Аннотация

Статья посвящена новой версии вероятной природы каменных углей (антрацитов) как литосферного минерала  нашей планеты Земли и факторам, определившим судьбу вошедшего в их состав абиогенного углерода.

Как показано ранее в статье «Космические истоки абиогенного углерода и его производных», появление на Земле абиогенного углерода связано с космофизическими факторами, образование его производных - с процессами миграции в земной коре и побуждающими процессами космогенной природы. В том числе основой каменных углей рассматриваются возможные модификации линейного полимера захваченного Землей углерода в результате его длительного нахождения и преобразования в верхних частях земной коры.

Далее сделана попытка показать, что попавшие на Землю в виде мелкокристаллического черного порошка   – карбина углеродные фракции именно и могли образовать в земной коре каменный уголь, пройдя такой же путь структурно-энергетических преобразований литосферного минерала, какой проходит вещество дисперсных осадочных пород до превращения в твердые каменные породы.

Новые космофизические воззрения  помогают объяснить скрытую сущность поведения системы «абиогенный углерод – каменный уголь», достаточно обособленно развивавшейся в ряду литосферных процессов осадочной оболочки Земли.

В качестве одного из факторов развития рассматривается механизм, аналогичный геохимической разрядке аккумулированной солнечной энергии земным веществом на этапах общего метаморфизма.

Структурные  и энергетические особенности атомов абиогенного углерода, непрочность межатомных (и внутриатомных) связей определяют особенности поведения каменного угля  в условиях давления осадочных толщ и их проявления, в том числе – непредсказуемые взрывные события при добыче каменного угля, как этобыло на шахте Ульяновской в Кузнецком угольном бассейне в марте 2007 года, на шахтах Юбилейной  в мае 2007 года и  Комсомольской в июне 2007 года, а также случаи обнаружения гелия как продукта распада абиогенного углерода.

Введение

Как было показано в [2], основу нефти, каменного угля, графита, алмазов, шунгитов составляет абиогенный углерод внеземного происхождения.

На ранней стадии развития Земли в земной коре образовались соединения углерода в виде карбидов урана и карбидов тория [2], ([7], с. 6), когда еще не было растительности, следовательно, они содержали абиогенный углерод космогенной природы.

Работа [2 ]  была посвящена объяснению космофизических факторов появления на Земле абиогенного углерода, его миграции в земной коре и оригинальной версии образования нефти. В данной статье рассматриваются вероятные пути развития системы «абиогенный углерод – каменный уголь» в составе осадочной оболочки в условиях активности литосферных процессов.

 Сделана попытка показать, что природной формой линейного полимера  углерода космического происхождения является  -карбин [5, 8], а  каменный уголь является  модификацией этой линейной формы[2] , так же, как его плоскостной и объемный полимеры есть природные графит и алмаз [2].

Указанные формы полезных минералов образовались в верхних частях земной коры за счет миграции в литосфере абиогенного углерода, где его первичные формации сохранялись и преобразовывались со времени захвата Землей первичного углеродсодержащего солнечного выброса (4567 млн. лет тому назад) и вторичных попаданий углистых метеоритов.

Угленосные формации древних платформ приурочены к комплексам осадочного чехла, преобладающее число  каменноугольных месторождений примыкает к тектоническим разломам земной коры, а крупные угленосные бассейны располагаются на опущенных участках массивов, ограниченных пересекающимися субперпендикулярными разломами, складчатыми системами или их сочетаниями [7].  Наиболее четко это проявляется для Печорского, Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов. Характерно это и для Донецкого, Карагандинского, Южно-Якутского, Буреинского и Зырянского бассейнов.

Широкое распространение имеют формации окраинных пришовных прогибов на древних платформах. На Русской платформе в краевых структурах размещаются Северный Донбасс, Львовско-Волынский и Кизеловский бассейны. На Сибирской платформе – Абаканский район, Канско-Ачинский бассейн, Иркутский и Южно-Якутский бассейны, Норильский и Приенисейский районы Тунгусского бассейна [7].

 Длительное нахождение углерода космогенной природы в первичной литосфере  обусловило его продолжительное и постоянное участие во всех литосферных процессах.

Как выпавший когда-то на поверхность Земли и затем прошедший путь литосферных преобразований бок о бок с коренным земным веществом, абиогенный углерод не смог с ним полностью ассимилироваться. На это указывает обособленное формирование углей в условиях активности литосферных процессов, в том числе, процессов преобразования осадочных пород в метаморфизованные, в которых углеродные пласты не смешались с вмещающими породами.

Логично полагать, что углеродные формации, попавшие на поверхность Земли с солнечным выбросом и впоследствии образовавшие каменный уголь в земной коре, прошли такой же длительный путь структурно-энергетических преобразований,  какой проходит вещество дисперсных осадочных пород до превращения в твердые каменные породы.

Из двух существующих на Земле видов углей – бурых и каменных – первые имеют растительное происхождение, возраст не старше верхнеолигоценового (≤ 25 млн. лет) и неглубокое залегание 12-100 м [7] как следствие разложения растительных формаций биогенного углерода. По Сапрыкину Ф.Я. ([7], c. 44), резкой отличительной чертой стадии диагенеза формирования бурых углей из ископаемых торфов в процессе гидролиза целлюлозы являются  именно биогенные факторы.

В данной статье вопрос формирования бурых углей не рассматривается, так как ни по своему возрасту, ни по глубине залегания, ни  по своему составу они не должны иметь отношения к тем углям, которые сформировались на абиогенном углероде космогенной природы.

Именно благодаря структуре и свойствам абиогенного углерода сжигание каменного угля загрязняет воздух оксидом углерода, оказывает губительное влияние на растительность и опасно воздействует на здоровье человека  [2].

1.  О САМОМ  ДРЕВНЕМ  ДРЕВЕСНОМ УГЛЕ

Биогенный углерод в элементном состоянии  (С)  мог появиться на нашей планете не ранее 400 млн. лет назад с выходом растений на сушу [7,17], а до этого существовал в виде соединений, в составе углекислого газа и карбонатов. Позже чистый углерод образовался при сгорании растительной органики без доступа кислорода – при мгновенном обугливании целлюлозы, целлобиозы и т.д.

Массовое образование древесного угля могло происходить при лесных пожарах в моменты вулканических извержений, от ударов молний, а главное  -  в моменты сильнейших вспышек Солнца:

             353 млн. лет назад при Раннегерцинском диастрофизме,

             283 млн. лет назад при Позднегерцинском диастрофизме,

             227 млн. лет назад во время Тихоокеанского (Киммерийского) диастрофизма [10,14].

Громадные залежи обуглившегося леса в штате Иллинойс в Северной Америке  явно связаны с  этими катастрофическими событиями.

В моменты термо-ударных воздействий взрывной волны Солнца (ТУВВВС) земная кора получает, помимо удара, столь сильное облучение, что испаряется вода, плавится камень, - поэтому мгновенно обугливается дерево ( в древности кислорода в атмосфере было очень мало [7,17]).

В начале 2007 года поступило сообщение из Управления геологоразведки Иллинойса /Howard Falcon-Lang, Scott Frick, William DiMichele /  о находке целого окаменелого леса в угольных шахтах Иллинойса, с возрастом порядка 300 млн. лет, - как считают авторы сообщения, - самого древнего леса на Земле.

Надо полагать, что древний лес (джунгли) на территории штата Иллинойс мгновенно обуглился, возможно,- 353 млн. лет назад во время Раннегерцинского диастрофизма, а возможно,  283 млн. лет назад во время Позднегерцинского диастрофизма.  Далее - в момент последнего сильнейшего  ТУВВВС, обрушившегося на Западное полушарие Земли 227 млн. лет назад [10,14], ознаменовавшегося Киммерийским диастрофизмом, этот участок  местности из-за тектонической подвижки земной коры погрузился в более опущенную зону и оказался погребенным в месторождении абиогенного углерода и именно поэтому сохранился. Это катастрофическое событие подтверждено Национальным географическим обществом США находкой массового кладбища костей животных в заливе Фанди, с возрастом более 200 млн. лет.

Такие обугленные леса на Земле должны бы были быть повсюду, но они почти не сохранились, за исключением тех мест, где они попали в скопления абиогенного углерода.

Само наличие отпечатков и окаменелостей древних растений в каменном угле как раз и показывает отсутствие медлительных аэробных и анаэробных окислительных процессов, разрушающих структуру и конфигурацию волокон и являющихся основой торфяной и буроугольной стадий диагенеза. Процесс запечатления конфигурации растительных фрагментов, скорее всего, происходил мгновенно в результате внезапного облучения и резкого подъема температуры и давления.

Гниение и разложение, деструкция растительных волокон с участием  микроорганизмов в процессе диагенеза  уже на торфяной стадии сохраняет лишь 1,6% целлюлозы [7]. Следовательно, с этими процессами не связана конечная стадия  минерализации биогенной органики – каковой является древесный уголь.

А слишком давнее совместное нахождение древесного угля в месторождении абиогенного углерода в течение порядка 300 млн. лет не может указывать на то, что, как считают, каменный уголь в своем формировании успел пройти через стадию диагенеза и мог быть результатом постепенного разложения растительной массы до ее полной минерализации.

Абиогенный углерод имеет очень древний возраст и разные глубины залегания  [2]. Это демонстрируется одной из его разновидностей - шунгитом, месторождения которого датируются  2–х миллиардно-летней давностью.

2.10 9 лет назад, когда произошел Карельский диастрофизм, а растительности на Земле еще не было, на поверхности карельских пород оказалась промежуточная зона разгрузки миграции абиогенного углерода.

Тогда-то он и подвергся под действием облучения мощнейшей вспышки Солнца  испарению и перекристаллизации в парах углерода с образованием кластерной структуры [16,17], характерной для шунгита.

2. ОБ ИСТОЧНИКЕ ЭНЕРГИИ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ЛИТОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ

Самой активной областью космических тел – звезд и планет -  в связи с процессами их взаимодействия с окружающим Космосом является внешняя оболочка  [13,14].  Земля не является исключением. Существенным экзогенным фактором геохимической активности литосферных  процессов Афанасий Евменович  Ходьков считал аккумуляцию солнечного излучения веществом земной коры [11-13].

 Работа разрушения и дезинтеграции горных пород, их химической переработки, образования коры выветривания, механической и химической денудации, а также переноса различных осадков в области осадконакопления производится за счет поглощаемой веществом солнечной энергии.

Движущей силой преобразования осадочных пород в метаморфизованные является нарастание давления по мере опускания осадочного материала вглубь и увеличения мощности осадочной толщи. Поскольку каждый более заглубленный сферический слой имеет меньшую поверхность, чем вышележащий, то вещество должно постепенно уплотняться и структурно перестраиваться: изменять форму, состав и строение молекул.

Василий Ильич Лебедев показал [1,4] увеличение межъядерного расстояния между алюминием и кислородом от 1.74 Ả в магматических и метаморфогенных алюмосиликатах  до 1.9 Ả в гипергенных. Поскольку кристаллохимически доказано увеличение расстояния Аl-O в каолините по сравнению с микроклином, то можно полагать, что Аl  и его аналоги (Fe и др.) так же повышают свой энергетический уровень в

микроклине по сравнению с состоянием в полевых шпатах ([13], с. 119).

Течение вторичных процессов развития осадочных пород, выделяющих тепло, является источником энергии метаморфизации и складчатости. Эти явления приурочены к местам накопления осадков мощностью до 10-15 км,  и именно наиболее интенсивные деформации сжатия осадочных толщ связывают с процессами складчатости  ([15], с.218) .

Многие факты указывают на то, что глобальные, охватывающие всю мантию Земли

конвекционно-тепловые процессы  имели место только в раннем возрасте Земли, примерно до 3.5 млрд. лет назад.  Энергетическую сторону таких явлений, как образование алмазов – объемных полимеров абиогенного углерода,  вполне можно связать

с  вкладом энергии самого процесса преобразований  углеродных формаций, экзотермический характер которого будет показан ниже.

3.  НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ФОРМАРОВАНИЯ ГЛУБИННЫХ УСЛОВИЙ МОДИФИКАЦИИ АБИОГЕННОГО УГЛЕРОДА

В работах А.Е. Ходькова показано немаловажное участие воды в процессе глинизации глубинных алюмосиликатов  ([3], с.116-132, [13], с.118, 170-181).

Возникновение глинистых минералов в зоне гипергенеза под воздейстивем солнечной энергии, вследствие превышения эндотермического эффекта разложения воды на ионы над экзотермическим эффектом их присоединения к алюмосиликатному остатку, сопровождается возрастанием потенциальной энергии образующегося вещества – минерализацией солнечной энергии.  Так,  в реакции каолинизации микроклина  эндотермический эффект составляет 183.8 кДж/моль, а аналогичное этому процессу образование мусковита сопровождается поглощением тепла в количестве 186.7 кДж/моль.

Попадающие в обстановку регионального метаморфизма, глинистые породы (минералы) оказываются неустойчивыми,  и за счет них образуются метаморфогенные породы крупнокристаллической структуры, в которых составные  части воды отсутствуют. Ее фрагменты отчленяются от алюмосиликатного остова при разрушении глинистых минералов и в какой-то момент вновь образуют воду, в подлинном смысле возрожденную.

Вместо каолинита и других глинистых минералов возникают полевые шпаты, фельдшпатиды, пироксены, амфиболы и др. Этот геохимический процесс разрядки солнечной энергии по законам термодинамики энергетически обратен  процессу ее аккумуляции: он экзотермический.

Синтезировавшиеся термальные воды активно взаимодействуют с породами, принимая участие в различных геохимических и флюидогеодинамических процессах ([3,11-13])  в зонах метаморфизма.  Уровень тепловыделения настолько высок, что обусловливает приуроченность к областям наибольших накоплений осадочных толщ неотъемлемых проявлений складчатости на некоторой определенной стадии преобразования осадков, как на Урале и на Кавказе ([6,13,15]).

Реализация потенциальной энергии в процессе обращения осадочного глинистого вещества помогает объяснить некоторую определенную аналогию в термодинамическом режиме и происходившей структурной модификации в земной коре углеродных формаций линейного полимера абиогенного углерода.

Подобная аналогия обнаружена при изучении цикличности толщи эоценовых ленточных глин в штатах Колорадо, Юта и Вайоминг, продолжительность которой исчисляется в 5-8 млн. лет,  и ритмичного чередования угленосных толщ.  Так, В.Х. Брэдли для ленточных глин (1929) установил один из циклов в 21 000 лет ([6], с.127), с другой стороны, К.Бруксом (1950) обнаружено синхронное ему,  ритмичное  чередование угленосных толщ с таким же ритмом в 21 000 лет, определяемым от подошвы одного угольного пласта до подошвы другого ([6], с. 127).

4. ОСОБЕННОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРВИЧНЫХ ФОРМ УГЛЕРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В КАМЕННЫЙ УГОЛЬ

Попробуем проследить, какие структурно-энергетические преобразования при движении в земной коре прошли углеродные молекулы после попадания на поверхность Земли с солнечным выбросом, аналогично осуществлявшимся в веществе дисперсных осадочных пород до превращения в твердые каменные породы.

 Как показано в [2], абиогенные атомы углерода, синтезированные Солнцем,  имеют кубическую структуру  и тетраэдрически расположенные валентные электроны.

В атмосфере Солнца и на солнечном производном Луне, в ее горячих  вулканических газах, солнечный углерод существует в виде молекулы  С2  [10, 14], однако в условиях поверхности планетных и метеоритных тел (углистых метеоритах) объемный атом углерода склонен образовывать  различные циклические структуры, в том числе крученые цепи   −С – С – С – …-основу, например, углеводородных молекул [2].

Формирование цепей энергетически выгоднее, чем  двухатомных молекул  С2 ([5], с. 352, [8], с.78).  Наиболее вероятно, что первоначальной формой молекул солнечного углерода был    -карбин – линейный полимер углерода, как наиболее стабильная форма ([5], с.356) твердофазного углерода. Его структура имеет  чередующиеся одинарные и тройные  − С ≡ С—С ≡ С −    связи, находящиеся друг к другу в некотором диссонансе.

Расстояния между цепями полимера составляют менее 2.95 Ả , а взаимодействие между ними – весьма слабое. Это -  черный мелкокристаллический порошок, обладающий

полупроводниковыми свойствами, который в 70-х годах прошлого века  был обнаружен в метеоритном  кратере Рис на территории Германии ([8], с.80).

В процессе движения  - карбина в земной коре при уплотнении вышележащими слоями осадочных толщ нельзя исключить сближение полимерных цепей друг с другом на

расстояние от   ≤ 2.95 Ả до 1.54 Ả и как следствие возникновение неупорядоченных химических связей между атомами разных цепей.

Например, разрыв одной трети тройной связи и возникновение новой одинарной связи у 2-х атомов разных цепей сразу вызовет разрыв другой одинарной или одной трети другой тройной связи.

В литературе ([5], с.60) и ([9], с.313, 468) даются несколько отличающиеся, но близкие значения энергии углерод-углеродных связей - одинарной, двойной и тройной,  в

кДж/моль:                вид                             1-й                                  2-й

                                 связи                         вариант                         вариант

                               _{-------------------------------------------------------------------------------------------------------}

                               − С – С −                         356                                  348

                                = С = С =                         598                                  606

                                ≡ С ≡ С ≡                         813                                  828

Энергия межатомных связей   -карбина состоит из энергии одиночной связи  356 кДж/ моль  и энергии тройной связи 813 кДж/моль, т.е. составляет 1169 кДж/моль.

В результате разрыва одной из связей в тройной ≡ структуре, образования вместо нее одинарной связи между атомами разных цепей, соответственный атом углерода окажется в окружении 3-х атомов, с одной двойной связью и двумя одинарными связями.

Энергия преобразовавшегося карбина после первого этапа преобразования должна составить −598  − 2 . 356 = − 1310 кДж/моль, с превышением тепловыделения над затратами тепла на  − 1310 + 1169 = − 141 кДж/моль.

Дальнейшее уплотнение полимерных цепей друг с другом вполне может сопровождаться вторым этапом преобразования углеродной формации  - разрывом образовавшейся на первом этапе двойной связи и образованием вместо нее двух одинарных между атомами смежных цепей.

Тогда некоторые атомы углерода могут оказаться в окружении 4-х атомов, с 4-мя  одинарными связями. Энергия полного преобразования межатомных связей карбина  второго этапа должна составить − 2 .  356 = − 712 кДж/моль с превышением тепловыделения над затратами тепла на разрыв двойной связи 598 кДж/моль  на                                    − 712 + 598 = − 114 кДж/моль.

Общее количество энергии, которое может выделиться на двух этапах преобразования карбина составляет − 255 кДж/моль.

К выигрышу энергии на рассмотренных этапах преобразования карбина в метаморфизованную углеродную фракцию приводят особенности межатомных связей углерода:  энергия двойной связи меньше удвоенной энергии одинарной, а энергия тройной связи соответственно меньше утроенной энергии одинарной связи.

При погружении вглубь земной коры потенциальная энергия межатомных связей первоначальной модификации углерода должна была стремиться к  снижению и переходу в тепловую форму за счет выделения разницы энергии связей  − 255  кДж/моль.

За счет выделяющейся теплоты могли происходить и эндотермические превращения, вероятнее всего   - карбина  в графит, с поглощением  39.9 кДж/моль ([5], с. 356), однако со значительным общим превышением выделяемой теплоты над поглощаемой:  на величину  − 255 + 39.9 = −215 кДж/моль.

 Проверка полученного результата на адекватность реальному процессу может быть выполнена как его корреляция на основе сравнения  вышеопределенного экзотермического эффекта преобразования дисперсного карбина в уплотненный углесодержащий минерал с разницей в теплотах сгорания карбина и каменного угля.

Теплота сгорания каменных углей как модифицированных разновидностей метаморфизованного углерода имеет порядок  ≤ − 110 кДж/моль, теплота сгорания карбина составляет − 360  кДж/моль ([5], с. 356), так что потерю карбином теплоты можно определить как  − 360 − ( −110) =  − 250  кДж/моль.

Потеря солнечным углеродом теплосодержания  в процессе его модификации из первоначальных формаций мелкокристаллического вещества в твердокаменную породу – каменный уголь -  был обусловлен особенностями перестройки углеродных связей. Она не всегда приводила к уменьшению расстояний между всеми атомами, в отличие от земных пород – аккумуляторов солнечной энергии, так как перестройка была вызвана лишь уменьшением расстояний между разными полимерными цепями линейного

полимера при их придавливании друг  к другу.

Процесс обратной перестройки, например получения графита из каменного угля, должен идти с поглощением тепла, причем при очень высокой температуре. И он, действительно идет при температуре 2200-2800◦С  нагреванием в электропечах  ([5], с. 354) (с вероятным расходом тепла  +Q = 393 – 110 = 283 кДж/моль, где 393 кДж/моль – теплота сгорания графита ([5], с.356). 

При дальнейшем происходящем прессовании углеродных фракций вышележащими слоями осадочных пород  линейные крученые цепочки всех видов и структурные группы, в том числе  С=С−С  и С−С≡С,  могут разрываться, они слабые: солнечный углерод очень непрочен – например, известно, что углистые метеориты хуже других преодолевают земную атмосферу и быстро разрушаются даже на поверхности Земли ([14], с. 204).

А.Е. Ходьков особо подчеркивает, что наиболее чувствительными к давлению породами являются именно каменноугольные и нефтяныех фракции,  углеродные атомы угольных и углеводородных молекул. Разрыв цепей сопряжен с присоединением к их концам атомов других элементов, наиболее подвижными из которых являются водород Н, кислород О при радиолизе воды, ионы Н+ и ОН-   -  от диссоциации воды при метаморфизации алюмосиликатов, а также атомы N, S, Si, Al, Na, K, металлов 4-го ряда, в основном титана.

С опусканием формаций дальнейшее повышение давления приводит к образованию нерегулярных неупорядоченных межатомных связей и разных модификаций каменноугольных формаций в зависимости от геохимических условий и состава окружающих пород.

При миграции угленосных формаций в вышележащие слои возможно частичное образование графитовых структур в особо благоприятных термических условиях тепловыделений от опускающихся осадочных пород.

Давно известно, что по мере углубления в Землю температура горных пород растет с повышением температуры на 1◦  на геотермической ступени глубиной в 33 метра.

В каменноугольных и нефтяных месторождениях наблюдается особенное повышение геотермического градиента, - геотермическая ступень падает до 20 и даже 10 метров. Это явление объясняется как раз тем, что теплоотдача при модификации углеродных формаций  255 кДж/моль существенно превышает  молярное тепловыделение при метаморфизации глинистых и других земных минералов, оцениваемое энергией порядка 183.8, 186.7 кДж/моль, и тем более в несколько раз превысит его в расчете на 1 г породы.

С учетом пространственной обособленности угленосных толщ и их особой   геотермической ступени каменный уголь и каменное маслох  стоят как бы обиняком от  остальных пород, относимых к осадочным ([13] с. 125).

Другое название нефти – петролеум, в переводе - каменное масло, дано ей не  случайно, т.к. содержит скрытый смысл одинакового происхождения каменного угля и нефти.

Объемная конфигурация абиогенного атома солнечного углерода в условиях земных недр обусловливает особую непрочность атома  и его соединений. Кубическая форма атома может быть легко деформирована  давлением – сплющена и подвергнута сдвиговым деформациям. В более несовершенной структуре неправильных нерегулярных связей углерода  по сравнению с наиболее стабильной структурной формой  −С≡   возможность деформации молекулы более явно выражена, а  у еще не перестроившегося карбина больше вакансий для присоединения чужеродных атомов.

Структурный анализ атомно-молекулярных представлений позволяет показать вероятный механизм преобразования углеродных высокодисперсных фракций солнечного

происхождения в каменноугольные формации путем разрядки энергии первых.   На глубине, в очагах метаморфизма осадочных пород согласно закону сохранения Ломоносова происходит преобразование одной формы энергии в другую – энергии химической связи в тепловую, осуществляемое в молекулах вещества, способного запасать энергию в пределах, определяемых структурными особенностями его строения (и состоянием эфира).

5.  ГОРНЫЙ УДАР И ГЛУБИННЫЙ ГЕЛИЙ

Внешняя валентная оболочка атома, включающая  4  разнонаправленных пульсирующих диполя ([2], рис.2), ввиду непрочности солнечного углерода, при сдавливании соседними атомами и молекулами  в глубине недр может быть повреждена и сдвинута с места, подвергнувшись распаду.

Оставшаяся более прочная часть, плотно упакованный  «кубик» - это не что иное, как атом солнечного гелия. Частичное разрушение внешнего слоя  валентных  диполей углеродных  абиогенных атомов должно быть причиной поглощения электромагнитных квантов и выделения гелия.

Сущность этой особенной природы солнечного углерода позволяет объяснить частые непредсказуемые случаи катастрофических взрывов в угольных шахтах  при  добыче каменного угля, когда спасательные операции теряют всякий смысл из-за завалов,

обрушений и взрывов.  Каждый год на шахтах гибнет несколько сот шахтеров, причем 60% смертей является следствием обрушений и взрывов.

Речь идет о так называемом горном ударе ([13], с. 141, 142). Горный удар случается

в глубоких горных выработках, шахтах с глубиной, достигающей  300 -1000 м, а чаще значительно превышающей 1000 м. Он наблюдается в тех местах, где  значительные площади кровли над выработками поддерживаются при помощи опорных целиков – столбов угля между выработками, которые удерживают кровлю от обрушения и обычно бывают сильно перегружены весом вышележащих пород.  Внезапно, без всяких видимых на то причин, целик как бы взрывается и полностью или частично разрушается.

Взрывной волной в шахте производятся катастрофические разрушения, а газы и захваченные ими измельченные породы нередко выбрасываются через стволы шахт наружу.  Наверху  люди чувствуют подземные толчки и сотрясения, аналогично тем, что ощущаются при не очень сильных землетрясениях.

Типичными примерами непредсказуемости таких событий могут служить взрывы на шахтах  Ульяновской, Юбилейной и Комсомольской Кузнецкого угольного бассейна в марте, мае и июне  2007 года. Они не сопровождались ни дымом, ни пожарами, поэтому разрушения, полученные шахтами Ульяновской, Юбилейной и Комсомольской  в результате неожиданных взрывов, очень характерны для горного удара.

Характер взрывоопасных явлений в горных выработках и механизм взрыва при горном ударе при добыче каменного угля можно объяснить возникновением сдвиговых напряжений в породе, превышающих прочность дипольной структуры атомов углерода солнечного происхождения, в результате перегрузки целиков.

Максимальное давление испытывает наиболее суженное сечение целика у его основания, а оно во много, в десятки раз превышает давление столба грунта в целике, так как помимо него  на суженное сечение давит вся масса слоя кровли над выработками.

В самом ослабленном сечении атомы предельно деформированы, а внешняя их оболочка может быть раздавлена вышележащим веществом и сорвана. В некотором слое угля  из деформированных атомов обнажаются остовы абиогенного атома углерода –кубический атом солнечного гелия. Но газ занимает несравненно больший объем, чем твердое вещество – абиогенный углерод. Газ расширяется в объеме, причем расширяется очень быстро, мгновенно, совершая работу по разбрасыванию вещества.

При адиабатическом процессе расширения газа внешняя работа совершается за счет убыли его внутренней энергии, а ее величина для идеального газа по Максвеллу зависит от универсальной газовой постоянной  R и абсолютной температуры  T  в Кельвинах:

U = i/2 R T,                     (1)

       где i =3 для одноатомного газа.

После проведения вычислений по формуле (1) получено:

U = 3/2^.373K^.8.3^.10⁷ эрг/моль = 4.6^.10³ Дж/моль.

Если расширение происходит мгновенно, за 1 секунду, то мощность данного процесса составляет 4.6.103  Вт из разрушенных 12 г угля или 4.6.103  кВт из 12 кг угля.

Это характеристика взрывного процесса большой мощности.

   Если горный удар-взрыв в угольной породе в шахте происходит на глубинах  ≤ 1 – 2 км и обусловлен перегрузкой целика в зависимости не столько от глубины шахты, сколько под давлением сводов,  то разрушение угольной молекулы и даже атома является случайным явлением, во всяком случае, не является необратимым процессом для указанного заглубления шахты. И действительно, при сжигании каменного угля счетчик радиоактивности «молчит» (но не всегда, а в 99% случаев).

Однако на глубинах 15 -20 км и более, под давлением слоев осадочных пород, которое может достигать 500 МПа, могут возникать очень существенные сдвиговые напряжения в каменноугольной породе. Межатомные связи атомов абиогенного углерода между собой при тесном взаимодействии атомов (прессовании) могут превратиться во внутриатомные: для этого один атом кубической структуры должен оказаться  в пределах другого. Это вызовет нарушение атомной структуры кубического углеродного атома, при котором возможен его атомный распад.

Каковы варианты этого процесса ? Из двух атомов углерода может образоваться 1 атом земного гелия и два атомных остатка, которые попарно с двумя другими атомами образуют еще 2 атома  2 Не4   и далее лавинообразно из 5-ти атомов углерода 5 атомов гелия, из 17 атомов углерода 22 атома гелия и так далее. Реальный атомный распад с выделением атомов земного гелия (квадруполя), характерным для радиоактивных юпитерианских элементов, описан в ([14], с.127-128).

Согласно другому варианту, из одного атома абиогенного углерода может образоваться  4 атома водорода и один атом солнечного гелия – центральный кубик, внутреннее «ядро» Солнечного углерода. В геологии известны многочисленные случаи выделения  из недр земной коры гелия, поступающего из трещин и разломов в литосфере.

Особенность поведения солнечного углерода в недрах  Земли, проявляющаяся на примере явлений горного удара, а также выделения гелия на очень больших глубинах, показывает ослабленность атомных структур солнечного синтеза по сравнению с юпитерианским.

Из синтезированных нашей родительской звездой химических элементов атомному распаду пока подверглись последние ряды 7-го периода [14], с. 231), в то время как на приведенных примерах поведения солнечного углерода выясняется возможность распада уже второго периода элементов солнечного синтеза. Это вполне объяснимо с точки зрения оценки возраста синтеза сравниваемых периодов элементов разных звезд: окончание синтеза 7-го периода на Юпитере датируется возрастом  3.35 млрд. лет, а окончание синтеза 2-го периода на Солнце датируется  возрастом  4.567 млрд. лет ([14], с. 219, 194).

Возраст событий таков, что состояние эфирной среды могло настолько измениться, что по сравнению с моментами синтеза вполне могло перестать в  современную эпоху обеспечивать прочность атомов в напряженных PVТ-условиях земных недр ([14], с. 231).

                               Список литературы.

1. Белов Н.В., Лебедев В.И.   Об источнике энергии геохимических процессов // Природа. 1975.  №  5. С. 11-20.
2. Виноградова М.Г.  Космические истоки абиогенного углерода и его производных // Изв. РГО. 2006. Т. 138. Вып. 4. С. 30-36.
3. Виноградова М.Г., Ходькова С.В., Шокин Ю.П.   К 90-летию А.Е. Ходькова // Сборник научных трудов. СПб.: Недра, 1999. 208 с.
4. Лебедев В.И.   Явление энергетической инверсии на Земле // Вестник ЛГУ. Сер. Геол., геогр. 1980. № 12. С. 26-36.
5. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. М.: Химия, 1981. 632 с.
6. Малиновский Ю.М., Флоренский П.В. О связи циклических астрономических явлений с колебаниями климата и ритмичностью осадочных толщ // Проблемы панетарной геологии. М.: Госгеолтехиздат, 1963. С. 122-128.
7. Сапрыкин Ф.Я., Кулачкова А.Ф.  Геохимия и металлогения горючих ископаемых. СПб.: Недра, 2003. 79 с.
8. Станцо В.В., Черненко М.Б. Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1- я, изд. 3-е. М.: Наука, 1983. 576 с.
9. Слейбо У., Персонс Т. Общая химия. М.: Мир, 1979. 551 с.
10. Ходьков А.Е., Виноградова М.Г. От атома водорода до Солнечной системы. СПб.: Недра, 1998. 192 с.
11. Ходьков А.Е. Энергетические факторы образования Земли и развития земных процессов // Общие закономерности геологических явлений. Л.: Из-во ЛГУ, 1965. С. 165-170.
12. Ходьков А.Е.   К познанию сущности физико-химических процессов. Деп. ОНИИТЭХИМ  №  635. хп-90. Черкассы, 1990. 105 с.
13. Ходьков А.Е.   Две проблемы теоретической геологии. Пермь: Уральское отд. РАН. Изд. дом «Веда», 1999. 231 с.
14. Ходьков А.Е., Виноградова М.Г.   Основы космогонии, о рождении миров, Солнца  Земли. СПб.: Недра, 2004. 336 с.
15. Цареградский В.А. К вопросу о деформациях  земной  коры // Проблемы планетарной геологии. М.: Госгеолтехиздат, 1963. С. 149-222.
16. Рысьев О.А. Шунгит – национальный камень России. СПб. СП «Минимакс». 1997. 79 с.
17. Виноградова М.Г., Сапрыкин Ф.Я. Роль космофизических факторов в формировании земной биосферы и появлении горючих ископаемых на нашей планете. www.shaping.ru /mku/article 65.asp.2004.7c.

UNKNOWN  FACTORS OF COSMIC NATURE OF FORMING OF COAL AS

LITHOSPHERE  MINERAL

M.G. Vinogradova

The brief contents

It is shown that secret essence of conduct of system “abiogenetic carbon – coal” consisted in stealthy and enough isolated it development in a line of others lithosphere processes,

could be in progress in sedimentation cover of  the Earth.

In his character as one factor it is observed the mechanism analogous to geochemical unloading of accumulated sunny energy by earthy ground on the stage of common metamorphism.

Peculiarities of structure and energetics of unstable atom’s bonds of abiogenetic carbon define an inexplicability of some phenomenons of conduct of coal, among them connecting with

unforeseen explosions in coal pits (such an acts in mines of Russian  Kuznetskiy coal-fields in 2007) and uncovering of gas Helium exuded out from earthy crust, as a product of atom’s dissolution.

Виноградова Мария Григорьевна,

Научный сотрудник научно-производственной фирмы «Водолей»

193315, Санкт-Петербург, Народная ул, д.58 кв.18. Тел/факс  447-3539.

Моб. № 911-229-6114.  e-mail qwefox@pochta.ru.

Член РГО с 1997 года, Петербургское отделение, билет № 4937.