Вулканы под контролем

Опубликовано 06.06.2014
Михаил Зосименко   |   просмотров - 1431,   комментариев - 7
Вулканы под контролем


Я часто спрашивал своих знакомых: можно ли взять под контроль такое природное явление, как вулканическая деятельность Земли? Как правило, вопрос вызывал недоумение с ответом «нет», и когда я говорил, что это возможно, то получал характерный жест: палец у виска. 

  

На поверхности Земли существует четыре вида вулканов, отличающихся скоростью отхождения лавы после извержения.

1. Высокая скорость, когда лава уходит по центральному стволу вулкана, оставляя за собой отверстие. Таких вулканов на Земле всего 4-5 штук. Их называют «ворота в ад».

2. Малая скорость, когда лава некоторое время стоит в жерле вулкана и за это время, охлаждаясь, успевает создать кратер (усадочную раковину) и застыть на глубину 30-50 метров, после чего лава уходит вниз, оставляя отверстие. При этом в жерле вулкана образуется «пробка».

3. Средняя скорость, когда «пробка» своей длиной превышает радиус вулкана в нижней части «пробки» в горизонтальной плоскости.

4. Медленная скорость, когда длина «пробки» превышает высоту вулканического конуса.

Как будет вести себя лава в каждом из четырех случаев? 

  

В первом случае лава будет спокойно подниматься к краю конуса вулкана, не создавая никакого давления, никаких выбросов и, достигнув края жерла вулкана, спокойно станет вытекать со стороны самой низкой части кромки жерла.

Во втором случае при повторном извержении поднимающаяся лава будет создавать все увеличивающееся давление внутри ствола вулкана. При этом боковые стенки ствола в результате высокого давления и высокой температуры начнут крошиться и осыпаться вниз, создавая вместе с внутренними газами конвекционное движение.

Чем дольше будет проходить этот процесс, тем выше будет дисперсность (размер) частиц образовавшейся пыли. При высокой дисперсности при взрыве вулкана пыль будет выброшена на большую высоту в небо и запылит большие пространства.

При сравнительно недолгом процессе пылеобразования внутри полости вулкана при низкой дисперсности частиц пыли при взрыве вулкана, с его вершины скатится вниз пирокластический поток, со скоростью, зависящей от высоты вулкана. Эта скорость может достигать 250 км в час. Такой поток в свое время сжег и засыпал город Помпеи. 

  

В третьем случае извержение начнется не на вершине вулкана, а сбоку его конуса. В случае длительного процесса конвекции внутри вулкана, внутренние стенки могут утоньшиться до такой степени, что верхний конус может обрушиться вовнутрь вулкана, образовав кальдеру (гигантский кратер), или съехать набок и скатиться с горы, при этом, если он попадет в воду, то может возникнуть цунами. Подобный процесс сейчас происходит с Этной на Сицилии.

В четвертом случае вулкан считается потухшим и в случае возобновления вулканической деятельности в этом районе, новый вулкан может появиться у подножья старого.

Что же делать в первых трех случаях? Вывод напрашивается сам собой: привести второй и третий опасные случаи к первому безопасному. 

При помощи авиации и глубинных бомб разрушить «пробку» внутри кратера вулкана и понизить край вулкана в нужном месте для безопасного слива лавы при очередном извержении - это во втором случае. 

В третьем случае необходимо проделать отверстие в кратере на глубину «пробки» любым доступным способом (бурильный станок, самоходный копер и т.д.). После этого расширить полученное отверстие с помощью внутренних взрывов.

Если подобным способом вскрыть вулканы, то снизится и угроза землетрясений, так как при нарастании давления магма через отверстия в вулканах начнет «дышать», а не шевелить тектонические плиты земной коры.


Комментарии:

Редактировать Цитировать Имя
Евгений Ким, 14.09.2014 03:09:53
Прошу прощения за опоздание, подключился только сегодня(самореализовывался на другом сайте), но как физик(так записано в дипломе) предлагаю вариант "паровой кастрюли" для вулканов типа 1,2,3 и 4.

Суть в следующем:
1) сооружаем купол над кратером( ежели большого радиуса - то можно его сделать из пластичного углепластика в виде пленки, поддерживаемого аэростатом или воздушным шаром, прикрепленного к центру пленки)
2) Сооружаем регулируемый водопровод в кратер вулкана с обратной связью по выходу водяного пара под углепластиковый купол(оператор подачи воды может находиться за десятки км. от кратера)
3) в системе поддержки пластикового купола монтируется электрический парогенеротор с конвертором-преобразователем направленного излучения увч. Приемная антенна может быть расположена на безопасном расстоянии.
4)Для случая кратеров типа 1 и 2 можно смело монтировать в центре пластикового купола паровую турбину в паре с генератором. Или монтировать паротурбину с генератором на склоне вулкана, а подвод пара осуществить гибким паропроводом с теплоизоляцией.
5) Можно просто тупо ввести в жерло вулкана теплообменник с парогенератором без всякого купола, но тогда кпд вулкана будет низок(тепловое рассеяние в атмосферу)
5) В случае вулканов типа 3 и 4 для увеличения выхода пара можно заполнить чашу кратера вулкана водой(озеро) и пробурить наклонные скважины через озеро в жерло вулкана. Последнюю сотню метров - бурить в автоматическом режиме, без участия человека. Бурильная скважина(за пределами купола) может быть одновременно и коллектором водяного пара. Скорее всего бурить каменную пробку насквозь нет необходимости - это инженерная задача.
6) Кстати, можно обойтись без купола(для случая 3 и 4), ежели использовать коаксиальную бурильную трубу. Например, по внутренней подается вода к источнику вулканического тепла, а по наружной, коаксиальной, организуется отвод пара. Или наоборот.

Поскольку количество пара определяется количеством подачи воды, объемом купола, притоком тепла от магмы и рассеянием тепла в окружающую среду, то варьируя диаметр скважины, ее глубину и количество воды можно на выходе получить пар нужной кондиции.

7) Включаем фантазию, отбрасываем паротурбины с генераторами и оставляем только пластиковый купол над кратером и пластиковые теплопроводы нужного диаметра и длины...

Ежели прирученное тепло от вулкана направить в нужную точку на планете Земля, то...

А "точкой" м. б. и угасающий Гольфстрим или Камчатка, например...

Все эти предложения легко аккомодируются с технологиями получения энергии методом
термоЭДС, предложенным уважаемым мною Станиславом Ординым.

Дело осталось за "малым" - чтобы эти простые, логичные, многозвенные научно-технические идеи дошли до содержимого мозгов наших экономо-юридических правителей, до мозга своих костей преданных неолиберастии...
Цитировать Имя
Михаил Зосименко, 12.06.2014 13:25:59
Дополнение к статье.

Нисходящий пирокластический поток.Рисунок
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 06.06.2014 15:26:19
Спасибо, Михаил, за информацию. Кстати в Канаде обосновался мой старый знакомый из Киева Николай Марчук, с которым давненько не переписывался.
Цитировать Имя
Михаил Зосименко, 06.06.2014 14:33:19
Станислав, недавно я начал писать статью, под предварительным названием "Энергия дна океанов".

В ней пойдет речь, о получении "моря " , экологически чистой электроэнергии странами , прилегающими к океанам.

А с вулканами, на эту тему, лучше не связываться. Очень уж много технических проблем.

В Канаде вышла моя книга, под общей рубрикой "Идеи и гипотезы". В ней размещено 19 статей, подобного рода, по многим отраслям знаний. И я эту копилку пополняю.

И я постараюсь на этом сайте разместить их, как много больше, т.к. все они должны принести пользу людям.
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 06.06.2014 13:52:40
Спасибо Михаил за оперативный ответ. Твой ответ понятен, но я хотел бы, всё таки, получить ответ на уже поставленный вопрос:
Можешь так же чётко обрисовать окружение вулкана?
И вообще, куда полезнее (хотя несоизмеримо сложнее) использовать эти «богом данные печки» для выработки электроэнергии, вместо нефти и газа. Даже просто вводя в область температур примерно 1000С (под землёй) сборку металлических термопар (например хромель-копель) можно получить рабочие напряжения, а энергии при этом снять в миллионы, если не в миллиарды раз больше, чем собирают с помощью более эффективных полупроводниковых термопар японцы с бачков для сжигания мусора либо БМВ с выхлопной трубы автомобилей. И чем больше соберём энергии, тем больше охладим вулкан, тем меньше нагрузка на природу из-за сжигания топлива. Не говоря о предсказуемых и не всегда предсказуемых последствиях провоцированных извержений.
Из-за моих научно-популярных статей стали приходить разные письма и предложения, как от просто читателей (иногда оказавшихся за рубежом), так и от организаций (о предстоящем скоро саммите ООН, посвящённом мировому кризису), так и от непрофильных мне журналов (The International Journal of Geosciences (IJG), a peer-reviewed open-access journal, is seeking papers for the upcoming special issue on "Geophysics". We would like to invite contributors like you to submit papers that may shed some light on this issue through our Paper Submission System.).
Полагаю, это специальное предложение от IJG больше подходит тебе.
Цитировать Имя
Михаил Зосименко, 06.06.2014 13:30:39
Станислав, приятно иметь дело с умным и заинтересованным человеком.

Предполагается, что никакого клапана не будет. Внутри вулкана лава должна дышать, компенсируя изменение её уровня.

Представьте себе, что вы кипятите молоко при открытой крышке кастрюли. Весь процесс закипания будет у вас под контролем.

И в дальнейшем, открытый Вулкан не принесет никакого ущерба окружающей среде.
Так что открывайте вулканы на здоровье.

Рисунок
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 06.06.2014 12:53:02
Спасибо, Михаил, за интересную статью.

И предлагаемое тобой простое решение: сделать клапан высокого давления, выглядит вполне убедительным. Но, наверное, ты так же чётко, как это сделал в статье о «ближнем» порядке окружения вулкана, можешь обрисовать и отличия в окружении вулкана и паровой машины. В случае с машиной у нас есть возможность перекрыть поступление топлива, а на экстренный случай клапан высокого давления.

А как с вулканами? Все ли они находятся в эквивалентных условиях «снаружи» (то бишь – по ними)? Нет ли рядом с вулканами «локальных» источников энергии? В этом случае мы дополнительной энергией изготовления «клапана» можем спровоцировать более мощный выброс через уже изготовленный природой клапан.И вообще, куда полезнее (хотя несоизмеримо сложнее) использовать эти «богом данные печки» для выработки электроэнергии, вместо нефти и газа.

Можешь так же чётко обрисовать окружение вулкана?