Фантастика сейчас:

Что-то мне это напоминает...

Буровой корабль «Мэн Сян» (в переводе — «Мечта») стоимостью 470 миллионов долларов нацелился на глубину 11 километров под океанским дном. Через камень, при температуре 300°C и давлении в 2000 атмосфер.

Мы отправили человека в космос, запустили зонды за пределы Солнечной системы, сфотографировали чёрную дыру — и при этом понятия не имеем, из чего на самом деле состоит наша собственная планета внутри. Никто в истории не держал в руках настоящий кусок мантии, поднятый с места его залегания. Китайцы намерены это изменить.

Загадка за тонкой корочкой

Оцените масштаб. Представьте обычное яблоко. Его кожура — земная кора. Мякоть — мантия. Косточки — ядро. Так вот, вся человеческая цивилизация за всю свою историю ни разу не смогла прогрызть даже кожуру.

Китайцы решили бурить на корабле не просто так. Дело в том, что толщина земной коры под континентами намного больше чем под океанами - в среднем 30-50 км (а под Гималаями - до 75 км). Человеку пробурить такую толщу пока не под силу.

Зато под океаном кора тоньше в разы: всего 5–7 километров. Именно там проходит граница Мохоровичича (геологи ласково называют её «Мохо») — рубеж между корой и мантией.

Мантия — это 80% объёма Земли. Слой горячей породы толщиной почти три тысячи километров, который управляет движением континентов, извержениями вулканов и землетрясениями. И мы почти ничего о ней не знаем.

Кольская: 12 километров вниз и легенда о голосах из ада

Самую успешную попытку пробурить Землю предпринял СССР.

Кольская сверхглубокая скважина на Кольском полуострове — самая дерзкая попытка пробурить Землю.

СССР начал бурение в 1970 году и дошёл до 12 262 метров — рекорд, который стоит до сих пор и занесён в Книгу Гиннесса как «самое глубокое вторжение человека в земную кору».

Но до мантии не добрались: континентальная кора оказалась толще, чем предсказывали учебники, температура на глубине 10 км достигала 180°C вместо ожидаемых 100°C, буровые коронки оплавлялись, а колонна труб массой свыше 200 тонн обрывалась под собственным весом.

В 90-е Кольская сверхглубокая скважина была закрыта

В 1990-х скважину законсервировали. Но пользу для науки она принесла. Было совершено несколько важных открытий. Сейсмические модели предсказывали плотный базальт на глубине 7 км, а бур вошёл в трещиноватые граниты, насыщенные водой, что было неожиданно. Там же нашли и древние микроорганизмы - гораздо глубже, чем кто-либо ожидал. Получается, что жизнь может быть и в гораздо более экстремальных условиях, чем считалось ранее.

«Мэн Сян»: плавучая лаборатория за полмиллиарда

«Мэн Сян» — не просто буровое судно. Это крупнейший в мире специализированный научно-исследовательский буровой корабль. Длина — 180 метров, ширина — 33 метра.

Судно спроектировано для работы в условиях супертайфунов — оно

Сердце корабля — гидравлическая буровая мачта с грузоподъёмностью верхнего привода 907 тонн. Установка поддерживает четыре режима бурения и три метода отбора керна — от мягких осадков до сверхтвердых пород нижней коры.

Но вот что делает «Мэн Сян» по-настоящему уникальным: на нём впервые установлена система RMR — Riserless Mud Recovery, безрайзерная система обратной циркуляции бурового раствора. Проще говоря, это технология, которая позволяет повторно использовать буровую грязь и выносить лишнее на поверхность, не засоряя океанское дно. Без неё удерживать стенки скважины на глубине 11 км невозможно.

На борту девять лабораторий — от геохимической до микробиологической. Микробиологическая, к слову, оснащена ультрачистыми боксами для работы с экстремофилами — чтобы ни один земной микроб случайно не попал в образец.

Бурить начнут уже в ближайшие месяцы в одной из точек в Южно-Китайском море.

Зачем лезть так глубоко?

Допустим, Китай доберётся до мантии. Зачем тратить полмиллиарда долларов и рисковать оборудованием в адских условиях?

Наконец-то увидеть, а не гадать. До сих пор учёные изучали мантию по ксенолитам — обломкам пород, которые вулканы выбрасывают на поверхность. Но пока ксенолит летит сквозь жерло вулкана, он проходит через декомпрессионное плавление, контактирует с магмой, меняет состав. Э

то как пытаться понять вкус блюда по тому, что осталось в мусорном ведре. Прямой керн из мантии — совсем другое дело. Это первозданный образец, сохранивший информацию о настоящем составе и структуре.

Проверить модели. 99% наших знаний о недрах Земли построены на косвенных данных — сейсмических волнах. Это примерно как ставить диагноз по рентгену, ни разу не заглянув внутрь.

«Мэн Сян» позволит провести калибровку всех существующих моделей: сравнить реальную плотность и вязкость пород с теоретическими расчётами. На Кольской скважине природа уже раз подшутила над теоретиками — на глубине 7 км нашли воду там, где её «не могло быть». Кто знает, какие сюрпризы ждут в океанской коре.

Древний климат. Керны из глубин хранят записи о палеоокеанах и климатических сдвигах за десятки миллионов лет. Расшифровать их — значит получить самый длинный дневник погоды в истории планеты. А это прямая подсказка для прогноза будущих климатических изменений.

Понять магнитное поле. Мантия — главный двигатель тектонических процессов, но она же участвует в генерации магнитного поля Земли. Изучение магнитной восприимчивости глубоких горизонтов коры позволит восстановить историю инверсий магнитного поля — моментов, когда северный и южный полюса менялись местами.

А это важно не только для геологии, но и для навигации, и для понимания того, как планета защищает нас от солнечной радиации.

Изучить «жизнь в аду». Одна из самых интригующих целей «Мэн Сян» — поиск жизни на запредельных глубинах.

Здесь могут жить организмы, которые обходятся без солнечного света. Науке известно немало таких, но жизнь в глубинах Земли - это экстрим запредельного уровня.

Почему это важно?

Во-первых, для понимания происхождения жизни на Земле. Многие биологи считают, что жизнь зародилась именно в таких условиях — в гидротермальных системах глубокой коры, а не в «тёплом океане» на поверхности.

Во-вторых, для астробиологии. Если микроорганизмы живут при 300°C и давлении в тысячи атмосфер в недрах Земли — почему бы им не жить в подлёдных океанах Европы (спутника Юпитера) или в гейзерах Энцелада (спутника Сатурна)?

В-третьих, для биотехнологий. Ферменты экстремофилов, работающие при экстремальных температурах и давлениях, — это потенциальный клад для фармацевтики, промышленной химии и даже пищевой индустрии.

Это же не просто научная, а прямая экономическая выгода. И продолжим о практике.

«Горючий лёд» и огромные залежи ресурсы будущего

Наука — это прекрасно. Но Китай не был бы Китаем, если бы не думал о практической стороне.

«Мэн Сян» — первое в мире судно, совмещающее научное бурение, нефтегазовую разведку и исследование газовых гидратов на одной платформе.

Газовые гидраты — замёрзший метан в донных отложениях, который иногда называют «горючим льдом». Мировые запасы гидратов в океанах оцениваются в 20 000 триллионов кубометров — это многократно превышает все разведанные запасы традиционного газа. Только в Южно-Китайском море залежи составляют около 84 триллионов кубометров. Кто первым научится их безопасно добывать — получит колоссальное преимущество в глобальной энергетике.

Китай уже проводил испытания добычи гидратов в Южно-Китайском море и теперь масштабирует технологию.

Нефть и газ на больших глубинах — ещё один приз. Месторождения, до которых раньше нельзя было дотянуться, оказываются в пределах досягаемости 11-километрового бура. Для страны, импортирующей огромные объёмы углеводородов, это вопрос энергетической безопасности.

Глубоководные илы и мантийные породы часто содержат высокие концентрации марганца, кобальта, никеля и редкоземельных элементов. Без этих материалов не работают батареи электромобилей, смартфоны, военная электроника. Наземные месторождения истощаются — океанское дно может стать альтернативой. Рынок глубоководных ресурсов оценивается в триллионы долларов, и Китай хочет застолбить их первым.

А Землю не проткнём?

Амбициозные проекты по бурению неизменно вызывают у людей логичный вопрос: а не спровоцируем ли мы мощную катастрофу, вторгаясь в глубинные слои Земли?

Короткий ответ: нет. Скважина диаметром менее 30 сантиметров физически не способна дестабилизировать литосферную плиту размером в тысячи километров. Это как ткнуть иголкой в бетонную стену и ждать, что дом рухнет. Давление в скважине уравновешивается плотным буровым раствором, а места бурения выбираются вдали от активных вулканических зон в геологически спокойных районах.

Что касается «опасных газов» и «неизвестных существ из глубин»: любая форма жизни на такой глубине настолько специализирована для адских условий, что мгновенно погибает при контакте с нашей атмосферой. А газы, выделяющиеся из скважины, ничтожны по сравнению с тем, что естественным образом выходит из океанского дна через тысячи гидротермальных источников и разломов.

Мы тратим миллиарды на изучение далёких миров, а самая большая загадка — у нас под ногами. Всего несколько километров вниз. Китай решил, что хватит гадать. Пора бурить. Посмотрим, чем закончится эта история - по плану бурение должно быть завершено в 2030 году.

Оригинал статьи

https://dzen.ru/a/aZCvz26tJkrbbsKR

Удивить разработками космической техники сегодня трудно. И всё же есть новшества для орбитальных полётов, выделяющиеся необычным замыслом. Может ли работать на орбите воздушный реактивный двигатель? Причём — неограниченно долго, без топлива. Конечно, нет, скажете вы. Но это возможно. Мы расскажем о самых необычных двигателях для перспективных орбит.

Околоземные орбиты бесконечно разнообразны: по форме, размеру, наклону и высоте. Автоматические обсерватории поднимаются до 150 тысяч километров и выше. Спутники связи — на эллиптических орбитах «Молния» и «Тундра» — достигают апогея в 40 тысяч километров, чуть выше геостационарной. GPS-спутники бороздят пространство на высоте около 20 тысяч километров. Это — связь, зондирование, разведка, фотосъёмка, наблюдение гиперзвуковых целей. На низких орбитах — МКС, «Тяньгун», пилотируемые корабли — и будущие аналоги.

Но в самом низу этого многообразия — самый необычный слой. Он не имеет чётких границ. Условная линия Кармана в 100 километров — лишь удобство. Реальная атмосфера тянется до нескольких тысяч километров. МКС на 415 км испытывает торможение в 100–400 граммов силы — в зависимости от высоты, солнечной активности и ориентации панелей.

Ниже — плотность растёт. На 120–150 км орбита становится неустойчивой: аппарат входит в последний виток, необратимо теряя высоту. Форма, обтекаемость, площадь поперечного сечения — всё влияет на скорость падения.

Такие орбиты давно используются как опорные: ракета выводит груз вместе со ступенью, «доезжает» до нужной точки — например, к полюсу — и лишь там включает двигатели для выхода на целевую орбиту. В России — это 200 км, в США — 185 км (100 морских миль). На высоте 200–250 км спутник может продержаться неделю, прежде чем атмосфера затянет его в огненный финал.

Эти орбиты в англоязычной литературе — VLEO (Very Low Earth Orbit). Мы назовём их сверхнизкими. И они уникальны.

Первое преимущество — близость к Земле. Оптическое и радиолокационное разрешение достигает максимума. С этих высот видны тусклые цели — гиперзвуковые ракеты, едва уловимые с тысячекилометровых орбит. Для радаров это означает меньшую мощность, меньшую массу, проще конструкция. То же — для гравиметрии: точнее картируются аномалии поля, месторождения, геологические структуры. И наблюдение за атмосферой — на порядок детальнее.

Второе — минимальная задержка сигнала. Для спутниковой связи — критично.

Третье — отсутствие космического мусора. Атмосфера сама очищает пространство: любой обломок сгорает за считанные недели. Нет нужды маневрировать, избегать столкновений.

Если бы полёт здесь был долгим — годы, десятилетия — такие системы превзошли бы все существующие.

Но есть два главных минуса — оба от атмосферы: аэродинамическое торможение и эрозия от атомарного кислорода.

Здесь, в термосфере, солнечный УФ-излучение расщепляет молекулы O₂ на атомы — нагретые до 1000 °C и выше. Разреженная среда не нагревает аппарат, но атомарный кислород — химически агрессивен. Он окисляет поверхности, разрушает покрытия. А главное — бьёт в корпус со скоростью орбитального полёта, замедляя его.

Именно это торможение определило судьбу первого космонавта. Орбита «Востока-1» имела перигей 181 км, апогей 235 км. При отказе тормозной установки атмосфера снесла бы корабль за 4 дня — на это и рассчитывали запасы. Но из-за задержки выключения третьей ступени апогей поднялся до 327 км — и сход занял бы 20–50 дней. К счастью, торможение сработало. Но для долгого полёта — это критическая проблема.

Решать её — двумя путями.

Первый — снизить лобовое сопротивление. Корпус — вытянутый, узкий. Солнечные панели — вдоль оси, как оперение стрелы. Нос — заострённый, клиновидный. Поверхности — зеркальные, гладкие, чтобы атомы кислорода отскакивали, а не врезались. Это уменьшит торможение — но не устранит.

Второй — компенсировать его тягой двигателя. Химические — не годятся: топливо кончится за недели. Нужен электрореактивный, работающий на атмосферном воздухе.

Так работал европейский GOCE: четыре года на 255 км, с аэродинамическим корпусом, «стреловидными» панелями и ионными двигателями на ксеноне. Когда ксенон закончился — спутник сгорел.

А что, если в качестве рабочего тела использовать не ксенон, а атомы кислорода из самого пространства?

Атомы кислорода, ударяющие в аппарат, передают ему тормозящий импульс. Но если их ионизировать и выбросить из двигателя в разы быстрее — реактивный импульс превысит тормозной. Двигатель начнёт толкать аппарат вперёд, а не тормозить его.

Ионы кислорода легче ксенона в 5–8 раз — но при той же скорости выброса, тяга всё равно будет. А главное — источник неисчерпаем. Атмосфера — вечна. Электроэнергию — брать с солнечных батарей. Запас на теневую часть орбиты — в аккумуляторах.

Получается — вечный двигатель, не зависящий от топлива. Срок службы — лишь износ деталей.

Такой двигатель ещё не имеет устоявшегося названия. В англоязычной литературе — Air-breathing ion engine (ABIE), RAM-EP, AEP. В российских работах — ИВРД, ПЭРД. Мы назовём его воздушно-космическим.

Прямоточность — не обязательна, но возможна: атомы кислорода, попадая в воздухозаборник, отражаются сужающимися поверхностями, фокусируются в узкой зоне, ионизируются электрической дугой, разгоняются электрическим полем. Поверхности — стойкие к окислению, с малыми углами, чтобы атомы не «прилипали». Можно использовать параболический воздухозаборник: атомы, как лучи света, собираются в фокусе — и там начинается канал сжатия, ионизации, ускорения.

Можно — и иначе: ловушки, магнитные ускорители, иные схемы. Конструкторы не раскрывают деталей.

Сегодня ведутся разработки спутников для сверхнизких орбит. Американская Skeyeon — Near Earth Orbiter с клиновидным носом и «стреловидными» панелями. EOI Space — Stingray, похожий на бумажный самолёт. Albedo — сеть из 24 аппаратов. CASIC — к 2027 году — 192, к 2030 — 300 аппаратов на высотах 150–300 км.

И двигатели: ESA в 2017 году испытала RAM-EP в вакуумной камере — с воздухозаборником QuinteScience и ионизатором Sitael. Kreios Space в Барселоне — аналогичный проект. Институт космических систем Штутгарта — ATLAS, запущенный в 2020. «Экипо» в 2022 — предварительные испытания. МАИ и МГУ — ведут разработки.

А что если — не только спутники? Пилотируемая станция на 150–180 км?

Орбита не требует подъёма — торможение компенсируется двигателем. Нет мусора — не нужно маневрировать. Разрешение наблюдения — в десятки раз выше. Логистика — проще: ракета доставит на 150 км вдвое больше груза, чем на 415 км. Утилизация — просто выбросить за борт: через часы — огненный дождь.

Облик станции — иной. Обтекаемый корпус, нос — воздухозаборник. Позади — голубые ленты ионных струй. Или двигатели — на консолях, как турбореактивные на самолёте?

Пока — фантастика. Но воздушно-космические двигатели сделают её реальностью. Какой она будет — покажет время.

Устойчивые экосистемы и биоразнообразие — важнейшие условия для здоровья населения СНГ и всего мира. Альберт Ховард, ботаник и дальновидный автор трудов по сельскому хозяйству и культуре, сказал: «Право первородства для всего живого — это здоровье». Он продолжил: «Этот закон справедлив для почвы, растений, животных и человека: здоровье этих четырех элементов — это единая взаимосвязанная система». Расширьте эту взаимосвязанную систему, включив в нее место, где мы живем, работу, которую мы выполняем, то, что мы едим, наше образование, наше племя, наших соседей и наши ритуалы, и вы начнете видеть взаимосвязанные условия и факторы, определяющие здоровье населения.

То, что мы делаем сообща для создания условий, в которых люди могут быть здоровы, принято называть общественным здравоохранением. Оно основано на научных знаниях и практиках, направленных на защиту и улучшение здоровья человека. Как могли бы выглядеть цели, направленные на восстановление окружающей среды и общественное здравоохранение? Прежде всего, они позволили бы избежать удушающей бифуркации и явно ложной дихотомии «человек против природы».

Здоровая экосистема, встроенная в здоровый ландшафт, обеспечивает чистую воду и здоровую почву, которые для простоты и удобства междисциплинарного обсуждения можно назвать «экосистемными услугами». Концепция экосистемных услуг — это важная основа для понимания, оценки и информирования о вкладе экосистем в здоровье и благополучие человека. Подобно тому, как концепция экосистемных услуг помогает связать науку о восстановлении экосистем с государственной политикой, исследования в области общественного здравоохранения могут связать восстановление экосистем с государственными бюджетами. Возможности для этого безграничны. Например, санитарно-эпидемиологический надзор, который включает в себя множество аспектов сбора данных, в контексте восстановления экосистем может помочь задокументировать влияние этого процесса на здоровье людей, отслеживать прогресс в достижении конкретных целей и использовать результаты исследований для разработки мер в области общественного здравоохранения и/или восстановления экосистем, а также для проведения исследований, разработки политики и практических мер.

Люди влияют на состояние экосистем, а экосистемы влияют на здоровье людей. Добывайте уголь в горах и посмотрите, что происходит с окружающими реками и ручьями, а также с людьми, которые пьют эту воду. Но что происходит, когда горнодобывающие предприятия восстанавливают? Как это влияет на здоровье местного населения? Специалисты в области общественного здравоохранения часто измеряют биохимические и другие показатели нашего организма, когда мы подвергаемся воздействию загрязненной окружающей среды. Гораздо реже измеряют и представляют себе, что происходит с важнейшими процессами в нашем организме, когда экосистемы восстанавливаются. Развивая общий язык, концепции и цели, сферы общественного здравоохранения и экологического восстановления могут показать нам, как «единая взаимосвязанная система» Альберта Говарда может перейти от деградации к восстановлению, что положительно скажется на здоровье людей.

https://ecohealthglobal.org/ecological-restoration/public-he...

Долгосрочные проекты направлены на:

• Создавайте возможности для доступа к дополнительным финансовым, научным и организационным ресурсам.

• Интегрируйте практику и исследования в области общественного здравоохранения в работу по восстановлению экосистем.

• Покажите, как здоровье человека и населения зависит от состояния экосистем.

• Распространяйте информацию об исследованиях и нарративах, связанных с восстановлением экосистем и здоровьем человека, делитесь ими и извлекайте из них уроки.

• Внедряйте исследования и практики, которые помогут восполнить ключевые пробелы в знаниях, и делитесь ими.

• Предоставьте участникам возможность делиться, развивать и обсуждать свои данные и опыт, связанные с восстановлением экосистем.

• Координируйте деятельность по восстановлению экосистем, объединяя объекты и центры, работающие в рамках концепции «Здоровье человека и окружающей среды», для решения проблем на уровне ландшафта.

• Повышайте роль традиционных владельцев и коренных народов во всех аспектах экологического восстановления.

• Оказывайте влияние на политику в пользу восстановления здоровых экосистем Земли

Сайты EHN (Сети экологического здоровья):

• Матуту (Бразилия)

• Морские инновации и исследования (МИР) (Марсель, Франция)

• Порт Фрежюс – Восстановление функций рыбопитомника (Франция)

• Восстановление биокультуры в ксерическом лесуAraucaria araucana (Кавиауэ, Аргентина)

• Ферма Квидья (Юго-Западная Финляндия)

• Заповедник Шоу (Сент-Луис, Миссури, США)

• Природный заповедник Вулвекраал (Принс-Альберт, Кару, Южная Африка)

• Водосбор реки Маргарет (Западная Австралия)

• Экологическое здравоохранение нижнего Юго-запада (Западная Австралия)

• Водосборные бассейны Олбани и Дании (Западная Австралия)

• Новануп Буджа (Западная Австралия)

• Страна Нгаджу (Западная Австралия)

• От Костюшко до побережья (Восточная Австралия)

• Национальный парк Уотертон-Лейкс и заповедник Крови (Юго-Западная Альберта, Канада)

• Общественный проект по сохранению местных семян и пастбищ в Форт-Белкнапе (Центральная Монтана, США)

• Лес Аналалава (Мадагаскар)

• Лес Анкафобе (Мадагаскар)

• Новая охраняемая территория леса Анкараболава-Агнакатрика (Мадагаскар)

• Новая охраняемая территория леса Оронджа (Мадагаскар)

• Новая охраняемая территория леса Вохибе (Мадагаскар)

Январь. Глубина промерзания земли доходит до метра. Тут больше полуметра. Вот попробуй покопать в -17. На фото не я.