1

 

 

 

 

 

Қазақстандық ғалымдар мұхитқа тұз қосуды ұсынды

 

 

Кіріспе
2

Карбонатты-боратты жүйе
4

Математикалық химия
17

Қазақстанға қош келдіңіздер
30

Жаһандық лайфхактар
33

Жердің тұзы
36

Талқылау
37

Пайымдау
42

Сілтемелер
51
   

 

 

 

 

 

 

 

2023 жылғы 8 қыркүйек

 

2

 

Кіріспе

 

            Жердегі көміртекті резервуарлардың көлемі


Жердегі көміртегі резервуарларының мөлшері Атмосфера 720 Гт Жер биосферасы 2000 Гт Қазба отындары 4130 Гт Мұхит 38400 Гт SALTCOM.ORG

Бұл диаграммадан көріп отырғанымыздай, көміртегі қорының көп бөлігі мұхиттың терең қабаттарында шоғырланған және олар бейорганикалық болып табылады. Еріген бейорганикалық көміртек (DIC) беткі қабатта атмосфералық СО-мен тез алмасады2, бойынша тепе-теңдікті сақтай отырып Генри заңына. Мұхит тереңдігінде иондар түріндегі көміртегі әлдеқайда көп – бұл айналымдағы көміртегінің ең үлкен резервуары, оның құрамында атмосферадағыдан 50 есе көп.

Мұхит жүйенің өзегі болып табылады көміртегі айналымының Жерлер

DIC-тің 99% -дан астамы екі ион түрінде болады: карбонат CO32– және бикарбонаттан HCO3–.

Төртінші форма болып табылады H2CO3 (көмір қышқылы), оның концентрациясы СО-ның сулы формаларына қарағанда әлдеқайда төмен (~ 0,3%).2. Көмір қышқылы бос сутегі ионына және бикарбонат ионына тез ыдырайды.

 

 

Бұл карбонатты қосылыстардың сутегі иондарымен тепе-теңдігі сызықты емес термодинамикалық байланысқан жүйе болып табылады және температура, қысым және сияқты факторларға байланысты. тұздылық теңіз суының.[4] [6] [8] [14]

Ерітілген бейорганикалық көміртегі DIC карбонатты минералдарға биологиялық немесе абиотикалық тұндыру арқылы қатты күйге айналуы мүмкін: CaCo3, MgCO3 және т.б. Теңіз суындағы карбонатты шөгінділердің негізгі өндірушілері бір жасушалы организмдер болып табылады, мысалы фораминифералар және кокколитофорлар. Әктас шөгінділері немесе фораминиферальды шөгінділер деп те аталады, дүниежүзілік мұхит түбінің шамамен 50%-ын алып жатқан карбонатты шөгінділер. [6] [13].

 

3

Тұңғиыққа қарап [1], [4], [5], [6], [8], [16], [17]

Starring to Abyss. Графиктер мен диаграммалар. Тұздылық, рН, СО2, температура, жалпы сілтілік және Caco еруі3 теңіз суында. Мұхиттағы галоклин, термоклин, лизоклин және карбонатты өтеу тереңдігі (CCD). SALTCOM.ORG

Айтарлықтай өзгеретін сипаттамаларға назар аудару керек: температуралар – термоклин, тұздылығы – галоклин және қышқылдық мәндері рН жер үсті суларында. Сондай-ақ лизоклин – карбонаттардың еруі мен шөгуі арасындағы тепе-теңдік шекарасы және карбонаттардың компенсация тереңдігі (CCD).

Планетарлық есептің шешімін табу үшін жаһандық жылынудың, осы сызықтық емес байланысқан жүйедегі қатынастарды түсіну және есептеу қажет. Тұздылықтың мыналарға әсерін сандық бағалау көміртекті секвестрлеу мұхиттың карбонатты-боратты жүйесіне негізделген ерімейтін формаларға.

 

4

Карбонатты-боратты жүйе

Теңіз суы аздап сілтілі, ал мұхит химиясы оның барлық элементтерінің заряд тепе-теңдігін және жалпы сілтілілігін сипаттайды, total alkalinity Карбонат және борат иондарын қамтитын ТА:

Бордың теңіз орталарында төмен концентрацияда болуына байланысты борат жүйесі карбонат жүйесіне қарағанда әлдеқайда аз рөл атқарады, бірақ оның үлесі елеусіз қалатындай аз емес.

Қалған компоненттердің әсері ([PO43–−], [HPO42–], [SiO(OH)3–], [HSO4–]) минималды және өлшеудің статистикалық қателігі шегінде болады. [18]

 
Борат иондары теңіз суындағы буферлік агенттер болып табылады. SALTCOM.ORG

Құрамында бірнеше түрлі иондары бар электролит ретінде теңіз суы табиғи болып табылады буферлік ерітіндімен. Буферлік жүйелер термодинамикалық конъюгацияланған және қышқыл (протон доноры) мен конъюгацияланған сілтінің (протон акцепторы), яғни Н протонының болуымен немесе болмауымен ерекшеленетін бөлшектердің қоспасы болып табылады+.

Кальцит КаКО болған кезде3 аса қаныққан ерітіндіден тұндырылған, еріген заттың артық немесе тапшылығы Ca2+ бастапқы және соңғы күйлердегі ТА айырмашылығына тең болуы керек.

Ерітіндіден CaCo бөлінуіне байланысты карбонатты сілтіліліктің төмендеуі3 ерітіндіде HCO иондарының пайда болуымен ішінара өтеледі3- тек борат компонентінің азаюына байланысты[8]. Бұл кальциттің биологиялық тұндыруының негізгі нүктесі.

 

 

 

5

Зерттеуде[7] негізгі мұхиттық көміртекті раковиналардың, біржасушалы планктондық фораминифералардың және олардың бағыныштыларының Globigerinina. кальцит қабықтарын тұндыру тәжірибелерінде ("тесттер" деп аталады) бордың кальцийге қатынасы (B/Ca) зерттелді. Бұл нәтижелер борат иондарының [B(OH)] екенін көрсетеді.4–] және карбонат [CO23–] кальцит торында бір орын үшін бәсекеге түсе алады. B / Ca температураға айтарлықтай тәуелділікке ие емес, бірақ жоғарылайды тұздылығы бойынша.

 

Кальцит сынамаларындағы В компонентінің пропорционалды емес жоғарылауы, тұздылықтың пропорционалды жоғарылауымен ежелгі мұхиттардың химиялық құрамын, олардың жалпы ион концентрациясының жоғарылауын немесе иондық күшке.

Сондай-ақ "тиімді концентрацияның" әсері немесе термодинамикалық белсенділіктің борат-карбонатты тұндырудың қозғаушы күштері болып табылатын иондар.

Планктондық фораминифералар теңіздегі "кальцит жаңбырының" негізгі құрамдас бөлігі және көміртегінің ең ірі раковиналары болып табылады. Бүгінде олар бентикалық түрлермен бірге мұхиттардағы карбонаттардың шөгуінің шамамен 25% -ын құрайды[23]. Олар қалқымалы болғандықтан, олардың өмірлік циклдері температура мен тұздылықпен анықталатын теңіз суының тығыздығына байланысты.

Мезозой дәуірінен бастап фораминифералар су және атмосфералық СО төмендеуінің қарқынды режимінде дамыды2 ондаған пайыздан бүгінгі 0,03...0,0417 пайызға дейін және көміртегінің орасан зор мөлшерін қатты бейорганикалық карбонатты минералдарға айналдырды. Атап айтқанда, олар бор дәуірінде жақсы жұмыс істеді (бор = КаКО3).

Түріндегі шөгінді карбонаттардың жалпы саны әктастың және доломит 60 миллион гигатоннадан астам, бұл мұхиттардағы, биосферадағы және қазба органикалық заттардағы көміртегінің мөлшерінен үш есе көп.

 

 

 6

"Тұздылықтан туындаған рН өзгерістерінің бентикалық фораминифераларға әсері" дақылдарын зертханалық зерттеуде[9] фораминифералардың тіршілік әрекеті ортаның тұздылық дәрежесіне байланысты зерттелді.

 

 

Бұл микроорганизмнің тіршілігі мен өлімінің графиктері бұл фораминифералардың тұздылығы 20 ‰-ден төмен және 25 ‰-де нашар ортада іс жүзінде өмір сүрмейтінін көрсетеді. Түсінікті болу үшін біз бұл мәндерді біріктірілген үшінші графиктен алып тастадық, бұл ең үлкен даму соңғы максималды мәндері 40 ‰ болатын жоғары тұздылықта болатынын көрсетеді. Бұл фораминифера пайда болған Үнді мұхитының түбінде тұздылығы төмен болғанына қарамастан. Экватордан Арктикалық ендіктерге дейінгі төменгі сулардың тұздылығы 34,7–34,8 ‰ құрайды.

 

Бұл жоғары тұздылыққа артықшылық фораминифералар үшін эволюциялық жады ғана емес, негізінен заңдарды тікелей сақтау болып табылады химиялық термодинамиканың. Тұздылықтың жоғарылауы ығысады химиялық тепе-теңдік білім беру бағытында жаңа қатты фазаның – кальций карбонаты, олардың қаңқа қабығының негіздері.

Барлық фораминифералар және кальцитті бекітетін басқа организмдердің көпшілігі биологиялық пайдаланады катализаторлар, ферменттер , сияқты карбоангидраза , ішкі ортаның рН деңгейін жоғарылатады (9,0 дейін)[11] теңіз суымен салыстырғанда (қазіргі рН 7,4–8,2 лизоклиннен жер бетіне дейін) Н протондарын белсенді айдау арқылы+.

Теңіз суының рН және тұздылығы дерлік сызықтық қатынасқа ие, сондықтан тұздылыққа артықшылық термодинамикалық потенциалдың пропорционалды өсуіне сәйкес келеді, немесе Гиббстің бос энергиясы, кальцинация үшін қолжетімді.

Бұл гетерогенді тепе-теңдік сипатталуы мүмкін сызықты емес теңдеулер жүйесімен, олардың мәндері құрайды тепе-теңдік константалары теңіз суының барлық жеке элементтерінің. Жүйенің барлық элементтерінің нақты термодинамикалық мәндерін және олардың өзара байланысын біле отырып, тұз-көміртек балансын есептеуге, теңдеулер жүйесінің шешімін (түбірін) табуға болады Ньютон әдісімен.

 

 7

Микроорганизмдер реакция кинетикасына әсер етеді, оны жеделдетеді. Олардың биологиялық катализаторлары химиялық реакциялардың активтену энергиясын немесе активтену тосқауылын төмендетеді, реакцияға қажетті энергия мөлшерін азайтады.

Ферменттерсіз CaCo тұндыру реакциясы3 теңіз суының жоғары температурасында, рН және тұздылығында болады. Мұхитта қатты карбонаттардың абиотикалық шөгуі үшін осындай табиғи жағдайлар бар. Мысалы, "әк суспензиясының" өздігінен төгілуі (ағарту немесе ағарту) Парсы шығанағында ыстық мезгілде, булану салдарынан жер үсті суларының тұздылығы 41-42 ‰-ге жеткенде пайда болады. Бұл ереже сонымен қатар кристалдану орталықтары болған кезде арагонит (кальцитке қарағанда тұрақты емес кальций карбонаты фазасы, бірдей CaCo формуласы бар) түзілетін Багам аралдарының және басқа таяз сулы карбонат зауыттарының шөгінділерімен расталады3) тұрақты негізде теңіз суынан тұнбаға түседі. [6]

The Bahama Banks. Багамдық банктер. Теңіз суынан 'ағартқыш' деп те аталатын 'әктас ұнтағының whitening' CaCO3 өздігінен тұндыруы. SALTCOM.ORG

 

 

Шөгіндіге өздігінен түсуі [22] CaCO3 жоғары болған кезде пайда болады қаныққанда теңіз суының кальций мен магний карбонаттарына қатынасы (7-ден 50 есеге дейін[6]), жоғары рН (жауын-шашынның басталу шегі рН 8,60 деңгейінде белгіленген) және жоғары тұздылық.

Әдетте жауын-шашын температураның жоғарылауынан туындайды, бірақ бұл тұздылық жоғарылаған жағдайда да болады. Мысалы, қыста солтүстік ендіктерде мұз қатқан кезде астындағы су қабаттарының тұздылығы күрт артуы мүмкін және термодинамика заңдары бойынша және Оствальд ережесіне, тұнба жәнекаит, кальций карбонатының ең тұрақсыз түрі. Дегенмен, оның жоғары болуына байланысты ерігіштігі ол тұнбаға түспейді.

Тұзданудың әсері ұқсас тұздауға (сондай-ақ тұздан туындаған тұндыру ретінде белгілі) иондық күштің жоғарылауының қосындысына байланысты және жалпы иондардың әсері.

 

Егер мұхит түбіндегі карбонатты шөгінділердің картасын, тұздылық картасын салыстыратын болсақ (спутниктік модельденген сурет (жер бетінің тұздылығы маусымдық түрде өзгереді)) ал тереңдік картасында біз жер бетінің тұздылығы мен шөгінділердің арасындағы корреляцияны көре аламыз. Лизоклиннен ~3,5 км төмен тереңдіктер (тереңдік картасындағы қою көк түс) қысым мен температураның CaCo еруіне әсерінен карбонаттардың жиналуын тежейді3.

Теңіз тауларының шыңдары құрлықтағы қар басқан шыңдарға ұқсас кальцит шөгінділерімен жабылған.

 

Мұхиттағы кальций карбонаты шөгінділерінің картасы. Тұздылық пен тереңдікті көрсетеді. SALTCOM.ORG

 

 

 8

Карбонаттардың түзілуі тұздылыққа тікелей байланысты. Мұхит суының 35 ‰ орташа тұздылығы да карбонаттардың жинақталуының орташа мәні болып табылады.

 

Тұздылықтың шамалы өзгеруі ±1‰-ге әкеледі карбонаттардың жинақталуының үлкен өзгерісі – арналған шама реті 5%-дан 50%-ға дейін.

Бұл он еселік қатынасты алғаш рет 1936 жылы Калифорния университетінің профессоры Паркер Траск ашқан, есептеген және жариялаған. "Тұздылықтың теңіз шөгінділеріндегі кальций карбонатының құрамымен байланысы" зерттеуінде[25]. ол және оның Скриппс Океанография институтындағы әріптестері мұхиттың көптеген бөліктеріндегі шөгінділердің 3000 сынамасынан алынған мәліметтерді қолдана отырып, ауқымды статистикалық зерттеу жүргізді, бұл бүкіл әлемді қанағаттанарлық түрде көрсетеді. Бұл мақалада тұздылық 34 ‰ және 20°C стандартты шарттарға қатысты температураның 1°C шамалы өзгерістерінің әсерімен салыстырғанда тұздылықтың 1‰ шамалы өзгерістерінің әсері берілген. Көптеген ғылыми экспедициялар деректерінің дәлдігі және олардың мінсіз математикалық өңделуі бұл зерттеуді бүгінгі күні де өзекті етеді. Зерттеу нәтижелері кестеде келтірілген.

 

 

Тұздылықтың 1 ‰ шамалы жоғарылауы карбонат иондарының жалпы концентрациясының 8,5%-ға айтарлықтай артуына әкеледі. Ал температураның 1 °C жоғарылауы карбонат иондарының мөлшерін 2,5%-ға азайтады. Сонымен қатар, тұздылықтың 1 ‰ жоғарылауы кальций карбонатының қанығу дәрежесіне Ω, 8,4%-ға айтарлықтай әсер етеді, бұл температураның әсерінен екі есе дерлік артады.

 

 9

Кальций мен борат иондарының мөлшері тұздылыққа пропорционалды түрде өзгереді және температураның жоғарылауына тәуелсіз. Тұздылық 2,9-ға артқан кезде %

((35-34)/34×100=2.9411), мазмұны [Ca2+] және [B(OH)4–] сондай-ақ 2,9%-ға өсті. Теңіз суының ΔS тұздылығының жоғарылауының әсерін көрсету үшін біз 1-кестенің соңғы бағанындағы деректерді тұздылықтың жоғарылауына қатысты қайта есептедік.

 

 

ΔS 34 → 35‰ немесе +2,9% Sr
ΔS% / 2,9% Sr қатынасы

Бос CO2 (ол [H] мәніне баламалы деп есептеледі2CO3])

0.996

-0.138

Көмір қышқылының бірінші айқын диссоциациялану константасы К1'

1.008

0.276

Көмірқышқыл газының екінші айқын диссоциациялану константасы К2'

1.047

1.62

Сутегі ионының концентрациясының (рН) кері байланысы

1.016

0.55

Негіздің артық болуы (сілтілік титрлеу), B (борат иондары)

1.029

1

Бикарбонат концентрациясы [HCO3–]

1.020

0.689

Карбонат концентрациясы [CO32–]

1.085

2.931

Кальций концентрациясы [Ca2+]

1.029

1

Кальций карбонатының суда ерігіштігінің айқын көбейтінді константасы К`CaCO3

1.030

1.034

Теңіз суының кальций карбонатымен қанығу дәрежесі, Ω

1.084

2.896

 

Бір қызығы, қанығу дәрежесі, Ω (CaCo термодинамикалық тенденциясының өлшемі3 тұнбаға түсу немесе еру), тұздылық қатынасына баламалы.

ΔΩ = ΔS / Sr = 8,4% / 2,9% = 2,9

Бұл карбонатты шөгінділердің тұздылық функциясы табиғатта квадраттық және қалыпты жағдайға жақын кейбір учаскелерде теңдеу сақталатынын білдіреді

ΔΩ = ΔS 2 or ΔS = √ΔΩ

Тепе-теңдікке өте жақын жағдайларда, шамамен 1,2-ге дейін, кальциттің өсу қарқыны өте төмен немесе нөлге тең. Параболалық тәуелділікті көрсететін және Ω < 1,72 кезінде спиральды өсу режимін болжайтын жылдамдық заңы. Ω > 1,72 болғанда жауын-шашын жылдамдығы артты экспоненциалды түрде, беткі эмбриондардың түзілу механизміне негізделген заңға сүйене отырып.[34]

Ω = [Ca2+] [CO32–] / Ksp

Тепе-теңдік жағдайында Ω = 1, көбейтінді ерігіштігі Кальций карбонатының (кальцит, арагонит) және магнийдің (магнезит, доломит) әрбір түрі үшін Ksp болып табылады тұрақты шамасы бойынша (сәйкес иондық күш пен температурада).

Барлық минералдар үшін Ksp мәндері белгілі, теориялық тұрғыдан термодинамикалық әдістермен есептеледі (ерігіштіктің "көрінетін" өнімі) және іс жүзінде табиғи жағдайда өлшенеді.

Ksp мен тұздылық арасындағы байланысты көрсету үшін біз әртүрлі көздерден алынған деректерді пайдаландық [33], [6] стандартты 25°C температурада әртүрлі тұздылық шкалаларымен.

 

        

 

 

 10

Теңіз суы сілтілі болғандықтан, құрамында негіздің артық мөлшері бар, оны Н сияқты әлсіз қышқылмен теңестіруге болады2CO3. Көмір қышқылын "сұйылтылған" емес, әлсіз деп атайды, өйткені ол суда ерігенде жартылай ғана диссоциацияланады. Бұл бөлшектік "сына боратымен" бірге (төменде қараңыз) теңіз суындағы оң және теріс зарядтардың буферлік балансын құрайды, олардың қосындысы нөлге тең.

"Теңіз суындағы СО2: тепе-теңдік, кинетика, изотоптар" кітабынан алынған ақ-қара диаграммалар, 2001, Ричард Зибе және Дитер Вольф-Гладроу.[3] Түсіміз - көк-жасыл (teal).

 

Консервіленген катиондардың аниондарға қарағанда шамалы артық заряды негізінен ТА – карбонат, бикарбонат және борат иондарына ең маңызды үлестерді білдіретін қосындымен теңестіріледі.

Жалпы сілтілік СО сіңіргенде немесе десорбцияланғанда тұрақты болып қалады2, бірақ тұздылықтың жоғарылауымен өзгереді.

35 ± 1 ‰ тұздылық диапазонында жалпы сілтілік ~ 0,13 ммоль/кг теңіз суына өзгереді.
 

Антропогендік CO2 DIC жоғарылауына әкеледі, бірақ заряд балансына әсер етпейтіндіктен ТА өзгермейді. CaCo білімі3 DIC және ТА екеуін де азайтады. Тұндырылған КаКО-ның әрбір мольі үшін3 бір моль көміртек және бір моль екі есе оң зарядталған Са иондары бар2+, бұл қатынаста DIC және TA төмендеуіне әкеледі 1:2. Нәтижесінде жүйе СО-ның жоғары деңгейлеріне ауысады2 және төменгі рН.[3]

CaCo шөгінділерінің түзілуі3 деп аталатындарда болады карбонатты зауыттарда, олардың қызметі теңіз карбонатты седиментологиясында жақсы зерттелген. [1] [12] [13]

 

 

 

 11

 

Бұл карбонат зауыттарының өнімділігі теңіз суының TA және рН деңгейіне тікелей байланысты, сондықтан антропогендік қышқылдану мұхит жүйенің тепе-теңдігін карбонаттардың еруіне қарай жылжытады.

Осы уақытқа дейін океанология бойынша барлық кітаптарда ол борат құрамдас бөлігінің міндетті түрде көрсетілуімен карбонатты жүйе деп аталды. Оны шын атымен атайтын кез келді: карбонат-борат жүйесі. Өйткені борат иондарының концентрациясы төмен болғанымен (орта есеппен 4,5 мг/л), олар карбонатты тұндыру реакциясын тудыратын жүйенің негізгі элементтері болып табылады.

Теңіз суындағы борат иондарының концентрациясы рН-ға тәуелді және оның жоғарылауымен жоғарылайды, термодинамикалық концепциямен байланысты тепе-теңдікті сақтайтын бекіткіш сына түрін құрайды еркіндік дәрежелерінің. Біз оны " деп атадықүшінші аяқтың әсерімен".

"Карбонатты шөгінділер және олардың диагенезі" еңбегінен алынған ақ-қара диаграмма, 1994, Робин Батерст, Ливерпуль университеті.[1] Пікірлеріміз түрлі-түсті.

 

Мұхиттың Карбонатты-Борат жүйесі және рН-ға байланысты ТА компоненттерінің өзгеруі. Ион Бораттың 'үшінші сатыдағы әсері'. Carbonat-Borate system of Ocean and variation TA components with pH. 'Third leg effect' of borat ion. SALTCOM.ORG

 

РН-ның 0,1 бірлікке төмендеуі шамалы болып көрінуі мүмкін, бірақ рН шкаласы логарифмдік болғандықтан, рН шкаласындағы әрбір бірлік қышқылдықтың он есе өзгеруін білдіреді. РН мәндері жер бетінен тереңдікке қарай тез төмендейді (Тұңғиықты мына жерден қараңыз 3 бетке) және 200 метр тереңдікте 7,5-тен аз болуы мүмкін. Бірақ бораттың жалпы концентрациясы [B (OH)4– ] + [B (OH)3] теңіз суында сақталған, яғни тұздылығына пропорционал.[21]

"Борат-сына" рН 8,6–да 10%-дан рН 7,8-де нөлге дейін тарылады, яғни мұхиттағы карбонат шөгінділерінің негізгі өндірушілері - жер асты суларында өз әсерін тигізеді.

рН = 8,6 - қаныққан ерітінділерден карбонаттардың өздігінен тұнбаға түсуінің шекті мәні[12] бір қызығы, бұл да бірінші диссоциация тұрақтысы бор қышқылы pKb = 8,6 қалыпты жағдайда 25 ° C және тұздылығы 35 ‰.[28]

 

 12

 

Мұхиттағы карбонат-борат жүйесі карбонаттардың шөгу жылдамдығын анықтайды. Оның теңіз суының қышқылдығы туралы теріс пікірі және тұздылығы туралы оң пікірі бар.

Ерітіндіден тұздарды, оның ішінде карбонаттарды, көмірқышқыл газының тұздарын тұндыру үшін ерітіндінің қаныққан болуы қажет. Теңіз суы CaCo-ға қатысты аса қаныққан болады3, иондық көбейтінді ерігіштік көбейтіндісінен Ksp немесе Ω >1 асқанда.

Мұхиттардың тереңдігінде су қанықпаған, ал жер үсті сулары айтарлықтай аса қаныққан күйде болады. Тропикалық аймақтарда кальциттің Ksp ерігіштігінің көбейтіндісі 7-8 еседен асады.

Бұл жағдайдың ерекше тұрақтылығының дәлелдері бар.[6]

 

 

Сонымен, Ляхин және т.б. (1968)[6] өздігінен тұндыру үшін CaCo екенін көрсетті3 теңіз суынан 50 есе артық қанықтыру қажет. Ерітінді кальций карбонатымен шамадан тыс қаныққан кезде, Оствальд ережесі қолданылады, оған сәйкес метастабильді компонент, яғни арагонит алдымен таза химиялық жолмен тұнбаға түседі, ал ерігіштік өніміне (Ксп) жеткеннен кейінарагонита = 10-8.22), кальцит тұнбасы (Ксп) тұнбаға түседікальцит = 10-8.35). Мысалы, Багам аралында қызып кету және булану салдарынан тұздылықтың жоғарылауы нәтижесінде тұнба, негізінен арагонит пайда болады, содан кейін ол біртіндеп баяу жүреді қайта кристалданады неғұрлым тұрақты кальцитте.

Жүйенің термодинамикалық тепе-теңдікке қарай қозғалысы ретінде карбонаттардың қайта кристалдануы мүмкін, себебі еру және шөгу реакциялары қайтымды және оларға көптеген басқа теңіз суының иондары әсер етеді: Mg2+, К+, Sr2+, H2BO3–, SO42– және т.б., олар қалыптасады иондық жұптар бір–бірімен, сондай-ақ олардың жалпы концентрациясының ауытқуы - ерітіндінің иондық күші. Мысалы, кальций катиондарының ассоциациялану реакциялары Ca2+ және магний Mg2+ олар тек СО карбонатты аниондарымен ғана емес жүреді32– және HCO3–, сонымен қатар сульфат иондарымен: Ca2+ + SO42– = CaSO40 және Mg2+ + SO42- = MgSO40

Кальций және магний сульфаттары теңіз суында жанасатын және еріткішпен ортақ иондық булар түрінде де болады.

Теңіз суының кальций карбонатымен аса қанығуының жоғары тұрақтылығы карбонат-борат жүйесінің күрделілігіне, көп сатылы және қозғалғыштығына, ерітіндіде көптеген бөгде иондардың болуына байланысты, бұл Ca иондарының жақындауы мен бағдарлануын қиындатады.2+ және CO32–, қатты фазалық ядролардың түзілуіне қажетті. Кешенделу процестері СО-ның 90%-дан астамының болуын анықтайды32– Mg бар иондық жұптарда2+ және Na+ және шамамен 9% Са2+ СО-мен иондық жұптарда42– және СҒҚ3–, нәтижесінде компоненттердің белсенділігі Са2+ және CO32– ерітіндіде ол айтарлықтай төмендейді.

 

 13

Кез келген тұздың ерігіштік көбейтіндісінің тұрақтысының өзіндік мәні болады, мысалы, Ksp(CaMg(CO3)2 доломит, басқа теңіз тұздарының тұрақтыларымен байланысқан: Кsp(MgSO4) магний сульфаты, Кsp(CaSO4) гипс, Ksp(SrCO3) стронцианит және т.б., және олардың иондық кешендерімен.

Теңіз суының сызықты емес байланысқан элементтерінің жүйесі табиғатта электрлік болып табылады. Жеке иондар мен кешендердің белсенділігі иондық күшке, ерітіндідегі электр өрісінің кернеулігін көрсететін шамаға байланысты:

 

қайда I көбейтінділер қосындысының жартысына тең молярлық концентрациясының ci әрбір ионның (M, моль/Л) және оның квадратының зарядтың zi. Қосынды ерітіндідегі барлық иондар бойынша алынады. Шаршының кесірінен zi көп валентті иондар (Mg2+, Ca2+) иондық күшке ерекше үлкен үлес қосады.

Бұл теңдеудегі квадраттылық келесіден шығады кулон заңының, соған сәйкес екі нүктелік зарядтың әсерлесу күші олардың шамасына пропорционал және олардың арасындағы қашықтықтың квадратына кері пропорционал. Дегенмен, су молекулалары диэлектрик ретінде иондық жұптардың, үштіктердің және бұлттардың кулондық әрекеттесуін әлсіретеді. Бұл иондық бұлттар орталық ионның зарядын қорғайды, бұл белсенділікті иондардың "тиімді концентрациясы" ретінде енгізудің себебі болып табылады.

Иондық күштің типтік мәндері:

ауыз су және жер асты сулары I = 0,001 – 0,02 М,

теңіз суы I = 0,67 – 0,71 м.

Теңіз суы айтарлықтай иондық күші бар ерітінді ретінде идеалдан үлкен ауытқуларға ие, олар сипатталады Дебай-Гюккель теориясымен. Бұл теория береді теңдеулер, жеке өлшемсіз коэффициентті қолданатын белсенділік γi, оны концентрацияның, температураның және функциясы ретінде есептеуге болады диэлектрлік еріткіштің өткізгіштігі. Бұл теорияның негізгі теңдеуі (Дебай–Гюккелдің шекті заңы) ионның белсенділік коэффициенті арасындағы байланысты көрсетеді zi және ерітіндінің иондық күшімен, I, сұйылтылған ерітінділерде түрінде:

 

Бірінші тәсіл
I ≤ 0,01М

A ≈ 0,51 суда 25 °C температурада

Екінші

тәсіл
I ≤ 0,1М

- орташа тиімді

ионның диаметрі,

B - иондық радиустың параметрі

бұлттар

Үшінші

тәсіл
I ≤ 2 М

 

C - параметр ескереді

молекулалардың поляризациясы

 

қайда γ - белсенділік коэффициенті, A - ионның зарядына және ерітіндінің иондық күшіне тәуелсіз, бірақ тәуелді тұрақты шама диэлектрлік өтімділік еріткіштің және температураның.

Классикалық Дебай-Гюккель теориясы сұйылтылған электролиттердегі иондық күштің өте төмен мәндерінде ғана қолданылады. Сондықтан табиғатта жиі кездесетін иондық күші жоғары ерітінділер үшін кеңейтімдер әзірленді. Теорияның негізгі кеңейтімдері болып табылады Дэвис теңдеуі (i ≤ 0,5 М үшін, теңіз суы үшін қолайсыз) және біздің мақсаттарымыз үшін қолайлы екі кеңейтім: иондардың спецификалық әрекеттесу теориясы (SIT теориясы) және Питцер теңдеулері.

Питцер теңдеулерінде SIT теңдеулеріне қарағанда көбірек параметрлер бар. Осының арқасында Питцер теңдеулері орташа белсенділік коэффициенті деректерін дәлірек модельдеуді қамтамасыз етеді және тепе-теңдік константаларында. Питцер теңдеулері қатаң термодинамикаға негізделген.[26][27] SIT теориясының тәсілдері қарама-қарсы зарядталған иондар арасындағы жұптық әрекеттесулерге негізделгенімен, Питцер тәсілі үш ионның өзара әрекеттесуіне де мүмкіндік береді. Питцер параметрлерін анықтау көп еңбекті қажет етеді, бірақ бұл нәтижелердің дәлдігімен және олардың нақты жағдайларға сәйкестігімен негізделген, өйткені ол практикалық өлшемдердің көптеген деректеріне негізделген.

 

 14

Иондардың i-ші түрінің орташа белсенділік коэффициенті үшін аздаған жеңілдетулері бар Питцер теңдеулерін былай жазуға болады

қайда

үшін Дебай-Гюккель коэффициенті болып табылады осмостық функцияның, 298,15 К немесе 25 кезінде 0,3921-ге тең °C;

 b = 1.2 - Питцер моделінің параметрі; mj, mk - иондардың молярлығы тұз фоны, индексі j фондық катиондарға жатады, индексі k - аниондарға қарай; NK - фондық катиондар типтерінің саны; NA - фондық аниондар типтерінің саны; N - фондық электролиттерді құрайтын ион түрлерінің жалпы саны;

Иондық күш бірліктермен өрнектеледі молальдылықтар мл (моль/кг), температураға термодинамикалық тәуелсіз. zl - l-текті иондардың заряды (в атомдық бірліктерде);

and - i-ші түрдің l-ші ионмен әрекеттесу параметрлері;

α = 2 - Питцер моделінің тұрақты параметрі;

иондардың j-ші және k-ші типтерінің әрекеттесу параметрі болып табылады.

Егер әрекеттесуші заттар зарядталмаған болса, онда

иондық күштің жоғары мәндерінде оның шекті формасы болып табылады Сеченов теңдеуі.

 

Теңіз суында еріген барлық тұздардың белсенділік теңдеулері және судың белсенділігі, сондай-ақ олардың жылулық және көлемдік қасиеттері ерітінділердің артық Гиббс энергиясы үшін бір өрнектен алынады. Теңдеулерде екі түрдегі параметрлер жиыны бар: жеке электролиттері бар "таза" ерітінділер (мысалы, NaCL, MgSO4); және мәндері жалпы ионы бар екі түрлі электролиттерді (NaCL және Na) қамтитын өлшемдер негізінде анықталатын "қоспа" параметрлері2SO4).

Теңіз суы сияқты күрделі жүйені шешу үшін деректер пайдаланылады: γ гамма белсенділігі, айқын молярлық энтальпиялар мен жылу сыйымдылықтары, айқын молярлық көлемдер мен сығылғыштық, барлық теңіз тұздарының ерігіштігі және тепе-теңдік парциалды қысымы CO2.

Біз теңіз суында негізгі иондары (99,9%) бар үлгіні жасадық: Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Cl –, SO42–, H2BO3–, Br–, F –, HCO3–, CO32–, OH – және H +.

Осы негізгі иондар үшін Питцер параметрінің матрицасы маңызды: катион-аниондық әрекеттесулердің 38 жиынтығы және заряд түрі бірдей және заряд түрі қарама-қарсы екі түрлі иондардың өзара әрекеттесуін білдіретін потенциалды 210 үштік немесе "аралас" параметрлер.

 

15

Теңіз суындағы негізгі иондардың өзара әрекеттесуінің жеңілдетілген моделі

 

Әрекеттер әрбір ион мен кешен үшін жеке есептеледі,

гамма γ қарапайымдылық үшін индекстерсіз ұсынылған.

 
Simplified model of the interaction of major ions in seawater. Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Cl –, SO42–, H2BO3–, Br–, F –, HCO3–, CO32–, OH – and H + System of 65 equations with unknowns. Math Chem. SALTCOM.ORG     судың иондану тұрақтысы
  көмір қышқылының бірінші диссоциациялану константасы
көмірқышқыл газының диссоциациясының екінші константасы
  диссоциация тұрақтысы немесе
  қатты фазамен тепе-теңдікте болатын иондық кешеннің тұрақтысы
  dissociation constant of
dissociation constant of
диссоциация тұрақтысы
қатты фазамен тепе-теңдікте болатын иондық кешеннің тұрақтысы
диссоциация тұрақтысы  

Белгісіздері бар 65 теңдеулер жүйесі,

олардың 11-і негізгі болып табылады, қалғандары маңыздылығы азырақ, алайда, Na сияқты бейтарап иондар+, Cl –, елеулі үлес қосады иондық күштің шамасына, бұл олардың жоғары концентрациясына байланысты.

  бор қышқылының диссоциациялану константасы
   
парциалды қысым коэффициенті CO2
 
 

 

16

 

Әрбір элементтің белсенділігін есептеу кезінде иондық күштің мәнін білу қажет, бірақ оның нақты мәнін теңдеулердің бүкіл жүйесі шешілгеннен кейін ғана алуға болады. Себеп-салдарлық байланыстардың бұл шеңберін қалай бұзуға болады?

Ол үшін қолданылады итерациялық әдіс немесе дәйекті жуықтау әдісі. Барлық сызықтық емес теңдеулердің бір реттік шешімін қолдану арқылы табуға болады Ньютон әдісінің, функциялардың қалдықтары мен массивін қолданады ішінара туындылардың әрбір функцияның "негізгі белгісіздер" жиынына қатысты.

Гетерогенді тепе-теңдік теңіз суында ол бөлшектердің мольдері үшін теңдеулерді алмастыру арқылы алынатын теңдеулер жүйесімен сипатталады. массалардың әсер ету теңдеулерінің, жылы молярлық және заряд балансының теңдеулері.

Тепе-теңдік қанағаттандырылған кезде барлық тепе-теңдік функциялары нөлге тең болады. Функцияның нөлдері Ньютон әдісімен табылады, оның көмегімен әрбір функция әрбір негізгі белгісізге қатысты дифференциалданып, қалыптасады Якоби матрицасына.

Пайдалана отырып термодинамикалық мәліметтер базасы теңіз суынан алынатын барлық заттар үшін жеке заттардың термодинамикалық қасиеттерінің сандық мәндері, мысалы энтропия S (Дж/К×моль), энтальпия H (КДж/моль), жылу сыйымдылығы Cp (Дж/К×моль), өзгеріс Гиббс энергиясы ΔG (Дж/моль) және журналды есептеу10(Kp) тұрақтының ондық логарифмінің тепе-теңдік диссоциация реакциялары теңіз суындағы барлық иондардың әрекеттесуін есептеуге және карбонатты минералдардың ерігіштігі мен тұнбасына тұздылықтың әсерін сандық бағалауға мүмкіндік береді.

Бұл теңдеулер жүйесін MATLAB немесе Wolfram Mathematica және басқалары сияқты көптеген математикалық бағдарламалық жасақтама пакеттерінде, тіпті MS Excel электрондық кестесінде, сондай-ақ термодинамикалық есептеулер бағдарламасында шешуге болады Thermo-Calc. Сондай-ақ ерітінділердегі тепе-теңдікті есептеуге арналған арнайы бағдарламалық құрал бар: MINTEQA2, ChemEQL, Geochemist's Workbench (ГВБ) және PHREEQC.

Біз термодинамикалық дерекқорларды, геохимиялық модельдеу құралдарын және ең бастысы, өте тұзды ерітінділерді (теңіз суы) есептеу үшін арнайы Питцер ионының әрекеттесуінің су үлгісін (pitzer.dat дерекқоры) қамтитын танымал бағдарламалық құрал пакеті PHREEQC бағдарламасында есептеулер жүргіздік. . PHREEQC көптеген ғылыми есептеулерде, инженерлік мәселелерде, сумен жабдықтауда, экологияда және т.б. халықаралық стандарттарды белгілейді.

Ерітінділердегі карбонаттардың нақты сандық тепе-теңдігін білу, мысалы, суды тазарту кезінде қажет, өйткені кальций мен магний карбонатының минералдары белгілі бір жағдайларда құбырлар мен өнеркәсіптік машиналарда қақ (скалант) ретінде шөгуі мүмкін, ал судың сілтілігінің шамадан тыс төмендеуі, қышқылдану, сол құбырлардың коррозиясына әкелуі мүмкін.

Кальций карбонаттарының еруі/шөгуінің тепе-теңдігі анықтайды Қанықтылық индексі, Saturation index SI, ол өлшенген рН мәні арасындағы айырмашылықпен анықталадыactual судың және есептелген рН мәнініңs судың, егер ол CaCo-мен тепе-теңдікте болса3 кальций иондары мен бикарбонат иондарының бар концентрацияларында.

   

SI = pHactual – pHs, және pHs = f (T) + f (TDS) – f(Ca) – f(TA),

 

мұндағы температура функциясы f(T) = -13,12 log10 (° C + 273) + 34,55, функциясы TDS су = (журнал10[TDS] – 1)/10 иондық күшке түзетуді білдіреді және кестелік мәнді, коэффициентті пайдалана отырып анықталады судың кальцийлі кермектігі, f(Ca) = log10[Ca2+], және жалпы сілтіліліктің өлшенген мәнінің коэффициенті, ТА, моль/кг суда.

Қанықтылық индексі, мысалы, сумен жабдықтау жүйелеріндегі шөгінділерді бақылау үшін кеңінен қолданылады. Егер SI > 0 болса, онда су CaCo3-пен қаныққан, масштаб пайда болады.

Егер SI < 0 болса, су қанықпаған, коррозияға ұшыраған және құрамында еріген қатты карбонаттар бар.

  

 

  

Қанығу индексі минералдың еріген иондарының химиялық белсенділігін (иондық белсенділіктің көбейтіндісі, иондық белсенділік өнімі, IAP) олардың ерігіштігінің көбейтіндісімен (Ксп) салыстыру арқылы есептеледі. Теңдеу түрінде,

SI = log (IAP/Ksp).

  

SI тек CaCo3 тұндыруының сапалық көрсеткіші болып табылады, ол еру және тұндыру процестерінің бағыты мен қарқындылығын көрсетеді. CaCo3-пен тепе-теңдікке жету үшін тұндырылуы немесе судан ерітілуі қажет кальций карбонатының сандық көрсеткіші кальций карбонатының тұндыру потенциалы, кальций карбонатының жауын-шашын потенциалы, CCPP болып табылады.

CCPP табу үшін PHREEQC бағдарламасы шектеулерді ескере отырып, су фазасымен тепе-теңдікте болатын теңіз суындағы барлық таза фазаларды қайталап пайдалануға мүмкіндік береді Гиббс фазаларының ережелері. Бұл тепе-теңдік гетерогенді теңдеулерді қолдану арқылы табылады бұқараның әрекеттері және "фазалық жинақ", "фазалық жинақ" деп аталады.
 
 

 

 

17

Математикалық химия

 

Орта құрамды негізге ала отырып теңіз суының орташа тұздылығы 35‰, біз барлық мәндердің пайыздық өзгерісін пропорционалды түрде есептедік

34 ‰ және 36 ‰ үшін. Деректер моль/кг су бірлігінде берілген. Теңіз суының 0,1% -дан аз басқа компоненттерін елемеуге болады.

 

Salinity
  
34
Salinity
  
35
Salinity
  
36
 
 
 
Temperature
 
25
Temperature
 
25
Temperature
 
25
pH
 
8.0
pH
 
8.1
pH
 
8.2
Alkalinity
 
0.00223
Alkalinity
 
0.0023
Alkalinity
 
0.00237
B
 
0.000403764
B
 
0.000416
B
 
0.000427885
Br
 
0.000819176
Br
 
0.000844
Br
 
0.000886811
Ca
 
0.009997058
Ca
 
0.0103
Ca
 
0.010594285
Cl
 
0.529941176
Cl
 
0.546
Cl
 
0.561599999
F
 
0.000066000
F
 
0.000068
F
 
0.000069942
K
 
0.009900000
K
 
0.0102
K
 
0.010491429
Mg
 
0.051247058
Mg
 
0.0528
Mg
 
0.054308571
Na
 
0.481411764
Na
 
0.496
Na
 
0.510171428
S(6)
  
0.027370588
S(6)
  
0.0282
S(6)
  
0.029005714
Sr
 
0.000088323
Sr
 
0.000091
Sr
 
0.000093599
                 
 
 
 
EQUILIBRIUM_PHASES
           
   
CO2(gas)
  -3.4      
CO2(gas)
   -3.4
Calcite
  -7.0      
Calcite
   -7.0
   
Логарифмдік парциалды қысымы -3,4 (411 ppm, миллионға бөлшектер) атмосфералық СО2 (газ) тепе-теңдігі.
                 
Жер бетіне жақын жерде 7 есе жоғары қанығуды ескере отырып, қатты фазалы кальцитпен тепе-теңдік.
 
 
 

 

 
 

 

18

Бастапқы ерітінділерді шешудің басталуы.

 

---Description of solution---Salinity 34---
   ---Description of solution---Salinity 36---
           
pH
=
8.0
  
pH
=
8.2
Density (g/cmВі)
=
1.02231
  
Density (g/cmВі)
=
1.02314
Volume (L)
=
1.01216
  
Volume (L)
=
1.01274
Activity of water
=
0.982
  
Activity of water
=
0.981
Ionic strength (mol/kgw)
=
6.894e-01
  
Ionic strength (mol/kgw)
=
7.166e-01
Total CO2 (mol/kg)
=
2.073e-03
  
Total CO2 (mol/kg)
=
2.092e-03
Electrical balance (eq)
=
2.625e-02
  
Electrical balance (eq)
=
1.610e-05
Osmotic coefficient
=
0.90276
  
Osmotic coefficient
=
0.90352
Iterations
=
15
  
Iterations
=
16
Gamma iterations
=
4
  
Gamma iterations
=
4
 
       

26 түрдің таралуы, олардың молярлығы, белсенділігі, гамма логарифмі және молярлық көлемі есептелді. Дерекқордағы фтордың F концентрациясы нөлге теңестірілген. Қосымша есептеулер осы элементті есепке алмай жүргізілді.

Содан кейін есептелді: қанығу көрсеткіштері, SI, 53 байланысқан фазалар үшін, олардың иондық белсенділік өнімдерінің логарифмдері, IAP және стандартты жағдайларда 25°C және 1 атмосферада тепе-теңдік константасының K логарифмі. Есептеулердің нәтижелері аралық модельдік матрицада сақталды, ол мұнда қысқаша көрсетілмеген, бірақ оның негізінде пакеттік реакциялардың кейінгі есептеулері жүргізілді. рН зарядтарының тепе-теңдігі және оны тотықсыздану тепе-теңдігіне (тотықсыздану тепе-теңдігі) pe келтіру.

 

--------Description of solution---Salinity 34---
   --------Description of solution---Salinity 36---
           
Charge balance pH
=
4.426
  
Charge balance pH
=
4.389
Adjusted to redox equilibrium pe
=
 8.451  
Adjusted to redox equilibrium pe
=
 8.451  
Density (g/cmВі)
=
1.02217
  
Density (g/cmВі)
=
1.02139
Volume (L)
=
1.01215
  
Volume (L)
=
1.01432
Activity of water
=
0.982
  
Activity of water
=
0.981
Ionic strength (mol/kgw)
=
6.861e-01
  
Ionic strength (mol/kgw)
=
7.132e-01
Total CO2 (mol/kg)
=
1.248e-05
  
Total CO2 (mol/kg)
=
1.094e-05
Electrical balance (eq)
=
2.625e-02
  
Electrical balance (eq)
=
1.610e-05
Osmotic coefficient
=
0.90305
  
Osmotic coefficient
=
0.90446
Iterations
=
8
  
Iterations
=
9
Gamma iterations
=
2
  
Gamma iterations
=
2

 
 
 

 

19

 

---------Distribution of species------Salinity 34------------   ---------Distribution of species-------Salinity 36-----------
     
Log
mole V
        
Log
mole V
 
Species
  
Molality
Activity
Gamma
cmВі/mol
    
Species
  
Molality
Activity
Gamma
cmВі/mol
     
       
  H+  
4.636e-05
3.750e-05
-0.092
0.00
     H+  
5.064e-05
4.081e-05
-0.094
0.00
  OH-  
5.007e-10
2.650e-10
-0.276
-2.61
     OH-  
6.765e-10
3.531e-10
-0.282
-2.37
  H2O  
5.551e+01
9.821e-01
0.000
18.07
     H2O  
5.551e+01
9.815e-01
0.000
18.09
B 
4.038e-04
  B 
4.279e-04
  B(OH)3  
4.037e-04
4.045e-04
0.001
39.23
     B(OH)3  
4.279e-04
4.310e-04
0.003
39.59
  B(OH)4-  
1.398e-08
6.109e-09
-0.359
(0)
     B(OH)4-  
1.392e-08
5.979e-09
-0.367
(0)
  MgB(OH)4+  
2.865e-09
1.938e-09
-0.170
(0)
     MgB(OH)4+  
2.977e-09
1.995e-09
-0.174
(0)
  CaB(OH)4+  
8.378e-10
5.432e-10
-0.188
(0)
     CaB(OH)4+  
8.688e-10
5.568e-10
-0.193
(0)
  B3O3(OH)4-  
1.468e-13
5.424e-14
-0.432
(0)
     B3O3(OH)4-  
1.636e-13
6.040e-14
-0.433
(0)
  B4O5(OH)4-2  
3.276e-20
1.476e-21
-1.346
(0)
     B4O5(OH)4-2  
3.784e-20
1.610e-21
-1.371
(0)
Br 
8.192e-04
  Br 
8.868e-04
  Br-  
8.192e-04
5.322e-04
-0.187
25.24
     Br-  
8.868e-04
5.753e-04
-0.188
25.47
C(4) 
1.248e-05
  C(4) 
1.094e-05
  CO2  
1.222e-05
1.355e-05
0.045
34.43
     CO2  
1.071e-05
1.190e-05
0.046
34.68
  HCO3-  
2.649e-07
1.616e-07
-0.215
26.63
     HCO3-  
2.295e-07
1.377e-07
-0.222
26.98
  CO3-2  
2.245e-12
1.973e-13
-1.056
-0.36
     CO3-2  
2.051e-12
1.697e-13
-1.082
0.17
  MgCO3  
2.117e-12
2.117e-12
0.000
-17.09
     MgCO3  
2.059e-12
2.059e-12
0.000
-17.09
Ca 
8.852e-03
  Ca 
8.852e-03
  Ca+2  
8.852e-03
1.991e-03
-0.648
-16.69
     Ca+2  
9.375e-03
2.085e-03
-0.653
-16.56
  CaB(OH)4+  
8.378e-10
5.432e-10
-0.188
(0)
     CaB(OH)4+  
8.688e-10
5.568e-10
-0.193
(0)
Cl 
5.299e-01
  Cl 
5.616e-01
  Cl-  
5.299e-01
3.327e-01
-0.202
18.80
     Cl-  
5.616e-01
3.515e-01
-0.204
18.95
K 
9.900e-03
  K 
1.049e-02
  K+  
9.900e-03
6.483e-03
-0.184
9.67
     K+  
1.049e-02
6.836e-03
-0.186
9.83
Mg 
5.125e-02
  Mg 
5.431e-02
  Mg+2  
5.125e-02
1.266e-02
-0.607
-20.40
     Mg+2  
5.431e-02
1.332e-02
-0.610
-20.51
  MgB(OH)4+  
2.865e-09
1.938e-09
-0.170
(0)
     MgB(OH)4+  
2.977e-09
1.995e-09
-0.174
(0)
  MgOH+  
5.325e-10
5.146e-10
-0.015
(0)
     MgOH+  
7.901e-10
7.637e-10
-0.015
(0)
  MgCO3  
2.117e-12
2.117e-12
0.000
-17.09
     MgCO3  
2.059e-12
2.059e-12
0.000
-17.09
Na 
4.814e-01
  Na 
4.824e-01
  Na+  
4.814e-01
3.406e-01
-0.150
-0.50
     Na+  
4.824e-01
3.406e-01
-0.151
-0.27
S(6) 
2.737e-02
         S(6) 
2.901e-02
      
  SO4-2  
2.736e-02
2.426e-03
-1.052
18.40
     SO4-2  
2.899e-02
2.470e-03
-1.069
18.91
  HSO4-  
1.351e-05
8.667e-06
-0.193
40.97
     HSO4-  
1.738e-05
1.105e-05
-0.197
41.31
Sr 
8.832e-05
         Sr 
9.360e-05
      
  Sr+2  
8.832e-05
1.955e-05
-0.655
-16.53
     Sr+2  
9.360e-05
2.055e-05
-0.658
-16.57
 
 

 

 20

 

   
-----------------Saturation indices----------Salinity 34----------		      
-----------------Saturation indices----------Salinity 36----------
   
         
   
  Phase
SI
log IAP
log K
  (25 С, 1 атм)     Phase
SI
log IAP
log K
   
   
         
   
  Anhydrite
-1.06
-5.32
-4.25
   CaSO4     Anhydrite
-0.97
-5.29
-4.32
   CaSO4
  Aragonite
-7.19
-15.41
-8.22
   CaCO3     Aragonite
-7.20
-15.45
-8.25
   CaCO3
  Arcanite
-5.11
-6.99
-1.88
   K2SO4     Arcanite
-5.12
-6.94
-1.82
   K2SO4
  Artinite
-17.01
2.65
19.66
   Mg2CO3(OH)2:3H2O     Artinite
-16.77
2.51
19.28
   Mg2CO3(OH)2:3H2O
  Bischofite
-7.49
-2.90
4.59
   MgCl2:6H2O     Bischofite
-7.36
-2.83
4.53
   MgCl2:6H2O
  Bloedite
-5.75
-8.09
-2.35
   Na2Mg(SO4)2:4H2O     Bloedite
-5.71
-8.06
-2.35
   Na2Mg(SO4)2:4H2O
  Borax
-18.16
-5.70
12.46
   Na2(B4O5(OH)4):8H2O     Borax
-18.12
-5.66
12.46
   Na2(B4O5(OH)4):8H2O
  Boric_acid,s
-3.36
-3.39
-0.03
   B(OH)3     Boric_acid,s
-3.34
-3.37
-0.03
   B(OH)3
  Brucite
-10.17
-21.05
-10.88
   Mg(OH)2     Brucite
-9.96
-20.78
-10.82
   Mg(OH)2
  Burkeite
-19.97
-20.74
-0.77
   Na6CO3(SO4)2     Burkeite
-20.02
-20.79
-0.77
   Na6CO3(SO4)2
  Calcite
-7.00
-15.41
-8.41
   CaCO3     Calcite
-7.00
-15.45
-8.45
   CaCO3
  Carnallite
-9.99
-5.57
4.42
   KMgCl3:6H2O     Carnallite
-9.89
-5.45
4.44
   KMgCl3:6H2O
  Celestite
-0.67
-7.32
-6.66
   SrSO4     Celestite
-0.61
-7.29
-6.69
   SrSO4
  CO2(g)
-3.40
-4.87
-1.47
   CO2 Pressure 0.0 atm, phi 1.000     CO2(g)
-3.40
-4.92
-1.52
   CO2 Pressure 0.0 atm, phi 1.000
  Dolomite
-12.92
-30.01
-17.09
   CaMg(CO3)2     Dolomite
-12.88
-30.01
-17.22
   CaMg(CO3)2
  Epsomite
-2.72
-4.57
-1.85
   MgSO4:7H2O     Epsomite
-2.73
-4.54
-1.81
   MgSO4:7H2O
  Gaylussite
-19.66
-29.09
-9.42
   CaNa2(CO3)2:5H2O     Gaylussite
-19.78
-29.20
-9.42
   CaNa2(CO3)2:5H2O
  Glaserite
-8.46
-12.26
-3.80
   NaK3(SO4)2     Glaserite
-8.45
-12.18
-3.73
   NaK3(SO4)2
  Glauberite
-3.52
-8.87
-5.35
   Na2Ca(SO4)2     Glauberite
-3.43
-8.83
-5.40
   Na2Ca(SO4)2
  Goergeyite
-4.21
-33.58
-29.37
   K2Ca5(SO4)6H2O     Goergeyite
-4.25
-33.39
-29.13
   K2Ca5(SO4)6H2O
  Gypsum
-0.73
-5.33
-4.60
   CaSO4:2H2O     Gypsum
-0.70
-5.30
-4.61
   CaSO4:2H2O
  H2O(g)
-1.51
-0.01
1.50
   H2O     H2O(g)
-1.38
-0.01
1.38
   H2O
  Halite
-2.53
-0.95
1.58
   NaCl     Halite
-2.51
-0.92
1.59
   NaCl
  Hexahydrite
-2.99
-4.56
-1.57
   MgSO4:6H2O     Hexahydrite
-2.95
-4.53
-1.58
   MgSO4:6H2O
  Huntite
-28.10
-17.86
10.24
   CaMg3(CO3)4     Huntite
-27.90
-18.20
9.71
   CaMg3(CO3)4
  K2B4O7:4H2O
-23.00
-9.09
13.91
   K2B4O7:4H2O     K2B4O7:4H2O
-22.91
-9.01
13.91
   K2B4O7:4H2O
  Kainite
-7.01
-7.20
-0.19
   KMgClSO4:3H2O     Kainite
-6.93
-7.13
-0.19
   KMgClSO4:3H2O
  Kalicinite
-9.38
-19.32
-9.94
   KHCO3     Kalicinite
-9.38
-19.32
-9.94
   KHCO3
  KB5O8:4H2O
-19.38
-14.70
4.67
   KB5O8:4H2O     KB5O8:4H2O
-19.25
-14.58
4.67
   KB5O8:4H2O
  Kieserite
-4.25
-4.52
-0.27
   MgSO4:H2O     Kieserite
-4.13
-4.49
-0.36
   MgSO4:H2O
  Labile_S
-6.76
-12.43
-5.67
   Na4Ca(SO4)3:2H2O     Labile_S
-6.72
-12.39
-5.67
   Na4Ca(SO4)3:2H2O
  Leonhardite
-3.66
-4.54
-0.89
   MgSO4:4H2O     Leonhardite
-3.63
-4.52
-0.89
   MgSO4:4H2O
  Leonite
-7.56
-11.54
-3.98
   K2Mg(SO4)2:4H2O     Leonite
-7.47
-11.45
-3.98
   K2Mg(SO4)2:4H2O
  Magnesite
-6.77
-14.60
-7.83
   MgCO3     Magnesite
-6.79
-14.65
-7.85
   MgCO3
 
 

 21

  MgCl2_2H2O
-17.43
-2.87
14.56
  
MgCl2:2H2O
     MgCl2_2H2O
-16.95
-2.80
14.15
  
MgCl2:2H2O
  MgCl2_4H2O
-9.86
-2.88
6.98
  
MgCl2:4H2O
     MgCl2_4H2O
-9.69
-2.82
6.88
  
MgCl2:4H2O
  Mirabilite
-2.39
-3.63
-1.24
  
Na2SO4:10H2O
     Mirabilite
-2.59
-3.62
-1.03
  
Na2SO4:10H2O
  Misenite
-51.56
-62.37
-10.81
  
K8H6(SO4)7
     Misenite
-51.10
-61.91
-10.81
  
K8H6(SO4)7
  NaB5O8:5H2O
-18.89
-12.99
5.89
  
NaB5O8:5H2O
     NaB5O8:5H2O
-18.78
-12.89
5.89
  
NaB5O8:5H2O
  NaBO2:4H2O
-9.03
0.54
9.57
  
NaBO2:4H2O
     NaBO2:4H2O
-9.04
0.53
9.57
  
NaBO2:4H2O
  Nahcolite
-6.86
-17.60
-10.74
  
NaHCO3
     Nahcolite
-6.86
-17.63
-10.74
  
NaHCO3
  Natron
-12.89
-13.72
-0.82
  
Na2CO3:10H2O
     Natron
-12.96
-13.79
-0.82
  
Na2CO3:10H2O
  Nesquehonite
-9.46
-14.63
-5.17
  
MgCO3:3H2O
     Nesquehonite
-9.50
-14.67
-5.17
  
MgCO3:3H2O
  Pentahydrite
-3.27
-4.55
-1.28
  
MgSO4:5H2O
     Pentahydrite
-3.24
-4.52
-1.28
  
MgSO4:5H2O
  Pirssonite
-19.83
-29.06
-9.23
  
Na2Ca(CO3)2:2H2O
     Pirssonite
-19.94
-29.17
-9.23
  
Na2Ca(CO3)2:2H2O
  Polyhalite
-8.41
-22.15
-13.74
  
K2MgCa2(SO4)4:2H2O
     Polyhalite
-8.27
-22.01
-13.74
  
K2MgCa2(SO4)4:2H2O
  Portlandite
-16.66
-21.85
-5.19
  
Ca(OH)2
     Portlandite
-16.40
-21.59
-5.19
  
Ca(OH)2
  Schoenite
-7.22
-11.55
-4.33
  
K2Mg(SO4)2:6H2O
     Schoenite
-7.14
-11.47
-4.33
  
K2Mg(SO4)2:6H2O
  Sylvite
-3.57
-2.67
0.90
  
KCl
     Sylvite
-3.57
-2.62
0.95
  
KCl
  Syngenite
-5.89
-12.32
-6.43
  
K2Ca(SO4)2:H2O
     Syngenite
-5.71
-12.23
-6.52
  
K2Ca(SO4)2:H2O
  Teepleite
-11.23
-0.39
10.84
  
Na2B(OH)4Cl
     Teepleite
-11.21
-0.37
10.84
  
Na2B(OH)4Cl
  Thenardite
-3.25
-3.55
-0.30
  
Na2SO4
     Thenardite
-3.22
-3.54
-0.32
  
Na2SO4
  Trona
-19.87
-31.25
-11.38
  
Na3H(CO3)2:2H2O
     Trona
-19.97
-31.35
-11.38
  
Na3H(CO3)2:2H2O
                             
  Phase
SI
log IAP
log K
 
    Phase
SI
log IAP
log K
 
                             

 

Модельдеу үшін кіріс деректерін оқу 2. периодтық реакцияның есептеулерін бастау.

ТЕПЕ-ТЕҢДІК ФАЗАЛАРЫ: СО2 (г), кальцит. CCPP.

.

---Phase assemblage-----------------------Salinity 34-----------   ---Phase assemblage-----------------------Salinity 36-----------
 
   
 
Moles in assemblage
    
Moles in assemblage
Phase
SI
log IAP
log K(T, P)
Initial
Final
Delta
   Phase
SI
log IAP
log K(T, P)
Initial
Final
Delta
 
   
CO2(g)
-3.40
-4.87
-1.47
1.000e+01
1.000e+01
9.157e-04
   CO2(g)
-3.40
-4.92
-1.52
1.000e+01
1.000e+01
8.624e-04
Calcite
-7.00
-15.41
-8.41
1.000e+01
1.000e+01
1.145e-03
   Calcite
-7.00
-15.45
-8.45
1.000e+01
1.000e+01
1.216e-03
 
   
 
 

 

22

Тұздылықтың 1 кг теңіз суында мыңға шаққанда 34-тен 36 бөлікке дейін артуы нәтижесінде теориялық тұрғыдан тепе-теңдікке (жер үсті суларының аса қанығуының статус-квосы) жету үшін көмірқышқыл газы СО2 (газ) атмосферадан сіңірілуі керек:

8,624е-04 - 9,157е-04 = -0,566е-04 = -0,0566 ммоль

Кальций карбонатының тұндыру потенциалы CCPP сәйкесінше өзгереді:

1,216е-03 - 1,145е-03 = 0,071е-03 = 0,071 ммоль

CaCo3 молярлық массасы 40 Ca + 12 C + 16×3o = 100 г / моль.

ал кальцит немесе CCPP үшін дельта дельтасы 7,1 мг/кг теңіз суын құрайды.
Есептеу нәтижелері кесте мен графикте келтірілген. Кальцит тұндыру потенциалының, CO2 және теңіз суының тұздылығының тәуелділігі көрсетілген. Фазалық құрастыру. SALTCOM.ORG

Осыған ұқсас әрекет ете отырып, біз 25-45 ‰ аралығындағы әрбір тұздылық мәні үшін пропорционалды түрде есептелген негізгі иондар массивін құрдық және олардың әрқайсысы үшін CCPP есептедік

. Осы ауқымды есептеулердің нәтижелері кестеде және графикте келтірілген. Одан кальциттің тұндыру потенциалының тәуелділігі тұздылықтың барлық диапазонында сызықты түрде өсетінін көруге болады. Ал фазалық қосылыста онымен байланысқан СО2 газы сызықты емес тәуелділікке ие, үдеуі дүниежүзілік мұхиттардың орташа тұздылығынан тұзды жартылай жабық және тұйық су қоймаларына (тұзды көлдерге) дейін төмендейді.

Химиялық термодинамика әдістерін қолдана отырып, біз тұзды теңіз суында ерітіп, ерітіндіні сұйылтқанда не болатынын зерттедік. Біз мұхиттың тұңғиығына математикалық "фонарь" мүмкіндік беретін шамалар реті бойынша қарадық.

   

 

  
 

 

23

Мұхиттағы тұзды ерітудің термодинамикасын есептеу. Тұздылық 34-тен 36 ppt-ге дейін және карбонатты жауын-шашын потенциалы артады. Calculation of the thermodynamics of salt dissolution in the ocean. Salinity increase from 34 to 36 ppt and carbonate precipitation potential. SALTCOM.ORG

 

Тұздылық
34 36 35 34.5 34.25 34.125 34.0625 34.03125 34.015625 34.0078125 34.00390625
Температура
25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
рН
8.0 8.2 8.1 8.05 8.025 8.0125 8.00625 8.003125 8.0015625 8.00078125 8.00039062
Алк
0.00223 0.00237 0.0023 0.002265 0.0022475 0.00223875 0.00223437 0.00223218 0.00223109 0.00223054 0.00223027
B
0.00040376 0.00042788 0.000416 0.00040988 0.00040682 0.00040529 0.00040452 0.00040414 0.00040395 0.00040385 0.00040380
Бр
0.00081917 0.00088681 0.000844 0.00083158 0.00082537 0.00082227 0.00082072 0.00081994 0.00081955 0.00081936 0.00081926
Ға
0.00999705 0.01059428 0.0103 0.01018525 0.01009115 0.01004410 0.01002057 0.01000881 0.01000293 0.00999999 0.00999852
Cl
0.52994117 0.56159999 0.546 0.53797058 0.53395587 0.53194852 0.53094484 0.53044300 0.53019208 0.53006662 0.53000389
K
0.00990000 0.01049142 0.0102 0.01005000 0.00997500 0.00993750 0.00991875 0.00990937 0.00990468 0.00990234 0.00990117
Мг
0.05124705 0.05430857 0.0528 0.05202362 0.05163533 0.05144119 0.05134412 0.05129558 0.05127131 0.05125918 0.05125311
Na
0.48141176 0.51017142 0.496 0.48870588 0.48505882 0.48323529 0.48232352 0.48186764 0.48163970 0.48152573 0.48146874
SO4-2
0.02737058 0.02900571 0.0282 0.02778529 0.02757793 0.02747425 0.02742241 0.02739649 0.02738353 0.02737705 0.02737381
Ср
 0.00008832 0.00009359 0.000091 0.00008966 0.00008899 0.00008865 0.00008848 0.00008840 0.00008836 0.00008834 0.00008833
                       
Кальцит
0.001145 0.001216 0.001180 0.001163 0.001154 0.001149 0.001147 0.001146 0.001145 0.001145 0.001145
CO2(-)
0.0009157 0.0008663 0.0008958 0.0009068 0.0009115 0.0009137 0.0009147 0.0009152 0.0009155 0.0009156 0.0009157
      x2 x4 x8 x16 x32 x64 x128 x256 x512
Кальцит
0.00 0.0000710 0.0000700 0.0000720 0.0000720 0.0000640 0.0000640 0.0000640 0.00 0.00 0.00
dCO2(-)
0.00 0.0000494 0.0000397 0.0000355 0.0000335 0.0000319 0.0000320 0.0000320 0.0000256 0.0000256 0.00
 
 

 

24

 

Сұйылтудың үлкен кезеңдерінде CCPP мәндерінің нөлге айналуының себебі мынада деп есептейміз бүтін санның толып кетуі, арифметикалық амалдың мәні диапазоннан тыс болғанда. Тереңдіктің артуымен тереңдетілген есептеулер, ондық бөлшектен кейінгі цифрлар саны жауын-шашынның ықтимал мөлшерінің сызықтық тенденциясы жалғасатынын көрсетеді. Мұны CCPP-нің тұздылыққа тәуелділігінің сызықтық сипаты да көрсетеді, ол да ерітіндінің массасына сызықтық тәуелді.

Егер солай болса, онда 1 кг теңіз суының CCPP мөлшері 1 тонна судың CCPP-ге тең немесе оған тең, немесе мүмкін 1000 тонна, 1 млн. кг. Бірақ 1000 кг теңіз суы кальцийден ғана емес, барлық басқа иондардан, атап айтқанда карбонаттан мың есе көп.

Яғни, карбонатты тұндыру реакцияларының ешқайсысы болмайды шектеуші факторлар әрекеттесуші заттардың концентрациясы, ал тұрақты температура мен қысымда реакция жылдамдығының өзгеруі тек каталитикалық жолмен жүзеге асырылуы мүмкін. Тұздылықтың өзгеруі жауын-шашын жылдамдығының өзгеруіне әсер етеді.

Бұл дегеніміз тұз катализатор болып табылады.

Бұл карбонат зауытындағы негізгі "қозғалтқыш". Бұл парадоксальды естіледі, бірақ жалпылама мағынада бұл рас, катализатордың барлық қасиеттері тұздылықта болады. Бұл жүйедегі жеке элементтер басқаша әрекет етеді. Мысалы, Мг2+ және СОЛАЙ42–, қалай есептеледі [29] кальциттің шөгуін тежейді, реакция жылдамдығын төмендетеді. Керісінше, Na+ және Cl – кальциттің шөгу жылдамдығын арттырыңыз. Ал теңіз тұзы иондарының жалпы мөлшерінің жалпы артуы карбонаттың шөгу жылдамдығының айтарлықтай артуына әкеледі..

 

Химиялық термодинамика процестегі айнымалылардың өзгеруін анықтайды және жүйенің күйін сипаттайды. Физикалық химияның бұл бөлімінде "уақыт" сөзі жоқ.

 

Уақыт өте келе химиялық реакциялардың жүру заңдылықтары көмегімен зерттеледі химиялық кинетика, ол математикалық модельдейді реакция жылдамдығы. Бұл жағдайда біз формула арқылы сипатталған қайтымды реакциямен айналысамыз

 

қайда k+1 және k-1 тура және кері реакцияның жылдамдық константалары болып табылады.

Реакция жылдамдығының өзгеруі әрекеттесуші заттардың концентрациясының өзгеруімен байланысты және жалпы түрде қолдану арқылы өрнектеледі бұқараның әсер ету заңының реакция жылдамдығы үшін. Уақыттың әрбір сәтіндегі химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларына пропорционал, оларға тең дәрежеде жоғарылайды. стехиометриялық коэффициенттерге.

  

 

Химиялық кинетика мен химиялық термодинамиканың "түйісу нүктесі" болып табылады тепе-теңдік константасы Keq

қайда ΔfG° - Гиббстің бос энергиясы өзгеріс араластырылмаған әрекеттесуші заттар мен өнімдерге арналған моль реакцияларына стандарттық шарттарда, T - абсолюттік температура, R - газды тұрақты.

Тепе-теңдік константасын біле отырып, реакция жылдамдығын анықтауға және тұздылық пен жауын-шашынның CaCO3 арасындағы байланысты есептеуге болады3. Тұндыру реакциясының кинетикасын есептеуді бастамас бұрын, бір жерде туралы мәліметтерді алу керек уақыттың, қосымша өлшемдегі бастапқы нүкте.

 

  
 

 

25
 

 

Біз океанологияның шамдарына жүгіндік Уоллес Брокеріне және Таро Такахаши. 2001 жылғы мақалада "КаКО-ның төгілу жылдамдығын бақылайтын факторлар3 багамдық банктегі шөгіндіге" [30], олар кальций ионының концентрациясы мен тұздылығының CaCo шөгінділеріне әсерін зерттеді3 табиғи карбонат зауытында Багамдық банк, және нәтижелерді жасанды "карбонат цехымен" салыстырды - Биосфера 2. Қағазда Андрос аралы мен әлдеқайда тереңірек Флорида бұғазының тік беткейінің шекарасы арасындағы 50 шақырымдық таяз жердегі далалық өлшеу деректері берілген. Бұл карбонатты минералдардың ақ түбі бар үстірт және бұғаздың шекарасында судың тереңдігі 9 метрден аралға жақын жерде 0-ге дейін біртіндеп төмендейді. Ол CaCo шөгінділерінің идеалды үлгісі болып табылады3.

Орташа мәні шамамен 28 °C және мәндердің салыстырмалы орташа квадраттық ауытқуы 2%-дан сәл асатын жеткілікті тұрақты температурада теңіз суының тұздылығы 36,1 ‰-ден 43,6 ‰-ге дейін немесе 7,5 ‰-ге жоғарылағаны байқалады. Булану тұз концентрациясын арттырады және карбонат балансын CaCo тұнбасына қарай жылжытады3 (басында тұрақтылығы төмен арагонит тұнбаға түседі).

Бұл зауыттың өнімділігі айтарлықтай жоғары, жауын-шашын мөлшері бұғаздың шетіндегі жылына бір шаршы метрге 12 мольден 1,5 моль/м-ге дейін азаяды 2 Андрос маңындағы жылы. Орташа мәні – 6 моль/м2 жылына. 9 метр тереңдіктің 50 км қашықтыққа түсуі тұздылыққа сызықтық тәуелділік екенін ескерсек, CaCo шөгуінің орташа жылдамдығы деп айтуға болады3 ол 4,5 метр тереңдікте (бүкіл Багамдық банктің орташа тереңдігі), 28 ° C температурада және орташа тұздылығы 38 ‰ шамасында жүзеге асырылады.
 
 

 

26

Авторлар ұсынған шөгу жылдамдығының диапазонын теңіз суының массасына (текше метр ≈ тонна) аударсақ, 1,33-ке тең біркелкі қатынасты көруге болады.

 

шығару жылдамдығы (моль/м2 жылына)
12
9
6
3.75
1.5
тереңдігі (метр)
9
6.75
4.5
2.8
1.15
қатынасы (моль/тонна су)
1.33(3)
1.33(3)
1.33(3)
1.33...
1.3...

 

Тұрақты температурада CaCo жою жылдамдығының өзгеруі3 тек тұздылықтың өзгеруіне байланысты. Біз ΔCaCO туралы деректерді алдық3 кестеде көрсетілген тұздылық та, тәуелділік графигі де MS Excel-де салынған.

Осы графиктердің ұқсастығына назар аударыңыз. Бірақ мақаладағы графикте көлденең ось бойынша уақыт (күндер), ал бізде тұздылық (‰-де) көрсетілген. Сондай-ақ, тік ординатада кальций карбонатының шөгу шкаласы көрсетілген, ол бастапқы ғылыми мақалада түбінің шаршы метрінің орнына теңіз суының килограммына айналдырылған. Жағалаудағы судың тұру уақытын оның тұздылығына ауыстыру сызықтық процесс екені анық. Тұздылық катализатор ретінде карбонаттардың шөгу жылдамдығын сызықтық түрде өзгерте отырып, уақытты "қысады". Бүкіл жүйе басқа координаттарда көрініс табады.

 

Шөгудің бейсызықтығы, тұздылықтың жоғарылауымен жауын-шашын жылдамдығының төмендеуі Са иондарын тұтынумен анықталады2+, бұл шын мәнінде осы мақалада зерттелген. Авторлар кальцийдің тұздылығының жоғарылауына қарамастан (теңіз тұзындағы Са 1,2%), ең тұзды суда (43,6 ‰) аралға жақын лагунада Ca бар екенін атап өтті2+CaCo жауын-шашынына байланысты Флорида бұғазының суынан 75%-ға аз қамтылған3.

Бұл өтемақы кейбір тәуелділіктермен (көрсетілген формулалары бар көпмүшеліктермен) өрнектеледі. Мұнда теңіз суындағы кальцийдің мөлшері болып табылады шектеуші фактор карбонатты минералдың тұндыру реакциялары. Ал карбонат иондары СО екенін ескере отырып32– және бикарбонат HCO3– суда еріген атмосфералық СО-дан түзілуі мүмкін2, Генри заңына сәйкес.

Таяз су – бұл екі өлшемді орта, онда иондар шамамен2+ реакцияға тек көлденең арқылы ғана түсе алады адвекцияға, сондықтан олар жұмсалған сайын реакция жылдамдығы баяулайды. Графиктің сызығы төмен қарай ауытқиды. Үш өлшемді ашық мұхит орталарында, теңіз суы қабатының қалыңдығы кальций иондарының түсуін шектемейтін бірдей жағдайларда (бір ендікте бірдей температурада), айталық, 4,5 м емес, 450 м, реакция жылдамдығы Са-ға қатысты шексіз болады2+ және басқа иондарға. Жауын-шашын жылдамдығының тұздылыққа тәуелділігі 23-беттегі CCPP графигіндегідей түзу сызыққа ұқсас болады.
 
 

 

27

 

Багам аралдарының таяз суларын жабық жүйе ретінде қарастыруға болады, ал судың барлық түрлері үшін ашық жүйе үшін CCPP коэффициенті жоғарырақ.[47]

Меншікті CCPP ерітіндіні кем дегенде үш реттік шамаға, мың есе (кг → тонна, 25-бетті қараңыз) сұйылтқанда өзгермейтіндіктен немесе дерлік өзгермейтіндіктен, жер үсті суларының тұздылығының жасанды өзгеруі ашық мұхит өнімдірек болуы мүмкін CaCo тұндыру үшін3.

Ашық жүйеде әрекеттесуші заттар ғана емес, Са иондары да көбірек болады2+, CO32– және HCO3–, сонымен қатар біржасушалы микроәлем, цианобактериялар және вирустар, ерітіндіден қатты фазаның кристалдану орталықтары.

Қайтымды реакция түзу жылдамдықтардың бәсекелестігін білдіреді қ+1 және кері жылдамдықтардың k-1, CaCo кристалдануы және еруі3, сондықтан нуклеация қатты фазалық орталықтардың шөгу жылдамдығында шешуші рөл атқаруы мүмкін. Нуклеацияның классикалық теориясы екі негізгі кинетикалық факторды көрсетеді: көлемнің нуклеация центрінің бетінің ауданына қатынасы (S = 4πR2 vs. V = 4/3πR3), яғни ядролардың миниатюризациясы және олардың сандық саны.

Соңғы зерттеулер[48] цианобактериялардың вирустық лизисі карбонатты тепе-теңдік жүйесіне айтарлықтай әсер ететінін және карбонатты минералдардың түзілуіне және тұндырылуына ықпал ететінін көрсетті. Еркін тіршілік ететін бактериялардың 3-31% вирустармен, мұхиттағы микробтардың көбеюін реттейтін цианобактериялардың өмірлік маңызды паразиттерімен жұқтырылғаны анықталды.

Зерттеуде CaCo жауын-шашынына әсер етуде маңызды рөл атқаратын ең көп таралған, ең кішкентай және ең көне цианобактериялар Synechococcus зерттелді3, фотосинтез арқылы бейорганикалық көміртекті сіңіру арқылы.

Термодинамикалық есептеулер вирус тудырған цианобактерия лизатының цитоплазмамен байланысқан бикарбонатты босату арқылы жасушалық деңгейде карбонатты минералдармен қанығу индексін теориялық түрде арттыра алатынын көрсетеді. Бұл термодинамикалық есептеу сонымен қатар цитоплазмамен байланысқан бикарбонаттың ~ ішінде болуы мүмкін екенін көрсетеді. 23 рет карбонаттың химиялық құрамын кальций карбонатының (мысалы, ватерит, ең тұрақсыз минерал) біртекті ұрық түзілуіне қарай өзгерте алатын қоршаған теңіз суына қарағанда көбірек.

Қалыпты жағдайда (рН 8,1) DIC фракцияларының таралуы келесідей: CO2 (aq) ≈ 1%, карбонат–ионы CO32– ≈ 9% және бикарбонат ионы HCO3- ≈ 90%, шөгу негізінен бикарбонат ионының және СО бөлінуімен жүреді2 (33-бетті қараңыз). Бұдан шығатыны, тұндыру процесі белгілі бір шекке дейін өзін-өзі қамтамасыз етеді.

Миллиондаған, тіпті миллиардтаған жылдар бойы қалыптасқан тепе-теңдік термодинамикалық тұрғыдан пикопланктондағы фотосинтез процесіне, бастапқы қоректік тізбекке, оның вирустар арқылы көбеюіне шектеулермен байланысты, бұл сонымен қатар карбонаттардың шөгуін ынталандырады, бұл СО шығарады.2, бұл өз кезегінде цианобактериялардың көбеюін және сәйкесінше пикопланктонның көбеюін шектейтін және сонымен бірге карбонаттардың шөгуін ынталандыратын вирустар санының мультипликативті өсуін ынталандырады. Бұл мұхиттардағы көміртегі айналымы.

Судың тұздылығының жоғарылауы бір-біріне ұқсамайтын физикалық және химиялық факторлардың осы кешенінің айналымын жеделдетуге әкеледі. Тұз, дәлірек айтсақ, оның электрлік табиғаты – иондық күші мұхиттардағы көміртегінің табиғи түрде жұтылу процесінің катализаторы болып табылады.

  

  

Қолайлы жағдайларда "фораминиферальды жауын-шашынды" ынталандырып қана қоймай, сонымен қатар қатты фазаның абиотикалық төгілуін, судың "ағаруын" немесе бастауға болады. ашық мұхиттағы "ағарту". Аталған 23 есе вирустық лизистегі аса қанықтыру мұны жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

 
 

 

28

Брокер мен Такахаси аталған мақалада 1962 және 1963 жылдардағы Багамдық далалық зерттеулерге сілтеме жасайды, олар 1966 жылы "Багамдық банктегі кальций карбонатының тұнбасы" атты негізгі еңбегінде де көрсетілген.[33.1], онда олар CaCo тұндыру процестеріне қатысты келесі қорытындыларды жасайды3.

Арагониттің орташа қазіргі жауын-шашын мөлшері, 50 мг/см2 жылына, соңғы 5000 жылда 1,5 метр карбонатты лайдың жиналуын түсіндіре алады.

Радиокөміртекті талдау әдістерін қолдану (С қатынасы14/C12 ) және "ақ", whiting теңіз суын центрифугалау арқылы авторлар жаздың аяғында судың химиялық сипаттамаларының өзгеруі, арагониттің ерігіштік константасының өзгеруі нәтижесінде пайда болатын "ақ суспензияның" бейорганикалық табиғатын көрсетті. Қaragonite тұздылықтың жоғарылауына байланысты. Олар сондай-ақ микроорганизмдердің бұл процесті бастаудағы рөлін көрсетеді (қазір біз вирустардың негізгі рөлін білеміз).

  

Тұнбаға түсетін әрбір моль CaCo үшін3 судан 0,6 моль СО жойылады2. Багамдық құмыраның теңіз суы СО-ның тұрақты дерлік парциалды қысымын ұстап тұрады2 (мұнда авторлар СО-ның парциалды қысымдарын ұсынады2 теңіз бетінен шамамен 1 м төмен орналасқан суасты сорғысы арқылы жиналған суда).


.

Авторлар "шөгу екіншісінің реакциясы болып көрінеді" деп тұжырымдайды тәртіптің, оның жылдамдығы аса қанығу дәрежесіне пропорционал". Осы зерттеудің деректерін пайдалана отырып және иондардың концентрациясы [Ca] деп есептей отырып2+] карбонат иондарынан әлдеқайда жоғары [CO32–] (артық әдіс), біз реакция ретін Microsoft Excel бағдарламасындағы Solver қондырмасын пайдаланып кинетикалық теңдеуді қайталау арқылы анықтадық. Нәтиже 2,186-ға тең ішінара тәртіп болып табылады.

Бұл жерде теңіз суындағы кальциттің шөгу жылдамдығының оның иондық күшіне (тұздылығына) тәуелділігін зерттейтін ғылыми еңбектер бар екенін айта кеткен жөн. Жұмыста[33] Муччи және басқалар. иондық күштің теңіз суынан кальциттің тұндыру кинетикасына әсері зерттелді. "Осы зерттеудің нәтижелері иондық күштің 0,10 М-ден 0,93 М-ге дейін артуымен реакцияның концентрациясына қатысты ішінара реті [СО] болатынын көрсетеді."32–] 1-ден 3-ке дейін артады, ал тура реакцияның жылдамдық константасы к+1 шаманың бірнеше реттік шамасына ұлғаяды.

 
 

 

29

Бұл кальциттің тұндыру механизмінің өзгеруі ретінде түсіндіріледі және катализ, инертті электролиттердің қатысуымен пайда болады".

"Біздің әдісті Чжун мен Муччи (1989) жүргізген жылдамдықты өлшеуге қолдана отырып, құрамы [Ca] берілген әр түрлі тұздылықтағы теңіз суының ерітінділерінде2+] >> [CO32–], карбонат ионына қатысты реакцияның ішінара реті мен тура реакция жылдамдығының константасы теңіз суы ерітінділерінің жалпы иондық күшіне байланысты жоғарылайтынын анықтадық. Бастапқы ерітіндінің жалпы иондық беріктігінің 50%-ға артуы тұндыру жылдамдығының 2 реттік шамасына артуына әкеледі."

Авторлар NaCL-CaCl ерітінділерінде әртүрлі иондық күштермен бірқатар эксперименттер жүргізді2 және теңіз суындағы ерітінділер үшін жылдамдықтан көпмүшені алып тастады.

 

Log R = 9,80I + 3,81 × I × Log [CO32–]

 

0,50 ≤ I ≤ 0,91 М үшін, бұл 25-тен 44 ‰-ге дейінгі тұздылық диапазонына сәйкес келеді. Теңдеу көрсеткендей, карбонат иондарының концентрациясы 10-нан 100 ммоль/кг-ға дейін болғанда, теңіз суының бастапқы ерітінділерінің жалпы иондық күшінің екі есе артуы нәтижесінде кальциттің шөгу жылдамдығы 2 реттік шамаға артады.

Осы және басқаларды пайдалану[31] тұздың СО-ға қатынасын сандық түрде байланыстыратын көпмүшелер2, ғаламдық құруға болады матрицаны, онда географиялық координаттар, ендік / бойлық және уақыт көрсетілген, олар "негізгі белгілі" ретінде болады.

Теңдеулер жүйесін, жиынтығын бір уақытта шешу "алтын көпмүшелер", мұхиттардың белгілі бір нүктесіндегі физика-химиялық әсердің тонна тұз/СО-мен көрсетілген нақты мәніне әкеледі2. Бұл нақты ортаның симуляциясы, оның термодинамикалық параметрлері, уақыт бойынша фазалар жиынтығы, супер- және гиперассамбляждарға негізделген кинетикалық модель болады (49-беттегі көріністі қараңыз).

Оқырмандарды жалықтырмас үшін біз көміртекті секвестрлеудің "Багамдық моделін" пайдалана отырып, жеткілікті өрескел бағалауды ұсынамыз. Егер бұрын айтылған тұздың шөгу коэффициенті/CaCo болса 3, жылына 1,33 моль/тонна немесе 133 г/тонна теңіз суын құрайтын, осы тоннадағы 38 кг құрайтын тұздың мөлшерімен салыстырсақ, бастапқы нүктеден 2 кг айырмашылық 36 ‰ (36,1 ‰, 28,2 °C және ΔCaCO3 = 0), тұздың карбонатты минералға қатынасын 2000/13 = 15 береді. Молярлық массасы CO2 да CaCO3 44% құрайды, сондықтан тұндырылған көмірқышқыл газының массасы 58,5 граммды құрайды. 2000 / 58.5 ≈ 34. Яғни, шартты түрде 1 тонна СО көму үшін2 қатты карбонаттарда 34 тонна тұзды еріту керек. Бұл бір жылдың ішінде.

Бірақ тұз ешқайда кетпейді және карбонаттардың ерігіштігінің жалпы тепе-теңдігіне әсер етуді жалғастырады. Сонымен, идеалдандырылған өлшемсіз кеңістікте тұз/СО2 қатынасы 34 жылдан кейін 1/1 тең болады. Ал 2030 және 2050 жылдарға арналған жалпы қабылданған жоспарлау көкжиектері үшін сәйкесінше тұздың қатынасы/БІРГЕ 2 жылына 34/7 ≈ 5 және 1 тонна СО үшін 34/27 ≈ 1,3 тонна тұзға баламалы болады2 2050 жылға дейін.

Уақыт тұздың меншікті шығынын анықтайды.

Миллиондағы әрбір бөлік CO2 атмосферада шамамен 7,82 гигатонна СО құрайды2. Қазір Жер атмосферасындағы көмірқышқыл газының артық мөлшері (миллионға 417-280 бөлік) × 7,82 Гт = 1071 Гт.

Өнеркәсіпке дейінгі кезеңнен бастап 2019 жылға дейін бүкіл әлем бойынша шамамен 2390 гигатонна CO шығарылды2 және, тиісінше, 2390-1071 = 1319 Гт, ол мұхиттарда еріген. Бірақ мұндай қысқа геологиялық кезеңде органикалық керогенде жинақталу айтарлықтай аз. Болжамдар 2050 жылға қарай адамзат әлі де кем дегенде 1000 гигатонна көмірқышқыл газын шығаратынын көрсетеді.

Осылайша, "Багамдық модельге" сәйкес орта мерзімді жоспарлау кезінде 3-4 мың гигатонна артық СО-ны бейтараптандыру қажет2 кем дегенде 5000-7000 Гт тұз қажет болады.

Осынша тұзды қайдан алуға болады?

 
 

 

 30

Қазақстанға қош келдіңіздер

Елдің батысында Каспий теңізінің айналасында Каспий маңы ойпаты немесе Каспий маңы ойпаты деп аталатын кең аумақ созылып жатыр, оның деңгейі мұхит деңгейінен төмен.

 

Каспий маңы ойпаты, Қазақстан. Pricaspian Lowland, Kazakhstan. SALTCOM.ORG

 

Мұнда ежелгі мұхиттағы әлемдегі ең ірі буландырғыш тұз кен орны орналасқан. Тас тұзының орасан зор көлемі 1,6 млн. км3, бұл бүкіл Каспий теңізі суының көлемінен 20 есе көп (78000 км3) немесе шамамен 3,5 миллион гигатонна (петатонна) – бұл Дүниежүзілік мұхиттың шамамен 1/10 бөлігінен буланған тұздың мөлшері.

Бұл жерде тұз қалыңдығы 2-5 км болатын үздіксіз дерлік қабатта жатыр, олар тұзды түзілімдермен нүктеленген. тұзды күмбездермен, сондай-ақ тіректермен, саңырауқұлақтармен, қабырғалармен, диапирлармен, тереңдігі 8-10 шақырым және диаметрлік өлшемдері бірнеше жүзден бірнеше жүз шақырымға дейін. Тұз күмбездері шамамен 300 миллион жыл бұрынғы ежелгі Пермь қабатынан жылына 0,5–1,3 мм-ге дейін өседі және олардың көпшілігі метаморфтық үгілу және сілтісіздену нәтижесінде тас қалпақшалар немесе "капроктар" пайда болған жер бетіне жетті. Олар гипстен (CaSO) тұрады4:2H2O) және басқа да нашар еритін жыныстар. Капроктардың қалыңдығы әдетте 10-20 метрді құрайды және ұсақ төбешіктерге ұқсайды. Күмбездердің көпшілігінде тұз күндізгі бетке шығады.

 

Әлемдегі ең үлкен тұз кен орны. 1200 тұзды күмбез. Каспий маңы ойпаты, Қазақстан. SALTCOM.ORG

 

 31

Кейбір күмбездер жай ғана алып. Мысалы, Шалқар тұзды алқабының ауданы 2700 шақырымды құрайды2. Ол кем дегенде жеті бөлек ағынды сулардың қосылуынан пайда болды және құрамында 25000 км бар3 тұздар. Басқа ірі күмбездер - ауданы 250 км болатын Сатимола мен Индер2.

 

Әлемдегі ең үлкен тұз кен орны. Каспий маңы ойпаты, Қазақстан.

 

Картада ашық түсті сызықтар тұздың жиналу шекарасын, қара сызықтар темір жолдарды көрсетеді. Жер бетіне шығатын тұзды күмбездерде көбінесе беткі метаморфизмге байланысты жалпақ жабын айнасы болады. Олар айналадағы шөлден 20-25 метр биіктікке көтерілген үстірт тәрізді төбе түріндегі биіктіктер. Тұздардың еруі мен шөгуінің табиғаты әртүрлі болғандықтан, калий тұздары мен бораттардың көптеген шөгінділері бар. Солардың бірі - Атыраудан солтүстікке қарай 150 шақырым жерде орналасқан Индер тұзды көлі аймағындағы ірі борат кен орны. Индер борат кен орны 1970-ші жылдардан бастап өнеркәсіптік пайдалануда, ал қарқынды ашық әдіспен өндіру 80-ші жылдары басталды. Алайда Қазақстан тәуелсіздік алғаннан кейін борат шикізатын өндіру мен байыту тоқтады. Қазіргі уақытта Индербор қаласы құрылыс сылағын өңдеуге маманданған, оның қалыңдығы шамамен 50 метр болатын бүкіл үстірт жабылған.

Бұл "терра инкогнита" шын мәнінде геологиялық барлау арқылы жақсы зерттелген[36] [37] [38] [39], гравиметриялық 3D-карталар құрастырылды[35], тұздар мен шөгінді жыныстардың химиялық құрамы зерттелді[40] [41], ауылшаруашылық тыңайтқыштары үшін калий тұздарын барлау аясында көптеген ұңғымалар бұрғыланды (Қытай мен Үндістанның азық-түлік мүдделері үшін басталды ).

Мұнда негізгі инфрақұрылым бар: теміржолдар, теңіз порттары және электр энергиясы.

 

 

Көмір шахтасындағы айналмалы экскаваторлар. Екібастұз, Қазақстан.

  

Тұз шын мәнінде жер бетінде жатқандықтан, теміржол вагондарына тікелей тиелетін айналмалы экскаваторларды пайдалана отырып, ашық әдіспен ірі тоннажды өндіруге барлығы дайын. Мысалы, қазақстандық Екібастұзда көмір өндірілетіні сияқты (жылына 100 миллион тонна, қазірдің өзінде 2 тоннадан астам өндірілген). Осылайша тұз өндірудің өзіндік құны тоннасына 5-10 долларды құрайды.

 

 32

 

Картада тұзды тасымалдаудың әртүрлі бағыттары көрсетілген.

 

Картада тұзды тасымалдаудың әртүрлі бағыттары көрсетілген. Қазақстандық ғалымдар мұхитқа тұз салуды ұсынды.

 

 

Теңіз тұзын теңіз арқылы тасымалдау қисынды, бірақ Каспий теңізі шын мәнінде оқшауланған көл болып табылады. Мұхитқа шығу Еділ мен Еділ-Дон каналы арқылы жүзеге асырылуы мүмкін, ол орташа салмақты құрғақ жүк кемелерін 10 000 тоннаға дейін дедвейтпен және 5 метрден аспайтын жобамен тасымалдауға қабілетті. Каспийде осы кластағы жүзге жуық жүк кемесі бар, бірақ оның себебі мыңдаған болуы мүмкін еді.

Теміржол көлігінің қозғалысы әртүрлі болуы мүмкін. Әзірбайжан астанасы Бакуден Грузия мен Түркияның Қара теңіз порттарына дейінгі көлік дәлізін де пайдалануға болады.

Тұзды оның соңғы нүктелеріне (мұхитта) жеткізуді ұйымдастыру үшін аралық тораптар, қоймалар, сұрыптау және орташаландыру қоймаларын құру қажет. Олар Еуропаның немесе Африканың жағалауында бір жерде орналасуы мүмкін.

 

Тұз қоймалары мен концентрация орталықтары. Біз жаһандық жылынуды тоқтата аламыз! SALTCOM.ORG
Гибралтар. Кемелер, CO2-ге батыру технологиясы. Біз жаһандық жылынуды тоқтата аламыз! Қазақстандық ғалымдар мұхитқа тұз салуды ұсынды. SALTCOM.ORG

 

 33

Жаһандық лайфхактар

Әрине, тұзды теңіз суына қосу керек тек қана еріген күйінде. Жергілікті концентрация жалпы тұздылықтан 4-5‰ артық аспайтындай етіп. Мұны әрбір дерлік кемеде бар ағынды резервуарды, сондай-ақ сорғыларды, клапандарды, су ағынының датчиктерін, тұздылықты немесе өлшеу құралын пайдалану арқылы жасауға болады термосалинограф Термоклиннің температуралық айырмашылығы маңызды фактор болып табылады, оны тұзды ерітіндіге арналған шлангты оңтайлы жер қойнауына түсіру арқылы пайдалануға болады. Тұздың еруін тездету үшін компрессордан ауа көпіршіктерін қолдануға болады. Қос контурлы айналым да мүмкін.

Жылуы азырақ жер қойнауына айдалатын жер бетіндегі жылы су қалқып кетуге бейім. Дегенмен, термиялық диффузия тұздың диффузиясына қарағанда жылдамырақ жүреді (айлармен салыстырғанда сағаттар мен күндер) және уақыт өте келе салқындатылған, бірақ әлі де тұзды су төмендейді. Диффузиялық іздің жалпы уақыты салыстырмалы және көп жағдайда фораминифералардың өмірлік циклінен ұзағырақ, сондықтан ол тікелей әсер етеді. Дегенмен, бұл иондардың мұхиттық иондардың жалпы тепе-теңдігіне қосқан үлесі өте аз болса да, шамалы есептелетін шама болып қала береді.

 

CO2 ұстау технологиясы. Теңіз суынан кальцит CaCO3 тұндыру. Біз жаһандық жылынуды тоқтата аламыз! Қазақстандық ғалымдар мұхитқа тұз салуды ұсынды. SALTCOM.ORG

 

Суретте бикарбонат пен кальций иондарынан кальцит түзудің негізгі теңдеуі көрсетілген. Бұдан шығатыны, қатты фаза құлаған кезде сулы көмірқышқыл газы СО бөлінеді2, ол одан әрі диссоциацияланады және әртүрлі реакцияларға, соның ішінде фотосинтез реакциясына қатысады.

 

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

 

Көмірқышқыл газы мен су молекулалары көмірсулар (қант) – органикалық заттардың негізін және оттегін құрайды. Бұл карбонатты бекітетін организмдердің қатты карбонаттарды тұндыруы СО фиксациясымен байланысты екенін білдіреді.2 фитопланктон арқылы. Яғни фораминифералардың өсуін белсендіру сонымен қатар олар үшін негізгі қоректік заттардың – фотосинтетикалық пикопланктонның, ең кішкентай, ең көне және кең таралған цианобактериялардың өсуін белсендіреді Prochlorococcus және Synechococcus, олар теңіз ортасындағы көміртегінің фиксациясының шамамен 50%- % жауап береді, бұл оларды маңызды етеді көміртекті сіңіргішпен биологиялық арқылы көміртекті сорғы.

СО2 барлық фотосинтетикалық микроорганизмдер үшін жан-жақты және ең маңызды қоректік зат болып табылады. Сондықтан диффузиялық іздің хлорофилл максимумының тереңдігінде шоғырлануы ұтымды (DCM), әдетте жер бетінен 5-10 м төмен.

 

 34

Тұздау концентрациясы шектеулі болғандықтан, теңіз комбайндарын немесе "СО" пайдалану арқылы өнімділікті арттыру үшін оны көлденеңінен кеңейту орынды.2 тұзды ерітіндіге арналған құбыр арқылы қосылған секвестрлер".

 

CO2 sequesters. Біз жаһандық жылынуды тоқтата аламыз! Қазақстандық ғалымдар мұхитқа тұз салуды ұсынды. SALTCOM.ORG

 

Осы СО2 секвестрлерінің көмегімен планета үшін қосымша өкпелерді жасауға болады.

Спорттық тілмен айтқанда, екінші жел ашылады.

Көміртегі балансы жүйесіне бұл жұмсақ, қоршаған ортаға зиянсыз әсер атмосферадан СО2 айдайтын сорғы ретінде жұмыс істейді. Технологияны кеңінен қолдану айтарлықтай, эксперименталды түрде өлшенетін әсерге ие болады. Ал масштабтау үшін болғандықтан шектеу жоқ . бұл алып экологиялық индустрияға айналады.

СО2 шығарындыларын азайтуға бағытталған халықаралық күш-жігермен бірге оны мұхит түбіне белсенді түрде көму алдымен жаһандық жылынуды бәсеңдетеді, содан кейін оны толығымен тоқтатады. Тіпті атмосфералық СО2 деңгейін бүгінгі 417 промилледен 1850 жылғы өнеркәсіпке дейінгі деңгейге дейін миллионға 280 бөлікке дейін төмендетуге болады. Болашаққа оралу.

Болашақта адамзат жаһандық климатты түзетіп қана қоймай, сонымен қатар ауа-райын басқара алады, оған әсер ете алады, мысалы, дауылдарды болдырмайды (төмендегі көріністі қараңыз).

 

Бірақ қазірдің өзінде ғарыштан мұхит бетінің тұздылығының өзгеруін спутниктің көмегімен бақылауға болады

Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS)

Еуропалық ғарыш агенттігінің.

Ғарыш кемесі 12 жыл бойы планетамыздың бетін микротолқынды диапазонда сканерлеп, бетінің тұздылығын 1‰ дәлдікпен картаға түсірді. Барлық пайдаланушылар үшін қолжетімді ең қызықты үлкен деректер жинақталды. веб-сайтта миссиялар.

 

 35

Тұз кен орындары Жердің барлық континенттерінде, көптеген елдерде және теңіз түбінен табылған. Тұз ашық карьерлерде, жерасты шахталарында және сұйық әдіспен тұзды ерітінділерді буландыру арқылы ұңғымалардан алынады (тұзды ерітінділерді өндіру). Логистикалық тасымалдау тұтқалары тұзды суды тасымалдауға мүмкіндік беретін жерлерде сұйық СО2 секвестрлеу схемасы мүмкін.

Сондай-ақ.кеңінен таралды жерасты газ қоймалары Еуропаның бірқатар елдерінде, АҚШ-та, Ресейде және Қытайда тұз қабаттарында жасанды түрде жасалған үңгірлер түрінде газ және мұнай өнімдерін сақтауға арналған жүздеген осындай қоймалар бар. Жер асты резервуарларын жасау және пайдалану технологиялары бұрыннан әзірленген.

 

Salt brine mining. Creating caverns in the underground salt layers. CO2 sequesters. Мұнай платформасы. Тұзды бұрғылау мұнарасы. Ана тұзының қабаты. Тұз күмбезі. Кеуекті әктас және доломиттер. Біз жаһандық жылынуды тоқтата аламыз! Қазақстандық ғалымдар мұхитқа тұз салуды ұсынды. SALTCOM.ORG

 

Тұздың аналық қабатының қалыңдығы әр түрлі болады. Мексика шығанағының тұзды бассейнінде ол орта есеппен 1-1,5 км, Парсы шығанағының түбінде – шамамен 2 км, Атлант мұхитының түбінде Рио-де-Жанейро маңындағы Санто тұзды–мұнай бассейнінде - 3-4 км, ал солтүстік Каспий теңізінің астында. 4-5 км, бұл оның үстіндегі теңіз суының қабатынан әлдеқайда көп, 5-25 метр.

Құрлықтағы және жер астындағы (теңіз суында ерімеген) тұздың дүние жүзіндегі жалпы қоры өте үлкен. Қазіргі уақытта олардың массасын әлі ешкім анықтаған жоқ. Жердегі барлық тұз кен орындары туралы көптеген әртүрлі деректерді зерттеу негізінде құрлықта және жер астында тұздар бар екені белгілі болды көбірек, мұхитқа қарағанда. Біз оның 1,5 еседен астам немесе шамамен 60 миллион гигатонна екенін бағалаймыз. Әктастар мен доломиттер түріндегі шөгінді карбонаттардың жалпы мөлшері (> 60 млн Гт) шамамен бірдей мөлшерде бағаланады.

 

 

 

Әлемнің төбесін, Гималай тауларын және Жердегі ең биік тау Эверест шыңын 8,85 шақырым биіктікте бәрі біледі, бірақ Каспий маңы ойпатында биіктігі 10,7 шақырымнан асатын ондаған жерасты тұзды таулары бар екенін білетіндер аз. Біз ашамыз қоғам үшін Жердің тұзы.

 

Жердің Тұзы. Теңіз суының орташа тұздылығы тоннасына 3,5% немесе 35 кг немесе миллионға 35 бөлікті құрайды. Мұхитта еріген тұз: 36-46 миллион гигатонна (әр түрлі бағалаулар бойынша). Жер үсті және жер асты ерімеген тұз: 60 миллион гигатонна. SALTCOM.ORG
 
 

 

 37

Талқылау

Бір қызығы, мұхитты тыңайту идеясының (1930 жылдан бері темірмен тыңайту) 90 жылдан астам тарихында мәселені жан-жақты қарастыру туралы бірде-бір ұсыныс болмаған.

Барлығы темір, азот және фосфор сияқты "сиқырлы таблеткаларды" немесе элементтердің кейбір коктейльдерін іздейді, бірақ ешкім мен суда теңіз тұзы түрінде еріген элементтердің толық кестесін көрмедім.

Барлығы мұздықтар мен полярлық қақпақтардың еріп кетуіне алаңдайды, бірақ ешкім мен бұл еріген судың қайда кететіні (тұщы судың тұзды суға қарағанда жеңіл болуына байланысты мұхит бетіне таралады) және "жаһандық жылынудың зұлым егізі" мұхиттың тұзсыздануын немесе қышқылдануын қалай өтеуге болатыны туралы ойламадым.

Барлығы маржанның өлуіне алаңдайды. Олар тіпті тіршілік әрекетінің шекті тұздылығын анықтады (>32 ‰). Бірақ ешкім айтқан жоқ: СУҒА ТҰЗ СЕБІҢІЗ, МАРЖАНҒА КӨМЕКТЕСІҢІЗ!

Біз мыңдаған ғылыми еңбектер мен құжаттарды зерттедік, бірақ мұндай қарапайым идеяны еш жерден таппадық. Ғылыми әлемде ол мүлдем жоқ. Бәлкім, біреу мұны бұрын айтқан деп айтатын шығар... ас үйде... Біз айтамыз: керемет! Бізге қосылыңыздар. Біз үлкен өзгерістердің табалдырығында тұрмыз. Қытай даналығын қайталау үшін мың гигатонна жол бір тоннадан басталады.

 

Егер Жер атмосферасындағы СО2 мөлшерінің бұрынғы өзгерістеріне қарасақ[15], онда тұрақты ауытқуларды миллионға 200-300 бөлік аралығында көруге болады. Кез келген ғалым немесе инженер тербелмелі процесті орнату үшін сызықты емес кері байланысы бар көп бағытты күштер қажет екенін айтады. Барлық генераторлар осылай жұмыс істейді. Мысалы, электр генераторы катушкадағы магнит өрісі мен конденсатордағы электр өрісі арасындағы энергияның циклдік тасымалдануын пайдаланады. Бірақ табиғи тербелмелі циклдарға қандай күштер қатысады? Егер алып тасталса космологиялық факторлар ал осы ауытқулардың термодинамикалық нәтижесі болып табылатын температура, содан кейін карбонат балансы және теңіз суының диамикалық конъюгацияланған иондық деңгейі немесе оның тұздылығы қалады. Бірінші кезекте жер үсті суларында.

 

 

Сондай-ақ "маржан рифі гипотезасы" бар, онда мұздықтардың еруі және мұхит деңгейінің көтерілуі кезінде қайраңды су басу карбонаттардың шөгуіне айтарлықтай ықпал етеді, сондықтан атмосферадағы СО2 деңгейіне әсер етеді. Бұл гипотеза біздікіне қайшы келмейді, оны табиғаттағы жалпы тербелмелі процестің субармоникасы ретінде қарастыруға болады. Карбонаттар көмір қышқылының тұздары болғандықтан, оны көміртекті және көміртекті емес тұздар арасындағы энергияның циклдік ағыны деп атауға болады.

 

 38

Маржан полиптері карбонаттардың шөгуіне өз үлесін қосады. Дегенмен, ол фораминифералар мен кокколитофорлар сияқты кальцитті бекітетін бір жасушалы микроорганизмдердің жалпы үлесінен айтарлықтай аз. Сонымен қатар, бұл микроорганизмдер тек таяз суларда ғана емес, сонымен қатар терең мұхит қабаттары мен теңіз түбінде де барлық жерде кездеседі.

Мұхиттағы көміртегі балансының үш негізгі факторының ішінде: температура, қысым және тұздылық, төмен мәндерде қысым ең аз әсер етеді. Лизоклин, карбонатты шөгінділердің еру шекарасы, бірнеше мың метр тереңдікте және жүздеген атмосфералық қысымда орналасқан. 10 метр су немесе 1 атм - бұл өте аз мәндер. Ал тұздылықтың 1 ‰ шамалы өзгерістері теңіз суынан карбонаттардың шөгуіне және атмосферадан СО2 сіңуіне айтарлықтай әсер етеді.

 

 

Тұрмыстық түсіну деңгейінде тұз антисептикалық және консервант болып табылады. Ежелгі заманнан бері оның микроорганизмдердің тіршілік әрекетін тежеу қабілеті белгілі. Бұл жерде Парацельстің сөзімен айтсақ, бәрі у, бәрі ем, бірақ екеуі де дозамен анықталады ("Доза уды тудырады").

Бұл құжатты оқырмандардың ешқайсысы теңіз суының тұздылығының 2-4 ‰ айырмашылығын сезіне алмайды. Мүмкін дельфиндер немесе киттер мүмкін, бірақ бұл олардың өміріне ешқандай әсер етпейді, өйткені олар жер бетінен ондаған, жүздеген метр тереңдікке, тіпті кейбір километрлерге тұрақты қоныс аударады, үнемі өзгермелі тұздылық жағдайында өмір сүреді. Егер теңіз жануарлары жағалау аймағында мекендейтін болса, онда олар тұздылықта 10 ‰ және одан да жоғары айырмашылықтарды сезінеді[51].

Теңіз өмірінің басым көпшілігін қарастыруға болады эуригалинді организмдермен тұздылықтағы осындай шамалы айырмашылықтар үшін. Моллюскалар, медузалар, буынаяқтылар, теңіз кірпілері, құрттар, тасбақалар және балықтардың барлық түрлері. Майшабақ, шпрат, теңіз басы, акулалар және т.б. сияқты көптеген кең таралған түрлер тұздылықтың 20‰-ден астам өзгеруіне оңай шыдайды, ал лосось және жыланбалық сияқты түрлер, әдетте, теңіз бен өзендердің мүлдем басқа суларында өмір сүре алады және уылдырық шаша алады. тұздылық айырмашылығы 0,3-тен 38 ‰-ге дейін.

Ең қарапайым бір жасушалы организмдердің микроәлемі тұздылықтың шамалы өзгерістеріне жоғары төзімділікті көрсетеді. Фотосинтездеуші цианобактериялар, соның ішінде ең кішкентай пико-өлшемді Prochlorococcus және Sinecoccus түрлері, олар сіңіреді көбірек Барлығынан гөрі СО2 ормандар Жердің де тұздылығында үлкен кері әсері бар. Цианобактериялар, ең көне түрлер ретінде, қазіргі кездегіден жоғары тұздылық жағдайында өмір сүруге бейім. Теңіз суының иондық белсенділігінің жоғарылауының белгілі бір пайдасы бар.

Бұл өмірдің дүрбелеңін көріп отырған Қызыл немесе Кариб теңізі сияқты тұзды теңіздерді салыстырмалы түрде тапшы флорасы мен фаунасы бар тұзы аз Балтық және Каспий теңіздерімен салыстырған кезде байқалады.

 

көбірек өмір! теңіз суының тұздылығы Каспий теңізі Кариб теңізі Балтық теңізі Қызыл теңіз SALTCOM.ORG more life!

 

 39

Біз ормандар "планетаның өкпесі" деген стереотиптік клишемен келіспейміз. Орман өсімдіктерінің көмірқышқыл газын сіңіруі өлі органикалық заттардың суға және СО2-ге қайта ыдырауымен өтеледі. Карбон дәуірінен (360-300 миллион жыл бұрын) көптеген аэробты және анаэробты бактериялар мен саңырауқұлақтар жер бетіндегі ең көп таралған органикалық қосылыс (органикалық заттардың шамамен 59%) целлюлозаны тиімді ыдыратуды үйренді.

Қазіргі жағдайда топырақта көміртегінің қандай да бір елеулі жинақталуы мүмкін емес, оның көп бөлігі айналымға қайта оралады. Егер олай болмаса, онда біз бір шақырымдық топырақ қабаттарымен және органикалық гумустың үстімен жүрер едік, бірақ іс жүзінде топырақтың орташа қалыңдығы 20-30 см, ал ең тығыз джунгли астында ол 2-3 м-ден аспайды.

Бұл О дегенді білдіреді2 ал өлі органикалық заттарды ыдырататын микроорганизмдер оның фотосинтетикалық продуценттеріне қарағанда жылдамырақ жұмыс істейді. Демек, СО2 секвестрлеу әдісі ретінде ағаш отырғызу қысқа мерзімді әсер етеді. Өсімдік өлгеннен кейін жинақталған көміртегінің барлығы дерлік бірнеше жыл ішінде атмосфераға қайта оралады.

Планетаның нағыз өкпесі - мұхиттағы карбонатты зауыттар. Мысалы, Багамдық банк, ол мыналарды білдіреді карбонатты платформаға тереңдігі 8 км-ге дейін. Бұл соңғы 150 миллион жылдағы СО2 секвестрінің нәтижесі.

Жер бетінде жинақталған бейорганикалық көміртегінің мөлшері барлық органикалық заттардың мөлшерінен төрт реттік шамаға артық. Қалыңдығы бір шақырым және жүздеген метр болатын карбонатты шөгінділер барлық жерде кездеседі. Мысал ретінде Италиядағы Доломиттерді немесе Еуропадағы ең биік тау – француз Монбланының әктастарын келтіруге болады. Органикалық және бейорганикалық көміртегінің арақатынасы Довер маңындағы ағылшын жағалауының биіктігі шамамен 120 метр болатын бор жартастарымен (жер асты қабаттарымен бірге карбонаттардың жалпы қалыңдығы шамамен 400 метр) түрлі-түсті суреттелген.

 

Органикалық және бейорганикалық заттардағы көміртегі. SALTCOM.ORG

 

Мұхитта органикалық көміртегінің айналымы құрлықтағы айналымға ұқсас. Микроорганизмдердің көптеген түрлері органикалық заттарды бүкіл су бағанында және түбіндегі шөгінділерде бірнеше метр тереңдікте ыдыратады. Реминерализация немесе органикалық заттардың оның ең қарапайым бейорганикалық формаларына айналуы электронды тартып алу сатысы арқылы жүзеге асады: тотықсыздану O2 → NO3- денитрификация → Mg2+ қалпына келтіру → Fe3+ қалпына келтіру → SO2- сульфатредукция → СН метаногенезі4.

Органикалық заттардың айналымы жабық, сондықтан 1000-нан 1 моль ғана шөгу мүмкіндігіне ие болады керогенде ұзақ уақыт кезеңіне. Органикалық және бейорганикалық көміртекті көмуді тиімділігі 0,1 және 100% жүйелер ретінде салыстыру орынды емес.

 

 40

СО2 көму тек қана тиімді болғандықтан бейорганикалық түрде. біз мұхиттың әртүрлі "тыңайтқыштарымен" және басқа органикалық өсу үдеткіштерімен шатастырғымыз келмейді. Біздің жалған ғылыми қулықтармен ешқандай байланысымыз жоқ, шындықты алмастырмай, термодинамика заңдары арқылы табиғаттың мәніне үңілеміз. Гиббс энергиясының барлық өзгерістерін есептеу біздің технологиямыз бүгінгі күнге дейін энергетикалық тұрғыдан тиімді жалғыз технология болуы мүмкін екенін көрсетеді. Қалай болғанда да, жаһандық ауқымдылардың арасында.

Жекелеген элементтерді енгізу теңіз суындағы тепе-теңдікті бұзады және көміртегінің ұзақ мерзімді сақталуына әкелмейді және көбінесе СО2-нің табиғи кәдеге жаратылуына теріс әсер етеді. Мысалы, еріген фосфаттар теңіз суында CaCo3 тұндыруының негізгі тежегіш факторы болып табылады.[34] Яғни, әдейі "ұрықтандыру" да, абайсызда қалдықтар мен ауылшаруашылық тыңайтқыштарының өзендер арқылы мұхитқа ағуы да тікелей болып табылады тежеу арқылы көміртекті кәдеге жаратудың табиғи процесінің.

Экологтардың мұхитты темір тұздарымен, нитраттармен, фосфор қосылыстарымен және т.б. ұрықтандыруға қатысты негізгі талабы. тұжырымдамасы болып табылады "ластану" – "бұл табиғи ортаға жаңа, әдетте типтік емес физикалық, химиялық немесе биологиялық агенттердің (ластаушы заттардың) енгізілуі немесе пайда болуы немесе әртүрлі орталарда олардың табиғи көпжылдық орташа деңгейінен асып кетуі, нәтижесінде кері әсерлер."

 

more life! Балық зиянды балдырлардың гүлденуі кезінде иондардың теңгерімсіздігі мен микроорганизмдердің тез көбеюіне байланысты өледі. көбірек өмір! SALTCOM.ORG Біз жаһандық жылынуды тоқтатып, көптеген табиғи апаттардың алдын аламыз.

Балықтардың қырылуы иондардың теңгерімсіздігіне және микроорганизмдердің жылдам көбеюіне байланысты зиянды балдырлардың гүлденуі.

 

Бірақ теңіз тұзы теңіз үшін "типтік емес зат" емес. Бұл теңіз суының ажырамас бөлігі, мұхиттың белгілі бір жерлерінде және әр түрлі тереңдікте өзгереді (галоклин). Жердегі барлық ерімеген тұз мұхиттардың булануының нәтижесі болып табылады, онда иондардың қатынасы соңғы 500 миллион жылда айтарлықтай өзгермеген. Әрине, тұздың әр түрлі шөгінділері шөгу жағдайына байланысты өзгермелі құрамға ие болуы мүмкін, бірақ тұздың минералды шикізат ретіндегі артықшылығы оның теңіз құрамына құрғақ күйінде де, тұзды ерітінді арқылы да орташалануы болып табылады.

Керісінше, тұздылықты арттыру арқылы біз мұхиттың жақсы жұмыс істеуіне, антропогендік СО2 шығарындыларын сіңіруге көмектесеміз. Оның тұрақтылығын нығайтамыз, буферлік сыйымдылығын арттырамыз. Жағымсыз әсерлер жоқ. Біз тек жинақтағанымызды табиғатқа қайтарамыз, тепе-теңдікті қалпына келтіреміз. Мұхит биомассасының жалпы өсуін ынталандырамыз. Барлығы пропорционалды түрде ұлғаяды. Көбірек пикопланктон, көбірек планктон, көбірек балықтар, көбірек дельфиндер мен киттер. Экологтардың бізді айыптайтын ештеңесі жоқ.

Одан да көп айтайық. Көбірек энергия. Цемент пен болат, үйлер мен зауыттар көбірек. Көбірек сиыр және көбірек тамақ. Көбірек адамдар, көбірек өмір, more life! Біз қазіргі заманғы "өсуге қарсы" философияға қарсымыз және СО2 шығарындыларын шектеу жөніндегі келісім-шарттың мүмкіндігіне және бұл тежеудің тиімділігіне күмәнмен қараймыз. Егер сізге отынды жағу қажет болса – оны жағыңыз, қуат алыңыз, дамытыңыз, СО2 шығарыңыз, бірақ оның орнын толтырыңыз. Өтінемін, өзіңізді тазалаңыз. Өзіңізді ескеріңіз ескерілмеген экстерналиялар.

СО2-ны кетірудің тұзды технологиясы энергетикалық тұрғыдан тиімді болғандықтан және оның құны мұнайды өндіру мен жағудан гөрі шамалар шамасына аз болғандықтан, тұзды энергияны өндіру мен тұтынудың заманауи экономикасына енгізуге болады.

 

 41

 

Cui prodest? Бұл кімге тиімді?

SALTCOM`24-тегі болашақ талқылауларға қояйық, көміртекті карбонат иондары түрінде үлкен көлемде қанша уақыт сақтауға болады тереңдікте, кальцит лизоклинінен төмен (3-4 км), кальцит қаңқалары түбіне түскенде және жоғары қысым мен төмен температураның әсерінен (кальциттің ерігіштігі температураға кері тәуелді) иондарға толығымен ериді. . Бұл иондардың жер бетіне шығуы үшін айтарлықтай уақыт қажет болуы мүмкін — ғасырлар, тіпті мыңжылдықтар. Мариана шұңқырының түбіне түсіп, онда иондарға дейін еріген нәрсе өте, өте жақын арада жер үсті айналымына қайта оралады.

Газ тәрізді СО2 → иондар → қатты денелердің фазалық ауысуларының термодинамикалық соңғы нүктесіне тоқталайық, ерімейтін карбонатты минералдар тұнбаға түскенде және олардың ұзақ мерзімді перспективада мыңдаған және миллиондаған жылдар бойы карбонатты лизоклиннен жоғары тереңдікте, 3 км-ге дейін шөгуі. Негізінен таяз суларда және мұхиттық континенттік қайраңдарда.

Жағалаудың бастапқы сызығынан 370 км қашықтықта орналасқан таяз сулар болып табылады айрықша экономикалық аймақтармен жағалаудағы мемлекеттердің. Біріккен Ұлттар Ұйымының Теңіз құқығы туралы конвенциясының 56-бабына сәйкес "Эксклюзивті экономикалық аймақта жағалаудағы мемлекет барлау және пайдалану, сақтау және басқару мақсатында егемендік құқықтарға ие. табиғи ресурстар, тірі немесе жансыз, теңіз түбіне іргелес сулар, теңіз түбі және оның қойнауы, сондай-ақ судан, ағындардан және желден энергия өндіру сияқты аймақтың басқа экономикалық эксплуатациясы мен барлау қызметіне қатысты".

 

 

Көптеген жағалаудағы елдер атмосфераны СО-дан тазартып қана қоймай, табиғи карбонат зауыттарының иелері болады2, сонымен бірге бұл мемлекеттерге айтарлықтай табыс әкеледі.

Бұл жасыл технология миллиондаған жұмыс орындарын, құрлық және теңіз көлігі инфрақұрылымын құруға мүмкіндік береді. Ол жаһандық экономикалық өсудің қозғаушы күшіне айналады.

Тереңдігі мен басқа да ерекшеліктеріне сәйкес келетін теңіз сулары халықаралық сулардағы эксклюзивті экономикалық аймақтардан тыс жерлерде де бар, олар барлық елдердің, соның ішінде 44 елдің ортақ және тең пайдалануында теңізге шыға алмайтын елдер. Олардың ішінде 15 елде тұз кен орындары бар, ал ең үлкені болып табылады Қазақстан Республикасы.

 

 42

Пайымдау

Атмосфера — бұл планетадағы ең өзгермелі орта. Оның өзгерістері негізінен мұхиттағы өзгерістерге байланысты. Ол сумен термодинамикалық түрде Генри заңы арқылы ғана емес, сонымен бірге конъюгацияланады Рауль заңы (бұл екі заң да өзара байланысты), ол судың құрамын, оның тұздылығын оның үстіндегі қаныққан бу қысымымен байланыстырады.

Raoult's law. Рауль Заңы. Осы Заңға сәйкес теңіз суының Бу қысымы теңіз суындағы судың моль үлесінің көбейтіндісіне тең және су буының қысымы таза күйінде. Теңіз суындағы судың молярлық үлесі оның тұздылығына байланысты. SALTCOM.ORG

Беттің тұздылығын өзгерту арқылы біз СО-ның сіңуіне ғана әсер ете алмаймыз2, сонымен қатар жергілікті жерде судың булануына, сол арқылы оның негізгі атмосфералық қозғағышына – су буына, газ тәрізді Н-ға әсер етеді2O. Тұздылықтың 2-4 ‰ шамалы өзгеруімен қаныққан булардың парциалды қысымының өзгеруі өте аз, бірақ атмосфераның жоғары қозғалғыштығын ескере отырып, оны ауа ағындарына әсер ету үшін пайдалануға болады. Бұл құралды ұтымды пайдалану табиғаттың үлкен күштері мен энергиясын аз шығынмен басқаруға мүмкіндік береді.

Суретте дауылды қалай бұруға және жоюға болатыны көрсетілген.

 

CANCEL HURRICANES. Hurricane Irma 2017, fatalities 134 people, damage $77.16 billion. TERMINATION RESULT 0.0 Track deviatioon and attenuation IMPACT ZONES, SALTY SURFACE 2017 жылғы 'Ирма' дауылы, 134 адам қаза тапты, шығын 77,16 миллиард долларды құрады. Траекториядан ауытқу және әлсіреу көбелектің әсері SALTCOM.ORG Біз жаһандық жылынуды тоқтатып, көптеген табиғи апаттардың алдын аламыз.

 

 43

 

Болашақты көру үшін өткенге мұқият қарау керек. Суретте 2017 жылдың 10 қыркүйегінде SMOS ғарыш кемесі арқылы жасалған мұхиттың тұздылық картасы көрсетілген. Онда дауыл эволюциясының уақыт кестесін және оған әсер еткен факторларды көруге болады.

 

CANCEL HURRICANES. Track Hurricane Irma 2017. SMOS salellite salinity map of September 10, 2017 2017 жылы Ирма дауылын қадағалаңыз. 2017 жылғы 10 қыркүйектегі SMOS спутниктік тұздылық картасы Жолдың ауытқуы теңіз суының тұздылығына байланысты. SALTCOM.ORG Біз жаһандық жылынуды тоқтатып, көптеген табиғи апаттардың алдын аламыз.

 

Ирма – 5-санаттағы жойқын дауыл Кабо-Верде типі, Африканың батыс жағалауындағы аралдардың атауымен байланысты. Бұл күшті дауылдар әдетте жаңбырлы маусымда Африка саваннасында пайда болатын тропикалық толқындар аймағында пайда болады. Атлант мұхитын кесіп өтіп, олар орасан зор энергия жинап, оны Америкаға төгеді.

Траектория бойынша салыстырмалы түрде тең температурада жүру (Күн Жер бетін біркелкі қыздырады), олардың қарқындылығының артуы көбінесе теңіз суының тұздылығының айырмашылығына байланысты. Тұзсыздандырылған сулардың үстінде бірдей температурада Рауль заңы бойынша су буының парциалды қысымының мәні жоғарырақ, жүйенің ішкі энергиясы үлкенірек болады. Сондықтан Оңтүстік Американың ірі өзендерінің ағысы аймақтарында дауыл санатының күрт өсуі байқалады. Картадан біз дауылдың Ориноко өзенінің ағынды аймағынан өтіп бара жатқанда ең жоғары деңгейге жеткенін көреміз.

Бұл жерде айта кететін жайт, тек жаһандық жылыну ғана емес, сонымен қатар, негізінен, полярлық мұздықтардың еруіне байланысты Дүниежүзілік мұхиттардың жер үсті суларының тұщылануы табиғи апаттар жиілігінің артуына және олардың жойқын күшінің артуына тенденция тудыруда.

Дауылдың бойындағы тұздылықтың локализацияланған өзгерістері оның траекториясын айтарлықтай өзгертуі мүмкін. Су буының үлкен ішкі энергиясымен, бірақ ылғалды ауаның салыстырмалы түрде аз массасымен дауыл қозғалыста өте өзгермелі. Тұздылығы төмен немесе жоғары теңіз суының шағын учаскелері оның қозғалу бағытын күрт өзгертуі мүмкін. Багам аралдарының тұзды суларының үстіндегі төмен бу қысымы (картадағы қызыл дақ) дауылдың бағытын Флоридаға қарай 60 градусқа бұрып жатқанын көреміз. Егер бұл тұздылық нүктесі болмаса, Ирма өз жолын жалғастырып, Миссисипи өзенінің ағысы арқылы қуатын арттырып, Парсы шығанағының батыс жағалауына құлаған болар еді. Багам аралдарының тұзды суы Флоридаға зиянын тигізді деп айтуға болады, бірақ Хьюстон, Остин және Бока Чикті қатты дауылдан құтқарды.

Егер бұл тұздылық нүктесінің мөлшері дауылдан әлдеқайда аз екенін ескеретін болсақ (оның диаметрінің 1/6 шамасында), онда оның пайда болуының бастапқы жағдайында, құйын әлі де аз болған кезде, оны ауытқу және жою үшін жасанды тұздылық нүктесінің ауданы болуы мүмкін деп болжауға болады. өте аз, бірнеше шақырым ғана.

 

 44

Біз дауыл қуушылар сияқты тропикалық циклондарды қумаймыз. Жинақталған деректерге сүйене отырып және ауа райын сандық болжауда. біз оқиғаларды болжап қана қоймай, қалыптастыра аламыз, ауа-райын өзгерте аламыз және сайып келгенде оны басқара аламыз.

Өмір, өлім, үй, Жер және осының бәрі туралы аралық сұрақтың жауабы болуы мүмкін Great American Saltwall — орта Атлантикалық жотаның үстінде орналасуы мүмкін жасанды карбонат зауыттарының жиынтығы. Карбонаттарды тұндыру үшін қолайлы жағдайлар бар: тереңдігі 1-1,5 км, жоғары температура мен тұздылық. Мұндағы түптік шөгінділердің жартысы карбонаттардан (40-60% CaCo) тұрады3, 7-беттегі картаны қараңыз).

Картада 4000-нан астам адамның өмірін қиған және жалпы құны 300 миллиард доллардан астам шығын келтірген Кабо-Верде типіндегі 4-5 санаттағы 19 жойқын дауылдың іздері көрсетілген.

 

CANCEL HURRICANES. Картада 4000-нан астам адамның өмірін қиған және 300 миллиард доллардан астам жалпы шығын келтірген 4-5 санаттағы 19 жойқын Кабо-Верде дауылының іздері көрсетілген. Great American Saltwall - жасанды Карбонат зауыттарының кешені. SALTCOM.ORG Біз жаһандық жылынуды тоқтатып, көптеген табиғи апаттардың алдын аламыз.

 

Дауылдардың бастапқы алдындағы жүйелі ауытқу, циклондар аймаққа антициклондардың олардың "жойылуына" әкеледі. Яғни, Африка саваннасындағы ылғалды ауамен жинақталған энергия 30 ендікке жуық Атлант мұхитының үлкен, тыныш аймағына бағытталады. Желкенді навигация кезінде бұл аймақ "деп аталды.жылқы ендіктерімен" ұзақ уақытқа созылған тыныштыққа байланысты.

Тұздылық картасында бұл аймақ қызғылт-қызыл аймақ болып табылады, тұздылығы 37-38 ‰ жоғары. Бұл жерде спутниктің жер бетінің тұздылығын 2 см өлшейтінін түсіну керек, ал жер асты суларының астындағы мұхиттарда тұздылық 35 ‰-ден аз, яғни жер бетінің булануына байланысты шамамен 3 ‰ аз.

Су буында жинақталған энергия Атлант мұхитының шөлді бөлігіндегі толқындар арқылы таралады, бұл жер үсті қабаттарының араласуына ықпал етеді, бұл судың сіңуін тездетеді.2 атмосферадан мұхитпен. Бастапқы артық энергия табиғи апаттардың, зақымданулардың және өлім-жітімнің орнына пайдалы жұмыстарға жұмсалуы мүмкін.

Тұщыландырылған сулардың үстінде бірдей температурада бу қысымы жоғарырақ, ауаның жылу сыйымдылығы мен ішкі энергиясы жоғары болады. Бұл энергия дауылды қуаттандырады және тартады. Мысалы, "Катрина 2005" – АҚШ тарихындағы ең жойқын дауыл, Мексика шығанағындағы қысқа жолға қарамастан, Миссисипи өзенінің сағасына қарай тұздылық градиенті бойынша тиімді қозғала отырып, 5-ші санатқа тез көтерілді. Дауылдың жоғары санатқа дейінгі сыни күшейту қашықтығында жер бетінің тұздылығы өзен суының 40-тан 1 ‰-ге дейін, яғни 4%-ға төмендеді және сәйкесінше[46], тұздылыққа байланысты бу қысымы шамамен 0,08 кПА-ға немесе шамамен 2,2%-ға, яғни тұздың жартысына жуығына өсті. Гиббстің теңіз суының бос энергиясы максималды тұздылығы 10 ‰ болғанда шамамен 1 КДж/кг-ға немесе 25%-ға өсті.

Тереңдігі бойынша бақылау нүктелері бар теңіз суының термофизикалық қасиеттері туралы мәліметтерді білу (MIT бойынша 0, 714, 1224 м[46]), біз нақты онлайн режимінде энергия қозғалысының 3D картасын жасай аламыз. Ғарыш аппараттарының деректерін және халықаралық бағдарламаны пайдалана отырып Argo. енді мұхиттардағы судың барлық сипаттамаларын және атмосферадағы су туралы бәрін білуге болады.

Бұл жерде айта кететін бір жайт, Миссисипи тұщы суын қалыңдығы бірнеше жүз және мыңдаған метрді құрайтын орасан зор жер асты тас тұзы кен орындарының үстінен тасымалдайды. Сонымен қатар, диапирлері бар үлкен тұз қабаттары өзен сағасының астында, Жаңа Орлеанның астында және Миссисипиден тұзсыздандырылған шығанақ бетіндегі "Катрина" жолының астында орналасқан... Латын мақалында айтылғандай: "sapienti sat".

 

 

 45

Осындай ауа райы жағдайлары Тынық мұхитының батысында да байқалады. Мұндағы дауылдар тайфундар деп аталады. Олар сондай-ақ жоғары қуатқа және одан да көп өлімге қол жеткізеді. Мысалы, 2013 жылғы "Хайян" тайфуны ("Йоланда" супер тайфуны) 8 мыңнан астам адамның өмірін қиды.

 

CANCEL TYPHOONS. Картада 1980-2005 жылдардағы тайфунның іздері көрсетілген. Жасанды Карбонат зауыттарының желісі, ауытқу схемасы. Теңіз суының тұздылығы, желдің жылдамдығы шкаласы, м / с SALTCOM.ORG Біз жаһандық жылынуды тоқтатып, көптеген табиғи апаттардың алдын аламыз.

 

Аймақтағы жағдай Тынық мұхитының жер үсті суларының айтарлықтай тұщылануымен күрделене түсуде (тұздылық картасын қараңыз) Еуразиядан және жаһандық құрлықтық ағындардың көп болуына байланысты атмосфералық айналымның. Мұндағы мұхит бетінің тұздылығы әлемдік орташа деңгейден әлдеқайда төмен – шамамен 29-32 ‰. Тиісінше, ауаның ылғалдылығы жоғарырақ. Стандартты температура мен қысымда максималды қаныққан кезде ылғалды ауаның тығыздығы 28,51 г/моль болады, ал дәл осындай жағдайларда ауаның орташа молярлық массасы 28,57 г/моль болады. Ылғалды ауаның көтергіштігі жоғары, ол қайнаған судағы көпіршіктер тәрізді көтеріледі.

Келесі беттегі су буының картасына қарасаңыз, бұл аймақтағы атмосфералық ылғалдылықтың алуан түрлі көрінісін көруге болады. Түбінің, аралдарының және ағыстарының рельефіне байланысты мұнда жаздың аяғында және күзде жылынған мұхит үнемі "қазандықты", тайфундардың генераторы мен күшейткішін құрайды. Бұл маусымда жылы мұхиттан материкке соғатын және атмосфералық судың осы турбулентті массаларын халық тығыз орналасқан жағалауға апаратын желдер басым. Тайфун маусымы жақындап қалды деп есептеледі.

Бірақ әрбір аспаз қайнаған сорпаға тұз қоссаңыз, қайнау азаятынын немесе тоқтайтынын біледі. Тынық мұхиты бассейні мен сорпа ыдысының арасындағы айырмашылық әсер ету дәрежесіне байланысты.

Жаһандық жылыну немесе мұхиттың қышқылдануы туралы айтқанда, бұл ± бірнеше ондаған метр жер бетіне жақын орналасқан жұқа қабатқа қатысты. Ал мұхиттардың тереңдігі әлдеқайда тереңірек. Дүниежүзілік мұхиттардың орташа тереңдігі 3688 м, ал Тынық мұхиты одан да үлкен – 4280 м. Яғни, өзгертілетін бөлік өте кішкентай, оның өлшемі өзгермейтін бөліктен үш реттік кіші. Тіпті планетадағы барлық қазба отындары өндіріліп, өртеніп, биомассаның барлық көміртектері СО2-ге дейін тотығып, теңіз суында еріген болса да, бұл мұхиттағы көміртегінің жалпы мөлшеріне өте аз әсер етер еді (қараңыз). Жердегі көміртегі қоймаларының мөлшері 2-бетте).

Керісінше, егер құрлықтағы, жер астындағы және мұхит астындағы орасан зор тұз қоры теңіз суында ерітілсе, онда теориялық тұрғыдан оның тұздылығын екі жарым есе 82‰-ге дейін арттыруға, "жаңа бор дәуірін" құруға және барлық көміртекті химиялық жолмен тұндыруға болады. карбонатты минералдар.

Сонымен, тұздылықты 1 км-ге жоғарғы 10 м судың 2-4 ‰ арттыру үшін2, бар болғаны 20-40 мың тонна тұз қажет, бұл бір кеменің дедвейтімен салыстыруға болатын мөлшер. Тайфундармен күресудің бұл аймақтық жүйесі бірнеше мың кемелерден тұратын флотты қажет етеді, бұл қазірдің өзінде мүмкін.

Тұздың төменгі қабаттарға диффузиясы апталар немесе айлар алатынын ескерсек, шартты түрде бір ай атмосферада булардың болуынан әрқашан көп, ол 9 күнмен шектеледі, адамдардың ойыны су мен атмосфераның шекарасында, тайфундарды болдырмайтын белгілі бір "пин—бол". ғасырлар бойы жалғасуы мүмкін. Адамзат әрқашан табиғаттан жеңетін ойын.Адамзат әрқашан табиғаттан жеңетін ойын.

 

 46

Бірақ әзірге адамдар өте осал. Сонымен, Үнді мұхитының беткі қабаты, әсіресе солтүстік және шығыс бөліктерінде, 25-28 ‰ дейін қатты тұзсыздандырылғандықтан, ылғалдылықтың жоғары болуына байланысты жағалаудағы атмосфера үнемі табиғи апаттардан зардап шегеді. Мысалы, 1970 жылғы "Бхола" циклоны жартылай тұщы Бенгал шығанағы арқылы өтіп, күшейіп, Ганг өзенінің сағасына еніп, 0,5 миллион (!) адамның өмірін қиды. адам және Бангладештің жаңа мемлекетінің құрылуына себеп болды.

 

 

Біздің технологияның көмегімен көптеген климаттық және ауа райы мәселелерін шешуге болады. Дауылдар мен циклондарды жоюға ғана емес, сонымен қатар тұрақты антициклондарды, ыстық толқындарының көздерін және орман өрттерін жоюға болады. Сондай-ақ басқа да дүлей зілзалалардың алдын алуға болады: қатты нөсер, бұршақ пен қардың жаууы, дауылдың күшеюі, су тасқыны мен сел, аптап ыстықтың "күмбездері", құрғақшылық пен шөлейттену.

Табиғаттағы экстремалды ауа райы құбылыстары міндетті емес. Адамзат қазірдің өзінде өз үйін жайлы етуге дайын.

СО2 карбонатты-тұзды көму технологиясы белгілі бір масштабқа жеткенде және кең таралған құбылысқа айналғанда, атмосферадағы судың қозғалысын бақылау арқылы басқаруға болады жасанды аспан өзендерінің немесе су буының арналары. Мұндай гидротехника құрлықтағы су арналарын салудан гөрі экологиялық тұрғыдан тиімдірек, серпінді, икемді, қоршаған ортаға зиянсыз, ауқымды және функционалды болуы мүмкін.

Үнді мұхитындағы атмосфералық сулардың бұл артығын араб шөлдерін суаруға, аймақтың климатын жұмсартуға және жансыз құмдарды гүлденген бақтарға айналдыруға динамикалық түрде бағыттауға болады.

 

 

 

 47

Ауа—райын болжау үшін екі апта - бұл негізгі проблемадан туындайтын шекті шек математикалық модельдеуде. Атмосфера мен мұхиттардың динамикасын сипаттаудың теориялық негіздері болып табылады Навье-Стокс теңдеулері.

 

Бұл дербес туындылы дифференциалдық теңдеулер, тұтқыр сұйықтықтардың қозғалысын сипаттайтын және ауа-райын, атмосфералық және мұхиттық ағындарды модельдеу үшін, сондай-ақ авиациядан су құбырларына дейінгі әртүрлі техникалық есептеулерде қолданылады. Бірақ модельдеуде көптеген табиғат құбылыстары мен техникалық мәселелердің кеңінен қолданылуына қарамастан, бұл теңдеулер жүйесін түсіну толық емес. Бүгінгі күні теңдеулердің жалпы аналитикалық шешімі жоқ. Ол аталады Навье–Стокс теңдеулерінің тегістігінің болуы мәселесі, деп аталатын шешілмеген жеті математикалық есептің ішіндегі ең маңыздысы және практикалықы мыңжылдықтың жеті міндеті, ол үшін Клэй математика институты 2000 жылы 1 миллион доллар сыйақы тағайындады.

Бұл факт онсыз тегіс теңдеулер жүйесінің шешімдері оларды тек шешуге болады сандық әдістермен, онда дискреттеу кіріс қателерін тудырады. Көптеген компенсациялар мен оңтайландыру алгоритмдеріне қарамастан, бұл кішігірім қателер жинақталады және метеорологтарды екі аптадан астам болашаққа қарауға жол бермейді.

Ал болса кейбіреулері олар толық шешім тапты деп мәлімдейді, ал басқалар үш өлшемді Евклид кеңістігінде шешім табу мүмкін еместігін дәлелдей отырып, әлемдегі ең үздік 500 суперкомпьютердің көпшілігі ауа-райын болжау модельдері үшін орасан зор сандық мәліметтер мен ішінара туындыларды өңдейді.

Біз болашаққа үмітпен және оптимизммен қараймыз және не бірқалыпты шешім, айталық, жасанды интеллект арқылы табылатынына немесе есептеу қуатындағы прогреске сенеміз, осылайша климат пен ауа райын басқарудың жаһандық жүйесін енгізуге мүмкіндік береді. Бұған деген сеніміміз дауыл сияқты макроқұрылымдарды екі өлшемді нысандар ретінде қарастыруға болатындығымен нығайтылады. Атмосфераның қалыңдығы Жердің радиусымен салыстырғанда шамалы. Әдетте дауылдарды "орасан зор", "Техас штатының көлеміндей", яғни 1000-2000 км деп атайды, бірақ оның биіктігі небары 13-15 км құрайды. 15/2000 = 0,0075 қатынасы өте аз және оларды екі өлшемді турбулентті құйындар деп санауға болады. 2D арасындағы негізгі айырмашылық турбуленттілікпен ал үш өлшемді турбуленттілік спектрдегі энергияны тасымалдау бағытында жатыр. Үш өлшемді ортада үлкен турбулентті құйындар кішілеріне ыдырайды, олар өз кезегінде одан да кішілеріне ыдырайды, содан кейін олар консервативті емес күштердің әсерінен энергиясын жоғалтады (баяулайды). 2D ортада, керісінше, кішігірім құйындар бір-бірін нығайтады, біріктіреді және барған сайын үлкен құйындарды (дауылдарды) жасайды.

Бірақ Навье-Стокс теңдеулер жүйесінің 2D... біркелкі шешімі қазірдің өзінде бар.

Ол жарияланды Ольга Ладыженская, 1959 жылы Санкт-Петербург университетінің математикалық физика зертханасының меңгерушісі.[44]

Санкт-Петербург университетінің орыс математигі Ольга Ладыженская Навье-Стокс теңдеулерінің шешімін тапты. SALTCOM.ORG

 

 48

Ольга Александровна жарты ғасырдан астам уақыт бойы гидродинамика мәселелерімен айналысып, университетте сабақ берді, 250 ғылыми еңбектер, монографиялар мен оқулықтар шығарды, оларда математиктердің, жартылай туынды құралдардың мамандарының, қазір әлемді және болашақты анықтаушылардың тұтас бір буыны өсті. .

2003 жылғы "Мыңжылдықтың алтыншы мәселесі: Навье-Стокс теңдеулері, болмысы және тегістігі" атты мақаласында ол былай деп жазады: "1966 жылы мен Навье-Стокс жүйесі үшін арнайы үш өлшемді есеп таптым, ол үшін мен Коши есебінің жаһандық бірегей шешімділігін және бастапқы-шекаралық есепті дәлелдей алдым. өрісінде осьтің айналасында айналу x3. Барлық берілген есептер мен барлық шешімдер айналмалы симметрияға ие, атап айтқанда жылдамдық өрісінің цилиндрлік компоненттері және күштер сондай-ақ қысым p бұрышқа тәуелді емес бұрылыстар, және одан да көп, және . Бұл жағдайда біз үш өлшемді жағдаймен айналысамыз, бірақ толық әзірленбеген..."

Ладыженскаяның жұмысын терең түсіну — ауа райын басқарудың жаһандық жүйесі құрылатын іргетас.

Бұл 2D++ тәсілі бастапқы есептеулер көлемін азайтуға және жаһандық координаттардың ажыратымдылығын арттыру арқылы масштабтауға мүмкіндік береді. 2D қабаттары түріндегі жаңа өлшемдерді біртіндеп қосу және қабаттар арасындағы байланыстарды орнату арқылы біз жаһандық математикалық модельді өсіре аламыз. Көп модельді ансамбльдер қателерді түзетумен өте дәл болуы мүмкін, бірақ егер біз осы "суперассамблеяларды" атмосферадағы және мұхиттағы әртүрлі физикалық және химиялық процестердің үлгілерімен біріктіретін болсақ, онда шындықтың толық математикалық бейнесін ала аламыз, hyper‑ensemble[45] оның көмегімен бұл шындықты басқаруға болады. Бірақ бұл үшін үлкен есептеу қуаты қажет.

Біз NVIDIA суперкомпьютеріне белгілі бір үміт артамыз Earth-2, жапон тіліне Earth Simulator және басқа да қуатты жүйелер. Дегенмен, қазіргі уақытта 5G желілері мен жоғары жылдамдықты спутниктік интернет арқылы есептеу қуаты мәселесін келесі жолдармен шешуге болады кластерлік үлестірулер көптеген төмен қуатты компьютерлер арасындағы есептеулер.

Біздің арманымыз бар — халықаралық ұйым құру HYPERNET, суперкомпьютерлер әлеміне арналған порталдың бір түрі, мұнда әртүрлі елдердің командалары әртүрлі үлгілерді есептеп, оларды ортақ жаһандық жүйеге енгізе алады. Бұл көпдеңгейлі жүйенің өзегі "діңгек" бұлттардың, орбитаның, Антарктиданың немесе жекелеген елдердің юрисдикциясынан немесе жекелеген компаниялардың шешімдерінен тәуелсіздігі бар кез келген жерде орналасуы мүмкін.

Біз адамдар мен ұлттарды планеталық мәселелерді шешуге қабілетті Адамзатқа біріктіргіміз келеді.

 

SALTCOM HYPERNET - бұл суперкомпьютерлер әлеміне портал. SALTCOM HYPERNET - бұл жаһандық жылынудың шешімі. Біз жаһандық жылынуды тоқтата аламыз! SALTCOM.ORG

 

Бұл жүйе құрылады, бұған күмән жоқ, өйткені ол ақша көзі болып табылады.

 

 49

 

Тұзды өндіру, дайындау, сақтау және тасымалдау тізбегіндегі әрбір буын теңіз суында түпкілікті ерігенге дейін әлемнің басқа жерлеріндегі ұқсас блоктар жүйесіне қосылған блок болып табылады. Бұл ғаламдық жүйе таратылған және табиғаттың іргелі заңдылықтарына (жоғарыда аталған "алтын көпмүшеліктер") математикалық тәуелділіктер арқылы өзара байланысты көптеген тәуелсіз актерлерге ие.

Бұл цифрлық валюталарға ұқсас технологиялары бар блокчейн жүйесі. Ол бірдей элементтерді жүзеге асырады: бөлінген уақыт белгісінің сервері, денсаулықты тексерудің жеңілдетілген жүйесі (Адам Бэктің хэш кэші емес[49], бірақ негізгі сертификатпен), төлемді тексеру және т.б.

Бірақ айырмашылығы Сатоши Накамото жазған, біз пайыздық кірістерді алып тастаймыз. Табыс табу этикасына мән беретін немесе діни заңдарды ұстанатын инвесторлар өздерінің және барлық адамдардың игілігі үшін инвестициялай алады. Өйткені пайда экономиканың нақты секторында пайда болады және келісім-шарт негізінде жүзеге асырылады. Сондай-ақ, қатысушыларды бір-бірінен жасырудың, жасырын крекерлермен күресудің және орасан зор энергетикалық ресурстарды жалмап, планетаны ластайтын орасан зор мағынасыз есептеулер жүргізудің қажеті жоқ.

Біз жаңа баламалы валютаны жасап жатырмыз — SALTCOIN, ол жалпы ақша массасының мөлшерімен де, уақытша лимитпен де шектелмейді. Монеталардың саны жақын болашақта (жүздеген жылдар) үнемі өсіп отырады, өйткені адамзат ұзақ уақыт бойы СО2 бөліп шығарады. Шын мәнінде, бұл шығарындылар — бұл белгілі бір елдің Орталық банкі немесе энергияны көп қажет ететін алгоритм арқылы емес, табиғаттың өзі және бүкіл адамзат жүзеге асыратын ақша эмиссиясы.

 

Тұрақтылық

SALTCOIN алыпсатарлық ауытқуларға ұшырамайды, өйткені барлық басқа ақшалардан айырмашылығы оның "ішкі құндылығы" бар. Оның мәні қаржы мен табиғат заңдарының арасындағы тығыз байланыста жатыр. Тұз өз күшін жоғалта алмайды, "тұзсыз болу" - сөйлеу фигурасы, библиялық метафора. Энергияны сақтау, массаны сақтау және стехиометрия заңдары бар..

 

Инфляцияның болмауы

SALTCOIN ол еріген сәтте пайда болатын және уақыт өте келе жойылмайтын ішкі құндылыққа ие. Мұхитта еріген тұз әрқашан жұмыс істейтін болады. Болу уақыты карбонатты тұндыру процесін тудыратын негізгі компоненттер миллиондаған жылдарға есептелген. Сонымен, Cl және Br галогендерінің мұхитта болу уақыты 100 миллион жыл, натрий Na - 47 миллион, бор B - 20, Mg - 13 миллион және Ca - 1 миллион жыл.[5]

Әлемдегі бірде-бір валютаны мұндай айналым уақытымен салыстыруға болмайды.

 

Ұзақ мерзімді өсу

Әлбетте, СО2 жою нарығы жақын және алыс болашақта өседі. Қазіргі әлемдік тұз өндірісін (270 миллион тонна) қажетті ондаған және жүздеген гигатонна, миллиардтаған тонна көлемімен салыстыра отырып, нарықтың мың есе өсу әлеуетін көруге болады.

SALTCOIN ол сенімді жинақ ақшасына да, жоғары моральдық табыс көзіне де айналады.

 

Гуманизм

Жеке алғанда, біз әзірлемелерімізден артық пайда алуды жоспарлап отырған жоқпыз. Біз басшылыққа аламыз Гуманистік манифестпен және солай деп есептейміз

"Қоғам игілігі үшін жұмыс істеу жеке бақытты барынша арттырады".

Әлемді жақындап келе жатқан климаттық апаттан құтқару — ақылға қонымды асыл және тартымды мақсат. Біз өз қолдаушыларымызды, балаларының болашағына бей-жай қарамайтын, жаһандық деңгейде ойлайтын, Жерді алғаннан да жақсырақ ұрпаққа бергісі келетін адамдарды табатынымызға сенімдіміз.

 

 

 50

SALTCOIN-жаһандық жылыну мәселесінің шешімі. SALTCOIN-бұл әлемдік валюта.

 

Мұнда ұзақ уақыт бойы үлкен ақша келетіні анық. Олар қаншалықты үлкен деп ойлайсыз?

 

 

 

 

 

 

 51

Сілтемелер

[1] Carbonate sediments and their diagenesis. 1975, Robin G.C. Bathurst, University of Liverpool

 

[2] Geochemistry. 2013, William M. White, Cornell University, USA

 

[3] CO2 in seawater: equilibrium, kinetics, isotopes, 2001, Richard E. Zeebe and Dieter Wolf-Gladrow, University of Hawaii and Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research Germany

 

[4] The Marine Carbonate System. Ionic Interactions and Biogeochemical Processes. 2014, Adam Ulfsbo, University of Gothenburg, Sweden

 

[5] Marine Chemistry. The Structure of Water and the Chemistry of the Hydrosphere. 1972, R. A. Horne, Moscow (rus)

 

[6] Chemistry of the ocean. 1984, Oleg Alekin and Yuriy Lyakhin, Hydrometeorological University, Leningrad, USSR

 

[7] Environmental controls on B/Ca in calcite tests of the tropical planktic foraminifer species Globigerinoides ruber and Globigerinoides sacculifer. 2012 Allen, Honisch, Eggins, Rosenthal

 

[8] The Oceans. Their physics, chemistry and general biology. 1942, H.U.Sverdrup, M.W.Johnson, R.H.Fleming, University of California, Scripps Institution of Oceanography

 

[9] Effect of salinity induced pH changes on benthic foraminifera: a laboratory culture experiment. 2011, R.Saraswat, M.Kouthanker, S.Kurtarkar, R.Nigam, and V.N.Linshy, National Institute of Oceanography, Goa, India

 

[10] Revised chemical equilibrium data for major water-mineral reactions and their limitations. 1990, Nordstrom, D.K., Plummer, L.N., Langmuir, D., Busenberg, E., May, H.M., Jones, B.F., and Parkhurst D.L.

 

[11] Biostratigraphic And Geological Significance Of Planktonic Foraminifera, 2015, Marcelle K. BouDagher-Fadel, University College London

 

[12] Carbonate Sedimentology.1990, Maurise E., Tucker, V. Paul Wright, J.A.D. Dickson, University of Cambridge

 

[13] Сarbonate sedimentology and sequence stratigraphy. 2005, Wolfgang Schlager, Vrije Universiteit, Amsterdam

 

[14] Thermodynamics of the carbon dioxide system in the oceans.1995, Frank J. Millero, University of Miami

 

[15] The marine inorganic carbon cycle. 2006, Frank J. Millero, University of Miami

 

[16] Introduction To Physical Oceanography 2008, Robert H. Stewart, Department of Oceanography Texas A&M University

 

 52

[17] Introduction to the physical oceanography. 2014, Koshlyakov et al., Moscow Physic Technology University

 

[18] Total alkalinity: The explicit conservative expression and its application to biogeochemical processes. 2007, Dieter A. Wolf-Gladrow, Richard E. Zeebe, Christine Klaas, Arne Körtzinger, Andrew G. Dickson.  

 

[19] Guide to Best Practices for Ocean CO2 Measurements. 2007, Andrew G. Dickson et al., Scripps Institution of Oceanography, San Diego

 

[20] Precipitation of calcium carbonate and its impact on heat exchangers of cooling sysems. 1984, Cheng Hoong Kuo, University of New South Wales, Australia

 

[21] Global relationships of total alkalinity with salinity and temperature in surface waters of the world’s oceans. 2006, Frank J. Millero, Andrew G. Dickson and over, Scripps-Miami 

 

[22] Precipitation of Calcium Carbonate in Aqueous Solutions. 1983, P. Koutsoukos, G. Kontoyannis, University of Patras, Greece

 

[23] The physical chemistry of natural waters. 1985, Frank J. Millero, University of Miami

 

[24] The physical chemistry of seawater. 1974, Frank J. Millero, University of Miami

 

[25] Relation of salinity to the calcium carbonate content of marine sediments. 1936, Parker D. Trask, U.S. Geological Survey

 

[26] Thermodynamics of electrolytes. II. Activity and osmotic coefficients for strong electrolytes with one or both ions univalent., 1973, Kenneth S. Pitzer, Mayorga Guillermo, Lawrence Berkeley National Laboratory 

 

[27] Activity coefficients in electrolyte solutions. 1991, Kenneth Pitzer, University of California

 

[28] A theoretical study of the kinetics of the boric acid–borate equilibrium in seawater., 2000, Richard E. Zeebe, Abhijit Sanyal, Joseph D. Ortiz, Dieter A. Wolf-Gladrow, BremerhaÍen, Germany

 

[29] A Gibbs function for seawater the rmodynamics for -6 to 80 C and salinity up to 120 g kg–1., 2008, Rainer Feistel, Leibniz-Institut fur Ostseeforschung,Warnemunde,Germany

 

[30] Factors controlling the rate of CaCO3 precipitation on Great Bahama Bank. 2000, Wallace S. Broecker, Chris Langdon, TaroTakahashi, Columbia University, Palisades, New York

 

[31] Salinity-temperature ranges for application of seawater SA-T-P models. 2009, G. M. Marion, F. J. Millero, R. Feistel 

 

[32] Revised Chemical Equilibrium Data for Major Water-Mineral Reactions and Their Limitations. 1990, Nordstrom D. K., Plummer L. N., Langmuir D., Busenberg, Howard M. M., Blair F. J., and Parkhurst D. L.

 

[33] Kinetics of calcite precipitation from seawater: II. The influence of the ionic strength. 1997, Pierpaolo Zuddas and Alfonso Mucci, McGill University, Montreal 

 

[34] Reviw of Kinetic Data on Carbonate Mineral Precipitaton. 1996, Sanjuan B., Girard J. P., Report BRGM 

 

 53

[35] Gravity exploration of the Caspian depression. 2013, Matusevich Alexander Vladimirovich, Committee of Geology of the Republic of Kazakhstan, Specialized Gravimetric Enterprise 

 

[36] The Indersky salt dome landscape is a protected pearl of Western Kazakhstan. 2017, Kazhmurat Akhmedenov, West Kazakhstan Agrarian and Technical University, Kazakhstan (in Russian) 

 

[37] Types of salt structures of platform and geosynclinal areas. 1959, Yu. A. Kosygin, Geological Institute, Moscow (in Russian) 

 

[38] Salt accumulation, formation of salt structures and their effect on oil and gas content. 1973, Kalinko M.K. Geological Exploration Oil Institute, USSR (in Russian) 

 

[39] Salt Systems of the Earth. 2019, Galina Belenitskaya, Russian Geological Research Institute (VSEGEI), Saint Petersburg

 

[40] Mining and chemical raw materials of the Satimola deposit - borates and potassium salts, 2012, Diarov, Kamashev, Kassenov, Atyrau Institute of Oil and Gas, Kazakhstan (in Russian)

 

[41] The chemical composition of the water of the springs of the Inder salt Lake. 2018, Diarov Mufftakh et al., Atyrau Institute of Oil and Gas, Kazakhstan (in Russian)

 

[42] Existence of a strong solution to the Navier-Stokes equation. 2013, Mukhtarbai Otelbayev, Eurasian National University, Astana (in Russian)

 

[43] Finite time blow up for an averaged three-dimensional Navie-Stokes equation. 2014, Terence Tao, University of California

 

[44] Solution ‘in the large’ of the nonstationary boundary value problem for the Navier-Stokes system with two space variables. 1959, O. A. Ladyzhenskaia, University of Leningrad

 

[45] Super-Ensemble techniques: application to surface drift prediction. 2009, Vandenbulcke, L.; et al, Progress in Oceanography

 

[46] Seawater thermophysical property data library. 2016, Kishor G. Nayar, Mostafa H. Sharqawy and John H. Lienhard V., Massachusetts Institute of Technology 

 

[47] Procedure for calculating the Calcium Carbonate Precipitation Potential (CCPP) in drinking water supply: Importance of temperature, ionic species and open/closed system. 2021, Camilla Tang, Berit Godskesen and others. 
 

[48] Precipitation of calcium carbonate mineral induced by viral lysis of cyanobacteria.2022, Hengchao Xu, Xiaotong Peng, Shijie Bai, Kaiwen Ta, Shouye Yang, Shuangquan Liu, Ho Bin Jang, Zixiao Guo

 

[49] Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System., 2008, Satoshi Nakamoto

 

 

 

 

 

 

 

 

 		  

 

  
Барлық мәтіндер мен суреттер еркін пайдалану үшін қолжетімді. Сіз көшіруге, қоюға, сақтауға, өңдеуге, өзгертуге, жіберуге, алуға, сатуға, сатып алуға, капиталдандыруға, келісуге, дауласуға, дамытуға, елемеуге, шын жүректен қабылдауға, олармен шектеусіз кез келген нәрсені жасай аласыз. Freeedom!!!