Гидридная Земля геолога Ларина

Благодаря книге журналамера Никонова "Верхом на бомбе", в нашем многострадальном Отечестве даже среди в остальном вроде бы далеких от фричества людей поразительно популярна гипотеза геолога Ларина о гидридном ядре Земли, так что давно назрел ее разбор, который я здесь и выполнил.  В качестве источника использовалась последняя книга виновника торжества:  В.Н. Ларин "Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли)", 2005г.

Начнем с основы, сиречь гипотезы о магнитной сепарации (здесь и далее цитаты выделены отступом и курсивом):

Рассуждение выглядит правдоподобным, только если не помнить, что атомы в газе имеют привычку сталкиваться друг с другом. Если в веществе есть ионы, то они, конечно, меняют направление движения под действием магнитного поля, но при этом из за столкновений передают импульс, полученный из от магнитного поля, остальным атомам, так что плазма заворачивается магнитным полем целиком. Единственный вариант, когда разделение возможно - если длина свободного пробега ионов соизмерима с размерами системы, в данном случае Солнечной Системы, что, однако, требует столь низкой плотности газа, что формирование чего бы то ни было крупного из оного газа будет просто невозможным. Если вы убежденный гидроид гидридец, и рассуждения вас не убеждают, обратите внимание на современный аналог "сбрасываемого с небулы вещества" (одолжено в википедии):

При типичной температуре протуберанца 25000К средняя энергия атомов в нем приблизительно равна 2 эВ, так что большая часть атомов калия и натрия ионизирована, а практически все атомы водорода и гелия - нет. Протуберанец выталкивается вверх магнитным полем, но, вот что что характерно, отнюдь не состоит из чистого натрия, его состав не отличается от остального солнечного вещества.

Но ведь, вроде бы, Ларин сравнил состав всех тел Солнечной системы и эмпирически доказал, что элементов с большим потенциалом ионизации тем больше, чем дальше от Солнца, значит сепарация все таки была? Но вот прежде чем провести сравнение, Ларин провел "ревизию данных о химическом составе тел Солнечной системы",  взял только "эмпирические (то есть аналитически установленные) данные", каковых оказалось всего 4ре: состав Солнца, состав коры Земли, состав лунного грунта и астероиды ака метеориты, из отношений между которыми получил такие картинки:

Рис. 3 из труда Ларина




Рис. 4 оттуда же.

Можно заметить, что на Рис. 3 ширина серой ленты, как бы изображающей монотонность зависимости, целых два порядка, на Рис. 4 ширина один порядок, но и общий разброс всего то два порядка, и все равно много элементов отказываются туда влезать. Радикальное несоответствие по кислороду вообще служит основой всех дальнейших геологических и геополитических построений. Набор элементов на двух рисунках заметно отличается, на Рис.4 кислорода вообще нет, и на обоих нет водорода. Напоминаю, что главное предсказание Ларина касается как раз огромного содержания водорода в ядре Земли, так что здесь мы имеем дело даже не с аппроксимацией по двум точкам, а с аппроксимацией по двум отсутствующим точкам.


Пытаясь заполнить лакуны, я нашел данные по отношению содержания элементов в метеоритах и на Солнце. Прошедший по ссылке, пролистав до страницы 166, может наглядно убедится, что содержание нелетучих элементов (по отношению к кремнию) в метеоритах и Солнце совпадают по порядку величины, что очевидным образом противоречит теории Ларина, а процент легкоионизируемого калия, который по теории Ларина вообще не должен был долететь до пояса астероидов, в метеоритах в 10 раз больше, чем на Солнце. В попытках выяснить, как Ларину удалось на своих графиках продемонстрировать обратное, я, насколько это можно было сделать на глазок, взял значения для калия с Рис.3 и Рис.4 и перемножил, что, по логике жизни, должно было дать как раз отношение метеориты/Солнце, но получил не 10, а приблизительно 1. Это, мягко скажем, навевает подозрения, что проведенная Лариным ревизия данных была более чем радикальной. Но, как бы не были сомнительны основания, ценность теории, как неоднократно подчеркивает в своем труде В.Н., в ее эвристических возможностях:

Успешность предсказания ныне, к счастью, можно легко проверить: см. сюда, последнюю таблицу (поскольку там список элементов неполный, еще можете сравнить первую таблицу там же с  вот этим). Ну что можно сказать: по калию он угадал, по алюминию и кальцию отличия отнюдь не в разы, содержание натрия и магния практически совпадает с земным, а вот с углеродом - полный облом.
UPD: по поводу калия на Марсе глобально, а не по нескольким камням есть такая картинка:
Это отношение содержания калия к торию в коре планет земной группы, полученное из сравнения интенсивностей излучения радиоактивного изотопа калий-40 и радиоактивного тория. Видно, что это отношения для коры Марса в несколько раз больше, чем для Земли, и практически совпадает с меркурианским. Потенциал ионизации калия - 4.34 эВ, тория - 6.95 эВ (забегая чуть вперед: чорт, оба ниже 8 эВ, как надежно, однако, можно защитить теорию от фальсификации всего одним утверждением, противоречащим физике).


Предсказания про Марс этим впрочем не исчерпываются:

Так, раз за разом, возводились циклопические постройки – «вулканы» Марса («Олимп» и прочие), которые с нашей точки зрения могут оказаться наледями. Разумеется, они состоят не из чистого водяного льда, в нем должно быть много мусора в виде частиц дробленых пород...

Как бы напоминаю (геологу, да), что лед под давлением течет, так что наледь высотой 21 км, даже при марсианской силе тяжести и с мусором, простоит очень недолго.  Впрочем, что то я отвлекся, не будем растекаться Олимпом по Марсу, вернемся чуток назад, к самой ионизации. Изложу краткое содержание первой главы труда геолога Ларина:  Солнечная система сформировалась из газового облака, обогащенного остатками взрыва Сверхновой (это верно, здесь и далее словосочетание "это верно" понимать как "соответствует мейнстримной теории") , в результате чего в составе облака оказались радиоактивные изотопы с малыми по геологическим масштабам  временами полураспадов в миллионы лет (это тоже верно, хотя кажется В.Н. имеет несколько преувеличенные представления об их количестве), из за чего газ в облаке был частично ионизирован (с этим тоже не поспоришь), дальнейшие электротехнические фантазии Владимира Николаевича я излагать уж не буду, извините, а сосредоточусь на вопросе о том, какая таки часть газа может быть ионизирована:

Снова обратимся к рис. 3. Мы видим характерный излом тренда: в области до 8 В он идет горизонтально, но при больших значениях потенциалов ионизации круто поворачивает вниз и вправо. Этот излом тренда в области 8 вольт позволяет определить, что энергетический уровень (или уровень интенсивности) ионизирующего излучения был равен примерно 8 эВ. Все элементы, у которых энергия ионизации равна или меньше этого уровня, были ионизированы практически полностью.

Из этого отрывка мы понимаем, что за 40 лет с момента выдвижения своей гипотезы автор так и не удосужился ознакомится с теорией ионизации хотя бы на элементарном уровне, и не отличает энергию кванта от интенсивности излучения. Что на самом деле происходит в газе, содержащем радионуклиды: альфа, бета и гамма кванты имеют энергию гораздо больше первого потенциала ионизации, так что альфа и бета-частицы ионизируют все встречные атомы (вероятность ионизации атома зависит от сечения ионизации, а сечение, таки да, растет с уменьшением потенциала ионизации, причем сильно нелинейно, но, повторяю, даже самый крепкий атом от ионизации не застрахован), а гамма кванты сначала поглощаются, выбивают из какого нибудь атома быстрый электрон, быстрый электрон - это бета-частица, далее все сводится к предыдущему. Такие процессы непрерывно происходят и в воздухе вокруг нас, но вот ни воздух, ни какие то элементы в нем не ионизированы полностью, поскольку непрерывно идет и обратный процесс, называемый рекомбинацией: ионы и электроны притягиваются друг к другу и образуют нейтральные атомы. Скорость рекомбинации зависит от плотности среды, и где нибудь в межзвездном газе может достигать и многих лет, но вот при плотности небулы в одну тысячную земной атмосферы (тут я доверюсь числу, приводимому В.Н.) она составляет доли секунды, так что "все элементы, у которых энергия ионизации равна или меньше 8 эВ", быть ионизированными практически полностью никак не могли.


Впрочем, как знает каждый житель Фукусимы, помимо прямой ионизации ионизирующим излучением есть еще один вариант: если очень много радионуклидов сосредоточены в небольшом объеме, то они будут нагреваться (энергия, получающаяся при рекомбинации, переходит в тепло) , и если они нагреются до ста тысяч градусов,  энергия атомов будет порядка 8 эВ, и таки да. Но вот вопрос, будет ли облако с такой температурой сжиматься, учитывая что скорость атомов водорода в этом случае будет 30 км/сек, представляю читателю для самостоятельного обдумывания (да, именно атомов, рассуждения В.Н. насчет различия ионной и электронной температур в плазме не в кассу, ибо ионные и электронные температуры будут выравниваться за время немногим большее, чем время рекомбинации). Но, может быть, сеи физические соображения не отражают всего богатства природы, и В.Н. таки прав? Опять таки обратимся к эвристическим возможностям его теории:

Надо сказать, что наблюдатели в это время могли видеть весьма впечатляющую картину. Как только в диске, в его внутренней части, установился круговой электропоток, эта зона стала светить жемчужно белым светом. А когда этот электропоток разбился на кольца, то они засияли как яркая реклама в сумерках. Солнце еще не зажглось, и небула в своем гравитационном коллапсе светила сумеречным светом. Когда же пинч  эффект стал рвать кольца на сардельки, то места разрывов стали искрить в результате гигантских электроразрядов. Представьте себе, как выглядела эта картина, когда зажглись десятки тысяч электродуговых ламп, чудовищной мощности каждая. Но горели они совсем не долго и неровно, периодически вспыхивая и затухая.

К сожалению, астрономы пока что ни разу не видели этого замечательного зрелища, а все наблюдаемые ими процессы планетообразования почему то очень унылы и негламурны, ну вот например:

В центре фото - Фомальгаут, вокруг него пылевой диск (образование которого В.Н. полагает невозможным), а сквозь пыль неторопливо пробирается свежесформировавшаяся планета.

Подробно обсуждать третью главу  "ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С МЕТАЛЛАМИ" я не буду, ибо я довольно далек как от химии, так от физики твердого тела, и могу вякнуть нечто столь же верное, как соображения В.Н. по поводу ионизации газов. Сделаю только пару замечаний. Во первых я должен защитить В.Н. от извращения его высказываний его же сторонниками. Последние, по простоте душевной, считают, что все гидриды металлов плотнее, чем соответствующие металлы.  Это, как легко проверить (гугл вам в помощь!), совершенно неверно, и подобных глупостей В.Н. конечно не писал. Собственно, плотнее металлов только гидриды щелочных металлов, а вот у MgH2 1.45 g/cm3, ср. с магнием 1.738 g/cm3  (по вышеразобранной теории магнитной сепарации теории у В.Н. получается что магний наряду с кремнием составляет большую часть вещества Земли), гидрид кремния - вообще газ, а палладий при насыщении водродом разбухает в полтора раза. Утверждение В.Н. состоит в том, что сжимаемость гидридов гораздо больше, чем у металлов, в подтверждение чего приводится график плотности от давления для гидрида, что характерно, калия. Мне лень лазить по специализированным журналам и проверять, так ли это для остальных гидридов, оставлю это в качестве вопроса залу, может быть в зале случайно окажется специалист по физике высоких давлений. Но вот теоретическое обоснование и выводы можно обсудить и без помощи специальной литературы:

Аномальная сжимаемость гидрид иона позволяет предположить, что в условиях мегабарного диапазона давлений гидрид ионы будут иметь столь малые размеры, что плотнейшую упаковку ионного остова решетки будут создавать катионы металла, тогда как многократно сжатые гидрид  ионы займут пустоты (октаэдрические, тетраэдрические) между ними (рис. 7). Образование такой конструкции означает достижение предела сжимаемости ионных гидридов. При переходе Mg -> Mg2+ радиус уменьшается от 1,6 до 0,66 ангстрема; у кремния, при Si -> Si2+, от 1,34 до 0,55 ангстрема. При этих значениях плотность магния и кремния в виде ионных гидридов может увеличиться в 14 раз (это в пределе и в условиях сверхвысоких давлений).

Владимир Николаевич очевидно полагает, что электроны на внешних оболочках при образовании гидридов куда то бесследно исчезают (кстати говоря, вот еще один вопрос специалисту по физике высоких давлений, буде он сюда заглянет - действительно ли под высоким давлением ковалентная связь может переходить в ионную, или это очередное открытие, сделанное на кончике пера В.Н.?) . Впрочем, в другом месте В.Н. развивает свою мысль:

Как бы намекаю, что в обозначении магния без внешних оболочек не зря присутствует 2+, но видимо для Владимира Николаевича 2 -  это практически полностью 0. Самостоятельная работа для юных любителей физики: Вариант I. Оцените энергию, которую необходимо сообщить протону чтобы он приблизился к иону магния на 0.66 ангстрем, вычислите соответствующую этой энергии температуру; Вариант II. Оцените давление, необходимое чтобы удерживать протон на расстояние 0.66 ангстрем от иона магния, и сравните это давление с давлением в центре Земли.

Следующие несколько глав чуть менее чем полностью состоят из анекдотов (в англ.-фр. смысле) типа "я предсказал и рассказал физикам, они посмеялись, я потом пошел в лабораторию, они посмеялись, но поставили опыт, все получилось как я предсказал, вся лаборатория лежала пацталом, а физики опять...", которые, по причине их нефальсифицируемости, я комментировать не буду, ограничившись парой вопросов уже подуставшему виртуальному специалисту по физике высоких давлений: действительно ли гидриды при высоких давлениях текут, и удавалось ли еще кому нибудь кроме В.Н. получать алмазы в холодном чугуне, насыщенном водородом под давлением? Геологические главы также оставлю на растерзание зашоренным официальным геологам.

Теперь перейдем к самому прекрасному следствию его теории: расширению Земли. В результате магнитной сепарации у В.Н. получился вот такой состав для нашего глобуса (по массовым долям): кремний - 45%, магний - 31%, железо - 12%, водород - 4.5%, ..., кислород - 1%. По В.Н., в ходе эволюции Земли весь кислород собрался в земной коре, а водород по большей части утек в космос, из за чего масса Земли уменьшилась на 3%. Поскольку металлы, как известно Владимиру Николаевичу, имеют под давлением плотность гораздо меньшую, чем гидриды, Земля выросла по объему в пять раз, по радиусу в 1.7, а по площади в 3 раза, из за чего разошлись материки и образовались океаны. Забудем о сомнительности исходных посылок и оценим следствие из них - утечку водорода  в космос. По современным представлениям, наиболее эффективный механизм утечки газов из атмосферы - "сдувание" их солнечным ветром. Положим, что каждая частица солнечного ветра полностью тратит свою энергию на разгон атомов водорода до второй космической скорости (такое предположение делает нашу оценку времени утекания заниженной на много порядков, но я добрый), возьмем параметры солнечного ветра (скорость от "быстрого" ветра, а плотность от "медленного", я добрый), радиус Земли и вторую космическую скорость положим равным современным (я ... ну вы поняли), и получим, что солнечный ветер сдует 3% процента от массы Земли всего за 900 миллиардов лет ... Поскольку, как нам подтвердит любой фанат или апологет, теория Ларина просто не может быть неверна, придется признать, что над нами неслышно колышется водородная атмосфера с давлением в 27 километров ртутного столба, а власти, как обычно, скрывают!  В утешение фанатов и апологетов можно заметить, что если вообще все излучение, падающее на Землю от Солнца (и радиус Земли равен современному, да), тратится на разгон атомов водорода до второй космической скорости, то водород улетит в космос всего за 2 миллиона 200 тыс. лет, Ларину осталось только придумать механизм столь эффективной конверсии энергии света в кинетическую энергию атомов, и, желательно, запатентовать  ...

Но сторонник теории, естественно, воскликнет - а все таки она расширяется, это измерили со спутников! Эта информация неоднократно встречалась мне на просторах блогосферы, правда, с количественными значениями имеется какой то разнобой: фанаты говорят, что она расширяется со скоростью 5 см в год, а апологеты доходят и до 5 метров в год. Из за этого информационного шума искать содержательную информацию по данной теме в рунете несколько затруднительно, так что я обратился к бездуховному англоязычному интернету. Как выяснилось, энтузиастов расширения Земли и там немало, хотя максимум их количества и близости к мейнстриму пришелся еще на 60е годы, впрочем и сейчас попадаются. Но вот никаких упоминаний о том, что какие то спутниковые измерения показали изменение среднего радиуса Земли я так и не нашел, самое близкое к теме вот что, но там речь идет об изменении формы Земли: до 1998 года, как показывали измерения со спутников, Земля уменьшалась в радиусе вблизи экватора и увеличивалась вдоль оси, что объясняли тяжкими последствиями окончания последнего ледникового периода, а после 1998 не с того не сего начала делать наоборот - укорачиваться вдоль оси и распухать по экватору (всем боятсо!). Еще нашлась статья нормального геофизика с эмпирическими оценками радиуса в предыдущие эпохи.
UPD: появилось свежее исследование НАСА, специально посвященное вопросу, меняется ли средний радиус Земли (на русском можно почитать тут). Вывод оного исследования: никакого изменения радиуса не обнаружено с точностью до погрешности измерения, равной 0.1 миллиметра/год. Иначе говоря, если радиус и меняется, то меньше чем на одну десятую миллиметра в год.

Конечно, как мы все понимаем, NASA и Роскосмос на корню куплены нефтегазовыми компаниями, готовыми до конца защищать свои сверхприбыли и скрывать тайну о неограниченных запасах водорода в недрах. Попробуем оценить масштабы скрываемого. Положив скорость расширения Земли равной 5 см/год (учитывая, что измеренные с тех самых пресловутых спутников скорости движения континентов в настоящее время как раз порядка 5 см/год, то, если вслед за В.Н. отвергать тектонику плит и это движение объяснять расширением Земли, существенно меньше скорость расширения быть не может), и домножив ее на плотность мантии (прирастает по теории В.Н. именно она) и процент водорода в гидридах ядра до дегазации (4.5% массовой доли по В.Н.), получаем, что с каждого квадратного сантиметра земной поверхности должен выделятся один грамм водорода в год. Если этот водород реагирует с кислородом воздуха, то весь кислород в атмосфере выгорит за 25 лет... Сенсация! Катастрофа! У нас земля горит под ногами! Всем строить герметичные бункеры и закупать баллоны с кислородом!  Правда, В.Н. утверждает, что весь водород быстро улетает в космос. Это означает, что за год в космос должно улетать одна тысячная массы земной атмосферы, 150 тысяч тонн в секунду. Правда, планетологи утверждают, что в секунду из атмосферы в космос улетает всего 3 кг водорода, но мы то понимаем, конечно, что они все зашорены силикатно-железной моделью Земли, которая мешает им увидеть очевидное. Любой простой гражданин может разоблачить слепоту этих очкариков: накрыв одну сотку на своей даче водородонепроницаемой пленкой, он сможет получать одну тонну водорода в год, которой хватит на отопление небольшого поселка.  Но будте, пожалуйста, аккуратны со спичками, не разводите на Земле костры ... Но может быть, нам все равно не остается ничего иного, как принять модель гидридной Земли, поскольку она объясняет детали внутреннего строения Земли, совершенно необъяснимые в рамках железо-силикатной модели?

Выше было обещано объяснить природу слоя D'', который располагается непосредственно над границей с внешним ядром, имеет мощность порядка 200–300 км и в котором заметно уменьшаются скорости прохождения сейсмических волн. В нашем понимании, этот слой обусловлен облаком водорода, обволакивающим ядро планеты

К сожалению, некоторые твердотельщики не были ознакомлены с этой замечательной теорией, и по этой трагической случайности им удалось разрешить загадку слоя D'' не обращаясь к ней, см. например вот это интервью, кратко - этот слой  состоит из недавно открытой кристаллической формы перовскита MgSiO₃, креативно названной постперовскитом. На этом можно было бы закончить, но не могу проигнорировать коварный вопрос Владимира Николаевича:

Владимир Николаевич разрешает этот парадокс тем, что Земля система не закрытая, от нее 3% массы убежало. Все, однако, гораздо проще: и сам В.Н., и, видимо, опрашиваемые им "знатоки термодинамики" находились в плену обычного школьного представления, что система с максимальной энтропией - однородный газ. Но это верно только в том случае, если гравитацией в системе можно пренебречь. Если же гравитация существенна, однородный газ является состоянием с минимальной энтропией,  а состояние с максимальной энтропией - черная дыра. Соответственно, при дифференциации недр энтропия Земли растет, даже если ее температура не повышается. Вообще, если я не ошибаюсь, по современным представлениям практически весь уран и торий сосредоточены в коре, а нагрев недр происходит в основном как раз за счет их дифференциации - железо из мантии потихоньку падает на ядро,  и из-за получившегося потока свободной энергии на поверхности возникают явления самоорганизации и порядка: движение тектонических плит, извержения вулканов, цунами ...