Кто добывает полезные ископаемые на дне
Луна – естественный спутник Земли. Полвека назад человек впервые ступил на его поверхность. С тех пор появились реальные возможности для непосредственных научных исследований поверхности и недр этого небесного объекта. Есть ли на Луне полезные ископаемые? Что это за ресурсы, и можно ли их добывать? Ответы на эти вопросы вы найдете в нашей статье.
Луна и ее внутренняя структура
У нашей планеты имеется лишь один естественный спутник – Луна. Это самый близкий к Солнцу спутник в пределах всей Солнечной системы. От Земли Луна находится на расстоянии в 384 тысячи километров. Ее экваториальный радиус равен 1738 км, что примерно соответствует 0,27 земного радиуса.
Прежде чем рассказывать о полезных ископаемых на Луне, следует максимально подробно описать внутреннюю структуру этого небесного тела. Итак, что известно ученым на сегодняшний день?
Как и планета Земля, Луна состоит из ядра, мантии и внешней коры. Лунное ядро относительно небольшое (всего 350 км в диаметре). В нем содержится много жидкого железа, также встречаются примеси никеля, серы и некоторых других элементов. Вокруг ядра находится слой частично расплавленного вещества, возникший в результате кристаллизации магмы около 4 миллиардов лет назад (вскоре после образования самой Луны).
Мощность лунной коры изменяется от 10 до 105 километров. Причем ее толщина заметно меньше на той стороне спутника, которая обращена к Земле. Глобально в лунном рельефе можно выделить две зоны: гористую материковую и пониженную – так называемые лунные моря. Последние – это не что иное, как огромные кратеры, сформировавшиеся в результате бомбардировки поверхности Луны астероидами и метеорами.
Поверхность Луны
Мы уже привыкли осознавать, что под нашими ногами находится многометровая толща осадочных пород – известняков, песчаников, глин. Но Луна – не Земля. Здесь все устроено по-другому, и горных пород осадочного происхождения здесь попросту нет и быть не может. Вся поверхность нашего спутника покрыта реголитом или «лунным грунтом». Это смесь мелкообломочного материала и тонкодисперсной пыли, образованная в результате постоянной метеоритной бомбардировки.
Толщина реголитного слоя Луны может достигать нескольких десятков метров. А на некоторых участках поверхности она не превышает и двух сантиметров. Внешне этот слой напоминает серо-коричневое одеяло из пыли. Кстати, сам термин «реголит» происходит от двух греческих слов: «литос» (камень) и «реос» (одеяло). Любопытно, что по своему запаху реголит напомнил астронавтам аромат пережженного кофе.
Следует отметить, что себестоимость транспортировки одного килограмма вещества с Луны оценивается примерно в 40 тысяч долларов. Тем не менее американцы, в общей сложности, уже доставили на Землю свыше 300 килограммов реголита с разных участков поверхности спутника. Это позволило ученым провести тщательный анализ лунного грунта.
Как оказалось, реголит рыхлый и достаточно неоднородный. При этом он хорошо слипается в комочки, что объясняется отсутствием окисной пленки. В верхнем слое реголита (не глубже 60-тисантиметров) преобладают частички размером до одного миллиметра. Лунный грунт полностью обезвожен. В его основе – базальты и плагиоклазы, которые по своему составу практически аналогичны земным.
Итак, есть ли под слоем реголита какие-либо полезные ископаемые на Луне? Об этом вы узнаете далее из нашей статьи.
Полезные ископаемые на Луне: полный список
Не стоит забывать, что Земля и Луна – это, по сути, единокровные сестры. Поэтому вряд ли недра нашего единственного спутника скрывают в себе какие-либо минеральные сенсации. Но все же, какие полезные ископаемые есть на Луне? Давайте разбираться.
Нефть, уголь, природный газ… Этих минеральных ресурсов на Луне нет и быть не может, ведь все они – биогенного происхождения. Так как на нашем спутнике нет ни атмосферы, ни органической жизни, их формирование попросту невозможно.
Однако в недрах Луны залегают различные металлы. В частности, железо, алюминий, титан, торий, хром, магний. В составе лунного реголита также обнаружены калий, натрий, кремний и фосфор. С помощью автоматической межпланетной станции Lunar Prospector, запущенной в 1998 году, удалось также определить локализацию того или иного металла на лунной поверхности. Так, например, выглядит карта распространения тория на Луне:
В целом все лунные породы и минералы можно условно поделить на три группы:
- Базальты лунных морей (пироксен, плагиоклаз, ильменит, оливин).
- KREEP-породы (калий, фосфор, редкоземельные элементы).
- ANT-породы (норит, троктолит, анортозит).
Помимо всего прочего, на Луне также были обнаружены значительные запасы воды в виде льда (в общей сложности около 1,6 млрд тонн).
Гелий-3
Пожалуй, главным и наиболее перспективным в плане освоения ископаемым на Луне является изотоп гелий-3. Земляне рассматривают его как возможное термоядерное топливо. Так, по мнению американского астронавта Гаррисона Шмидта, добыча этого легкого изотопа гелия в ближайшем будущем сможет решить проблему энергетического кризиса на Земле.
Гелий-3 в научных кругах нередко называют «горючим будущего». На Земле он встречается крайне редко. Все запасы этого изотопа на нашей планете оцениваются учеными не более чем в одну тонну. Исходя из этого, стоимость одного грамма вещества равна одной тысяче долларов. При этом один грамм гелия-3 способен заменить до 15 тонн нефти.
Стоит отметить, что наладить процесс добычи гелия-3 на поверхности Луны будет нелегко. Беда в том, что в одной тонне реголита содержится всего лишь 10 мг ценного топлива. То есть для освоения данного ресурса на поверхности нашего спутника нужно будет построить настоящий горно-обогатительный комплекс. Очевидно, что в ближайшие десятилетия это неосуществимо.
Проекты по добыче полезных ископаемых на Луне
Человечество уже всерьез задумывается и о колонизации Луны, и об освоении ее минеральных ресурсов. Теоретическая добыча полезных ископаемых на Луне вполне возможна. Но вот практически осуществить это очень непросто. Ведь для этого на поверхности нашего спутника нужно будет создать соответствующую промышленную инфраструктуру. Причем все необходимое придется привезти с Земли – материалы, воду, топливо, технику и т. д.
Тем не менее определенные проекты уже разрабатываются. Так, американская компания SEC планирует всерьез заняться добычей лунного льда и производством на его основе топлива для космических кораблей. Для этого планируется использовать как роботов, так и живых людей. NASA еще в конце 2017 года объявила о приеме заявок с технологическими предложениями по добыче ресурсов на космических объектах. Специалисты этого ведомства надеются, что добыча полезных ископаемых станет реальностью уже к 2025 году.
А вот Китай всерьез заинтересован редкоземельными элементами, которые содержатся в лунной коре. Для изучения и освоения этого ресурса страна планирует основать на Луне специальную исследовательскую базу. Не отстает от ведущих космических держав и Российская Федерация. К 2025 году Роскосмос планирует создать серию роботов для добычи полезных ископаемых на Луне.
В заключение…
Полезных ископаемых на Луне как таковых нет. По крайней мере, в нашем, земном, понимании этого термина. Тем не менее в лунной коре, в частности, в реголите обнаружен целый ряд металлов. Среди них – железо, алюминий, титан, торий, хром, магний и прочие. Добыча минеральных ресурсов на поверхности Луны теоретически возможна, однако практически пока не является целесообразной.
Колыма, № 12, 1969 год
Две трети нашей планеты покрывают моря и океаны. Человечество веками использует минеральные ресурсы суши, и лишь в последние годы начались работы по использованию морских месторождений. В морской воде растворены почти все химические элементы; на дне морей и океанов есть нефть, уголь, железо-марганцевые руды, фосфориты, уран, золото, олово, редкие и рассеянные элементы.
Наиболее развитые капиталистические страны успешно осуществляют подводную добычу полезных ископаемых, причем экономический эффект в 1,5—3 раза превышает показатели аналогичных работ на суше [2]. Добывают нефть со дна моря США, Англия, Голландия и другие страны, добыча угля проектируется Японией, добываются алмазы в ЮАР, рутил и цирконий — в Австралии, ГДР, Индии. Особо интересным для геологов и горняков Магаданской области является подводная добыча касситеритов из морских россыпей в Индонезии и Таиланде, Выдающийся ученый Ю. А. Билибин указывал на о-возможность наличия прибрежно-морских россыпей на побережьях Советского Союза, в частности, на Северо-Востоке [3J.
Морские россыпи разделяются по происхождению на две основные группы: образованные на суше и находящиеся сейчас под водой в результате трансгрессии (наступления моря) и собственно морские, образовавшиеся, при размыве морем коренных источников или вторичных отложений (кор выветривания, древних россыпей и т. п.). Есть россыпи морского происхождения, оказавшиеся на суше в результате регрессии (отступления) моря и перекрытые впоследствии материковыми осадками [1].
В последние годы в Советском Союзе начаты разведочные и добычные работы на прибрежно-морских россыпях Прибалтики (ильменит, рутил, циркон); считаются перспективными берега моря Лаптевых (там уже найдена россыпь касситерита в Ванькиной губе), Японского моря, остров Сахалин, Курильские острова, Камчатский полуостров [4].
Анализ геологического строения Северо-Востока, и в частности Чукотки, показывает, что пересечение золото- и оловоносных зон с береговой линией (как бы «погружение» металлоносных зон в море), сочетание трансгрессий и регрессий в истории развития региона, наличие кор выветривания, в которых при длительном химическом выветривании мощных минерализованных зон со слабыми содержаниями полезных ископаемых накапливались довольно высокие концентрации золота и олова, благоприятны для образования прибрежно-морских россыпей. Перспективным в этом отношении является почти все побережье Центральной и Восточной Чукотки, в первую очередь Чаунская, Валькаркайская и Ам- гуэмская низменности, районы мыса Биллингса и Кибера.
На перспективность берегов Северо-Востока не обходимость познания закономерностей отложения морских осадков и поисков морских россыпей указывалось на семинаре- совещании по методике и технике разведки полезных ископаемых дна морей и океанов, созванном по инициативе Министерства геологии РСФСР осенью 1967 г. в Клайпеде, а также на совещании по организации поисковых и разведочных работ на морские россыпи золота и олова, организованном СВГУ и проходившем в марте 1968 г. в Магадане с участием ведущих научно-исследовательских институтов страны — ВНИИмор гео, МГИ, НИИГА и др.
Теоретические предпосылки подтвердились и практическими находками чаунских геологов: в марте 1968 г. при бурении скважин колонковыми станками со льда Восточно-Сибирского моря в районе мыса Биллингса в 70 м от берега была найдена переотложенная россыпь касситерита с весовыми содержаниями золота. В мае—июне 1968 г. в Валькаркайской низменности при прослеживании аллювиальной россыпи р. Рывеем станками ударно-механического бурения была найдена россыпь золота мощностью 1,2—2,8 м с устойчивыми промышленными содержаниями, по предварительным данным, имеющая морское происхождение и расположенная вдоль береговой линии. Морские осадки охарактеризованы фаунистически и перекрыты позднейшими материковыми отложениями при регрессии моря. Россыпь предположительно имеет длину несколько километров и, по оценке В. Л. Сухорослова, Ю. А. Эсаулова и автора, сопоставима по запасам с наиболее интересными аллювиальными россыпями Чукотки.
Горнякам объединения «Северовостокзолото» нужно вплотную заинтересоваться добычей морских россыпей золота и олова, которые, несомненно, будут выявлены при широком ведении соответствующих геологоразведочных работ. На подводной добыче полезных ископаемых могут быть достигнуты высокие технико-экономические показатели: здесь, как правило, не требуется вскрышных работ, строительства подъездных путей, отвалов, хвостохранилищ, резко сокращаются подготовительные работы. Месторождения моря осваиваются гораздо быстрее, чем на суше, при значительно меньших удельных капиталовложениях [4]. Основным же является возможность резкого расширения сырьевой базы Северо-Востока по россыпному золоту и олову.
ЛИТЕРАТУРА
Аксенов А. А., Невесский Е. Н., Павлидис Ю. А., Щербаков Ф.А. Изучение процессов образования и захоронения современных прибрежных россыпей. Сборник «Геология россыпей». М., «Наука», 1965.
Безуглов Э. Кладовая Нептуна. «Правда», 17/VI, 1968.
Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. АН СССР, М, 1955.
Костин В.Н., Нурок Г.А. Первый опыт и перспективы подводной добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов. «Горный журнал», 1968, № 2
-0+1
Просмотров статьи: 9642, комментариев: 6
- Содержание сайта
- Комментарии
- Главная страница
Современному человеку трудно представить себе мир без нефти. Из нее получают топливо для автомобилей, ракет, самолетов, судов. После изобретения двигателя внутреннего сгорания нефть стали называть «черным золотом». В ХХ-ХХI веке мы не можем обойтись без нее, но до сих пор точно не знаем, как появилось это полезное ископаемое. Есть несколько популярных гипотез происхождения нефти, которые были предложены величайшими умами своего времени.
Полезное ископаемое – нефть
Нефть– это маслянистая жидкость, горючее вещество, которое считается полезным ископаемым. Несмотря на то, что ее называют «черным золотом», она может быть и другого цвета (коричневого, вишневого, изумрудного, янтарного) или же абсолютно прозрачным. Окраска зависит от смолистых веществ, которые в ней содержатся.
Ее находят на глубине до 6 км под поверхностью, но чаще всего – до 1-3 км. Ученые уверены, что процесс образования нефти занимает от 50 до 350 млн. лет. Ее состав довольно сложный, но примерно 84-87% – это углерод, кроме этого водород, азот, сера и другие составляющие.
О нефти люди знали давно. Около 6 тыс. лет до н.э. ее применяли при строительстве, как связующее вещество, а в Древнем Египте она была нужна для бальзамирования умерших. Египтяне придумали примитивные лампы, топливом для которых была нефть. Первую нефтяную вышку соорудили китайцы в 347 году, используя стволы бамбука. Они называли нефть «ши йоу», что означало «горное масло».
Первое время нефть добывали для производства керосина. Полученный во время переработки бензин считался побочным продуктом, дешевым и никому ненужным. При помощи бензина избавлялись от вшей или же оттирали жирные пятна на ткани. Многие нефтяные компании просто сбрасывали его в реку, это было дешевле, чем пытаться его продать.
Все изменилось после того, как стали популярны двигатели внутреннего сгорания, работающие на нефтяном топливе. Сейчас из нефти изготавливаются самые неожиданные вещи. Это и одежда из полиэстера, и нейлоновые колготки, и губная помада, подводка для глаз, и даже жевательная резинка. Пластмасса появился тоже благодаря нефти, а знакомые нам полиэтиленовые пакеты изготавливаются из продуктов переработки этого полезного ископаемого.
Как появилась нефть
Есть вопросы, на которые ученые до сих пор не нашли точного ответа. Они строят предположения, гипотезы, некоторые из которых становятся более популярными, другие же отвергаются научным сообществом. Так и с нефтью. Имеется ряд теорий ее происхождения, но основными считаются 3 из них.
Биогенная или органическая
Впервые ее смог четко сформулировать знаменитый ученый М.В. Ломоносов. Это одна из самых популярных и поддерживаемых учеными теорий. Согласно этой гипотезе нефть появилась из-за разложения на дне водоемов животных и растений.
Остатки скапливались и собирались, постепенно уплотнялись, потом частично разлагались, попадали на глубину 3-4,5 км. При температуре 140-160 градусов углероды отделялись от органической массы, получалась нефть, заполнявшая все подземные пустоты.
Немецкие ученые Энглер и Гефер смогли доказать верность этой теории. После перегонки рыбьего жира под давлением и высокими температурами они получили вещество, напоминающее нефть. Русский ученый Н.Д. Зелинский провел свои опыты, используя растительность с озера Балхаш. Он смог добыть из них керосин, бензин и метан.
Абиогенная или неорганическая
Эту теорию происхождения нефти, которую также называют карбидной, предложил Д.И. Менделеев. Она также популярна среди ученых. Менделеев был уверен, что наша планета состоит из расплавленного железа, а его спутниками являются карбиды. Нефть – это продукт, получившийся после реакции воды, попавшей в разломы горных пород, и карбидов железа.
Ученый провел эксперимент, подтвердивший его слова. Но у нее есть и свои противники. Если бы данная теория оказалось истинной, то можно было бы пробурить более глубокие скважины, и получить неограниченные запасы «черного золота». Те, кто придерживаются биогенной гипотезы, говорят, что запасы нефти не возобновляемы, то есть через какое-то время закончатся.
Космическая
Основоположником этой теории является В.Д. Соколов, который был уверен, что нефть появилась из-за того, что к нам из космоса попали неорганические компоненты. И, несмотря на то, что этот русский ученый жил в конце XIX века, современные исследования подтверждают его гипотезу, у нее все больше сторонников.
Получается, что мы до сих пор точно не знаем, как появилась нефть, хватит ли человечеству тех запасов, что у нас имеются. Не исключено, что уже через несколько веков люди придумают что-то новое, и «черное золото» обесценится, но пока без него мы не справляемся.
Помимо поверхности континентов, человек в течение всей своей истории использует полезные ископаемые океана и моря.
До недавних времен главной областью эксплуатации было рыболовство, но в последние десятилетия важную роль в экономике некоторых приморских государств играет добыча нефти с морского дна в районе материковых окраин.
Человек использует соли, растворенные в морской воде. В настоящее время о запасах моря часто говорят, как о надежде человечества. Моря и океаны, покрывающие более двух третей поверхности земного шара, призваны поддержать энергетический, сырьевой и пищевой баланс увеличивающегося населения Земли.
Естественно, встает вопрос, реально ли это?
Что можно добыть с Мирового океана
Казалось бы само собой разумеющимся, что соль, которую употребляет человек, происходит из моря, но это не так.
Лишь третья часть поваренной соли получается путем испарения морской воды, остальная добывается на континентах или путем испарения соляного раствора — минерализованных вод, сопровождающих месторождения соли.
Итак, морская вода является химическим сырьем, но самое ценное, что из нее получают, не соль, а бром, используемый в первую очередь в фотографической промышленности, и магний. Из морской воды добывается более двух третей мирового потребления этих элементов.
Добыча брома в океане
Морская вода содержит и ряд других соединений, находящихся в растворенном состоянии. Время от времени в СМИ можно прочесть, сколько в ней находится урана или золота. Эти цифры действительно поражают.
Однако нас ограничивает в действиях тот факт, что мы пока не располагаем достаточным количеством энергии, чтобы наладить процесс их извлечения. Но ряд процессов проводит за человека сама природа.
Добыча тяжелых металлов с морского дна
Так, например, медь, марганец, кобальт, никель нет необходимости добывать из морской воды, поскольку эти металлы выпадают и кристаллизуются на дне океанских впадин в виде марганцовых конкреций. Это – образования величиной с орех, кулак или футбольный мяч, во множестве рассыпанные по дну Тихого и Атлантического океанов и состоящие из слоев окислов железа и марганца, кристаллическая структура которых легко связывает более тяжелые металлы, как никель, кобальт и медь.
Общее содержание полезных ископаемых океана в виде металлов в марганцовых конкрециях достигает 2,5%. Поэтому исследовательские корабли составляют карты морского дна, фотографируют его с помощью подводных камер, а ученые анализируют содержание металла в этих шаровидных образованиях.
Выявленное содержание металлов пока невелико, а расходы по добыче сырья со дна велики. Но надежды на источники сырья имеются, хотя о юридической стороне вопроса добычи со дна моря люди договариваются с трудом.
С большим успехом проводится добыча так называемых тяжелых минералов в прибрежных областях.
Например, ученые нашли подводную гору в 300 милях от побережья Канарских островов. Гора представляет редкоземельный металл теллур.
Стоимость этого металла составляет порядка 300 долларов за кг, что будет достаточно прибыльно начать добычу с морского дна.
Вода сортирует минералы
Средневековые горняки, да и позже золотоискатели получали золото путем промывки речных наносов. Вода уносила из старательских сит более легкие силикатные минералы, а на дне оставались более тяжелые минералы. Когда посчастливилось, то и кусочки золота.
Морской прибой и сильные морские течения в ряде мест делали эту работу за человека.
Более тяжелые минералы, например, касситерит (оловянная руда), циркон (циркониевая руда), рутил (окисел титана), моназит (сложный фосфат с содержанием редкоземельных элементов) и даже алмаз высвобождаются из горных пород в процессе выветривания, а поскольку они более стойки, чем многие другие минералы (например, полевой шпат), вода уносит их в море. Там они сортируются как в старательском сите: более легкие, обычно силикатные и кварцевые материалы уносятся, а на пляже или на мелком морском дне остаются тяжелые, полезные фракции. Во многих местах в мире добываются минералы в переходных зонах от океана к материкам.
Однако полезные ископаемые океана и моря пока сложно извлечь или достать с морского дна с учетом получения прибыли. Но технологии улучшаются и, возможно, основные источники сырья будут находиться в море.