авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 31 | 32 || 34 | 35 |   ...   | 45 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ...»

-- [ Страница 33 ] --

Площадь проведения работ располагается в рудном поле полностью отработанного Дегтярского медно колчеданного месторождения на территории Муниципального образования «Город Дегтярск», в 45 км юго западнее г. Екатеринбурга, в 18 км юго-восточнее г. Ревда и в 25 км юго-восточнее ОАО Среднеуральский медеплавильный завод (СУМЗ).

При добыче полезных ископаемых преобладающий тип загрязнения – минеральный: рудничные и шахтные воды, стоки обогатительного производства (хвостохранилища и отстойники), приотвальные и иные жидкие накопления [2]. Твёрдые отходы представлены шламами и породными отвалами.

Непосредственно в районе работ протекают малые реки Вязовка, Ельчевка, Дегтярка с притоками реками Исток и Сухарка. Река Дегтярка протекает через шахтное поле. Русло реки в результате горнодобывающей деятельности было существенно изменено и представляло собой сточную канаву, принимавшую шахтные и хозбытовые сточные воды. Для нейтрализации кислых вод, ниже левобережного притока р. Сухарки в реку Дегтярка осуществляется постоянный слив известкового раствора (порядка 1 – 2 л/с) со станции нейтрализации, так же как и в русло р. Исток [1].

592 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Шахтный водоотлив на Дегтярском руднике был прекращен 21 декабря 1995 г. и заполнение депрессионной воронки завершилось 17 мая 1999 г. (в течение 41 месяца). Абсолютная отметка установившегося уровня подземных вод в шахтных стволах, расположенных по линии вдоль русла р. Дегтярка колеблются от 342,6 м (Капитальная-2 – на юго-востоке) до 337,6 м (Капитальная-1 – на северо-западе), что соответствует его глубине от поверхности земли соответственно 16,9 и 3,4 м.

В настоящее время местом дренирования рудничных вод преимущественно является карьер шахты Колчеданная, оттуда кислые рудничные воды поступают на станцию нейтрализации, после чего по р. Исток, минуя очистные сооружения хозяйственно-бытовых стоков г. Дегтярска, поступают на Ельчёвский пруд отстойник.

В результате подъема уровня подземных вод пониженные участки городской застройки (овощные и смотровые ямы в частных гаражах жителей пос. Ревдинская Дегтярка) и инженерные коммуникации оказались подтопленными.

Интенсивная многолетняя горнодобывающая деятельность на территории привела к активизации геохимических и геомеханических процессов, таких как сдвижение и обрушение горных пород, оползневые процессы на отвалах, затопление заброшенных открытых и подземных горных выработок, подтопление и заболачивание просевшей территории после заполнения воронки депрессии шахтного водоотлива.

С целью организации мониторинга состояния территории в ноябре 2012 г. авторами было произведено маршрутное обследование, которое показало, что поверхностные воды имеют ярко выраженную окраску рыжевого и желтого цветов, что связано с активизацией процессов окисления неотработанных целиков рудного тела, а также с влиянием подотвальных вод.

С целью определения химической обстановки рек Дегтярка и Исток были отобраны пробы воды и донных отложений из этих рек. Маршрут опробования был проложен по потоку реки Дегтярка, параллельно линии горных выработок. Были отобраны пробы воды р. Дегтярка до шахты Капитальная 2, после данной шахты в месте бывшей плотины «Гидромедь», в карьере шахты Колчеданная, и после выхода из карьера, а также в месте слияния рек Дегтярка и Исток после станции нейтрализации. Всего было отобрано 7 проб, каждая объёмом 1,5 – 2,0 л в пластиковой таре и 0,5 л в стеклянной таре. Также в этих же точках были отобраны пробы донных отложений в пакеты объёмом 1,5 – 2,0 л. Все пробы были пронумерованы и введены в каталог точек опробования. Также всем пробам были присвоены этикетки с номером и местом отбора. Все пробы были отправлены в лабораторию на химический анализ.

Химический анализ проб показал, что содержания большинства элементов выше фоновых, при этом концентрации: SO42–, Mg, Fe, Mn и Zn превышают ПДК.

Низкие значения pH указывают на сильное влияние отработанного месторождения. Пробы воды, отобранные из карьера и после выхода из него, имеют значение pH 2,56 и 2,52, соответственно. Данные значения pH соответствуют весьма кислым водам. В пробе взятой после станции нейтрализации значение pH составляет 4,55. Повышение данного значения связано с добавлением извести в воду для нейтрализации её кислотности. В пробах, взятых в отвалах шахт Капитальная 1 и 2, показатели pH также низкие и составляют 2,87 и 2,81, что связано с их расположением близ терриконов данных шахт. Показатели pH в пробах, взятых в реках Дегтярка и Исток выше отработанного рудника, составляют 6,72 и 7,01, соответственно, что указывает на отсутствие сброса кислых шахтных вод.

Современное распределение компонента SO42–, как типичного элемента горнорудного загрязнения, в пробах, взятых из поверхностных вод от истока до устья, представлено на рис.

Рис. Продольный профиль распределения содержания SO42– в поверхностных водах (2012 г.) При анализе представленного профиля можно заметить увеличение загрязнения при пересечении рекой Дегтяркой шахтного поля. Также можно заметить влияние шахтных вод карьера на р. Исток. Точка слияния двух графиков, это место впадения р. Дегтярка в р. Исток после станции нейтрализации. Ниже станции нейтрализации сульфатность поверхностных вод снижается.

Чтобы определить произошли ли изменения в водной среде данного участка, сравним полученные данные с результатами инженерно-экологического исследования на Дегтярском месторождении проводимые в 2005 г.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ При сравнении результатов было установлено, что состав загрязняющих компонентов не изменился и включает такие компоненты вод как SO42–, Fe, Mg, Zn и др. Причём содержание SO42– в речных водах в 2012 г.

существенно уменьшилось. Все количественные изменения показателей могут быть связаны с тем, что 2005 г.

был маловодным, и это отразилось на положении уровня подземных вод. Осенью 2005 г. многие техногенные отвалы оказались сухими, практически полностью прекратился самоизлив шахты Капитальная 1.

Исходя из результатов гидрохимического исследования можно сделать вывод о гидрохимической обстановке в данном районе. На состав и состояние вод рек Дегтярка и Исток решающее влияние оказывают отработанные горные выработки месторождения и изливающиеся из них кислые шахтные воды, а также подотвальные воды существующих терриконов. Все полученные результаты предлагается использовать для последующего мониторинга состояния зоны Дегтярского горнорудного техногенеза.

Литература Елохина С.Н., Рыженко Б.Н. Моделирование образования фазы (Fe,Mg) SO4*7H2O при окислении сульфидов // 1.

Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы Всероссийской конференции с участием иностранных учёных. – Томск: НТЛ, 2012. – С. 74 – 77.

Плотников Н.И. Техногенные изменения гидрогеологических условий: производственное (практическое) 2.

издание. – М.: Недра, 1989. – 268 с.

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОЗЕР ОКРЕСТНОСТЕЙ ГОРОДА ТОМСКА Ю.А. Шабалина Научный руководитель доцент Н.Г. Наливайко Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Современный уровень урбанизации выявил множество проблем, от которых зависит жизнедеятельность городского населения, прежде всего, обеспеченность важнейшими природными компонентами: чистый воздух, чистая вода.

Город Томск – сложный природно-территориальный комплекс, находящийся в окружении многочисленных природных водных объектов, в том числе таких как: озеро Сенная Курья, Боярское, Песчаное, Беленькое, Мавлюкеевское, Белое, которые используются населением города и окрестных поселков в целях рекреации не один десяток лет. В связи с этим обстоятельством весьма актуальным является вопрос экологического состояния этих объектов.

Цель данной работы состояла в изучении и сравнении химического и микробиологического состава воды озер и оценки ее качества.

В пробах воды были определены макрокомпоненты, биогенные и органические вещества, а также микроэлементы. Микробиологический анализ состоял в выявлении и количественном учете ряда физиологических групп бактерий: мезофильных и психрофильных сапрофитов, гетеротрофных железобактерий и нефтеокисляющих бактерий. Микроорганизмы указанных физиологических групп участвуют в процессах самоочищения природных вод, а также могут служить индикаторами наличия в воде загрязняющих органических и минеральных веществ.

В данной табл. 1 представлены результаты химического анализа вод озер, которые были отобраны в конце июня 2012 г.

При сравнении полученных результатов химического остава вод со значениями норматива ПДК выявлено превышение по нескольким показателям, а именно: для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования в оз. Песчаном наблюдается превышение по рН, БПК5, нефтепродуктам, перманганатной окисляемости. В озерах Сенная Курья, Мавлюкеевское и Боярское – превышение по Feобщ;

в Белом и Беленьком – по нефтепродуктам и БПК5. Во всех озерах в большом количестве присутствует органическое вещество – превышение по величине ХПК составляет 2 – 3 раза. Почти во всех озерах наблюдается превышение рыбохозяйственных нормативов по содержанию железа общего, за исключением озера Белого. В то же время в последнем наблюдается превышение по содержанию фенола. В озере Песчаном значение рН больше нормы ПДКр.

Энтеробактерии отсутствуют в 1/3 проб, в остальных пробах их количество незначительное (вопреки ожиданию). Большое количество (максимальное из всех точек опробования) мезофильных сапрофитов выявлено в оз. Песчаном, куда они, очевидно, поступают из ливневых или сточных вод. Преобладают в воде всех озер олиготрофные микроорганизмы. Высокие значения индекса олиготрофности указывают на активные процессы самоочищения, происходящие в изученных озерах. По большому количеству нефтеокисляющих микроорганизмов выделяются 2 точки опробования: на Сенной Курье и оз. Песчаном. Особенно контрастны изученные озера по количеству гетеротрофных железоокисляющих бактерий. Максимальное их количество выявлено на Сенной Курье. Углеводородокисляющие бактерии присутствуют эпизодически.

594 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Таблица Результаты химического анализа воды озер окрестностей г. Томска, мг/л Наименование озер ПДКп ПДКр Химические компоненты Оз. Сенная Оз. Оз. Оз. Оз. Оз.

[1] [4] Курья Боярское Песчаное Беленькое Мавлюкеевское Белое pH 9,00 8,50 6,92 6,78 9,20 8,08 7,13 8, HCO3– 80,00 29,30 90,00 77,00 134,00 104, CO2 17,60 15,80 4 5,28 17,60 18, CO32– 3 3 9,60 3 3 13, Cl- 350 300,0 13,40 6,72 2,24 6,89 12,30 18, SO42– 500 100,0 19,40 3,79 6,12 9,14 21,40 33, Са2+ 180,0 28,00 8,00 22,00 22,00 35,00 21, Mg2+ 40,00 4,88 2,44 4,88 4,88 5,49 12, Na+ 200,0 120,0 5,83 3,20 9,60 5,33 12,40 19, К+ 50,00 2,29 1,72 0,30 2,15 9,05 0, Общ. Жёсткость, мг-экв/л 7,00 1,80 0,60 1,50 1,50 2,20 2, Минерализация 1000 153,84 57,17 122,74 105,39 194,64 195, NO2– 3,00 0,08 0,007 0,012 0,002 0,005 0,005 0, NO3– 45,00 40,00 1,54 0,60 0,6 0,17 0,6 1, NH4+ 2,5 0,50 0,43 0,23 0,43 0,066 0,40 0, PO43– 3,50 0,15 0,084 0,021 0,12 0,021 0,84 0, Si 10,00 1,84 0,38 1,68 1,33 1, П.ок., мгО2/л 5,00 3,64 3,52 12,64 4,86 11,36 2, БПК5, мгО2/л 3,00 0,45 1,86 4,64 3,34 2,94 2, Нефтепродукты 0,10 0,05 0,028 0,066 0,15 0,022 0, ХПК, мгО2/л 15,00 35,75 32,55 39,90 21,20 49,20 35, Feобщ 0,30 0,10 0,43 0,60 0,24 0,17 0,97 0, Фенолы 0,25 0,001 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0, Электропроводность,mS/cм 2,5 0,229 0,075 0,164 0,13 0,227 0, Zn, мкг/л 5000, 10,00 4,60 2,00 2,90 3,00 9,20 3, Cd, мкг/л 1,00 5,00 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0, Pb, мкг/л 30,00 100,0 0,58 0,43 0,87 0,19 0,94 0, Cu, мкг/л 1000 1,00 4,60 1,70 0,61 0,39 2,80 1, Таблица Результаты микробиологического анализа воды озер окрестностей г. Томска Наименование озер Микроорганизмы Оз.

физиологических Оз. Оз. Оз. Оз.

Сенная Оз. Боярское групп Песчанное Беленькое Мавлюкеевское Белое Курья Энтеробактерии 30 80 70 30 Протей Мезофильные Протей 400 960 110 сапрофиты Протей Психрофильные 250 300 1500 320 120 сапрофиты Олиготрофы 10130 3790 41900 17700 5870 Индекс 41 12 28 55 48 22, олиготрофности Нефтеокисляющие 1730 350 800 110 600 Гетеротрофные 2120 300 0 130 470 железоокисляющие Бензолокисляющие 50 0 0 70 0 Толуолокисляющие 0 0 0 0 0 Пентанокисляющие 0 0 0 0 170 Как объекты рекреации, изученные водоемы небезопасны для человека, так как содержат бактериальное загрязнение - энтеробактериями и мезофильными сапрофитами. По количеству психрофильных сапрофитов вода в преобладающем количестве изученных озер оценивается как умеренно загрязненная. В озере Песчаном вода по количеству указанных бактерий является загрязненной.

Несмотря на то, что исследуемые объекты пользуются популярностью у населения города, данные о их экологическом состоянии практически отсутствует, а значит в связи с этим необходима организация экологического мониторинга, который будет включать расширенный комплекс показателей и постоянное сезонное наблюдение за озерами.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Литература Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315–03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ 1.

в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. – М., 2003. – 93 с.

Государственный стандарт ГОСТ 17.1.5.02–80. Гигиенические требования к зонам рекреации водных 2.

объектов. – М., 2004. – 6 с.

Наливайко Н.Г., Микробиология воды. Учебное пособие. – Томск: ТПУ, 2009. – 139 с.

3.

Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.5.980–00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод. – 4.

М., 2000. – 11 с.

ФОРМИРОВАНИЕ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ДЕГТЯРСКОГО ГОРНОРУДНОГО ТЕХНОГЕНЕЗА Р.Н. Шараев, А.А. Царегородцева Научный руководитель доцент С.Н. Елохина Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург, Россия В ноябре 2012 г. проводилось гидролитохимическое изучение Дегтярского медно-колчеданного месторождения, включающие опробование поверхностных вод и донных отложений. В данной статье рассматриваются результаты химическо-аналитического исследование донных отложений.

Дегтярское медноколчеданное месторождение расположено в пределах водосборной площади Волчихинского водохранилища, которое является основным источником питьевого водоснабжения г.

Екатеринбурга. Месторождение эксплуатировалось с 1914 по 1994 гг. Максимальная глубина горных работ – м, величина водопритока в последние годы эксплуатации составляла в среднем 5,3 тыс.м3/сут. Шахтный водоотлив был прекращен 21 октября 1995 года и к 1999 году заполнение депрессионной воронки завершилось.

В настоящее время рудничные воды изливаются из карьера шх. Колчеданной и после нейтрализации совместно со стоком рек Исток и Дегтярка поступают в Ельчевский пруд-отстойник, а затем в Волчихинское водохранилище. Согласно классификации Н.И. Плотникова подобные территории формируют техногенез горнорудного профиля [1].

На данной территории протекают малые реки Вязовка, Ельчевка и ее правобережный приток река Исток с притоками – рр. Дегтярка и Сухарка. Река Дегтярка протекает через шахтное поле. Русло реки в результате горнодобывающей деятельности было существенно изменено и представляло собой сточную канаву, принимавшую шахтные и хозбытовые сточные воды. Русло р. Исток пересекающее северный фланг месторождения, также претерпело техногенную трансформацию. Формирование донных отложений рек Исток и Дегтярка в сложившейся обстановке предполагается исключительно за счет современных процессов плоскостного смыва.

Изучение состояния территории в ноябре 2012 года включало помимо отбора проб донных отложений, также и маршрутное обследование речных систем в пределах месторождения. Все точки опробования были внесены в каталоги, пробам присвоены номера. В лаборатории Института промышленной экологии УрО РАН был проведен валовый количественный химический анализ проб донных отложений и определение подвижных форм в аммонийно-ацетатной вытяжке.

Таким образом, определены содержания следующих элементов Ni, Cu, Zn, Al, Pb, Mn, Cr, Co, Cd, Fe, Mg, As. Максимальные значения содержаний перечисленных элементов в донных отложениях наблюдаются на участках бывшей плотины “Гидромедь” и в донных отложениях приотвального озера террикона шахты Капитальной 1.

По результатам химического анализа построены продольные моноэлементные литогеохимические профили. Наиболее характерными авторами признаны содержания мышьяка и железа (рис. 1, 2).

Дегтярка Исток Приотвальное озеро Карьер Концентрация C, мг/кг Место впадения 0 0,5 1 1,5 2 2, Расстояние вниз по потоку реки L, км Рис.1 Продольный гидролитохимический профиль содержания мышьяка в зоне Дегтярского техногенеза 596 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР 600 Условные обозначение согласно рис. Концентрация C, г/кг 0 0,5 1 1,5 2 2, Расстояние вниз по потоку реки L, км Рис.2 Продольный гидролитохимический профиль содержания железа в зоне Дегтярского техногенеза При анализе представленных гидролитохимических профилей можно заметить, что кислые рудничные воды только частично участвуют в процессе формирования донных отложений, например, обогащая их соединениями железа (рис. 2). В основном донные отложения формируются за счет плоскостного смыва, их химический состав находится под влиянием поверхностных техногенных образований (отвалов).

Как показало маршрутное обследование, значительную часть площади Дегтярского техногенеза составляют такие техногенные грунты, относящиеся к 3 классу опасности и требующие дополнительных затрат для биологической рекультивации (растительность отсутствует).

При контакте данных пород с атмосферными осадками образуются кислые воды (рН 2 – 3) с высоким содержанием меди, цинка, железа, мышьяка, кальция, магния, алюминия, сульфат-иона и кадмия. Значительная доля аккумулируемого донными осадками загрязнения имеет подвижные формы и может служить источником вторичного загрязнения речных вод.

Данные гидролитохимического опробования целесообразно использовать для организации мониторинга за зоной Дегтярского горнорудного техногенеза, что является актуальной задачей в области питания основного питьевого источника водоснабжения г. Екатеринбурга.

Литература Плотников Н.И. Техногенные изменения гидрогеологических условий: производственное (практическое) 1.

издание. – М.: Недра, 1989. – 268 с.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ТОМСКОГО РАЙОНА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ А.В. Шестакова Научный руководитель доцент А.А. Хващевская Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Проблеме питьевого водоснабжения населения страны уделяется огромное внимание. При кажущемся изобилии пресных вод в Западно-Сибирском регионе реальные запасы природных вод, пригодных для питьевого и хозяйственно-бытового использования, невелики. Это связано с сильнейшим загрязнением поверхностных водотоков неочищенными сточными водами.

Использование для питьевого водоснабжения вод из подземных источников, как требующих меньших затрат на водоподготовку, все шире распространяется в последние годы. Однако их качество не всегда соответствует нормативным требованиям, предъявляемым к водам, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Это относится к таким показателям как железо, марганец, мутность и общая жесткость [3].

В последние десятилетия основной причиной ухудшения качества подземной воды стала антропогенная деятельность. Вещества антропогенного происхождения попадают в подземные воды из промышленных, коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков и отходов. Существует и биологическое загрязнение микроорганизмами, поступающими при инфильтрации фекальных и коммунально-бытовых сточных вод из выгребных ям и канализационной сети [2].

Целью работы является исследование химического состава подземных вод южной части Томского района для оценки их качества и возможности использования для нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также выявление специфических для изучаемых вод компонентов и их влияния на организм человека.

В работе использованы результаты химического анализа воды, представленные в табл., отобранные из частных скважин и колодцев населения проживающего в пунктах Коларово, Курлек, Аникино, Басандайка, Кафтанчиково, п. Геологов, Ключи, п. Апрель, Лучаново, Зоркальцево, Трубачево за 2011 – 2012 гг.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Таблица Химический состав подземных вод южной части Томского района (2011 – 2012 гг.) Содержание, мг/ дм ПДК, мг/дм Компонент с. Коларово п. Аникино п. Геологов п. Апрель рH, ед. рН 6,5 – 8,5 7,36 7,14 7,35 7, Электопроводимость, mS/см 2,5 0,972 0,787 0,728 0, Перманганатная окисляемость, мгО2 /дм3 5,0 – 7,0 0,92 2,88 0,84 0, Гидрокарбонат-ион 292,8 500,2 366 Углекислота свободная 8,8 44,0 15,84 30, Аммоний-ион 2,0 1,38 0,16 0, 2, Нитрит-ион 3,0 0,0025 0,006 0,03 0, Нитрат-ион 45 0,23 1,64 0, 64, Сульфат-ион 500 1,03 44,84 4, 150, Хлорид-ион 350 14,42 20,4 1, 89, Фосфат-ион 3,5 0,38 0,012 0,1 0, Фторид 0,7 – 1,5 0,04 0,14 0, Общая жесткость,оЖ 7,0 10,2 7,8 8,42 6, Кальций 180 120 134 103, Магний 50 14,6 22 21 21, Натрий 200 14,97 14,4 9,8 24, Калий 1,12 1,37 0,6 1, Железо общее 0,3 (1) 0,1 0, 14,06 46, Марганец 0,1 0,034 0, 0, Кремний 10 16, Минерализация по сумме солей 1000 743 673 661 Химический тип воды НСО3–SO4– НСО3–Са НСО3–Са НСО3–Са Са Специфические компоненты ОЖ, NH4, Fe общ(155), ОЖ, NO3 (1,4) Si (1,6), ОЖ Feобщ (47)* Mn (1,7) Примечание: в скобках указан Kпдк = Сi/ПДКi, Ci – концентрации веществ, ПДКi – предельно допустимые концентрации этих веществ.

По химическому составу подземные воды Томского района преимущественно гидрокарбонатно кальциевые, по рН нейтральные, жесткие, с минерализацией 300 – 743 мг/л.. В п. Апрель и п. Ключи другой тип воды – гидрокарбонатная магниево-кальциевая, по рН слабощелочная, по минерализации воды относятся к маломинерализованным.

Как показывают литературные данные [3], для вод Томского района характерно повышенное содержание железа и марганца. Отмеченная особенность проявляется и в исследуемых водах южной части района. Превышение ПДК для железа выявлено во всех пробах, кроме п. Апрель, и колеблется от 1,5 до 155 раз (п. Аникино). Содержание марганца в подземной воде превышает предельно допустимое в 1,7 – 25 раз (с.

Кафтанчиково) и наблюдается в с. Трубачево, Курлеке, Аникино, Кафтанчиково.

Исследуемые воды характеризуются повышенным содержанием кремния, его уровень превышает ПДК для вод питьевого назначения в п. Апрель, Зональный в 1,5 раза. На уровне ПДК его содержание отмечено в п.

Басандайка, Кафтанчиково, Ключи и Лучаново. Отмеченный факт является региональной особенностью территории, на которой отобраны пробы воды.

Жесткость воды в среднем около 7 мг-экв/л, из-за высоких содержаний кальция и магния. На исследуемой территории также отмечены воды умеренно жесткие (3,4 мг-экв/л) в с. Курлек и очень жесткие (10,2 мг-экв/л) в с. Коларово. Это может быть связано с наличием постоянной хлоридной и сульфатной жесткостью или техногенным загрязнением [3].

Наряду с этим в исследуемых водах отмечено присутствие органического загрязнения, о чем свидетельствует повышенное содержание нитрат-иона превышающее ПДК в 1,4 раза (колодец п. Геологов), также в воде с. Коларово, Курлек, Аникино, Басандайка, Зональный отмечено повышенное содержание азота аммонийного 1,3 – 2,0 мг/л и величины перманганатной окисляемости 2,1 – 2,9 мгО2/л, указывающие на поступление в воды органического загрязнения.

Следы техногенного загрязнения в виде тяжелых металлов (Zn, Cd, Pb, Cu) было зафиксировано в п.

Трубачево. Содержание свинца превышало ПДК в 64 раза, а кадмия – в 212 раз.

Минеральный состав питьевой воды может быть причиной развития специфических заболеваний.

Эффект влияния питьевых вод на организм зависит от степени минерализации воды, сочетания солей, а также от исходного состояния организма.

Маломинерализованные воды повышают секреции желудочного сока и его кислотность, вызывают снижение содержания в крови кальция и фосфора. По данным исследований [1], минимальная минерализация должна быть на уровне 100 мг/л, оптимальная – 200 – 500 мг/л.

598 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Установлено, что высокая жесткость воды, обусловленная повышенным содержанием солей кальция и магния, при низких концентрациях фтора, способствует снижению заболеваемости кариесом. Также она ухудшает органолептические свойства, нарушает всасывание жиров в кишечнике, у лиц с чувствительной кожей способствует появлению дерматитов. Длительное употребление жесткой воды ведет к увеличению гинекологических заболеваний у женщин. Однако употребление мягкой воды с низким содержанием кальция и магния может явиться причиной сердечно-сосудистых заболеваний.

Железо относится к числу жизненно важных для человека микроэлементов, участвуя в процессах кроветворения, внутриклеточного обмена и регулирования окислительно-восстановительных процессов.

Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины по показанию здоровья, так как нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека, в неорганической форме, в которой оно в основном и содержится в воде, железо очень трудно усваиваемый элемент [2]. Железо поступает в воду при его переходе из горных пород, при разрушении минералов, при миграции его в форме гумусовых соединений [3].

Такой важный биогенный элемент как кремний необходим для нормального функционирования соединительной ткани, лёгких, желез внутренней секреции. Недостаток кремния резко ухудшает работу этих органов. Избыток кремния приводит к фиброзу легких, мочекаменной болезни и образованию злокачественных опухолей плевры и брюшной полости. Ежегодная заболеваемость мочекаменной болезнью в Томской области составила 0,5 – 1,8 случаев на 1 тыс. населения. Для сравнения в Новосибирской области 0,13 на 1 тыс.

населения. Однако установлено, что в составе почечных камней кремния не обнаружено [1]. Поэтому однозначно утверждать, что кремний приводит к мочекаменной болезни, нельзя, в настоящее время ведутся исследования.

К основным функциям марганца относятся обеспечение механизмов синтеза ферментов, влияние на рост и участие в кроветворении. Повышенное содержание марганца отрицательно влияет на нервную систему, систему кровообращения, на работу поджелудочной железы, провоцирует болезни эндокринной системы, увеличивает онкологические заболевания. Среди тяжелых металлов марганец является одним из наиболее распространенных элементов. Основными источниками его поступления в природные воды являются железомарганцевые руды и некоторые другие минералы, содержащие марганец [3].

Тяжелые металлы, особенно свинец и кадмий, при длительном употреблении ведут к хронической интоксикации. Заболевания, связанные с действием кадмия: гипертония, ишемическая болезнь сердца, почечная недостаточность. Токсическое действие свинца оказывает изменения в центральной нервной системе (головные боли, повышенная утомляемость, раздражительность)[2].

Для улучшения качества подземной воды по органолептическим и химическим показателям необходимо осуществлять ее водоподготовку. В бытовых условиях возможно кипячение и отстаивание воды, либо использование бытовых фильтров с активированным углем.

Литература Волкотруб Л.П., Егоров И.М. Питьевая вода Томска. Гигиенический аспект. – Томск: НТЛ, 2003. – 196 с.

1.

Елизарова Т.В., Михайлова Л.А. Гигиена питьевой воды. Учебное пособие. – Чита: ЧГМА, 2007. – 63 с.

2.

Попов В.К., Коробкин В.А., Рогов Г.М., Лукашевич О.Д., Галямов Ю.Ю., Юргин Б.И., Золотарева В.В.

3.

Формирование и эксплуатация подземных вод Обь-Томского междуречья. – Томск: ТГАСУ, Печатная мануфактура, 2002. – 143 с.

Секция КОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ОБЛАСТЕЙ В МАТЕРИАЛАХ КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК (НА ПРИМЕРЕ ПУР-ТАЗОВСКОЙ СТРУКТУРЫ) 1 1 2 1 В.Г. Житков, А.А. Поцелуев, В.А. Кринин, В.Н. Устинова, Ю.С. Ананьев Национальный исследовательский Томский политехнический университет г. Томск, Россия, Сибирский федеральный университет г. Красноярск Россия Использование материалов современных космических съемок (КС) позволяет получить информацию о геоструктурных особенностях исследуемых площадей, выработать критерии локализации перспективных участков для постановки детальных работ. Этому способствует ряд явных преимуществ материалов КС перед другими методами наземных и аэроисследований. В первую очередь это обзорность, равноазимутальная информативность, отсутствие недостатков выборочных профильных наблюдений, экспрессность, дешевизна, экологичность [1]. Их применение весьма актуально как на новых малоизученных площадях, так и в известных нефтегазоносных районах, детально изученных наземными методами.

Объектом исследований является территория нефтегазоперспективных земель, примыкающая к Ванкорскому месторождению, расположенная в Туруханском районе Красноярского края, на левобережье Большой Хеты [2]. В административном отношении площадь работ охватывает Туруханский район Красноярского края, крайнюю восточную часть Ямало-Ненецкого и юго-западную часть Таймырского АО.

Группа месторождений, к которой относят Ванкорское, Лодочное, Тагульское, Сузунское месторождения, в структурно-тектоническом плане входят в состав Большехетской структурной террасы. Прилегающие к Ванкорскому месторождению Западно-Лодочная, Ичемминская, Талая, Ниричарская, Хикиглинская, Ячиндинская структуры находятся в стадии исследований.

Геологическое строение и нефтегазоносность В тектоническом отношении рассматриваемая территория находится на стыке Большехетской структурной террасы и Пендомаяхской впадины, осложняющих северо-восточный борт Надым – Тазовской синеклизы. Геологический разрез, перспективный в нефтегазоносном отношении, представлен отложениями катаплатформенного осадочного чехла. Основной этаж нефтегазоносности образован нижнехетским, яковлевским, долганским продуктивными горизонтами нижнего – верхнего мела. Меньшие перспективы нефтегазоносности связаны с сиговским горизонтом верхней и малышевским горизонтом средней юры.

Рис. 1. Тектоническая схема района Большехетской структурной террасы по данным [2].

1) Участок приподнятого положения докембрийского складчатого фундамента (граница Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты): А Игаро-Туруханский выступ, Б - Худосейский грабен-рифт;

2) Оси синклинориев: а - первого порядка (грабены), б - второго порядка (синклинальные зоны);

3) Границы антиклинориев: а - первого порядка (горсты), б - второго порядка (горстоподобные блоки);

4) Оси антиклинориев: а - первого порядка: 1 - Большехетско-Тагульского горста, 2 - Парусового горста (выступа);

б - второго порядка: 3 - Хикигли Верхнелодочного горстоподобного блока, 4 - Осетровой антиклинальной зоны, 5 - Пендомаяхского горстоподобного блока;

5-7 Площадь развития: 5) Приенисейского грабена (I);

6) Большехетско-Тагульского горста (II);

7) Хикигли Верхнелодочного горстоподобного блока;

8) Венд палеозойские впадины: III - Маковская, IV – Нижнебаихская;

9) Предполагаемый возраст отложений, слагающих тектонические структуры;

10) Локальные поднятия в юрско-меловом чехле: 1 - Сузунское, 2 - Восточно-Чарское, 3 Ячиндинское, 4 - Хикиглинское, 5 - Ванкорское, 6 Ниричарское, 7 - Талое, 8 - Западно-Лодочное, 9 Ичемминское, 10 - Лодочное, 11 - Тагульское, 12 - Чировое, 13 Советское, 14 - Северо-Полярное, 15 - Полярное, 16 Глухариное, 17 - Туруханское, 18 – Лебяжье;

11) Региональные сейсмические маршруты [1] 600 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Рис.2 Компоненты дистанционной основы: а) композит по материалам космической съемки Landsat ETM+ (комбинация спектральных диапазонов 0.75-0.90, 0.63-0.69, 0.45-0.52 мкм);

б) обработка по методу главных компонент (третья компонента). Явственно видны зоны флюидомиграции северо западного простирания, нарушенные и смещенные разломами северо-восточной ориентировки.

Красный контур – границы площади исследований;

желтые контуры – нефтегазовые месторождения и перспективные структуры Промышленные запасы нефти и газа рассматриваемой территории сконцентрированы исключительно в ловушках структурного типа, в редких случаях некоторые залежи имеют литологические ограничения за счет замещения песчаников пелитовыми разностями. Все крупные локальные структурные ловушки (Сузунская, Ванкорская, Лодочная, Тагульская) приурочены к структурам первого порядка – Сузунскому и Лодочному валам. Мелкие поднятия, как правило, осложняют восточный борт Пендомаяхской впадины и отражаются в меловом структурно-формационном комплексе (рис. 1).

Методика обработки материалов В работе использованы материалы мультиспектральных КС Aster и Landsat ETM+. Дополнительно по данным радиолокационной съемки радаром ERS-ENVISAT была создана цифровая модель рельефа.

Обработка, дешифрирование, анализ космоматериалов и моделирование геологических и рудных систем выполнены в соответствии с методическими рекомендациями и подходами [1]. Принципиальная схема работ состояла из:

формирования массива исходных данных;

обработки и дешифрирования исходных растровых изображений с использованием алгоритмов классификации, процедур улучшения, комплекса методов фильтрации и передискретизации изображения;

создания и обработки синтезированного изображения мультиспектральных снимков;

создания производных растровых изображений с использованием «алгебры карт»;

корреляционного анализа синтезированных изображений;

обработки и анализа цифровой модели рельефа;

совместного анализа растровых изображений и цифровой модели рельефа, дешифрирования с использованием 3D-визуализации и анаглифических (стерео) изображений.

В работе использовались синтезированные изображения с различной комбинацией каналов, что позволило распознать слабоаномальные объекты как линейной, так и дуговой и кольцевой морфологии, а также элементы геологического свойства – разрывные нарушения, флюидопроводящие системы и элементы тектонических деформаций. Из рис. 2 явственно видны зоны «флюидомиграции» северо-западного простирания, нарушенные и смещенные разломами северо-восточной ориентировки.

В итоге анализу и интерпретации в процессе исследований было подвергнуто более 300 изображений.

Результаты и обсуждение Исследования показывают, что на Большехетской структурной террасе в материалах КС проявлены структуры трех типов: линейной, кольцевой (дуговой) морфологии и площадные.

Среди линейных преобладают структуры субмеридионального, северо-восточного, субширотного простирания, которые соответствуют разрывным нарушениям различного уровня заложения.

Субмеридиональные разломы являются наиболее ранними образованиями, определяют положение главных геотектонических структур и, по-видимому, проникают в верхнюю мантию. К этому типу нарушений относится СЕКЦИЯ 8. КОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ.

главная линеаментная зона, по своему местоположению и ориентировке соответствующая Худосейскому рифту.

Зона представлена серией субпараллельных линеаментов различной протяженности и имеет ширину выхода на дневную поверхность от 25 до 35 км.

Установлено сателлитное тектоническое нарушение, по-видимому, сингенетичное главной зоне. Оно расположено к западу, имеет субмеридиональное простирание, на юге примыкает к главной зоне, а к северу отклоняется от нее на расстояние до 20 км. В пределах главной зоны отчетливо выделяется крупное тектоническое нарушение, проходящее через западный фланг Ванкорского месторождения.

Субширотные и северо-восточные структуры являются более поздними. Их кинематика устанавливается по смещению границ площадных структур, выявленных на территории исследований и описанных ниже.

Амплитуда смещений по разломам северо восточного простирания достигает 14,5 км.

Так, южный фланг Ванкорского месторождения срезан нарушением северо восточного направления (рис. 3, а, б).

Возможно, находящаяся южнее перспективная структура Талая, является реликтом срезанной части залежи Ванкорского месторождения. Субширотные разрывы характеризуются смещениями до км. Структуры северо-западного простирания смещают границы более ранних образований до 7 км.

Выявленные кольцевые и дуговые структуры варьируют от 1 до 83 км по радиусу (см. рис. 3, а, б). Наиболее крупными кольцевыми структурами района являются Ванкорская – радиус 83 км и Чировая –58 км (см. рис. 3, а). По-существу, вся территория исследований попадает в Рис. 3а. Обзорная космоструктурная схема района Большехетской структурной террасы. Условные обозначения пределы Ванкорского кольца. Чировая структура располагается южнее и включает см. рис. 3б одноименное локальное поднятие в своей центральной части.

Центр Ванкорской кольцевой структуры, также как и кольцевых и дуговых структур более высоких порядков контролируется главной линеаментной структурой субмеридионального простирания и ее сателлитными разломами того же направления. Центральная область Ванкорской структуры, которая может рассматриваться в качестве «центра возмущения», располагается в непосредственной близости от Ванкорского месторождения.

Центры кольцевых структур второго порядка с радиусами от 28 до 42 км также лежат в пределах главной зоны со смещением к западу от ее центральной части. Одна из них имеет центр в районе Хикиглинской структуры, центр другой соответствует Ячиндинскому локальному поднятию. Эти структуры характеризуют более слабые «возмущения» и могут содержать, соответственно, более мелкие залежи углеводородов по сравнению с Ванкорским.

Отмечается закономерное расположение кольцевых структур радиусом 7–9 км вдоль субмеридионального шва, проходящего в центральной части главной зоны. При этом, центры данных структур, как правило, смещены к западу относительно самого линеамента на расстояние 3–7 км. Подобное положение занимают структуры этого ранга и по отношению к западному сателлитному шву главной линеаментной зоны.

Часть этих кольцевых структур вмещает известные месторождения углеводородов и ряд перспективных площадей.

К площадным структурам относятся Северо-Восточная и Юго-Западная зоны «флюидомиграции» (см.

рис. 3 а, б). По мнению авторов, формирование этих структур обусловлено проявлением метасоматических процессов, повлиявших на физико-химические свойства пород. Это отразилось в спектрометрических характеристиках площадных структур. Зоны имеют северо-западное простирание.

602 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Северо-Восточная зона в районе Ванкорского месторождения разворачивается в субмеридиональном направлении. Видимая мощность Северо-Восточной зоны колеблется от 15,8 до 24,6 км. Видимая мощность Юго-Западной зоны лежит в пределах от 9,5 до 13,7 км.

Обе зоны имеют блоковое строение за счет смещений, вызванных поздними нарушениями северо-восточного и субширотного простирания. Амплитуда смещений границ зон колеблется от 1,5 до 17,5 км по нарушениям северо-восточного простирания и от 1,5 до 9,4 км по нарушениям субширотного и северо-западного направления.

В целом, по характеру космоструктурного рисунка (см. рис. 3) исследуемая территория имеет большое сходство с эндогенными системами, дешифрированными и описанными в различных регионах [1].

Основными элементами такого рода структур являются линейные шовные зоны, представляющие собой складчато-разломные тектонические системы, сопровождающиеся повсеместным проявлением метаморфизма различных фаций и метасоматических преобразований вмещающих пород. В гравитационном поле данные процессы отражаются в виде региональных или локальных (в зависимости от масштабности проявления) отрицательных аномалий в центральных областях шовных зон.

На основании сходства космоструктурного рисунка, отражающего строение и закономерности формирования систем, можно предположить и сходство в истории геологического развития исследуемой территории с данными системами.

Рис. 3б. Космоструктурная схема района Полученные космоструктурные данные и Большехетской структурной террасы.

основанные на них выводы о закономерностях. 1-7 – кольцевые структуры, ранжированные по размещения месторождений углеводородов на радиусам: 1) 1 км;

2) 2 км;

2) 3 км;

4) 4-12 км;

5) 13- исследуемой территории достаточно хорошо км;

6) 28-42 км;

7) 58-83 км (1 – Ванкорская;

2 корреллируются с региональными моделями и Чировая);

8-13 – линеаменты, соответствующие структурными построениями, основанными на разрывным структурам: 8) границы «Главной»

геофизических методах [3 – 6].

линеаментной зоны;

9) субмеридиональные первого В заключение можно сделать выводы, порядка (региональные);

10) северо-восточного что наиболее ранними по возрасту формирования простирания;

11) субширотного простирания;

12) на изучаемой территории являются Северо северо-западного простирания;

13) второго порядка Восточная и Юго-Западная зоны различных направлений;

14) зоны флюидомиграции;

15) «флюидомиграции», связанные, по-видимому, с нефтегазовые месторождения и перспективные разломно-складчатыми структурами фундамента, структуры.

формировавшимися до Худосейской рифтогенной структуры и имеющими северо-западное простирание. Образование данных зон, вероятно, связано с древними разломными системами, являвшимися флюидопроводниками, развитие которых привело к насыщению приразломных областей глубинными компонентами и перераспределению части вещества вмещающих пород.

Следующий этап становления структур района связан с Худосейским рифтом. С данным этапом структурообразования связано, видимо, формирование кольцевых структур разного ранга – как реакции среды на тектонические возмущения вдоль Худосейской рифтогенной системы. Эти же возмущения могли оказать решающее влияние на формирование структурных ловушек и миграцию углеводородов. Худосейский рифт, хотя и формировался на ранних стадиях как структура растяжения, в более позднее время мог испытать сжатие с образованием сопряженной системы разрывных нарушений северо-восточного простирания, по кинематике, вероятнее всего, отвечающих сдвигам и оказавших деформирующее влияние на возникшие в более раннее время структурные ловушки.

Разрывные нарушения субширотного и северо-западного простирания могут быть отнесены к наиболее молодым структурам, поскольку они не образуют мощных зон, а, как правило, выражены отдельными швами.

СЕКЦИЯ 8. КОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ.

В результате дешифрирования и анализа космоструктур района Большехетской структурной террасы было установлено, что все известные месторождения нефти и газа на данной территории имеют вполне закономерную локализацию:

месторождения залегают в пределах зон флюидомиграции (северо-восточной и юго-западной);

объекты нефти и газа лежат в пределах кольцевых структур, иногда нескольких рангов. Наиболее крупное Ванкорское месторождение приурочено к центральной части самой крупной в районе одноименной кольцевой структуры радиусом более 80 км;

все месторождения залегают в пределах главной линеаментной зоны, отвечающей Худосейскому рифту, или на ее сателлитных разломах;

размещение месторождений, в пределах выше обозначенных структур, контролируется поздними нарушениям северо-восточного простирания.

Совокупность полученных данных о приуроченности известных месторождений к выделенным структурам позволяет сформулировать комплекс критериев по локализации новых перспективных площадей в изученном районе.

Литература Поцелуев А.А., Ананьев Ю.С., Житков В.Г., Назаров В.Н. и др. Дистанционные методы геологических 1.

исследований, прогнозирования и поиска полезных ископаемых (на примере Рудного Алтая). — Томск: STT, 2007. — 228 с.

Кринин В.А. Тектоника фундамента и оценка ресурсов нефти юрско-меловых отложений северо-востока 2.

Западно-Сибирской плиты в пределах Красноярского края // Горные ведомости., 2011. — № 9. — С. 16 – 24.

Агульник И.М. Оценка нефтегазоносности структур в условиях Западно-Сибирской низменности с помощью 3.

гравиразведки // Прямые поиски нефти и газа геофизическими методами. — М. : Недра, 1971. — С. 48–51.

Бененсон В.А. Строение фундамента Западно-Сибирской плиты в свете новой геолого-геофизической 4.

информации // Геотектоника., 1986. — № 4. — С. 117–121.

Варламов И.П. Постэоценовые тектонические движения Сибирской платформы. Геология и 5.

нефтегазоносность Лено-Тунгуской провинции. — М. : Недра, 1977. — С. 95–108.

Сурков В.С. Строение грабен-рифтов и нефтегазоносность Западно-Сибирской низменности // Рифтогенез и 6.

нефтегазоносность. — М. : Наука, 1993. — С. 77–84.

ВКЛАД ТОМСКИХ УЧЕНЫХ – ПОЛИТЕХНИКОВ В ОСВОЕНИЕ КОСМОСА Р.К. Абдулаев Научный руководитель доцент Г.М. Иванова Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Многие политехники по праву могут отмечать день Космонавтики как свой профессиональный праздник, ведь своей историей, выпускниками и интеллектуальным ресурсом Томский политехнический университет так плотно включен в дело освоения человечеством внеземного пространства, что причастным к «космическому» празднику может ощущать себя каждый, кто работает и учится в ТПУ.

Вовсе не случайно одним из самых известных советских писателей фантастов был выпускник Томского технологического института 1930 года Александр Петрович Казанцев, описывавший в своих произведениях путешествия в космос задолго до гагаринского полета. Можно также вспомнить Виктора Колупаева, Александра Рубана, Александра Богдана.

Профессор и выпускник ТТИ и МАИ Александр Васильевич Квасников Фото 1. Алимов Олег стоял у истоков отечественного ракетостроения, был знаком с Константином Дмитриевич Циолковским, работал с Фридрихом Цандером, Сергеем Королевым, Владимиром Челомеем, возглавлял первую в мире кафедру космических двигателей в Московском авиационном институте.

Светла и трагична судьба другого питомца Томского политехнического, стоявшего у истоков первых запусков космических ракет, Александра Ивановича Носова. Выпускник ТИИ 1941 года, в 1955-м он был назначен заместителем начальника 5-го научно-исследовательского полигона Министерства обороны СССР (так назывался будущий космодром «Байконур») по испытательным и научно исследовательским работам.

Носов был участником и техническим руководителем запуска первого в мире искусственного спутника Земли в 1957 году, всех производимых тогда экспериментальных запусков разрабатываемых боевых и исследовательских баллистических ракет. В декабре 1957 года за успешное выполнение «специального задания Советского правительства» ему было присвоено звание Героя Социалистического труда. В ноябре 1960 года, всего за полгода до гагаринского полета, Александр Носов трагически погиб во время испытания ракеты Р-16.

Нельзя не вспомнить о разработчике устройства для забора лунного грунта автоматической станции «Луна-24» Олеге Дмитриевиче Алимове Фото 2. ЛУНА- 604 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР (Фото 1.). «Луна-24», осуществившая свою миссию в 1976 году, была не первой советской станцией, которой удалось долететь до Луны и отправить на Землю образцы лунного грунта. До нее были «Луна-16» и «Луна-20».

Задача, поставленная перед Алимовым и его группой, была не из простых – бур должен взять образцы грунта с глубины не менее двух метров. Все предшественники привозили, в основном, поверхностный лунный грунт – реголит. У «Луны-16» получилось продвинуться лишь на 35 сантиметров. Алимов со своими коллегами превосходно справился с проблемой, создав оригинальную и надежную конструкцию заборного устройства (Фото 4.), в которой, в частности, впервые была опробована смена режимов бурения: до глубины в 120 сантиметров использовался режим вращательного бурения, а затем установка переходила на ударно-вращательный режим. Номинальное погружение буровой колонки составило сантиметров (Фото 2.). На Землю были доставлены образцы лунного грунта массой 170 грамм (Фото 3.). За выполнение важной государственной задачи группа разработчиков космического бура во а б главе с О.Д. Алимовым была удостоена Государственной премии СССР. Позже Олег Дмитриевич участвовал в создании подобных Фото 3. Лунный грунт устройств для других советских межпланетных станций – «Венера»

(а- Реголит, б- Лунный базальт) и «Вега».

Также близки к изучению космоса имена двух выдающихся руководителей производства, выпускников ТПИ: Виктора Кирилловича Гупалова, 30 лет возглавлявшего «Красмаш» (флагман отечественной промышленности по созданию баллистических ракет), и Альберта Гавриловича Козлова, многолетнего директора и генерального конструктора НПО имени М.Ф. Решетнева (ныне ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева») – ведущего разработчика и производителя космических аппаратов и спутниковых систем.

Выпускники Томского политехнического возглавляли томские предприятия, работавшие на космос:

директора Томского приборного завода Анатолий Кузьмич Мартынов и Александр Петрович Кулешов, директор Томского электротехнического завода Аркадий Николаевич Лойко, директор и генеральный конструктор НПЦ «Полюс» Александр Иванович Чернышев.

Их традиции продолжает сегодня еще один политехник, генеральный директор и генеральный конструктор НПО им. С.А. Лавочкина Виктор Владимирович Хартов, того самого НПО, которое создавало советские «луноходы», автоматические космические станции «Луна», «Венера» и «Вега» (Фото 5.).


Однако кроме подготовки кадров Томский политехнический университет с первых лет освоения космического пространства активно занимался различными исследованиями и разработками по этой теме.

Еще в конце 60-х физики-ядерщики ТПИ создали лабораторию с несколько несерьезным названием, но для очень ответственного дела.

Речь идет о лаборатории ДИМА – «Действия излучения на материалы»

(впоследствии ДИМА трансформируется в Лабораторию радиационного и космического материаловедения ТПУ). В начале 70-х сотрудниками Фото 4. Контейнер с грунтом кафедры гироскопических приборов и устройств выполнен заказ на Луны создание моделирующего стенда, предназначенного для исследования и испытания систем управления искусственных спутников Земли и космических станций.

Вскоре кафедра (с 1992 года – точного приборостроения) станет признанным научно-образовательным центром по разработке опытных стендов и комплексов для нужд производителей космических аппаратов. Работы для космоса выполнялись учеными других кафедр Томского политехнического – электрооборудования летательных аппаратов, автоматики и компьютерных систем, интегрированных компьютерных систем управления, промышленной и медицинской электроники, электропривода и электрооборудования. Опыт, накопленный в ТПУ в области разработок приборов для космической отрасли, вылился в 2010 году в создание научно образовательного центра «Космическое приборостроение».

Сегодня наработки ученых ТПУ востребованы многими предприятиями, работающими на космос. Они активно внедряются, модернизируются. Разработанные политехниками уникальные технологии и установки для Фото 5. Выпускники ТПУ – сотрудники предприятий космической отрасли нанесения плазменных СЕКЦИЯ 8. КОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ.

терморегулирующих покрытий на поверхность космических аппаратов для защиты от излучения Солнца используются в ОАО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнева.

На этом предприятии введен специальный участок по нанесению подобных покрытий на основе технологических комплексов, изготовленных в ТПУ. Спутники ГЛОНАСС бороздят просторы Вселенной с нашим терморегулирующим покрытием. В ТПУ функционирует Центр испытаний летных партий электронных компонентов космических аппаратов на воздействие дозы протонного излучения космического пространства.

Это далеко не исчерпывающий перечень всего того, что политехники могут предложить создателям ракетно-космической техники. Но университету есть, к чему стремиться. Есть, на кого опереться. Есть, чем гордиться.

Сегодня вуз продолжает способствовать развитию космической отрасли. В начале нынешней весны представители двух кафедр Института кибернетики ТПУ, где обучают конструкторов и технологов современного автоматизированного производства, подписали договор с ОАО «Информационные спутниковые системы» им.

М.Ф. Решетнева» о совместной подготовке кадров.

Томский политехнический университет в настоящее время готов создать свой малый космический аппарат. Эту идею озвучил ректор Томского политехнического университета Пётр Савельевич Чубик еще в году – в юбилейный год полета первого человека в космос. Реализация этой идеи в настоящее время подкрепляется тем, что Роскосмос подписал соглашение с ведущими российскими вузами о подготовке, переподготовке и повышении квалификации специалистов ракетно-космической промышленности, и руководитель Роскосмоса В.А. Поповкин заявил: «Если какой-то вуз сделает спутник, мы его выведем бесплатно в качестве попутной нагрузки. Это наша принципиальная позиция».

Литература «В стремлении к звездам» // Газета «За Кадры», №6 (3388) 2013 г., — С. 1.

Алимов Олег Дмитриевич. Электронная библиотека ТПУ. URL: http://wiki.tpu.ru/wiki/Алимов_Олег_Дмитриевич 2.

Томские изобретения. Томск для космоса. Томск и космос. URL: http://idea5.westsib.ru/cosmos 3.

Давайте осваивать космос вместе: Новости ТПУ. URL: http://news.tpu.ru/actual/2013/04/04/19218-davayte 4.

_osvaivat_kosmos_vmeste.html ВАНКОРСКЙЙ МЕТЕОРИТ И ЕГО ЗАГАДКА С.Н. Аксенов, Н.Ф. Столбова Научный руководитель доцент Н.Ф. Столбова Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия В ходе выполнения научно-исследовательских литолого-геохимических работ на одном из нефтяных месторождений Красноярского края был найден метеорит. Он был извлечен из керна скважины Северо Ванкорская-1 с глубины 1001м. Метеорит находился в песчаниках на границе верхнего и нижнего отделов меловой системы. Возраст этих отложений составляет 97 млн. лет.

Метеорит был обрезан буровым инструментом и имел диаметр около 70 мм. Высота была равной 35 мм, объем 40см3, вес составлял 150 грамм, удельный вес – 3,8г/см3. Его твердость соответствовала 7-8 единицам по шкале Мооса. Магнитность, замеренная на магнитометре, имела величину = 26,9 * 10-5 ед.си [2].

Метеорит был покрыт черной блестящей корочкой, которая, возможно, представляет собой сплав материи метеорита с углеродистым веществом.

Также метеорит достаточно детально изучен в лабораториях Национального исследовательского Томского политехнического университета [1,2].

Было изготовлено четыре петрографических шлифа и один аншлиф. Все они изучены под микроскопами системы Полам - Л 213 М и под люминесцентным микроскопом МикМед-2.

а б Рис.1 Фотографии сферического включения, имеющего растрескавшийся вид и представляющий собой оливиновую хондру. Увеличение объектива: а- х20;

б-х40.

606 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Исследование шлифов под микроскопом в поляризованном проходящем свете обнаружило в основном однородное сложение кристаллического вещества в аморфном агрегате. В одном из шлифов было выявлено мелкое черное включение. Попытки его удалить не увенчались успехом. При различных увеличениях микроскопа (х10, х25) оно обнаружило сферическую форму, более высокой, чем у основной массы метеорита, показатель преломления (~2,0), а также металловидный блеск и несколько буроватый оттенок окраски.

Интересной оказалась поверхность этой частицы – она имеет вид растрескавшейся остывшей корочки (рис. 1а, 1б). Включение представляет собой хондру. Хондра была встречена в другом шлифе. Она представляет собой округлое четко сферическое выделение, размером ~1,5мм. Сложена она кристаллами оливина, близко прилегающими друг к другу. Кристаллы короткопризматические, близкие к округлым по очертаниям зерен. Они имеют едва заметную спайность и силу двойного лучепреломления ~0,035.

а б Рис.2 Фотографии порфировых выделений в шлифе. Видны зональные пустоты в продольных сечениях кристалла (а). Хорошо просматривается скелетное строение кристаллов (б).

Основная часть метеорита имеет мелкокристаллическое строение на фоне темной непрозрачной массы аморфного вещества. Прозрачные кристаллы имеют удлиненные формы и достигают 2 мм. Обращает на себя внимание ориентированное расположение призматических форм и своеобразное зазубренное строение призматических граней минералов. Просматривается тенденция ориентировки кристаллов от нижней части метеорита к верхней.

В шлифах видны и более крупные порфировидные выделения кристаллов (рис. 2а, б). Хорошо просматривается зональное внутреннее строение, наличие полостей внутри кристаллов (рис. 2б) и внешние зазубренные скелетные очертания (рис. 2а).

а б Рис.3 Особенности свечения метеорита в ультрафиолетовых лучах света под люминесцентным микроскопом.

Особенности строения и состава углеродистой корочки не были завершены, зато исследования метеорита под люминесцентным микроскопом Мик-Мед-2 обнаружили своеобразное и интенсивное свечение в ультрафиолетовом свете (рис. 3а, б). Свечение обнаруживает неоднородное пятнистое распространение люминесцирующего вещества. При этом видны разные цветовые эффекты: яркие желтые четкие, обрамляющие их буроватые расплывающиеся и принадлежащие основное массе. Природа их пока не выяснена и требует дополнительных исследований. Возможно они прольют свет на связь углеродистого вещества с особенностями свечения, и возможные переходы к живому углеродистому органическому веществу.

Диагностика минералов осуществлялась рентгеноструктурным методом анализа. В результате такого анализа были выявлены следующие их представители (табл. 1).

Анализ метеорита на электронном микроскопе подтвердил присутствие оливина (фаялит Fe2SiO4), моноклинных пироксенов – диопсида Ca,Mg(Si2O6), авгита Ca(Mg,Al,Fe)Si2O6 наблюдаемых в петрографических СЕКЦИЯ 8. КОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ.

шлифах, а так же обнаружил ряд других минералов, часто встречаемых в метеоритах: ессенит щелочной (Ca,Na)(Fe,Mn,Zn)Si2O6, треворит NiFe2O4, бунзенит NiO, саркопсид Fe3(PO4)2, ферросилит Fe2+2[Si2O6], марказит FeS2.

Результаты рентгенофлюоресцентного метода анализа показали высокие концентрации железа в образце – 33,43±0,68%, повышенные содержания кальция – 7,19±0,17%, серы – 2,59±0,51%, калия 2,13±0,11%, примесь титана – 0,37%, марганца – 0,11%, а так же следы хрома, меди, стронция, бария, сурьмы, свинца, циркона, рубидия, серебра, палладия (элементы, расположены в порядке убывания их содержания в пробе).

Таблица Результаты рентгено-структурного анализа Примеси Основная фаза значительные второстепенные фаялит, хромит диопсид, авгит, ессенит, треворит бунзенит, саркопсид, ферросилит, марказит В целом проведенное изучение метеорита, дает представление о его петрографических, минеральных и элементных особенностях. В то же время оно требует детализации исследований отдельных минеральных компонентов и основной вмещающей массы метеорита. Современное техническое состояние аналитической базы позволяет их продолжить.


Ниже приведены публикации, использованные в процессе выполнения работы.

По химическому составу изучений метеорит соответствует каменным, но с повышенным содержанием железа и пониженным количеством Si, Mg.

Анализ литературы по метеоритам, показал, что работ, в которых описывается минералого петрографические особенности метеоритов не много, а сами метеориты настолько уникальны, что найти подобные не удалось.

Сам факт обнаружения Ванкорского метеорита представляет собой почти невероятную сверхудачу поймать буровым снарядом крохотное тело метеорита в толще осадочной породы и на глубине почти 1001 м от современной поверхности. Приведенные данные по минералогическому составу, а также по составу элементов примесей подтверждает их неземное происхождение, отвечающее первичному веществу Солнечной системы.

Ванкорский метеорит, исходя из совокупности приведенных исследований (петрографических, рентгенофлюорисцентных, магнитометрических и др.), должен быть отнесен к подклассу углистых хондритов.

Происхождение метеорита можно связать с кометами или с поясом астероидов, с его внешним кольцом, где сосредоточена их основная масса и откуда поступают на Землю большинство углистых хондритов.

Литература Столбова Н.Ф., Сиротин В.И. Ванкорский метеорит//Вестник Воронежского государственного университета — 1.

Воронеж, — 2012. — 259 с.

Сиротин В. И. Сравнительная планетология / В. И. Сиротин // Труды НИИ Геологии ВГУ. — Воронеж:

2.

Воронежский государственный университет, 2006. – Вып. 36. –161 с.

Мейсон Б. Метеориты. — М.: Издательство “Мир”, 1965. — 306 с.

3.

Соботович Э.В., Семененко В.П. Вещество метеоритов. — Киев,: "Наукова думка", 1984 — 191 с.

4.

Симоненко А.Н. Метеориты — осколки астероидов. — М.: “Наука” Гл. редакция физ — мат. Литературы., 1979.

5.

— 224 с.

ЗАГАДКА ТУНГУССКОГО ФЕНОМЕНА М.А. Белякина Научные руководители доцент Л.Г. Ананьева, доцент Г. М. Иванова Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Больше ста лет прошло с момента, когда люди впервые заговорили про явление, названное впоследствии Тунгусским взрывом. Первое официальное упоминание о Тунгусском метеорите появилось вскоре после его падения: «№ 2979 19 июня 1908 г. 17-ого минувшего июня, в 7 ч. утра над селом Кожемским (на Ангаре) с юга по направлению к северу, при ясной погоде, высоко в небесном пространстве пролетел громадных размеров аэролит, который, разрядившись, произвел ряд звуков, подобных выстрелам из орудий, а затем исчез.

Енисейский уездный исправник И.К. Солонина» [3]. Взрыв произошел в районе р. Подкаменная Тунгуска 17 (30) июня 1908 года. Мощность взрыва оценивается в 40 – 50 мегатонн, что соответствует энергии самой мощной водородной бомбы, или 1-2 тысячам атомных бомб, одновременно взорванных над Хиросимой. Образовалась воронка в несколько десятков километров. Площадь вывола составила 2150 км2. Лес в районе падения был повален в радиусе нескольких десятков километров радиально в стороны от центра взрыва, деревья были обгорелыми, в центре взрыва сожжены. Воспламенение леса произошло на площади 300 км2. Пламя было сбито взрывной волной. В процессе химических реакций, в эпицентре создалась анаэробная атмосфера не способствующая дальнейшему горению первоначального пожара. Затем пожар носил локальный характер. В 1992 г. московской группой (рук. В. А. Ромейко) обнаружены необычные повреждения у катастрофных деревьев 608 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР предположительно электрической природы [5]. В течении нескольких десятков лет на месте взрыва ничего не росло. Лес так и оставался лежать «мертвым» и поваленный десятки лет (Фото 1.). Сила взрыва была настолько мощной, что свечение от него дошло до Санкт –Петербурга, где и было зафиксировано. Взрыв сопровождался мощными полярными сияниями, наблюдавшимися на значительной территории Северного полушария от Аляски до Петербурга. Кроме того взрыв был записан сейсмоприборами как землетрясение, воздушные волны которого дошли до Европы, обогнув весь земной шар. Через пять минут после взрыва Тунгусского метеорита было отмечено магнитное возмущение, длившееся около 5 часов и достигло по амплитуде 20 гамм. Амплитуда возмущений при взрыве в 1,5 раза больше чем при ядерных взрывах. Акустические явления распространились на площади свыше одного миллиона км2 с радиусом около 800 км. Так что же это за феномен, произошедший в глухой сибирской тайге в начале прошлого столетия?

Несмотря на то, что прошло много времени, точных данных о разгадке Тунгусского феномена до сих пор нет. Ученые не могут точно сказать, был ли это метеорит, комета или другое тело космического происхождения. Точно известно только одно, что «падение Тунгусского метеорита произошло 30 июня года. Всё остальное до сих пор является предметом бесконечных дискуссий и споров» [4]. Причин для этого немало, а самая главная из них – до настоящего времени так и не было обнаружено ни одного крупного осколка Тунгусского метеорита.

Фото 1. Место взрыва Тунгусского метеорита Поисками метеоритных остатков в районе падения «Тунгусского метеорита» занималось немало людей.

Первая экспедиция, была организована С.В. Обручевым (сыном академика В. А. Обручева) в 1924 году. В ходе неё было установлено примерное место падения метеорита, собраны рассказы некоторых очевидцев. Обручев описал последствия падения метеорита – радиально поваленный лес, но следов метеорита не нашел, хотя был уверен, что они существуют. В описании маршрутов С.В. Обручева есть такие слова: «…метеорит 1908 года должен быть очень больших размеров, значительно превышающих имеющиеся в наших музеях экземпляры.

Поэтому его нахождение и доставка в Ленинград является чрезвычайно важной» [5]. Следующие четыре экспедиции были предприняты Л.А. Куликом при поддержке академиков В. И. Вернадского и А. Ч. Ферсмана в период с 1921 по 1939 год (Фото 2.). Они были направлены на поиски железо-никелевых останков типичного кратерообразующего метеорита. Но, к сожалению, эти экспедиции также не принесли результатов в поиске такого рода метеоритного материала. В итоге, Кулик согласился с мнением ещё одного исследователя Тунгусского феномена Е.Л. Кринова, что «метеоритные кратеры, образованные огромными глыбами никелистого железа, погружены на дне непроходимого болота», которое находится в месте предполагаемого падения [2]. Великая Отечественная война 1941-1945 гг. прервала экспедиции Л. А. Кулика по исследованию Тунгусского метеорита. Крупный ученый Л. А. Кулик ушел добровольцем на фронт. В бою в бессознательном состоянии попал в фашистский концлагерь, где участвовал в сопротивлении, спас не одного заключенного ценою своей жизни, был сожжен фашистами. После смерти Л.А. Кулика и после окончания войны, дело шло к постепенному угасанию научного интереса к Тунгусскому феномену. Страна поднималась из руин, восстанавливалась после войны. Но в 1946 году писатель-фантаст А.П. Казанцев опубликовал рассказ-гипотезу «Взрыв», в которой «в художественной форме высказал предположение о том, что Тунгусский метеорит являлся инопланетным кораблём, взорвавшемся при вхождении в атмосферу» [1]. Но, несмотря на фантастический характер рассказа, именно в нем впервые прозвучала мысль о том, что Тунгусский метеорит не достиг поверхности Земли, а взорвался в воздухе. В 1958 году Комитет по метеоритам СССР решил опровергнуть различные гипотезы об инопланетном корабле. На базе научных учреждений Томска и Новосибирска сформировалась общественно-научная организация, получившая название Комплексной самодеятельной научной экспедиции [5]. В ней работали ученые и аспиранты Томских и Новосибирских ВУЗов: В.К. Журавлев, Д.В. Демин, Б.И. Вронский, Г.М. Иванова и другие. В 1960 году вторая самодеятельная экспедиция подтвердила взрыв метеорита в воздухе и отсутствие в районе метеоритных кратеров. С тех пор ежегодно, каждое лето, такого рода экспедиции работают в районе Тунгусской катастрофы. В течение 35 лет они собрали огромный по количеству материал, относящийся к Тунгусской катастрофе, опубликованный в журнальных статьях и сборниках. Согласно расчетам академика астрофизики В. Г. Фессенкова, масса Тунгусской кометы равнялась приблизительно 1 млн. тонн, а суммарная масса вещества, выявленная в эпицентре взрыва на площади км2 составила около 1,5-2,0 тонн [3].

СЕКЦИЯ 8. КОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ.

В пробах грунта, взятых В. А. Ромейко и Г. А.

Сальниковой в эпицентре Тунгусской катастрофы, Е. В.

Дмитриев обнаружил большое количество кометных частиц – стримергласов и субтектитов, что говорит о массовом выпадении вещества Тунгусского метеорита и его эруптивной кометной природе [2,3].

Группа американских ученых во главе с Р.Турко проанализировала влияние полета Тунгусского тела на атмосферу Земли. В результате обнаружено, что после его пролета был нарушен озонный слой земной атмосферы. По наблюдениям обсерватории Маун Вилсон в Калифорнии в 1909 году концентрация озона составляла лишь 81% нормальной. И лишь в 1911 году она восстановилась до нормы. Американские ученые высказали предположение, что пролет Тунгусского тела Фото 2. Участники экспедиции Кулика на при пролете сквозь земную атмосферу должен был раскопках Сусловской воронки.

привести к образованию в ней окислов азота, особенно В 1921 году, при поддержке двуокиси азота NO.Общая масса образовавшихся академиков В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана, окислов азота должна была составить 30 миллионов учёными тонн, то есть в 6 раз больше массы самого Тунгусского минерологами Л. А. Куликом и П. Л. Дравертом был тела, которую они оценили в 5 миллионов тонн. Окись а организована первая советская экспедиция для азота, формируясь первой в хвосте ударной волны исследования Тунгусского метеорита.

Тунгусского тела за счет прямого объединения атомов кислорода и азота при высокой температуре и реагируя затем с озоном, отнимала у него атом кислорода, окисляясь за его счет до двуокиси азота. Именно этот процесс привел к нарушению озонного слоя [3].

На данный момент наука в отношении Тунгусской катастрофы вернулась к позиции конца 1950-х годов, а именно преобладание неопределенности, и это вполне объяснимо: более 100 лет исследований Тунгусского феномена породили огромное количество различных теорий: от самых фантастических до вполне реальных. Но всё-таки из сотен предположений на данный момент чаще всего звучат три гипотезы.

Одной из рассматриваемых гипотез является то, что Тунгусский феномен – это астероид, который взорвался, не достигнув поверхности Земли. Эта гипотеза объясняет отсутствие остатков метеорита и метеоритных кратеров. Существуют различные предположения относительно состава этого астероида Одной из них являлся – железо-никелевый состав астероида. Так ещё в 1920-х годах прошлого века Л.А.

Кулик обнаружил «в глинах 0,5 кг голубоватого полупрозрачного стекла, давшего при анализе следы никеля»

[2]. Правда попытка отыскать следы находки Л.А. Кулика через некоторое время не дала результатов.

Кроме того, в доказательство этой теории можно привести результаты многочисленных исследований торфа и почв [4]. Например, в 1966 году в Томске были проведены исследования проб почв, взятых с предполагаемого места падения метеорита, одна из которых вызвала интерес. А.И. Курочкиной была обнаружена частица черного цвета, эллипсовидной формы, размером около 1,5 мм. «Зерно немагнитное, твердое, с раковистым изломом, стеклянным блеском. Скорлуповатое строение его создает впечатление оплавленности.

«Черная капля» по своему составу однородна, в состав входят: железо, кальций, калий, натрий, хром, алюминий, кремний, магний» Не исключено, что эта частица имеет внеземное происхождение, однако это положение не является доказанным, вполне возможно, что это одна из разновидностей естественного вулканического стекла [5]. Также, уже в XXI веке итальянские ученые, проведя электронно-микроскопические исследования смолы, взятой из пораженных ветвей сосен в районе Тунгусского метеорита. Обнаружили в ней микроскопические частицы неправильной формы. Анализ на элементный состав показал присутствие в них меди, хрома, бария, золота, кальция, железа, кремния. Пик числа таких частиц приходится на 1908 год. Правда, эти частицы могут быть как остатками метеорита, так и частицами вулканических горных пород [3].

Другое предположение, что состав астероида был – каменный. Однако в противовес этой теории возникают вполне обоснованные вопросы: «Где остатки астероида, и, если они расплавились и испарились, то куда исчезло огромное облако силикатного аэрозоля, которое непременно должно было образоваться вследствие такого катаклизма?» [1].

Следующее предположение - газовый состав астероида. Астероид состоял из замерзших газов, загрязненных тугоплавкой космической пылью. Но эта теория была скоро опровергнута, так как по предположению ученых такой астероид не смог бы достигнуть поверхности Земли, сгорев в атмосфере.

Согласно второй гипотезе Тунгусский феномен - это пылевое облако, с которым столкнулась Земля.

Гипотеза выдвигалась трижды. Ф. де Руа (Франция) в 1908 г. предположил, что 30 июня 1908 г. Земля столкнулась с облаком космической пыли. В 1932 г. аналогичную версию высказал В.И. Вернадский. В 1961 г.

биофизик Г.Ф. Плеханов – основатель движения Комплексных самодеятельных экспедиций – трансформировал эту версию. По мнению Плеханова, Земля пересекла облако межзвёздного вещества, результатом чего стал Тунгусский феномен [3, 5].

Третья распространенная гипотеза предполагает, что Тунгусский феномен - это космический корабль, который взорвался при подлете к поверхности Земли. В 2001 году были отобраны почвенно-торфяные пробы грунта, в результате чего были найдены частицы, вероятно техногенного происхождения: похожая на стружку 610 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР алюминиевая пластинка и трехгранная пирамидка из чистого титана с небольшой примесью радия. Эти данные породили теорию о том, что вторжение кометного ядра было пресечено ракетой внеземного происхождения [3].

Сегодня ученые по-прежнему пытаются разгадать тайну Тунгусского феномена. Основной объем работ в настоящее время направлен на исследование торфа и грунтов с места падения Тунгусского метеорита, изучение деревьев (выявление примесей по анализу годичных колец деревьев и смолы), а также анализ пыли и магнитных шариков – микросферул. Таким образом, на сегодня нет достоверных сведений о Тунгусском взрыве, именно взрыве, так как нет данных о том, чем являлось космическое тело: метеоритом, кометой или нечто совсем иным.

Более 100 лет исследований породили множество различных гипотез, теорий и догадок, относящихся к месту и объекту Тунгусского взрыва. Возможно, мы когда-нибудь разгадаем тайну этого феномена, но, скорее всего, «Тунгусский метеорит» еще надолго останется неразгаданным явлением.

Литература Васильев Н.В. Тунгусский метеорит. Космический феномен лета 1908 г. – Москва: Русская панорама, 2004. – 1.

359 с.

Дмитриев Е.В.Тунгусский метеорит – обломок ядра эруптивной кометы. Сайт:

2.

http://www.meteorite.narod.ru/proba/kommet/01Vestn.htm.

Журавлев В.К. Сто лет Тунгусской проблеме. Новые подходы. – Москва: Бином, 2008. – 447 с.

3.

Журавлев В.К., Демин Д.В, Вронский Б.И., Иванова Г.М. Результаты шлихового опробования и спектрального 4.

анализа почв из района падения Тунгусского метеорита // Вопросы меоритики проблема Тунгусского метеорита. – Томск: Издательство Томского университета, 1976. – 176 с.

Коханов К.В. Тунгусский метеорит 1908-1962 – история поисков. – Москва: САИП, 2009. – 448 с.

5.

ГЕЛИЙ-3 – ЭТО ЭНЕРГИЯ БУДУЩЕГО Донг Ван Хоанг Научный руководитель: доцент Т. А. Гайдукова Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Гигантские объёмы разнообразных ресурсов, начиная от воды и газов и заканчивая металлами, обнаруженные на Луне и далее вглубь космоса, заставляют государства и частный бизнес начать прощупывание нетвёрдой юридической почвы для новой деятельности по разведке, добыче и доставке на Землю этих минеральных богатств. На Луне и в атмосферах таких планет, как Юпитер, обнаружены огромные количества изотопа гелий-3, который потенциально интересен в качестве основного топлива для ядерного синтеза.

Гелий-3, это самый лёгкий из изотопов гелия, один из двух его стабильных изотопов, в ядре атомов которого в отличие от обычного гелия один нейтрон, а не два. Он используется очень широко в науке. Он нам более известен как ядерное топливо. Реакция 3Не + D 4Не + p имеет ряд преимуществ по сравнению с наиболее достижимой в земных условиях дейтериево-тритиевой реакцией T + D 4Не + n [1]. К этим преимуществам относятся:

В десятки раз более низкий поток нейтронов из зоны реакции, что резко уменьшает наведённую радиоактивность и деградацию конструкционных материалов реактора;

Получаемые протоны, в отличие от нейтронов, легко улавливаются и могут быть использованы для дополнительной генерации электроэнергии, например, в МГД-генераторе;

Исходные материалы для синтеза неактивны и их хранение не требует особых мер предосторожности;

При аварии реактора с разгерметизацией активной зоны радиоактивность выброса близка к нулю [2].

В настоящее время гелий-3 не добывается из природных источников, а создаётся искусственно, при распаде трития. На Земле его добывают в очень небольших количествах, исчисляемых несколькими десятками граммов за год. На Земле же этот изотоп практически отсутствует, в недрах планеты его не более нескольких сотен килограммов. Источником гелия служат нефти и гелионосные природные газы, в которых содержание гелия достигает 2—3%, а в редких случаях и 8—10% по объему [3].

Гелий-3, по мнению ученых, - самый перспективный источник энергии, его запасы в верхних слоях поверхности Луны достигают около 500 млн. тонн, что может полностью обеспечить земную энергетику на срок более 1000 лет. Гелий-3 на Луну в течение миллиардов лет приносил солнечный ветер. Отсутствие атмосферы на Луне позволяет сохраниться большому количеству гелия-3, в то время как на Земле его исчезающе мало. Ученые узнали о его существовании на Луне, проводя анализы грунта, доставленного со спутника Земли советскими автоматическими станциями. Кроме Луны, гелий-3 можно найти в плотных атмосферах планет-гигантов, и, по теоретическим оценкам, запасы его только на Юпитере составляют 1020 т, чего хватило бы для энергетики Земли до скончания времен [3, 4].

Реголит покрывает Луну слоем толщиной в несколько метров. Реголит лунных морей богаче гелием, чем реголит плоскогорий. 1 кг гелия-3 содержится приблизительно в 100 000 т реголита. Следовательно, для того, чтобы добыть драгоценный изотоп, необходимо переработать огромное количество рассыпчатого лунного грунта.

С учетом всех особенностей технология добычи гелия-3 должна включать следующие процессы:

СЕКЦИЯ 8. КОСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ.

РЕЗУЛЬТАТЫ. ПЕРСПЕКТИВЫ.

Добыча реголита: специальные «комбайны» будут собирать реголит с поверхностного слоя 1.

толщиною около 2 м и доставлять его на пункты переработки или перерабатывать непосредственно в процессе добычи.

Выделение гелия из реголита: при нагреве 2.

реголита до 600 С выделяется (десорбируется) 75% содержащегося в реголите гелия, при нагреве до 800 С — почти весь гелий. Нагрев пыли предлагается вести в специальных печах, фокусируя солнечный свет либо пластмассовыми линзами, либо зеркалами.

Доставка на Землю космическими 3.

кораблями многоразового использования.



Pages:     | 1 |   ...   | 31 | 32 || 34 | 35 |   ...   | 45 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.