongeveer 100 ton waterstof per jaar.
Brandend gas in vulkanische lava in Hawaï.
Op de vulkanen van de Hawaiiaanse eilanden in de lavameren van de krater verschijnt vaak een "grote vlam" tot 180 m hoog - dit is waterstofverbranding. Onder de vulkanen zijn kolommen van plastic verhit materie die vanaf de grens van de vloeibare kern naar de oppervlakte stijgen; ze bevatten waterstof uit de kern van de aarde. In dit geval komt thermische energie vrij in het proces van waterstofmolecularisatie: H + H = H2 + Q, en tijdens gasoxidatie, met de vorming van waterdamp in de kraters van vulkanen: 2H2 + O2 = 2H2O + Q.
Waterstof die vrijkomt tijdens aardbevingen
Dit is hoe de aarde in Japan ademt na de aardbeving:
Dat wil zeggen, de tektonische activiteit van de planeet hangt rechtstreeks af van het proces van waterstofontgassing!
Andere manifestaties van H2-ontgassing
Er zijn ook zones met waterstofverrijking in olie- en gasvelden. In Zweden werd bij het boren van de Gravberg-1-put met een diepte van 6770 m, minder dan 4 km, een aanzienlijke toename van het waterstofgehalte opgemerkt. "Gazyat" en delen van de lithosfeer, dus in het mijngas van diepe ondergrondse werkingen van de Khibiny verhoogde het waterstofgehalte. De kimberlietpijp van Udachnaya in de Republiek Sakha-Yakutia geeft bijvoorbeeld elke dag tot 100 duizend kubieke meter gas af. Uiteraard vindt de vorming van diamanten ook plaats in een waterstofomgeving.
(Lees meer in het artikel: Carbonado-diamant is de meest waardevolle halfgeleider van de toekomst).
Voor de veiligheid van mijnwerkers moet waterstof worden gemeten
Er is een hardnekkig probleem van explosiviteit in mijnen, vooral in kolenmijnen. En zonder herkenning en begrip van waterstofontgassingsprocessen zijn explosies in mijnen onvermijdelijk.
Diepe H2, dat de steenkoollaag bereikt, werkt gedeeltelijk samen met het gesteente om methaan (CH4) te vormen. Aangezien de modernste apparatuur voornamelijk het methaangehalte in de mijnatmosfeer meet, wordt geen rekening gehouden met het waterstofgevaar. Ik denk dat sensoren voor waterstof als primair gas het leven van veel mijnwerkers zullen redden.
Aspecten van de waterstofontgassing op aarde
De mensheid moet de ontgassing van waterstof uit de diepten van de planeet erkennen en er bij haar economische activiteiten rekening mee houden. Dit moet worden gedaan voordat voorzieningen worden gebouwd. Tot dusverre houdt alleen Rusland rekening met de waterstofopbrengsten tijdens kerncentrales.
Het leiderschap bij de ontdekking van de waterstofademhaling van de planeet behoort toe aan onze wetenschappers. Het zou buitengewoon teleurstellend zijn om uit het Westen technologieën en machines te kopen die draaien op de energiedrager van de toekomstige economische orde. Waarom zou Rusland, na hypersound, geen kwalitatieve sprong voorwaarts maken in de productie en het gebruik van de meest energie-intensieve en milieuvriendelijke brandstoffen?
Helaas is waterstof officieel nog steeds geen mineraal. Daarom zijn de exploratie en productie ervan nog niet gereguleerd. Maar het gebruik van waterstof als brandstof van de toekomst, al in productieauto's, experimentele treinen, vliegtuigen en raketten, brengt ons onvermijdelijk dichter bij het waterstoftijdperk!
Auteur: Igor Dabakhov
