ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Инициативная научная разработка. Частное решение.

Известно, что земная кора или литосфера и мантия земного ядра относятся к внутренним оболочкам Земли. По геологическим данным и схеме А.Е. Ферсмана (М.М. Жуков, В.И. Славин, Н.Ж. Дунаева. Основы геологии. - М.: Недра, 1971. - С. 61-85). Земная кора включает слои осадочный, гранитный и базальтовый. Мощность осадочного слоя не постоянна и меняется от нескольких метров до 10-15 км. На некоторых участках осадочный слой отсутствует.

Мощность гранитного слоя колеблется в пределах 20-40 км, а местами также отсутствует.

Базальтовый слой в основании земной коры присутствует повсеместно. Мощность его меняется от 5 до 30 км. Плотность вещества в земной коре возрастает в зависимости от глубины от 2,7 до 3,32 г/см ³.

Океаническая земная кора в области некоторых океанов состоит из маломощного осадочного слоя, под которым располагается базальтовый слой мощности от 5 до 15 км.

Земная кора под континентами обычно содержит все слои и достигает мощности до 50 км. Под земной корой по А.Е. Ферману располагается геосфера, занимающая пространство от 8-80 до 2900 км глубины. Эту оболочку называют мантией.

Считается, что на глубинах 60-100 км возможно расплавленное состояние вещества. Очаги вулканов приурочены к глубине 60-100 км.

На границе 8-80 км плотность возрастает до значения 3,4 г/см ³. Потенциальная энергия горных пород с плотностью ₁ = 2,7Ч10 ³ кг/м ³ на глубине 8 км равна

e₁= ₁qh₁= 2,7Ч10 ³Ч9,81Ч8Ч10 ³ = 2,11896Ч10 ⁸ Дж/м ³,

а с плотностью ₂ = 3,4Ч10 ³ кг/м ³ на глубине 80 км

e₂= ₂qh₂= 3,4Ч10 ³Ч9,81Ч80Ч10 ³ = 2,6683138Ч10 ⁹ Дж/м ³.

Используя среднее число атомов, содержащихся в единице объема (Денисов А.С. Квантово-физические основы теории строения и геодинамического состояния компонентов литосферы Земли. - Кемерово.: КузГТУ, 1998. - С. 54-56.), находим энергию связи, приходящуюся на один ион. Поскольку в земной коре между атомами в основном преобладают ионные связи, то имеем

Дж и (1)

Дж. (2)

Горные породы включают атомы от кислорода (z= 8) до цинка
(z= 30). Атомы с большими номерами в виде включений составляют небольшую долю.

Применив метод измерения фотонной эмиссии и метод расчета энергии связи для составных атомов горных пород, находящихся в состоянии твердой фазы, можно определить энергию связи атома кислорода, использовав формулу из выше приведенного источника:

Дж, (3)

гдеa= 1/137;b= 8, и энергию связи атома цинка:

Дж, (4)

гдеb= 30. С учетом коэффициента структурного ослабления, установленного для изверженных твердых пород железорудных месторождений, К _с.о = Е _теор./Е _эксп. = 30ё220, найденные значения энергии ионных связей атомов в среднем уменьшается в 85 раз:

Дж и Дж

Сравнивая полученные значения энергий ионных связей с энергиями ионных связей на границе земной коры и мантии, уравнения (1) и (2), можно установить, что аналогичные назначения энергии ионных связей возможны на глубинах от 15 до 50 км:

км икм

Изменения плотности вещества Земли с глубиной, установленные в настоящее время достаточно точно, а также разработанные авторов метод расчета строения и состояния компонентов литосферы и экспериментальный метод регистрации фотонной эмиссии компонентов, помогают судить о строении зон Земной коры, их химическом составе и состоянии слагающих её масс.

Реальные энергии связи ионов на границе земной коры и верхнего слоя мантии, по данным уравнений (1) и (2) меньше, чем их значения, полученные с использованием теории .

Ионные связи при этом должны быть разрушены и вещество на границе коры и мантии должно находиться в состоянии жидкой фазы. Но под действием большого давления (около 30000 атм.) оно находиться в состоянии твердой фазы.

Можно допустить, что магма на глубине 80 км обладает большой температурой, близкой к 2400°С, при которой плавятся почти все вещества. Однако, с глубиной увеличивается давление вышележащих горных пород и перегретые массы имеют признаки твердого тела. При подъеме магмы с глубины, например по жерлам вулканов, по мере падения давления происходит ее разогревание и из кратера вулкана изливается лава.

Реальные энергии связи ионов на границе меньше, чем они должны быть, то есть связи разрушены, но вещество под действием большого давления, около 31000 атм находится в состоянии твердой фазы.