Какого металла больше всего в морской воде
Обновлено: 18.05.2024
В Мировом океане растворено 10 10 тонн различных веществ, все элементы, известные в земной коре. Только Гольфстрим переносит в секунду 3 миллиона тонн различных солей. В далеком прошлом соль получали из моря примерно так же, как и сегодня, — выпариванием. Применяя сложную технологию, извлекают натрий, калий, хлор, магний, кальций, бром, литий.
Получение золота
Давно человек мечтал добывать золото из морской воды. И это казалось настолько реальным, что Германия собралась оплатить репарации первой мировой войны «морским» золотом. Этим занялся лауреат Нобелевской премии Ф. Габер. Однако несмотря на то что судно было хорошо оснащено, а экспедиция прекрасно субсидирована и подготовлена, из этого ничего не получилось: все извлеченное из морской воды золото было оценено в 0,0001 доллара, то есть из 15 тонн воды получено всего лишь 0,09 миллиграмма металла.
Советский ученый А. Даванков на судне «Михаил Ломоносов» при помощи ионитовой колонны из 500 тонн воды получил миллиграмм золота. Это, конечно, мало, но кораблей много, так что дело за установкой сменных ловушек. Природные сорбенты — илы — уже проделали аналогичную работу. В донных осадках Красного моря ил содержит 5 граммов золота на тонну осадка. Судя по всему, в мировом океане растворено свыше 10 миллионов тонн золота. Это уже значительно. Однако это не все золото, поступившее с материков. Так, пресные воды некоторых рек содержат до 16 кларков золота. Где же оно? В илах прибрежных осадков? Если это так, то такие месторождения можно обнаружить.
Золотоносность океанической воды оценивают по-разному: по С. Арренису (1902 год) золота содержится 6 миллиграммов на тонну, по Г. Путнаму (1953 год) 0,03—44, а по данным 1974 года 0,04—3,4 микрограмма на литр. Установлено состояние металла в воде: суспензии микрочастиц, коллоиды, комплексные ионы AuCI2 и AuCI4, золотоорганические соединения.
Как пытались извлекать золото? Способов много: буксировали за кораблем мешки с пиритом; семь граммов освинцованных цинковых стружек омывали 550 литрами воды и получили 0,6 миллиграмма золота и 1,1 миллиграмма серебра; использовали в качестве поглотителя цеолиты, пермутиты, кокс, шлак, цементный клинкер, древесный уголь, торф, древесную муку, сульфитную целлюлозу, стеклянный порошок, сульфид свинца, коллоидную серу, металлическую ртуть, гидроокись магния (В 1925 году в Одессе было извлечено 5 миллиграммов золота из 2 тонн воды), ионообменные смолы (А. Даванков, 1956 год). Однако золото продолжает интересовать человека. В морской воде на 11 главных ионов (СI — , SO 2\4 , НСО3 — , СО 2\3- , Вг — , F — , Н2ВО 3- , Nа + , Са 2+ , К + ) приходится 99,99 процента. Естественно эти сведения довольно приблизительные. На самом деле, морская вода представляет собой сложный комплекс ионных и коллоидных растворов, минеральных взвесей, газов, органических остатков, живых организмов. Кроме того, на состав морской воды влияют отходы производства. Так, содержание свинца выросло в 10 раз за последние полвека. Появились особые районы — «оазисы металлов».
Добыча прочих металлов
В 1948 году шведское судно «Альбатрос» обнаружило в Красном море донные источники горячих металлоносных рассолов. Детальными работами, проводимыми на судне «Дискавери», в 1966 году установлены три крупные впадины глубиной более 2 километров, где встречены рассолы с температурой до 56°С и концентрацией солей 26 процентов.
В пласте мощностью 200 метров во впадинах Атлантис II, Чейн и Дискавери в десятки тысяч раз повышены содержания железа, марганца, цинка, свинца, меди, золота, серебра, индия, кобальта, кадмия, мышьяка, ртути. На дне впадин в осадках обнаружены высокие концентрации сульфидов. Эти осадки подстилаются безрудными карбонатными породами, под которыми залегают базальты. Начало отложения руд — 13 тысяч лет назад. Установлено, что с 1964 года температура рассолов повышается. Так, в 1973 году она достигла 62° С.
Рудоносные илы уже оценены в кубометрах, в тоннах и в долларах, но до практического использования месторождении необычного типа, видимо, далеко. В Тихом океане на площади свыше 2 миллионов квадратных километров также установлены металлоносные осадки, связанные с зонами разломов и подводными вулканами. Их практическое значение пока неясно.
По самым оптимистическим подсчетам запасов урана на суше около 5 миллионов тонн (без стран СНГ), а в Мировом океане содержится 4 миллиарда тонн этого элемента.
Поиски сорбентов некоторых металлов дали неожиданные результаты: гидроокись титана сорбирует хром (коэффициент накопления 1 миллион), ванадий (100 тысяч), марганец, железо, медь, никель (10-100 тысяч). На ионитах сорбируется медь, а в опытах А. Даванкова и серебро (2,5 миллиграмма на 200 граммов сорбента). Уже испытаны сорбенты молибдена, цезия, тория, радия, рутения.
Оказалось, что полиэтиленовый сорбент осаждает за 20 дней 9/10 исходного количества индия, а хитозан (компонент панциря ракообразных и покрова членистоногих) сорбирует цинк, медь, кадмий, свинец и другие металлы. Интересно, что сама природа подсказывает метод технологии: ламинарии концентрируют йод и алюминий; радиолярии – стронций; моллюски – никель; омары и мидии – кобальт; осьминоги – медь; медузы – цинк, олово и свинец; голотурии – ванадий; некоторые вида оболочечников — тантал и ниобий. В асцидиях (подстил оболочечников) концентрация ванадия составляет 10 10 (металл входит в состав пигментной крови). Япония отказалась от импорта ванадия так как стала получать его из моря, используя, асцидий.
Добыча золота из морской воды — вопрос времени?
Золото попадает в моря и океаны различными путями. Прежде всего, оно выносится реками, которые на своем пути размывают золотосодержащие породы, растворяют некоторое количество освободившегося золота и несут в своих потоках мельчайшие золотые пылинки. Так, согласно расчетам, река Амур ежегодно выносит в Татарский пролив более 8 тонн золота, что превышает годовую добычу ряда золотодобывающих стран.
Часть золота попадает в море из метеоритного вещества. В книге Л.В.Фирсова указывается, что ежегодно в атмосфере земли распыляется около 3500 тонн метеоритного вещества, в котором находится примерно 18 кг золота. Следовательно, только за последний миллион лет в земной атмосфере было распылено 18 тысяч тонн золота, большая часть которого в конечном итоге попала в Мировой океан.
По наблюдениям французских ученых вулкан Этна на острове Сицилия ежедневно вместе с пеплом выбрасывает в атмосферу в виде мельчайших частиц 2,5 кг золота.
Золото также попадает в океан из золотосодержащих горных пород, имеющих выходы к береговой зоне или на морском дне. Так, в районе полуострова Рейкьянес (Исландия) ученым удалось найти термальный источник, рядом с которым концентрация золота в миллионы раз превышает концентрацию в обычной морской воде. Специалисты Центра океанических исследований им. Гельмгольца (англ. Helmholtz Centre for Ocean Research, GEOMAR) в Киле (Германия) установили, что в геотермальных водах Рейкьянеса содержится по меньшей мере 10 т золота. Согласно их предположению, во время циркуляции по подземным породным колонкам морская вода аккумулирует частицы драгоценного металла, и обратно она поступает, уже насыщенная золотом.
Большая часть золота осаждается и накапливается в морских осадках, но мельчайшие частицы остаются во взвеси морской воды.
Идея извлечения золота, взвешенного в морской воде, — не нова, ей уже более 150 лет. В 1872 году британский химик Эдвард Сонстадт сообщил, что обнаружил золото в морской воде. Это открытие подтолкнуло к действию как изобретателей, так и мошенников всех мастей.
Самая крупная афера того времени попала на первые полосы газет. Прескотт Форд Джерниган, священник из Новой Англии, заявил, что изобрел машину, собирающую золото из морской воды. Он назвал ее «Золотым накопителем» (от англ. “Gold Accumulator”). Его устройство якобы работало на электричестве и ртути. Джерниган вместе со своим другом Чарльзом Фишером учредили целую компанию, Electrolytic Marine Salts Company. Чтобы найти финансовую поддержку своему детищу, они объявили, что в водах одного только пролива Лонг-Айленд столько золота, сколько хватит на оплату всех долгов и наполнения казны США. Более того, для потенциальных инвесторов даже была организована демонстрация процесса извлечения.
К концу 1898 года компании удалось собрать миллион долларов, и они открыли фабрику в Любеке (штат Мэн), намереваясь выпустить тысячу «Золотых накопителей». Но скоро все стало меняться, некоторые инвесторы решили поподробнее взглянуть на деятельность предприятия… Когда правда всплыла, Джерниган бежал в Европу и смог таким образом избежать тюрьмы, а о Фишере до сих пор ничего не известно.
Однако этот громкий скандал не смутил прочих изобретателей. По другую сторону Атлантики Генри Клэй Булл (Henry Clay Bull) подал заявку на патент, в котором он описал метод «всасывания золота из соленой воды». Этим патентом так никто никогда и не воспользовался.
Патенты по добыче золота из морской воды в начале XX века сыпались, как из рога изобилия. Однако все попытки не давали главного — золота.
Одну из наиболее серьезных попыток решить проблему сделал немецкий химик Фриц Габер. В 1920 году в Германии был тайно создан комитет по поиску способа извлечения золота из морской воды. Для работы были созданы методики точнейшего анализа содержания золота (с чувствительностью до 1×10 -10 г/л), а также методы повышения концентрации его в воде (до 10 тысяч раз). После трех лет секретной работы над этой проблемой Габер уверовал в свое дело: если доверять его анализам, то вода океана содержит в среднем от 5 до 10 мг золота на кубический метр.
Экономические расчеты были обнадеживающими: добыча нескольких миллиграммов золота на тонну морской воды покроет производственные затраты, а превышающие это количество 1 или 2 мг пойдут в прибыль.
Осуществление проекта согласились финансировать такие концерны, как «Предприятие по выделению серебра и золота» (Degussa) во Франкфурте-на-Майне и «Банк металлов». Габер начал создавать свою плавучую опытную лабораторию. Он хотел планомерно обойти Мировой океан, чтобы исследовать, в каких его водах больше всего золота.
На перестроенной канонерке «Метеор», которую переоборудовали в «океанографическое исследовательское судно», исследователи вышли в море в апреле 1925 года. Они должны были возвратиться из своего путешествия в начале июня 1927 года.
Циркулируя туда-сюда между побережьями Америки и Африки, экспедиция отобрала свыше 5000 проб воды, которые были отосланы в специальных запломбированных сосудах в институт в Берлин-Далеме. Еще несколько сот проб были получены с других кораблей из бухты Сан-Франциско и с побережий Гренландии и Исландии. Советские коллеги прислали Габеру образцы воды из Северного Ледовитого океана.
В мае 1926 года в докладе «Золото в морской воде» Фриц Габер впервые открыл тайну — он сообщил о шансах получения золота из морской воды. И приведенные им данные были уничтожающими: «Золота из Мирового океана не будет!».
Оказалось, что результаты первых анализов были неверные! В расчеты вкрались методические ошибки, которые давали завышенное содержание золота в морской воде. Слишком велика была вера в классическое химическое пробирное искусство! Кроме того, вначале не было навыков по разделению микроколичеств золота и серебра, в результате чего выделялось золото вместе с серебром. Не была учтена возможность занесения микроколичеств золота извне. Золото в виде следов присутствует повсюду: в реактивах, сосудах, посуде. Это небольшие количества, но их достаточно, чтобы исказить результат микроанализа и привести к завышенным значениям.
Профессору Габеру потребовалось длительное время, чтобы найти источники ошибок и исключить их. С помощью усовершенствованного метода он смог определить с достоверностью даже миллионную часть миллиграмма (10 -9 г) золота. В итоге вместо 5–10 мг золота в кубическом метре морской воды Габер нашел лишь тысячную долю: в среднем от 0,005 до 0,01 мг. Только у побережья Гренландии содержание золота возросло приблизительно до 0,05 мг/м 3 . Однако золото такой концентрации можно было найти лишь в воде, полученной после таяния пакового льда.
Габер исследовал также золотоносную реку Рейн. Он учитывал тот факт, что еще сто лет назад в землях Бадена на приисках этой реки добывали золото для чеканки своих монет. Габер обнаружил в среднем 0,005 мг золота на кубический метр воды. С водой Рейна уплывает ежегодно почти 200 кг золота, растворенного в более чем 63 миллиардах кубических метров воды. Однако кто его добудет? Габер не видел возможности для рентабельного извлечения такого золота. С его точки зрения рейнское золото не представляло ничего привлекательного.
Разочарованный ученый считал, что, возможно, где-нибудь в Мировом океане и существуют пространства, в которых благородные металлы находятся в концентрациях, благоприятствующих их промышленному осовению. Но Габер смирился: «Я отказываюсь искать сомнительную иголку в стоге сена».
В 1941 году в газете Times был опубликован материал, в котором говорилось, что некий профессор разработал метод получения золота на основе процесса извлечения бромида. Изобретатель Колин Финк даже подал заявку на патент, но его идея так и не была реализована.
Американский исследователь Генри Балл более 30 лет назад установил, что в морской воде золото содержится в виде иодида. Иодид золота (AuI) — твердое вещество лимонно-желтого цвета с плотностью 8,25 г/см 3 , разлагается на элементы при нагревании до 177 °С. Восстанавливается диоксидом серы или монооксидом углерода до золота. В результате исследований Балл предложил извлекать золото из морской воды с помощью негашеной извести. По его расчетам, на 4,5 тыс. тонн воды требуется всего 1 тонна извести. Принцип действия установки Балла был прост. Во время прилива морская вода поступает в бассейн, где смешивается с известковым молоком. Через определенный промежуток времени, уже будучи отработанной, через сливную трубу она сбрасывается обратно в море. Остающийся на дне осадок перекачивается в отстойник, откуда транспортируется к месту переработки для извлечения золота.
Для реализации этого способа требуются многомиллионные вложения в строительство бетонной плотины, а также укладки труб для отвода отработанной воды в море.
Инженер Русских В.И. предложил более дешевый и безотходный способ извлечения золота. Он предлагал использовать вместо негашеной извести золу тепловых электростанций. Эта зола содержит не менее 10% негашеной извести, поэтому для обработки 4,5 тысяч тонн морской воды потребуется примерно 10 тонн золы. В настоящее время отвалы золы от тепловых электростанций составляют более 10 млрд тонн. Она используется очень мало. Простой расчет показывает, что данный метод в тысячу раз менее затратен, чем другие способы извлечения золота из воды. Кроме того, уже в настоящее время этот способ легко окупит себя в течение года, даже при условии 20% извлечения золота из морской воды. В случае попутного извлечения из морской воды редких, благородных рассеянных металлов время окупаемости сократится в несколько раз.
Наиболее сложное в реализации этого способа — это выбор места строительства затопляемого бассейна. Идеальное место должно быть расположено недалеко от водных течений, с регулярными приливами и отливами, берег должен быть из твердых пород (например, гранита, известняка и т.п.), вдалеке от населенных пунктов, рядом с железнодорожными путями. Выполнение этих требований позволит снизить стоимость сооружения бассейна.
Ионообменные смолы — новые надежды
Значительные исследования по извлечению золота из морской воды были выполнены после разработки технологии извлечения золота из растворов с помощью ионообменных смол. Такие смолы захватывают частицы золота и накапливают их. Сегодня ионообменные смолы широко используются в промышленности на золотоизвлекательных фабриках, где с их помощью золото извлекается из цианистых растворов. Смола после насыщения золотом в специальных установках очищается от золота и может использоваться повторно, что снижает стоимость процесса.
Предлагается еще несколько способов извлечения золота с использованием смол. Один из них заключается в том, что смолой покрываются днища океанских кораблей. Пока корабль плывет, смола собирает золото из воды. Через некоторое время смолу с днища корабля можно снять и извлечь из нее золото.
Еще одна идея — покрыть ионообменной смолой специальные плавучие уловители в виде сетей или полотнищ. Корабль тащит за собой уловитель, и когда смола «насытится» золотом, уловитель отправляют на очистку.
Полимерная губка: новый метод извлечения золота из воды
В журнале Американского химического общества была опубликована статья, в которой говорилось о том, что ученые нашли новый метод извлечения золота из электронного лома, сточной и морской воды, то есть практически из чего угодно. На основе ионов железа, 1,3,5-бензолтрикарбоксилата и поли-пара-фенилендиамина была разработана специальная полимерная структура. Полимер действует как губка, сорбируя и удерживая золото. Затем губка уничтожается, а драгоценный металл извлекается.
Некоторые исследователи полны энтузиазма и оптимизма по поводу данного метода. Его создатели заявляют, что каждый грамм полимерной губки может поглощать 1 г золота. При этом технология позволяет извлекать до 99% драгоценного металла из жидкости всего за 2 минуты.
Ограниченные испытания метода в лабораторных условиях показали достаточно привлекательные результаты, но до того момента, когда с его помощью в действительности можно будет извлекать золото из морей и океанов, еще далеко.
Бактерии-золотоизвлекатели
Интересную идею по извлечению золота из морской воды предложили ученые Гейдельбергского университета и Немецкого центра исследования рака. Они полагают, что осаждать драгоценный металл из жидкости помогут специальные бактерии Delftia acidovorans. Эти микроорганизмы встречаются только рядом с месторождениями золота, адаптированы к окружающей среде и способны усваивать металл из растворов даже с низкой концентрацией. Исследователи выделили необходимые гены и внедрили их в более распространенные бактерии типа E.coli. Заявка на патент уже подана.
Что ожидать в будущем
Экономика извлечения золота зависит прежде всего от его содержания в морской воде. До сих пор данные по этому вопросу неоднозначные. Разработанный и освоенный в последние десятилетия нейтронно-активационный метод анализа состава жидкостей позволил провести интересные исследования. Сотрудники научно-исследовательского судна «Михаил Ломоносов» вели исследования именно этим способом.
В тропической зоне Атлантического океана они проанализировали на золото 89 проб морской воды, взятых в разных точках и на разной глубине, даже с глубины более пяти километров. По данным исследований, средняя концентрация драгоценного металла в морской воде значительно выше ранее установленной. В некоторых пробах золота оказалось почти в тысячу раз больше, чем можно было ожидать. Это подтверждает высказанное ранее предположение о том, что в разных местах и на разных глубинах содержание золота меняется очень значительно.
Случится ли это когда-нибудь?
То, что золото содержится в морской воде — сомнений не вызывает. Даже несмотря на то что его концентрации низкие, общее количество золота в Мировом океане оценивается в тысячи тонн. Этого достаточно, чтобы привлекать ученых и инвесторов. Сложность заключается не в извлечении золота как такового, а в рентабельности процесса. При сегодняшнем уровне развития техники задача извлечения золота из морской воды разрешима, но экономически выгодного способа пока не предложено. Любой проект обречен, пока на получение драгоценного металла стоимостью 1 долл. будет необходимо тратить 2 доллара.
Но цена золота растет. Количество месторождений золота на суше уменьшается. Исследования океана продолжаются. Поэтому, кто знает, откуда будет выгоднее добывать золото через несколько десятков или сотен лет?
Источники
- Уральская горная энциклопедия 3 том
- Извлечение золота из морской воды. Автор Y.G. Kuzemtsev | опубликовано 20 августа 2010.
Сокровища бездны: что мешает людям заполучить богатства океана
Летом 2020 года туристы достигли дна Марианской впадины, а точнее самого глубокого ее места – бездны Челленджера. Событие всепланетного масштаба, потому что это была первая туристическая поездка на такую глубину. А там действительно есть, что посмотреть. Оказывается, морская пучина скрывает миллиарды тонн топлива и редких металлов. Золото в каждой капле. Что мешает человечеству добраться до этих неисчерпаемых кладовых? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Первое глубоководное погружение
Первый космический турист отправился к звездам еще в 2001 году. А первая экскурсия в самый глубокий подводный желоб планеты состоялась спустя 19 лет. Неужели в морских глубинах нет ничего интересного или полезного?
"Мы изучили глубины океана хуже, чем космос. Там побывало уже 560 человек, на Луне 12, а на глубине свыше 10 тысяч метров всего 7", – отметил совладелец компании по организации погружений в Марианскую впадину Роб МакКаллум.
23 января 1960 года французский океанолог Жак Пиккар и лейтенант ВМС США Дон Уолш совершили глубоководное погружение. Было это в Тихом океане. Батискаф, на котором погружались исследователи, назывался "Триест" – это небольшая гондола с железными стенками в 5 миллиметров толщиной. Для двух человек там едва хватало места.
Над гондолой – огромная цистерна с бензином и двумя грузилами, наполненными чугунной дробью. Бензин легче воды. При погружении его стравливали, и аппарат опускался на дно. Когда нужно было подняться, на грузилах отключали электромагниты – дробь высыпалась – аппарат становился легче и поднимался. Система простая и понятная. Управлять такой подлодкой мог бы каждый.
"Ничего интересного" на дне Марианской впадины
Эти двое погрузились на дно Марианской впадины. Почти 11 километров глубины, давление 1156 атмосфер. А они – в консервной банке, привязанной к бочке с бензином. В следующий раз на такую глубину человек смог спуститься лишь полвека спустя. Почему же между этими событиями прошло так много времени? И что мешает людям освоить океанские глубины?
Тот самый лейтенант ВМС США, а теперь уже капитан в отставке Дон Уолш дал эксклюзивное интервью нашей программе. И в нем он признался – во время исторического погружения действительно не увидел на дне Марианской впадины ничего интересного.
"При погружении ил всегда поднимался клубами со дна, а через несколько минут рассеивался, и мы уже могли сделать статичные снимки и видеозаписи. В этом же случае ил был настолько мелкий, больше напоминал пыль. Мы провели на дне 20 минут, а он все никак не рассеивался. Создавалось ощущение, что кто-то просто грязными руками нам заляпал все смотровое отверстие. Мы были рады, что погружение все-таки состоялось. Жаль только, что снимков сделать никаких не удалось", – отметил капитан ВМС США в отставке Дон Уолш.
"Горючий лед"
Команда "Триеста" доказала, что человек может погрузиться на огромную глубину, но никаких сенсационных материалов из Марианского желоба не привезла. Возможно, именно поэтому человечество и не заинтересовалось открытием? Действительно, что там может быть в океане? Вода и вода. Оказывается, нет. На морском дне есть то, что просто необходимо людям.
"Там находится большое количество, различных полезных ископаемых, запасы которых существенно по некоторым позициям превышают запасы тех месторождений, которые открыты на суше. Прежде всего, это относится к углеводородному сырью, которое включает в себя нефть, газ и новое потенциально очень большое масштабное полезное ископаемое, которое называется газогидраты", – рассказал профессор кафедры нефтегазовой седиментологии и морской геологии Геологического факультета МГУ Валентин Сорокин.
Газогидраты иначе еще называют "горючий лед". Потому что они в самом деле похожи на грязноватую замерзшую воду. Образуются эти кристаллы при низкой температуре и высоком давлении, то есть либо на арктических территориях суши, либо в морских глубинах. При подъеме на поверхность кристаллы, что называется, "разгазовываются" – распадаются на воду и метан. Если поднести спичку – лед начинает гореть. На океанском дне залежи этого природного ископаемого просто огромные.
"Мы ведь испытывали аппарат не просто так. Мы готовились передать его в использование научному сообществу в качестве рабочей площадки на глубоководье для проведения океанографических исследований", – отметил Дон Уолш.
Подводные дома
Выходит – к исследованию и разработке богатых подводных месторождений было все готово. Что же пошло не так? Просто через год после погружения в Марианскую впадину произошло событие, которое отвлекло внимание.
12 апреля 1961 года состоялся полет Юрия Гагарина. Началась космическая гонка. Весь мир следил за тем, как две мировые сверхдержавы запускали к звездам спутники, ракеты с животными на борту, хвастались пилотируемыми полетами. Исследование океана на фоне звездной экспансии казалось чем-то малозначительным. Практически никто не заметил, что в 1964 году команда французского подводного аппарата "Архимед" совершила очередное невероятное погружение.
"Там был некто Анри Делоз, которого я тоже хорошо очень знал. Вот он погрузился на глубину 9200 метров в Японском желобе", – рассказал герой Российской Федерации, один из создателей глубоководных аппаратов "Мир" Анатолий Сагалевич.
В эти же годы в Красном море французский океанолог Жак-Ив Кусто испытывал подводные дома. В них аквалангисты могли отдыхать, не выходя на поверхность и не проходя каждый раз декомпрессию. Экспериментаторы рассчитывали, что их опыт пригодится человечеству в будущем. Когда люди начнут строить на глубине научные лаборатории и базы по добыче ископаемых.
"Дело в том, что развитие этого самого направления требовало вложения денег. Персонально вкладывать в это дело никто не хотел", – отметил Анатолий Сагалевич.
Финансировали проект подводных домов Французское бюро по нефтяным исследованиям и Американское географическое общество. Кусто успел провести три эксперимента: на глубине в 10, 27 и 100 метров. И все они были удачными. В 1969 году океанолог планировал спустить под воду четвертый дом, уже на глубину в 350 метров. Но этого так и не произошло.
Стремление к звездам
16 июля 1969 года американский корабль "Аполлон" совершил посадку на Луну. Космическая экспансия зашла на новый виток. Из-за полетов в космос проект подводных домов свернули.
Державы мира вкладывали в звездные соревнования огромные силы и средства, на остальное денег не хватало. Конечно, исследования морских глубин не закрыли полностью. Были подводные лодки, были глубоководные аппараты типа "Мир", которые построили в Советском Союзе. Но по-настоящему о морских кладовых вспомнили лишь в начале XXI века.
"Через 52 года после моего погружения ко мне обратился режиссер Джеймс Кэмерон и пригласил меня присоединиться к его экспедиции в Бездну Челленджера на батискафе "Дипси Челленджер". Это была первая экспедиция в те края за целых полвека. Хорошо, что в последние годы всем стало ясно, насколько важны эти глубоководные исследования", – отметил Дон Уолш.
Богатства глубин
После погружения Кэмерона ученые всего мира словно вновь открыли для себя глубины океана. Они выяснили, что под тощей воды скрывается не только топливо будущего.
В районе так называемых "черных курильщиков" – подводных вулканов – есть огромные запасы сульфидных руд. А это главный источник цветных металлов, которых уже не хватает на земле. Но самое поразительное – несметные богатства буквально растворены в самой морской воде.
"Например, золота в морской воде содержится в количестве десять в минус пятой – в минус седьмой степени. Если все это посчитать на объем воды Мирового океана, то окажется, что в океанской воде содержится два на десять в седьмой степени тонн золота. А на Земле запасы золота оцениваются всего-навсего в 200 тысяч тонн. То же самое касается и других компонентов, которые растворены в морской воде", – сказал Валентин Сорокин.
Подводный Илон Маск
За последние три года в Марианскую впадину погружались управляемые аппараты Японии, Китая, России. Все они исследовали дно, брали пробы грунта и воды. Но самое большое количество погружений совершил подводник-энтузиаст из США Виктор Весково.
"Думаю, на сегодняшний день Виктор совершил уже порядка 14 погружений в Бездну Челленджера. И ему удалось опуститься глубже, чем когда-то это сделал я. Примерно на 15 метров. Может, это и не так много, учитывая, что ты находишься на глубине 11 километров. Что такое 15 метров при таких глубинах? Однако он молодец, он многое сделал. Погружения в Бездну Челленджера он производил вместе с учеными, которые сделали ряд важных открытий и совершили настоящий прорыв в науке", – рассказал Дон Уолш.
Знаете, что удивительно? Огромную плавучую базу и уникальный глубоководный аппарат Виктор Весково построил на собственные деньги. Такой подводный Илон Маск. Однако имя Маска знает практически любой школьник, а про Виктора Весково слышали единицы. И все потому, что человечество вновь мечтает о звездах и о полезных ископаемых, которыми просто усыпаны Луна и планеты Солнечной системы. А ведь огромные богатства скрыты не в далеком космосе, а прямо на Земле. Нужно лишь нырнуть поглубже.
"Наука и техника" – программа о самых невероятных достижениях прогресса и открытиях ученых, об инновациях, способных изменить будущее человечества. Это настоящий научный блокбастер с ведущим Михаилом Борзенковым.
Содержание золота и серебра в земной коре и в море
В среднем соотношение золота и серебра в земной коре составляет от 1 до 15 миллиграммов на тонну земли. Поскольку плотность земной коры составляет 2,7 тонны на куб.м, в ней находится 25 миллиардов тонн золота и 375 миллиардов тонн серебра. Тем не менее, такие концентрации слишком малы для экономически выгодной добычи.
Добыча драгоценных металлов может быть прибыльной только в том случае, если золото и серебро находятся в высокообогащенной форме, что встречается крайне редко. Распределение драгоценных металлов в земной коре, особенно их массовое скопление в отложениях, долгое время было большой загадкой для ученых. Только постепенно удалось понять, что в течение миллиардов лет Земля неоднократно подвергалась серьезным геологическим изменениям из-за ледниковых периодов, вулканизма и тектонических движений континентальных плит. Экстремальное давление, высокие температуры и определенные химические и термические условия оказали влияние на концентрацию драгоценных металлов.
Большая часть скоплений золота и серебра в земной коре имеет гидротермальное происхождение. Для образования рудных месторождений особенно важным было сочетание расходящихся и сходящихся движений в границах тектонических плит и соответствующей вулканической активности, в которых магма, а вместе с ней и содержащимися в ней элементами, обеспечила подъем магматических расплавов. В результате элементы, которые ранее находились глубоко в земной мантии, переносились к поверхности, кристаллизовались и накапливались. Залежи золота и серебра, накапливающиеся в земной коре таким образом, называются первичными. Поскольку серебро с меньшей вероятностью образует соединения с другими металлами, чем золото, его можно легче обнаружить в обогащенной форме ближе к поверхности. Кроме того, серебро легче растворяется и имеет меньшую плотность, что способствует геотермальному переносу из более глубоких слоев и хранению в более высоких слоях земной коры.
Элементарные драгоценные металлы очень стабильны, но могут легко растворяться при определенных условиях, особенно серебро. Золото, с другой стороны, транспортируется водой в нерастворенном виде. Из-за более низкой скорости потока на внутренних краях излучин рек, могут образовываться обогащенные золотом песковые отложения. Такие отложения называются вторичными.
Ниже перечислены некоторые из наиболее важных месторождений золота и серебра, дифференцированные в соответствии с процессом их формирования:
Мезотермические отложения
Связаны с процессами горообразования и были созданы тектоническими сдвигами плит в океанической коре в течении трех миллиардов лет. Такие месторождения можно найти в Африке, Бразилии, Северной Канаде, Сибири и Западной Австралии.
Эпитермальные отложения
Произошли из магматогенных гидротермальных жидкостей, которые транспортировали содержащиеся в них руды в приповерхностные вулканические проходы. Месторождение такого типа находится в Неваде США (Comstock Lode). Это одно из крупнейших месторождений серебра, когда-либо найденных в природе. Также месторождения серебра в Мексике; свинца, серебра и цинка в Канаде и США; олова, серебра и висмута в Боливии. Такие отложения могут образовываться в достаточно короткие промежутки времени, иногда всего за 50 тысяч лет, например на Лихирских островах в Папуа-Новой Гвинее.
Ископаемые отложения
Эти вторичные отложения были созданы около двух миллиардов лет назад, когда осадки и гравий оседали в русле реки. В результате их выветривания, накопились относительно устойчивые к атмосферным воздействиям драгоценные металлы. Доля серебра в ископаемых отложениях низка, поскольку во время транспортировки оно легко растворяется.
Молодые отложения
Если золото попадает в реки, то его частицы могут откладываться в местах, где вода не обладает достаточно сильной скоростью потока. Золото постепенно отделяется от других минералов. Золотой песок и мелкие крупинки почти всегда встречаются вблизи крупных месторождений первичного золота. В редких случаях могут образовываться крупные фрагменты золота, так называемые самородки.
Нахождение драгоценных металлов в воде
Вода также содержит золото и серебро в растворенном виде. Содержание серебра в пресной воде значительно выше, чем в соленой. Драгоценные металлы, растворенные в океанах, распределяются относительно равномерно по всей массе воды. В среднем, один кубический километр морской воды содержит 10 кг золота и 1,2 кг серебра. При общем объеме морской воды около 1,5 млрд. куб км получается, что в воде содержится около 15 млн. тонн золота и 1,8 млн. тонн серебра.
Извлечение золота и серебра из морской воды
Экономически извлечение золота и серебра из морской воды едва ли возможно из-за крайне низких концентраций.
Использование другого источника добычи драгоценных металлов в океанах более реалистично. В конце 1970-х годов на восточно-тихоокеанском хребте, расположенном в нескольких тысячах метров ниже уровня моря, были обнаружены так называемые гидротермальные жерла. В основном в местах стыковки континентальных плит. Они работают по следующему принципу: холодная морская вода проникает глубоко в недра земли через щели на морском дне и нагревается там в результате вулканической активности. Вода, нагретая до нескольких сотен градусов, затем поднимается обратно к морскому дну вместе с растворенными минералами и охлаждается. Поскольку вода непрерывно циркулирует таким образом, со временем образуются отложения, которые содержат золото, серебро или другие металлы в зависимости от состава магматической породы.
Читайте также: