Об оливиновом поясе планеты стало известно в наше время благодаря фантастическому роману «Гиперболоид инженера Гарина». «Золотая лихорадка», научно-техническая революция начала XX века и обострившиеся социальные проблемы того времени – все перемешалось в этом литературном произведении А. Н. Толстого. Перед тем как приступить к работе, писатель консультировался с учеными. Однако существует ли оливиновый пояс на самом деле или это всего лишь метафора?
Оливин является составляющим компонентом пояса, имеет природный зеленый цвет и внешне напоминает изумруд. Но в отличие от него, камень стоит на порядок дешевле. При этом он имеет яркий блеск и высокие показатели преломления света. По этой причине, минерал пользуется большой популярностью среди любителей украшений по всему миру. Своей красотой он заслужил славу и воспевание среди поэтов. Нередко встречается такое название, как «вечерний изумруд» или «золотой камень». Помимо зеленого оттенка, оливину присущи лимонные и медовые тона.
Более подробно об этом драгоценном камне, условиях возникновения оливинового пояса и его развития ты узнаешь, прочитав эту статью.
Что такое оливин?
Оливин – минерал, состоящий из силикатов железа и магния. Его называют строительным материалом Вселенной, так как он широко распространен в природе. В недрах Земли из него состоят горные породы, сформировавшиеся в результате застывания расплава магмы. Оливин образуется при высокой температуре (около 1600 °С). В мантии планеты, расположенной между земной корой и раскаленным ядром, его содержание преобладает по сравнению с другими минералами.
Свое звучное и красивое название он получил благодаря желто-зеленому цвету, напоминающему окраску оливок. Однако в природе встречаются и другие его разновидности – темные и прозрачные.
Оливин является нестойким материалом. В результате естественных процессов он превращается в другие горные породы – серпентин, ксенолит, тальк, хлорит, мэйджоритовый гранат.
В начале прошлого века началось исследование глубинного вещества планеты с помощью сейсмических волн. Землетрясения и взрывы вызывают содрогание земной тверди, которое передается в виде механических колебаний через всю планету, до самого ее центра. По своим свойствам эти колебания сходны со звуковыми волнами. Известно, что частота и направление волн звука меняется при его прохождении через разные среды и материалы. Подземные волны тоже претерпевают при этом определенные изменения, что установил в 1885 году один из первых сейсмологов Дж. Рэлей. Но его открытие не вызвало реакции в научном мире и оставалось необъясненным. Лишь новые исследования, начавшиеся в 1911 году, показали, что внутри наша планета неоднородна. Если бы она состояла из материала одной плотности, то он на всем своем протяжении служил бы хорошим проводником механических колебаний, характеристика которых также была бы однородной.
Породообразующий минерал оливин обычно имеет желто-зеленый цвет, то есть оливковый, за что и получил свое название. Однако известны темные и прозрачные разновидности оливина.
Однако подземные волны меняют скорость, направление движения и другие характеристики, а это означает, что на их пути встречаются проводники с разными свойствами. По своему внутреннему составу планета неоднородна, она имеет сложное строение. Впрочем, логично было бы считать, что плотность пород, слагающих тело Земли, должна нарастать с глубиной, поскольку в этих зонах нарастает и давление вещества. Но рост плотности происходит не равномерно, а скачкообразно. Наиболее существенные скачки отмечены в 1909 и 1914 годах на глубинах 30 км и 2900 км. Это свидетельствует о дифференциации вещества в недрах планеты. К началу 1930-х годов геофизики построили схематическую модель строения Земли, в которой указывались все основные глубинные слои земного вещества. Наружный слой — земная кора. Она имеет толщину от 5 до 30 км, достигая наибольшей толщины под континентами. Кора сложена преимущественно гранитами, которые в некоторых местах переслоены осадочными отложениями — такими как глины, пески, карбонатные породы. Далее следует слой, образованный более тяжелыми веществами, преимущественно металлами. Находящиеся под большим давлением, они расплавлены и имеют огромную температуру. Верхняя часть этого слоя представлена шлаками, выбрасываемыми на поверхность при вулканических извержениях в виде лавовых потоков. Еще глубже залегает оливин, — преобладающий минерал. Это зона Оливинового пояса.
Предполагавшееся в начале XX века внутреннее строение планеты. В центре находится сверхплотное ядро. Оно окружено слоями жидкого вещества. Самый верхний из них — Оливиновый пояс.
Верхняя ее часть богата железистыми соединениями, слагающими метеориты. Это сходство объясняется общностью происхождения Земли и метеоритного вещества, поскольку и наша планета, и остальные космические тела Солнечной системы сформировались, согласно теории О.Ю. Шмидта, из первичной газово-пылевой туманности, а потому имеют единый химический состав (а точнее, общий набор химических элементов). В нижней части Оливиного пояса сосредоточено большое количество золота. Жидкой прослойкой Оливиновый пояс отделен от плотного твердотельного ядра, находящегося в центре Земли. Позднее геологами и геофизиками было доказано, что Земля по химическому составу действительно близка к железным метеоритам. Она на 35% состоит из железа. Исследуя лавы и глубинные включения в породах (нодули), слагающих нижние уровни земной коры, ученые убедились в наличии под ней значительных скоплений оливина.
Эта гипотеза многим казалась весьма убедительной. Фантаст А.Н. Толстой даже написал, как можно добраться до заветного пояса, используя световой луч, и тем самым дал точную характеристику господствовавших тогда взглядов на внутреннее строение планеты.
Более того, новые факты показали, что оливин находится там в расплавленном состоянии. Зондирование недр земного шара сейсмическими волнами позволило точно установить плотность всех основных его внутренних слоев, часто называемых в их совокупности подземными геосферами, то есть геофизическими оболочками. Исходя из плотности и расчетов распределения химических элементов на Земле, ученые приблизительно выяснили, какие элементы и вещества слагают тот или иной слой. Внутренняя, твердотельная часть земного ядра, образована, про всей видимости, железом и никелем. Наружная, жидкая его часть слагается железом и окислами серы и кремния, как показали последние открытия. Плотность ядра достигает значения около 11—12 т/м2.
Толщина земной коры равна 30 км под материками и 4—5 км под океанами. Мантия насчитывает 2700 км. Толщина ядра, различаемого на внешнее и внутреннее,равняется 3470 км.
Золото, имеет гораздо большую плотность — 19,3 т/кв. м2! Следовательно, если внутри земного шара оно присутствует, то должно в ходе разделения вещества по плотности сконцентрироваться в глубинах планеты в изрядных количествах. Искать же его следует в недостижимом Оливиновом поясе. И вдруг совершенно неожиданно поиски пояса прекратились. О золоте будто бы забыли. Причиной этому послужили новые открытия геофизиков, показавшие, что никакого Оливинового пояса в недрах Земли нет и никогда не было. На его отсутствие указывает упомянутая ранее теория происхождения планет из газово-пылевого облака. Примерно 5 млрд лет назад в этой туманности, окружавшей первичное Солнце, начали происходить процессы аккреции, то есть слипания пылевых частиц. Так происходило становление плотных и горячих, но неустойчивых зародышей планет, называемых планетезималями. Первоначально в результате беспорядочной аккреции все химические элементы, слагавшие планетезималь Земли, были перемешаны между собой. Но поскольку зародыш нашей планеты обладал гравитацией, то под действием силы тяжести элементы с более тяжелой массой устремились к центру Земли, вытесняя легкие элементы. Происходила дифференциация вещества по плотности. К слову, этот процесс не завершен и по сей день, хотя и протекает в нашу эпоху уже не столь активно, как прежде. Некоторые исследователи небезосновательно полагают, что как только разделение элементов в недрах закончится, движение вещества мантии немедленно прекратится, и в мире не будет больше ни землетрясений, ни вулканических извержений. Это предположительно произойдет через 2 млрд лет.
Нам дают представление о химическом составе мантии ее вкрапления в базальтах, называемые нодулями. Они содержат хромшпинелиды, хромдиопсид и оливин.
В ходе разделения элементов железо устремилось к центру Земли, сформировав тем самым массивное (тяжелое) ядро. Земная кора возникла на месте скопления легких фракций — кремния, кислорода и алюминия, отчего получила в геохимии обозначение сиалитического слоя (от слов силициум, т. е. кремний и алюминий). Что касается мантии, то она сложена плотными силикатами, в составе которых содержится много магния, отчего и обозначается в геохимии как «сима» (от слов силициум и магний). Плотность внутренних слоев планеты замерена с относительно высокой точностью. Исходя из этих данных, можно судить об их составе. Ученые выделяют в мантии несколько дополнительных прослоек, но Оливинового пояса среди них нет. Всего в мантии выделено три главных слоя — верхняя, средняя и нижняя мантии. При этом в верхней мантии имеется слой, примыкающий к земной коре и образующий с нею литосферу, а также слой особо текучего вещества — астеносфера. Несмотря на высокую плотность вещества, оно содержит сравнительно малое количество тяжелых металлов. Среди них, конечно, есть золото, однако сплошного слоя оно не образует.
Золото широко распространено в мировом пространстве. Оно обнаружено даже на Солнце, сложенном преимущественно легкими элементами — водородом и гелием. Количество «солнечного» золота приближенно составляет 100 млрд т.
Каким образом распределено золото в мантии и в каких количествах оно там сосредоточено, ученые пока не знают. Загадка благородного металла осталась, хотя наука и опровергла существование волшебного пояса.
Зеленые пляжи и метеориты
На Земле существует несколько уникальных оливиновых пляжей, усеянных мелкими зелеными камушками. Среди них выделяются разноцветные пляжи на Гавайских островах, состоящие из разных пород вулканического происхождения, которые с течением времени были измельчены морским прибоем. Оливиновый пляж Папаколеа образовался в результате обвалившегося склона вулкана. Даже вода в этом месте имеет зеленоватый оттенок, так как насыщена частицами минерала. На закате оливиновые камни напоминают изумруды, а местные власти запретили их вывоз для сохранения неповторимой красоты этого места.
Основным «поставщиком» минерала на таких пляжах являются действующие или потухшие вулканы, медленно разрушающиеся под воздействием атмосферы. Оливин встречается не только на Земле, но и на других планетах и космических объектах. Учеными найдено несколько крупных метеоритов, состоящих из сплава оливина и самородного железа. Данный минерал также является самым распространенным в лунном грунте. Его содержание составляет 39% в образцах спутника нашей планеты.
Палласово железо
Данное понятие взаимосвязано с метеоритами, изучение которых началось в нашей стране в середине восемнадцатого столетия. В 1749 году в Сибири, а конкретно в Красноярском крае был найден камень, который привлек внимание. Его вес составлял 687 килограмм, но его все же доставили в столицу и начали изучение. Двадцать лет после нахождения русский ученый Паллас дал ему характеристики и назвал старородным железом внеземного происхождения. После этого все подобные объекты и называются палласитами, а Россия стала первооткрывателем науки метеорики. Название ему дали как ты понял в связи с ученым, который его исследовал.
В двадцатом столетии были выделены очень известные экземпляры, которые даже получили имена.
Фукан. Был найден в двадцать первом веке, при этом предполагается что упал на Землю почти пять миллиардов лет назад. Практически он ровесник нашей планеты. В структуру его входит большое количество огромных оливинов.
Сейтчан. В составе имеет никелистое железо и большое количество включений оливина. Он был найден также в России в Магаданской области русским геологом Медниковым. Его охарактеризовали как железный метеорит.
Как же отличить палласит от обычного камня? Во-первых, это цвет: серый, черно-коричневый, синеватые с желто-зелеными крапинками. В основном состоит из никиелево-железной структуры. Иногда встречаются с алмазными вставками, они считаются самыми весомыми и ценными. Нужно отметить, что не каждый метеорит является палласитом.
Палласит используют в ювелирном деле, в качестве ценного подарка. Причем он не требует ухода, отдельное место хранения и постоянный уход, в чем он не прихотлив.
Существует информация что он несет магические свойства. Чаще всего его используют в ритуалах, так как он наполнен энергетикой Вселенной. Также ему привязывают свойство притягивать удачу во всех делах, в том числе в бизнесе.
Из этого материала очень часто делают разнообразные подарочные фигурки. По традициям если подобное подаришь молодоженам, то обеспечишь их жизнь на мир, уют и спокойствие. Также практикуют их в качестве подарка на юбилеи и другие годовщины. Именно подаренный оливин ценится во сто раз чем тот который приобрели самостоятельно. Подаренные украшения незамужней девушке, поможет обрести долгожданное женское счастье. Если его подарит мужчина своей женщине, последняя станет еще более заботливой и любящей. Также этот минерал оберегает человека и дом от завистников и сглаза. Нужно знать, что камень любит одни руки и не в коем случае не стоит подаренный тебе минерал отдавать другому человеку, иначе последуют невзгоды и неудачи.
Строение Земли по предположениям ученых начала XX века
Гипотеза об оливиновом поясе планеты возникла в начале 30-х гг. XX века. В эти годы ученые сформулировали модель глубинного строения Земли, состоящей из нескольких слоев. Разработанная в то время схема позволяет понять, что это – оливиновый пояс Земли:
- Наружный слой земного вещества – кора толщиной до 30 км, наиболее массивная под континентами. Она состоит в основном из гранитов и осадочных пород
- Под корой находится слой, основную массу которого составляют металлы, находящиеся в расплавленном состоянии и под большим давлением. Иногда они выбрасываются на поверхность Земли во время вулканических извержений.
- В третьем слое находится оливиновый пояс, состоящий в основном из оливина. А в его нижней части, как предполагали ученые, сосредоточено огромное количество драгоценного металла – золота. Оливиновый пояс отграничивает плотное ядро Земли от жидкой прослойки.
Это был прототип модели, который лег в основу современной геофизической науки. Он казался очень убедительным, так как исследования лавы подтверждали содержание большого количества оливина. Позднее, с помощью зондирования сейсмическими волнами, было доказано, что минерал на самом деле находится в недрах в расплавленном состоянии. Однако кое в чем ученые все же ошибались.
Оливин из Космоса
Палласиты находят во всех странах мира, но при этом железокаменный метеорит наблюдался всего лишь в трех случаях. Первое падение произошло в начале девятнадцатого столетия в Сицилии, потом в конце девятнадцатого в Японии. И третье наблюдалось на глазах финнов в регионе Марьялахти. Но все же основная часть всех палласитов была занесена на нашу планету в очень далеком прошлом. В Соединенных Штатах Америки в штате Канзас был найден метеорит с содержанием оливина. На данный момент в руках человечества имеется около двадцати объектов космического происхождения общей массой почти пять тонн. Если разбирать по штучно, то один из них имеет вес почти пятьсот килограмм и хранится в Музее в городе Чикаго. Уже в начале двадцать первого века поисковики Стив Арнольд и Фил Мани решили еще раз исследовать это район и обнаружили в земле еще несколько осколков той же природы и структуры. Подобная полуторатонная глыба палласова железа была найдена на скотном действующем пастбище в северной части Австралии. Весом около тонны были обнаружены метеориты в пустыне Атакама в Чили. Интересную находку сделал китайский крестьянин, когда обрабатывал свое поле, на котором произрастал рис. Мужчина во время обработки почвы извлек огромную глыбу палласита. Беларусы также были обрадованы находкой массой около трехстах килограмм, при этом хранящемся на глубине в три метра. Также в разные отрезки времени делали подобные находки в Антарктиде.
Оливиновый пояс планеты – что это?
В широкие массы данное понятие попало благодаря фантастическому роману А. Н. Толстого «Гиперболоид инженера Гарина», который был создан в 1927 году. Еще в своих набросках писатель рисовал футуристическую картину: помощью светового луча огромной мощности ученые бурят земную твердь и достигают кипящей адской смеси, состоящей из оливина и золота.
Идея для романа родилась не на пустом месте – знакомый писателя рассказал ему об инженере, действительно построившем подобный аппарат. Но по конструкции он являлся параболоидом, а не гиперболоидом. Этот ученый впоследствии погиб в 1918 г. в Сибири, похоронив вместе с собой тайну изобретения. Неточность в терминах не умалила интерес к авантюрной идее добычи золота, тем более что по описанию в романе оливиновый слой залегал не так уж глубоко – на 5 км от поверхности Земли.
Оливиновые пляжи на планете
Помимо уже перечисленных пляжей имеются еще несколько оливиновых пляжей. В Микронезии, которая располагается на западе Тихого океана побережье острова Гуам имеет оливиновое побережье. Этот остров является составной частью Марианского архипелага, это тот самый который находится недалеко от всемирно известной и самой глубокой впадине земной поверхности – Марианская (около 11 километров). Это побережье состоит не только из оливина, но и белоснежного и оранжевого цвета песчаника. Также берегами зеленого цвета возможно наблюдать на известных Галапагосских островах, относящихся к Эквадору. Они также соседствуют с Тихим океаном недалеко от Южной Америки. Здесь есть запасы металла, который поставляют действующие вулканы. И еще один оливиновый пояс планеты, но не такой знаменитый по посещаемости есть в Европе, а точнее в Норвегии. Соседствует он с Северным Ледовитым океаном, холодные воды естественно отпугивают любителей красивого отдыха.
Инженер Гарин – обогатившийся злой гений
В романе А. Н. Толстого русскому инженеру Петру Гарину удается создать гиперболоид, испускающий луч огромной тепловой мощности, который может разрушить любое вещество на своем пути. Благодаря адской машине гениальный ученый начал добычу золота на удаленном острове в Тихом океане. К проекту был привлечен американский миллиардер, конкуренты которого также были уничтожены с помощью гиперболоида.
Добыча золота из оливинового пояса инженера Гарина привела к подрыву основ мировой экономики и тяжелому финансовому кризису. Злой гений скупает всю промышленность США и провозглашает себя диктатором. На пути к мировому господству Гарин подставляет и использует других людей для осуществления своих корыстных замыслов. Однако его тирания длится недолго, а гиперболоид захватывает группа революционеров. Позднее разворачивается и всеобщее восстание рабочих.
Почему гипотеза стала такой популярной
Идея мирового господства и легкого обогащения существовала во все времена. Роман Толстого был знамением той эпохи, в которую жил писатель. В начале XX века происходит своеобразный «взрыв» технической мысли, разрабатываются новые виды оружия массового поражения. Толстой несколько раз переделывал главы романа, а последняя, четвертая часть, была окончательно завершена в 1939 году, перед началом Второй мировой войны.
Интересным является тот факт, что на создание этого произведения его вдохновила Шуховская башня, больше известная как Шаболовская телевизионная башня. Она была возведена в 1920-1922 гг. и при ее постройке впервые в мире применялись гиперболоидные металлические конструкции. Грандиозное творение рук человеческих восхищало современников и в то же время вселяло страх перед возможной негативной ролью технических открытий.
Сколько стоит космический палласит?
Достаточно интересен вопрос о стоимости палласитов. Интересен тот факт, что обычный неприметный камень, лежащий под ногами, может стать дороже чем золото. Метеорит – это достаточно ценный подарок и его желают видеть в своей коллекции многие любители ценностей. Особый спрос имеется на редкие виды палласитов, цена на такие экземпляры может доходить до 40 тысяч долларов за один килограмм.
Особо ценятся отполированные срезы металла голубого цвета с частыми вставками желто-зеленого оливина, подобное очень напоминает витражные рисунки. Хотя есть и другие достаточно интересные варианты, например те метеориты, которые достигли нашу планету прилетев с Марса или Луны. Их оценивают до 10 тысяч долларов, только вот не за килограмм, а за грамм или пять карат. Подобной ценой можно оценить крупный самоцвет.
Но нужно быть осторожным, ведь всегда есть недобросовестные люди, которые норовят подделать в том числе и этот камень. Очень часто наблюдается подмена на цветное стекло или пластмассу. Центром подделок считается Шри-Ланка.
Как определить подделку?
- Если взять в руки и почувствовать, что камень через некоторое время нагревается, это говорит о том, что перед вами подделка.
- Если поиграть со светом, то произойдет двойное преломление.
- Блеск у настоящего камня имеет жирный или маслянистый вид.
- На настоящем камне не останется царапин от острых предметов.
- Подозрение должны вызывать крупные варианты и невысокая стоимость. Приобретать камни лучше в известных ювелирных мастерских.
Оливиновый пояс: правда или вымысел?
Как показывают современные научные исследования, оливин – на самом деле весьма распространенный минерал. Магматические породы, на которые опирается твердь Земли, состоят именно из него, поэтому геологи называют его породообразующим. Однако золота под ними нет.
Идея оливинового пояса была вызвана художественной необходимостью, позволяющей одному человеку, овладевшему уникальной технологией, поработить весь мир. Поэтому данное понятие можно рассматривать только как литературный прием.
Что на самом деле находится в недрах Земли
Под земной корой расположена мантия, которая окружает ядро планеты. Она обособилась в течение длительной эволюции Земли в течение 4,5 млрд. лет. Ее толщина составляет порядка 3000 км. На долю мантии приходится 2/3 массы всей планеты, а состоит она из тяжелых минералов, включающих в основном железо и магний. Из других наиболее распространенных химических элементов можно выделить кислород, кремний, алюминий, кальций, натрий, калий и их оксиды.
Структуру мантии делят на 3 слоя. Верхний участвует в движении литосферных плит. Средний имеет аморфную структуру, состоит из пластичного вещества и является главным источником вулканической магмы. Нижний слой богат никелем и железом. Эта структура еще недостаточно изучена. Возможно, что между ним и ядром существует еще одна прослойка, отличающаяся высокой температурой и неоднородностью вещества.
Оливиновый песок очистит воздух от углекислого газа
Ученые из Project Vesta считают, что их особый зелёный песок способен замедлить изменение климата, очищая воздух на пляжах от углекислого газа. Что это за странный материал и чем он может быть полезен миру? Рассказываю подробности.
Идея
Компания Project Vesta была основана в 2022 году в Сан-Франциско на базе научного центра Climitigation. Целью стартапа было создание технологии, способной эффективно удалять углекислый газ из атмосферы, поскольку простое снижение выбросов CO₂ не слишком-то эффективно. Участники проекта знали, что у природы есть работающий уже миллиарды лет способ делать это — с помощью вулканических пород. Когда дождь падает на эти породы и вымывает их в океан, то происходит реакция, которая вытягивает углекислый газ из воздуха и «прячет» его в известняке на дне океана.
Идея «газирования», то есть перевода избытка углекислого газа в горные породы и минералы, сама по себе является огромным полем для научных исследований. «А почему бы не развить эту тему?» — подумали в Project Vesta. И после многочисленных экспериментов остановились на использовании оливина, измельчённого до состояния песка.
Оливин — это минерал магматического происхождения, широко распространённый не только в недрах земной коры, но и в её мантии. На Земле часто встречается внутри вулканических бомб, в виде вкраплений в базальтовую лаву и в железо-каменных метеоритах. При разрушении вулкана морским прибоем иногда образуются пляжи из зелёного оливинового песка.
Когда волны омывают оливин, происходит маленькая химическая реакция — «выветривание оливина», в результате чего из воздуха вытягивается немного углекислого газа, CO₂. Побочным продуктом реакции является гидрокарбонат HCO₃, который служит для снижения и регулирования кислотности как человеческого организма, так и океана.
Гидрокарбонат смывается в океан, где морские организмы переваривают их и превращают в стабильный твердый карбонат кальция, из которого состоят их оболочки и скелеты, а также в коралловые структуры. Когда кораллы и моллюски умирают, их останки оседают на дно океана и образуют слои известняка и подобных пород. Углерод остается взаперти в течение миллионов или сотен миллионов лет, пока не будет снова выпущен в результате вулканической активности. Поскольку кокколитофоры (планктон) являются «углеродными фиксаторами», которые выводят углекислый газ из окружающей среды, ученые предложили использовать их для решения проблем глобальных выбросов и изменения климата.
Project Vesta
Этот естественный механизм позволяет избавиться примерно от полумиллиарда тонн углекислого газа в год. Проблема в том, что общество стабильно вырабатывает более 35 миллиардов тонн в год. Итак, главный вопрос: есть ли способ радикально ускорить и расширить этот процесс?
Многочисленные исследования теоретически доказали, что процесс работает, но до сих пор никто не пытался сделать это на пляжах. «Мы изучили все материалы, накопленные за 30 лет научных исследований, в том числе массу теоретических работ и лабораторных экспериментов»
, — утверждает Том Грин, исполнительный директор Project Vesta.
Собрав всю информацию про выветривание оливина и изучив все исследования про улавливание CO₂ и другие реакции, способные помочь им в работе, учёные начали работу над более эффективным способом борьбы с изменением климата. Они поставили себе цель улучшить созданную природой технологию, повысив её скорость. И для этого решили использовать измельчённый оливин, рассыпая его на пляжах.
Логика здесь простая. Добавление большего количества HCO₃, может увеличить производство безвредных оболочек и других известняковых и кальциевых элементов. Измельчение оливина в песок создаёт большую площадь поверхности для ускорения поглощения CO₂.
Объективности ради замечу, что идея использования процессов вывода CO₂ не нова. В опубликованной 30 лет назад статье предлагается использовать силикаты для улавливания углекислого газа. Пять лет спустя исследователь Exxon Харун Хешги предложил использовать негашеную известь для той же цели, и в том же году Клаус Лакнер, эксперт в удалении углеродов, детально исследовал множество типов породы.
Но эти идеи и сами по себе сложны, и по цене были недёшевы. А песок из оливина, по расчётам Project Vesta, будет на порядок эффективнее при низких затратах. Где-то порядка 10 долларов за тонну углекислого газа, если их технология будет использоваться в больших масштабах.
Project Vesta обнародовал планы проведения исследования-эксперимента в Карибском бассейне в ближайшее время. Это последовало вскоре за заявлением Stripe о том, что она заплатит стартапу за удаление 3333 тонн углекислого газа за 75 долларов США за тонну в рамках своего обязательства тратить не менее 1 миллиона долларов ежегодно на проекты с вредными выбросами.
Работа будет вестись на двух пляжах. В ходе исследования один пляж будет покрыт оливиновым песком, а второй пляж оставят в нормальном состоянии в качестве контрольного образца. На предварительном этапе также будет проведена работа с некоторыми из научных неизвестных, которые касаются прибрежных районов с повышенным уровнем выветривания.
Эксперимент, вероятно, продлится год или два. В конечном счёте команда надеется получить данные, которые демонстрируют, насколько быстр и эффективен этот процесс. Полученные результаты могут быть использованы для уточнения научных моделей.
Проблемы и возможные последствия
При изучении идеи стартапа рождается масса вопросов. Самый очевидный из них звучит так: «Когда вы добываете, измельчаете, отгружаете и рассыпаете по пляжам огромное количество оливина, то не производите ли больше выбросов, чем сможет вытянуть из воздуха этот минерал?». Представители Project Vesta уверяют, что польза перевешивает. Исследования и лабораторное моделирование показали, что волны значительно ускорят расщепление оливина. А в одном документе сделан вывод, что реализация этого проекта на 2% «самых энергичных шельфовых морей мира» способно компенсировать все годовые выбросы человека.
Но главная проблема заключается в том, что материалы должны быть тщательно отшлифованы, чтобы химические процессы шли годами, а не десятилетиями. Некоторые исследователи подсчитали, что процесс шлифовки настолько дорогостоящ и энергоёмок, что весь подход кажется нежизнеспособным. Тем не менее, другие приходят к выводу, что оливиновый песок удалит значительно больше углекислого газа, чем произведёт.
Также есть вопрос к конечному итогу работы Project Vesta. Пока сложно предсказать, помогут ли волны ускорить процесс вывода CO₂, насколько хорошо можно будет измерить и проверить поглощение углекислого газа или насколько легко общественность примет идею рассыпания зелёных минералов вдоль берега моря.
Ещё одна проблемная область, за которой нужно внимательно следить — это возможные побочные эффекты для окружающей среды. Минералы являются фактически геологическим антацидом, поэтому они должны снижать подкисление океана, по крайней мере, на очень локальных уровнях, что может принести пользу некоторым чувствительным прибрежным видам. Но оливин также может содержать следовые количества железа, силиката и других материалов, которые могут стимулировать рост некоторых видов водорослей и фитопланктона, и в противном случае изменить экосистемы и пищевые цепи способами, которые трудно предсказать.
Учёных беспокоят экологические проблемы, которые могут возникнуть в результате распространения минерала на пляжах, где его не было раньше. Некоторые критики полагают, что оливин может выделять тяжелые металлы, такие как никель. Однако представители Project Vesta заверяют скептиков, что никель, выделяющийся в воду, не является биодоступным, что означает, что он не должен воздействовать на морские виды.
Конкуренты
Проект имеет некоторые преимущества по сравнению с другими подходами для удаления CO₂. Во-первых, стоимостью. Во-вторых, основная альтернатива, восстановление лесов, необязательно приведёт к снижению углекислого газа, так как они часто горят, а деревья вырубаются. А в случае с Project Vesta основную работу берёт на себя океан.
Мне также кажется нужным упомянуть и другие проекты, которые развиваются в том же направлении. Исследователи в Исландии направляют раствор углекислого газа, захватываемого электростанциями или специальными механизмами, в базальтовые образования глубоко под землей, где вулканическая порода покрывает его устойчивыми карбонатными минералами. Центр Leverhulme проводит полевые испытания, чтобы оценить, может ли базальтовая каменная пыль, добавленная на поля кукурузы и сои, действовать как удобрение и как средство вытягивания углекислого газа.
А учёные из Университета Британской Колумбии вместе с коллегами из других университетов в Канаде и Австралии изучает различные варианты использования минеральных ископаемых, добываемых как побочный продукт при добыче никеля, алмазов и платины. Идея состоит в том, чтобы просто рассыпать их по полю, добавить воду и довести до состояния суспензии. Они ожидают, что так называемые шахтные хвостохранилища будут быстро вытягивать и минерализовать углекислый газ из воздуха, образуя прочный блок, который можно захоронить. Их модели показывают, что это может устранить углеродный след шахт.
А сокровища все-таки есть
Горные породы, насыщенные оливином, в современной геологии являются верным признаком наличия залежей алмазов, платины, хрома, титана и никеля. Эти минералы не менее ценные, чем золото, описанное в фантастическом романе А. Н. Толстого.
Так, одним из крупнейших месторождений алмазов в мире являются залежи Аргайл в Австралии. Они состоят из пород вулканического происхождения – оливиновых туфов. Присутствие в минералах силиката магния и железа, поступающих из метафорического оливинового пояса, указывает на высокое содержание драгоценных алмазов.
