Источник землетрясений в свете догмы Рейда-Рихтера (СИ)

Так как цепные реакции очень "капризны" к условиям, составу и прочим различным факторам, некоторые активные частицы могут погибнуть, не дав продолжения цепи, то приведённая схема реакции может выглядеть иначе. На самом деле подробная кинетическая схема химических реакций включает более 20 элементарных реакций с участием свободных радикалов в реагирующей смеси, а при наличии в системе соединений азота, углерода и других примесей число ветвей реакций существенно увеличивается. Не в этом суть, а том, что даже одного радикала с энергией 17 микро Джоуля может хватить, чтобы число активных центров начало расти в геометрической прогрессии и реакция перешла во взрывной режим. Для реакции каждой активной частицы с молекулой исходного вещества требуются миллиардные (!) доли секунды. За эти миллиардные доли секунды должны перестроиться и кристаллические решётки пород вмещающих газ, выделив при этом энергию затраченную массивом на деформацию решёток, изменив при этом свой объём и форму(!). Из практического опыта наблюдения и изучения внезапных выбросов хорошо известно, что в этом процессе могут принимать участие не только метан и водород, но и другие химические вещества. К примеру, известны внезапные одномоментные выбросы в миллионы кубических метров газа. Основными участником таких событий были газы: СH4, СО2, H2, N2 . Например, при Крымском землетрясении 1927 года [20] его очаг располагался в море и рыбаки, находящиеся в это момент в эпицентре, отметили вскипание моря и шум от выводящего из воды газа. Это указывает на то, что при землетрясении происходит резкая десорбция горного массива. Как показывает практика, все представленные в земной коре породы в процессе метаморфизма могут стать абсорбентами газов. Даже основные породы земной коры - базальты, обладающие высокой крепостью и плотностью и, казалось бы, неспособные служить адсорбентом, в процессе метаморфизма становятся идеальными очагами землетрясения. Так результаты [21] бурения сверхглубокой Тюменской скважины, полностью подтверждают этот вывод. С глубины 6424 метра скважина вскрыла толщу базальтов, которые в отличие от аналогичных по возрасту и составу пород,оказались сверхпористыми породами и превратились в идеальные адсорбенты.

Давайте рассмотрим образование малых форм землетрясений - горных ударов и внезапных выбросов с позиций возможности инициирования этого явления цепной химической реакцией. Глазами современной науки [22,23,24] газ, растворённый в горном массиве, при резком уменьшении окружающего горного давления, взрывообразно десорбируется из горного массива с выделением потенциально энергии сжатия газа и прорывается в горную выработку. Но мы прекрасно знаем, что адсорбированный газ при снятии внешнего давления переходит в свободное состояние и выделяется из породы не мгновенно, а в течение одного - двух часов. А абсорбированный газ выделяется из горного массива в течение несколько суток и недель, а хемосорбированный газ покидает горную породу в течение десятков лет и в большинстве случаев остаётся химически связанным с массивом навечно. Очевидно, что в таком случае, ни о каком резком и внезапном выбросе газового "мешка" из горного массива не может быть и речи, ибо свободного газа там нет до той минуты, пока в массиве не пройдёт цепная химическая реакция. Первый вопрос, на который мы должны ответить, это существуют ли в горном массиве те миллионы кубометров растворённого в нём газа? Ещё на заре становления угольной отрасли, немецкий химик Виктор Мейер провёл интересные опыты с определением количества газов, выделяемых из каменного угля при различных температурах [25]. Он нагревал стограммовые кубики угля с длинной ребра примерно 4 сантиметра до 3000 С и получал на выходе в среднем 1850 см3 различных газов (СО2 - 1,4%; СН4 - 98,5%; азота - 0,1%). То есть пылинка угля в 1 грамм выделяет примерно 18,5 см3 газов готовых вступить в химическую реакцию. К этой цифре надо добавить примерно 20% хемосорбированного газа, а также можно с уверенностью сказать, что количество газов при увеличении температуры нагрева угля значительно возрастёт, как и скорость прохождения химических реакций. В таблице 1 приведены некоторые данные по выбросам на шахтах мира [26]:

Страна Шахта

Количество выброшенного угля, т Количество выделившегося газа, м^3

Австралия Коллинсвил 800 140000

Великобритания Корвей 2500 70000

Германия Иббенбюрен 2500 4700

Канада Моррисей 3500 60000

Китай Санхуба 12780 1000000

Польша Нова Руда 3000 820000

СССР им. Гагарина

14500 250000

Турция Козлу 1100 110000

Франция Фонтэн 5600 100000

Япония Юбари Шин 4000 600000

Табл.1 Внезапные выбросы на шахтах мира.

Как мы видим, у природы есть в закромах газ, стремящийся выйти из кристаллической решётки, и он готов в любую минуту мгновенно покинуть своё место в кристаллической решётке породы, чтобы вызвать сейсмический удар.

Прикладная часть