ВОДОРОД В НЕДРАХ КЫЗЫЛКУМОВ

При поисках альтернативных энергоносителей все больше внимания исследователи уделяют водороду, ведь у него высокая энергоёмкость, а основной продукт горения – вода. Если вместо углеводородов использовать водород на транспорте и промышленных предприятиях, то вредные выбросы в атмосферу снизятся до ничтожных.При поисках альтернативных энергоносителей все больше внимания исследователи уделяют водороду, ведь у него высокая энергоёмкость, а основной продукт горения – вода. Если вместо углеводородов использовать водород на транспорте и промышленных предприятиях, то вредные выбросы в атмосферу снизятся до ничтожных.

Как получить водород? Промышленным способом его получают электролизом из воды или термическим воздействием на метан и воду. Но эти способы дороги и не решают проблемы вредных выбросов. Развитые страны вкладывают большие средства в развитие водородной техники, особенно в автотранспорт. В мире производится около 90 млн. тонн водорода, в 2025 году прогнозируются 250 млн. тонн. При таких потребностях весьма актуален поиск месторождений водорода.

Водород во Вселенной и на нашей планете является самым распространенным газом. В природных условиях недр Земли водород в повышенных содержаниях встречается довольно часто. Высокие концентрации водорода отмечаются на некоторых рудных месторождениях в вулканических малопроницаемых породах, на месторождениях каменной соли, иногда он встречается как сопутствующий газ в залежах углеводородных месторождений. Вулканологи предполагают, что громадные объёмы глубинного водорода сгорают во время вулканических извержений. Промышленных скоплений водорода и месторождений водорода пока не обнаружено.

В Центральной Азии наиболее часто отмечались проявления водорода при поисках месторождений углеводородов в межгорных впадинах Тянь-Шаня. Наиболее глубокое проявление свободного водорода отмечено к северу от Аральского моря на структуре Аралсор (Прикаспийская впадина) в одной из первых сверхглубоких скважин. Здесь, на глубине около 5600 метров, содержание водорода составляло в сумме газов 13,8 – 28 процентов. Вблизи от Кызылкумского региона, в Северо–Устюртской впадине, из скважины, проходившейся на углеводороды, при самопроизвольном изливе воды с глубины 2450 м выделялся газ, состоящий на 90 – 98 процентов из молекулярного водорода.

На всхолмленных равнинах Кызылкумов, в пределах Центрально-Кызылкумского поднятия, нами также отмечено повсеместное проявление свободного водорода в различных условиях. При разведочном бурении на месторождении урана Рудное в черносланцевой толще из скважины, пробуренной ниже уровня рудных тел, на глубине более ста метров спонтанно выделялся свободный водород, причем, практически без примесей. Этому явлению не придали значения, так как вскоре ощутимое поступление водорода прекратилось.

В начале 70-х годов при прогнозировании и поисках месторождений урана в Кызылкумской урановой провинции специалисты ПГО «Краснохолмскгеология» установили проявление водорода на месторождении Учкудук. В рыхлых отложениях на глубине 8 – 10 м над рудными залежами концентрация водорода составила 200 мл/кг, что более 90 процентов суммы всех газов выделенных из пород. Концентрация растворенного водорода в подземных водах достигала нескольких мл/л. Глубинный водород поступал по разлому из кристаллических пород и распространялся по проницаемым горизонтам покровных осадочных отложений, создавая восстановительные условия на пути движения инфильтрационных ураноносных кислородных вод. В результате промышленные залежи урана откладывались в отложениях без видимых минеральных признаков (обычно — захороненные растительные остатки, нефтяные битумы и т. п.).

Водород геологоразведчики стали рассматривать, как благоприятный признак при поисках урана и сопутствующих ему селена, молибдена, рения и других элементов. При дальнейшем проведении прогнозных геохимических исследований в междуречье Амударьи и Сырдарьи водород был включен в состав площадной водно-гелиевой съёмки. Удалось провести геохимическое картирование по растворенному в воде водороду на многих десятках тысяч квадратных километров.

В результате установлена тесная связь величин концентраций водорода и гелия в аномалиях. Выявлена пространственная приуроченность расположения этих ореолов вдоль известных глубинных разломов. На этом основании сделан вывод о большой глубине происхождения источников водорода на территории исследований. Обнаружено несколько интенсивных площадных водородных аномалий. Одна из таких аномалий установлена на южном побережье усыхавшего Аральского моря.

Аномалии под Аралом и не только

На изученной территории по растворённому в подземных водах водороду установлены площадные аномалии в многие десятки и несколько тысяч квадратных километров, а также более локальные линейные аномалии, достигающие сотен километров. Площадные аномалии водорода обусловлены сложными узлами пересечения разломов различного направления. Интенсивные линейные аномалии в некоторых случаях были обусловлены разломами земной коры, с которыми связаны сейсмические события исторического времени. Из этого следует, что наблюдения за изменениями концентраций водорода можно использовать (как и гелий) для мониторинга, как предвестник землетрясений, а также для картирования и выявления сейсмически активизированных разрывных нарушений. Это особенно важно для плотно заселенных городских агломераций и сельских селитебных районов.

Какие свойства водорода могут быть информативными при мониторинге предвестников землетрясений? В отличие от инертного гелия, водород — химически реакционный газ. На путях миграции от глубинных источников генерации водород вступает в реакции с окружающим веществом недр. В частности, сторонники, как органической теории образования углеводородов, так и минеральной теории синтеза нефти и горючего газа, в последнее время придают особое значение в этих процессах глубинному водороду.

Водород имеет в 20 раз меньшую плотность, чем гелий и, соответственно, — повышенную динамичность, особенно в коллекторах (разломах, зонах трещиноватости). Скорость диффузии водорода в воздухе 10 см/сек. При разгрузке динамических напряжений в гипоцентрах и окружающем пространстве у водорода, вероятно, существует опережение временного импульса повышения концентраций вблизи поверхности. Кроме того, по моему мнению, термодинамические процессы, вызывающие сейсмические события, могут быть причастны и к генерации водорода. Нашими наблюдениями установлено, что концентрация водорода в подземных водах, а значит, и в недрах, в сто раз и более превышает концентрацию гелия. Это обеспечивает дополнительное преимущество при анализах водорода. Конечно, это область предположений, и требуются для однозначных выводов дополнительные исследования.

Вернемся к Приаральской водородно-гелиевой аномалии. Любопытно, что отмеченные площадные ореолы водорода в южном Приаралье ориентированы по продолжению Центрально-Кызылкумского поднятия к Аральскому морю. А ведь Кызылкумский свод является продолжением сейсмоактивных горных сооружений Тянь-Шаня. Напрашивается предположение: не являются ли эти очаги разгрузки глубинного водорода следствием оживления динамических напряжений в земной коре?

При подтверждении этой догадки можно полагать, что одной из причин осушки Аральского моря (помимо уменьшения стока поверхностных и грунтовых вод из-за непродуманной деятельности человека) является оживление тектоники, в частности, поднятие регионального базиса эрозии — бессточной котловины моря. Это стало одной из причин осушки в связи с затруднением стока речных и подземных вод. Замечу, что случавшиеся прежде периодические колебания уровня Аральского, также как и Каспийского моря, общеизвестны как тектонический фактор.

Дружба с нефтью и газом?

В последнее время всё больше находит признание теория происхождения нефти и газа в результате воздействия водорода из самых глубоких частей земли. В ней существенное значение придается процессам гидрогенизации углеводородов за счет потока глубинного водорода. В Интернете эти проблемы широко обсуждаются на специализированных конференциях и форумах о генезисе углеводородов.

Выполненная нами площадная водородная съёмка в краевой части контура вышла в район Аму-Бухарской нефтегазовой провинции, включая район Газлийского газового месторождения. Оно вписалось в контур обширной аномалии, площадью около 70х100 кв. км, с концентраций водорода в подземных водах 0,05-0,1мл/л и более. Месторождение углеводородов оказалось примерно в центре водородной аномалии.

По нашему мнению, это пространственное совмещение не случайно. Отмечу, что уровень концентраций аномалий водорода на других месторождениях углеводородов нефтегазоносного региона существенно выше, чем на непродуктивных по углеводородам пространствах изученной части Туранской равнины. Закономерный рост уровня водородного поля подчеркивает генетическую сопричастность глубинного водородного потока к образованию этих объектов.

Верный помощник в геоэкологии

В практике региональных геоэкологических исследований на территории Узбекистана мы также широко использовали водородную съёмку для картирования разрывных нарушений в покровных отложениях. Обычно для этих целей из лёгких газов применяют гелий, растворенный в подземных водах, но в населенных районах таких скважин очень мало. Теперь стало ясно, что водород тоже является аналогичным индикатором и его можно использовать при опробовании на водород рыхлых отложений, а определять водород — достаточно чувствительным хроматографическим способом.

Линейные аномалиями водорода достаточно четко фиксировали разломы, разделяющие ступени надпойменных террас и тектонические структуры, по которым обычно заложены русла рек, в частности, таких, как Чирчик, Ангрен, Сырдарья. Иногда такие аномалии подкреплялись ореолами паров ртути, радона или других токсичных элементов, обозначая природные геопатогенные и к тому же потенциально сейсмоопасные зоны. Картирование разрывных нарушений на равнинных пространствах, закрытых с поверхности современным рыхлым покровом и сельхозугодиями, сложно, но водородная съёмка в комплексе с геохимическими и экологическими методами может комплексно успешно оценивать геоэкологическую ситуацию в сельских районах.

Почему водород на глубине?

К вопросу о причинах появления источников водорода на глубине проявляют интерес многие современные учёные, начиная с В.И.Вернадского. Он предполагал, что в глубине недр органическое вещество претерпевает метаморфизм вплоть до образования нефти под воздействием водорода, поступающего с больших глубин Земли из её, в основном, железного ядра. Современные исследователи пытаются объяснить происхождение глубинного водорода на основе последних достижений науки, экспериментируя с воздействием больших температур и давления. На многие вопросы пока нет ответов.

Наши исследования проявлений водорода в различных геологических условиях несколько приближают к пониманию геологии водорода. Практически очевидно, что площадные аномалии водорода в нескольких сотен квадратных километров, выявленные в Кызылкумах в процессе водородной геохимической съёмки, потенциально перспективны на обнаружение существенных скоплений природного энергоносителя – водорода. Они требуют первоочередного внимания и комплексного изучения.

Интерес к природному водороду в последние годы оживился в связи с обсуждением в геологической прессе теории доктора геолого-минералогических наук В.Н.Ларина об изначально гидридном строении земли. Результаты наших работ согласуются с выдвинутым Лариным положением о глубинном источнике водорода. Об этом свидетельствует широкое площадное распространение водородных аномалий и привязка их к глубинным тектоническим структурам. Но источники глубинного водорода пока остаются недоказанными и требуются дальнейшего накопления фактического материала и исследований.

Неоспорима также роль водорода в образовании углеводородных месторождений и при решении некоторых проблем металлогении. Наши данные показали причастность глубинного водорода к формированию месторождений поливалентных элементов, таких, как уран, селен, молибден, в покровных отложениях. Высокие концентрации водорода в ореолах на месторождениях углеводородов обозначили причинно-следственную связь между этими объектами и потоком водорода. Наметилась заманчивая возможность выделения участков, перспективных для выявления такого энергоносителя, как водород. Определены конкретные участки для детальной оценки. Конечно же, требуется продолжение дальнейших исследований в этих направлениях.

Проблема водорода с геологических позиций нашла широкий отклик в Интернете на форумах под рубрикой «Водородное будущее» и других. Но отдельные выдвинутые В.Н.Лариным практические предложения по добыче водорода в условиях Русской платформы требуют серьезной проработки.

В связи с новизной проблемы водородной геохимии многие возникшие вопросы, ранее часто незамеченные, требуют дальнейшего осмысления и изучения. Так, к примеру, пока не ясно, почему при разведке месторождения Рудное, залегающего в породах черносланцевой метаморфической толщи и находящегося выше уровня грунтовых вод, из скважины с глубины более ста метров длительно струился водород и практически без примесей других газов. Откуда водород вблизи поверхности? Не ясно также, почему иногда площадные аномалии двух легких газов — водорода и гелия — совмещены, а иногда разобщаются? Есть и другие вопросы, нуждающиеся в дополнительном изучении.

Концепция планетарного глубинного источника водорода расширяет поисковые признаки благоприятных условий для формирования полезных ископаемых, картирования глубинных разломов, геопатогенных и сейсмоактивных зон и позволяет использовать для этого такой необычный газообразный индикатор, как водород, по апробированным нами методикам.

Геральд ПЕРЕВОЗЧИКОВ,
кандидат геолого-минералогических наук.
sreda.uz, 31.10.2011г.

ПОСЛЕСЛОВИЕ ОТ sreda.uz

В полном виде научная статья Г.Перевозчикова опубликована в одном из российских журналов. Геральд Владимирович Перевозчиков много лет проработал в Краснохолмскгеологии, в период независимости Узбекистана — Кызылтепагеологии. Во время его работы главным геологом геоэкологической экспедиции Кызылтепагеологии мне не раз приходилось брать у него интервью для «Правды Востока». Геоэкологическое картирование территории Узбекистана – одно из важнейших направлений в деятельности экспедиции. И о нем есть статьи на сайте sreda.uz.

Тема глубинного водорода весьма актуальна, но пока на сайте не освещалась. Огромное спасибо Геральду Владимировичу за то, что он откликнулся на просьбу подготовить материал в более понятном для широкого читателя формате, как мы просили «просто».
Наталия ШУЛЕПИНА

Рисунки к материалу на sreda.uz — участников конкурсов Ташкентского городского комитета по охране природы.

Добро пожаловать на канал SREDA.UZ в Telegram

0 комментариев на «“ВОДОРОД В НЕДРАХ КЫЗЫЛКУМОВ”»

1. В догонку к статье:

   31.10.2011 в 14:21

   Проблема водорода имеет большой смысл и с позиций глобальной экологии. Вы же чувствуете — идет оживление тектонических процессов: недавно встряхнуло Турцию. Российский сейсмолог, предсказавший Японское и Турецкое землетрясения, на днях заявил, что ожидается катастрофическое (11бал. — !!!) в США. Я предполагаю, что это должна быть Калифорния, побережье Тихого океана, т.е. с другой стороны Тихоокеанской плиты, на противоположной стороне которой расположена Япония. Точных данных предсказания пока не нашел (было краткое сообщение в СМИ). Некоторые ученые связывают сейсмические процессы с водородом в центральных частях Земли, в ее ядре. Поэтому мониторинг по водороду в сейсмоопасных регионах был бы очень важен.

   Ответить
2. Галина:

   31.10.2011 в 23:04

   С интересом прочитала Вашу статью. Конечно, часть терминов не поняла, я не специалист. Пришлось залезть в интернет и на рекомендованный форум. Но было любопытно!!! я узнала много нового. Спасибо за статью, давшую толчок к познанию. Какой необузданный газ-глубинный водород.

   Ответить
3. Бахретдин:

   02.11.2011 в 16:17

   Огромная благодарность автору статьи Геральду Владимировичу, много познавательного. Насколько я понял, приведенные в статье результаты исследований выполненных еще во времена СОЮЗА, интересно каково состояние данного вопроса на современном этапе. Проводятся ли работы в этом направлении.

   Ответить
4. Gerald:

   07.11.2011 в 02:21

   Отвечаю Бахретдину (02.11.011).Изучение водорода в природных условиях — очень трудная задача. Этот самый легкий газ органолептически не познаваем. Вместе с тем существующий практически везде, он химически активен -может образовываться в коррозионных процессах (например, ржавчина труб гидрогеологических скважин). Активно образуется водород генерирующими бактериями при разложении органических веществ. Поэтому ученые- геологи скептически относились к результатам натурных исследований по геохимии водорода. Этим объясняется, на мой взгляд, отсутствие данных по специальным направленным исследованиям.
   В свое время мне удалось собрать фактические данные и провести натурные исследования, получить внутреннюю убежденность в существовании глубинного потока водорода из глубинных недр. Распад Союза остановил возможность целенаправленных исследований. Пришлось прекратить их попытки.
   Но геологическая профессия — это не просто профессия, а образ жизни. И как только у меня появилась бытовая возможность и свободное время, я частным образом… продолжаю работать в этом направлении. Жаль потраченных сил и утерянные возможности — продвинуть важную, не только энергетическую, но и общенаучную проблему. Вот такова ситуация с исследованиями на моем уровне. Все другие исследования природных процессов можно найти около форумов " Водородное будущее". Семья Лариных продвигает проблему гидрогенной гипотезы изначально гидридной Земли (доктор г.-м. наук В.Н. Ларин), проводит водородометрию по почвенному водороду и обосновывает поисковое бурение на водород на Русской платформе. В МГУ доктор г.- м. наук Сывороткин В.Л. продвигает идею глобальных климатических изменений в связи с водородным дыханием Земли. Все названые выше фамилии объединены в отчете программы фундаментальных исследований Президиума РАН №14 за 2009г.

   Ответить
5. Олег Степанов:

   04.03.2013 в 17:08

   Есть теория об изначально гидридной Земле геолога Ларина Владимира Николаевича. Если поискать, то можно найти его сайт. Очень интересная теория согласно которой изначально в составе вещества земли присутствовало 60% молекул или 5% массы водорода. Автор защитил докторскую по своей теориии в 1989 году и перед развалом Союза планировались практические меры по поиску месторождений молекулярного водорода. Но увы и ах. Думаю в яндексе будет не сложно найти или через русскую Википедию по фамилии.
   Спасибо!

   Ответить
6. Gerald:

   12.03.2013 в 20:48

   Гипотеза В.Н. действительно интересна, но как и все новое, пока испытывает трудности в признании. Заманчива идея гидридного глубинного водорода! Мне удалось выполнить водородную съемку на многих тыс. кв. км, откартировать глубинные разломы, по которым происходит транзит коррелирующихся (количесственно) триады легких газов: водорода, гелия и метана.Этот факт указывает на их генетическое сродство. Однако, соотношение изотопов гелия в этих аномалиях свидетельствует о внутрикоровом источнике их происхождения. Будем искать далее…

   Ответить

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован.

Комментарий

Имя

E-mail

Сайт

8  −   = 

Введите код с картинки (CAPTCHA)*

 Notify me when new comments are added.

Получать новые комментарии по электронной почте. Вы можете подписаться без комментирования.

Еще статьи из Опустынивание