Мир путешествий и приключений - сайт для нормальных людей, не до конца испорченных цивилизацией

| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |


OUTDOORS.RU - портал в Мир путешествий и приключений

На суше и на море 1979(19)


ОКОНЧИТСЯ ЛИ ЖЕЛЕЗНЫЙ ВЕК?

ОКОНЧИТСЯ ЛИ ЖЕЛЕЗНЫЙ ВЕК?



Наш динамичный век богат прогнозами, которые делаются в самых различных областях. Наибольший интерес вызывают, конечно, суждения о будущем мировой экономики в целом. Нередко предсказания такого рода весьма пессимистичны. Таковы мрачные картины будущего в работе Дж. Форрестера «Мировые динамики» и в книге «Пределы роста», написанной группой авторов под руководством проф. Д. Мидоуза, — истощение в самом скором времени ресурсов полезных ископаемых, глобальное загрязнение природной среды...

Уязвимая сторона подобных прогнозов заключается в том, что современные приемы хозяйствования, технологии сегодняшнего дня механически экстраполируются в будущее. А ведь вся история человечества свидетельствует, что в орбиту производственной деятельности включаются все новые и новые ресурсы, а сами технологии непрерывно развиваются и совершенствуются.

Возьмем, например, производство металлов, без которых немыслимо развитие человечества. И хотя наш век называют и веком электричества, и нейлоновым, и атомным, и космической эрой, по существу мы продолжаем жить в железном веке, или, точнее, в стальном. Поэтому нельзя не согласиться с поэтом Л. Крокаром:



Стальные звуки издают ночи на асфальтовых полянах.
Стальной петух возглашает весеннее утро.
Стальной богородице молимся в стальных храмах.
Воюем сталью, живем в стальных цитаделях...



Каковы же рудные залежи в мировом масштабе? На первый взгляд ситуация должна настраивать на невеселые мысли. Разведанных запасов руд некоторых металлов может хватить ненадолго. Некоторые ученые считают, что совсем скоро — к 1990 г. — будут исчерпаны мировые запасы свинца, цинка, олова и драгоценных металлов — золота, платины и серебра. Медь и вольфрам должны быть вычеркнуты из списка полезных ископаемых вскоре после 2000 г., а к 2100 г. придет очередь хрома, никеля, молибдена... Затем в начале XXII столетия исчезнет кобальт, марганец, алюминий. И что же, век металлов окончится?

Однако нельзя забывать, что ученые постоянно открывают новые рудные месторождения и некоторые из них весьма внушительны.

Кроме того, в будущем, несомненно, начнут использовать бедные руды, которые сейчас просто не учитывают, потому что они не имеют промышленного значения. Полтора века назад считалось невыгодным разрабатывать руды с содержанием меди меньше 10%. А сейчас эксплуатируются залежи с концентрацией металла 0,4%. Считается вполне реальным еще до конца нынешнего века организовать промышленную добычу меди из морской воды, в которой этот металл содержится в количестве 0,003 мг/л.

По мере совершенствования технологических процессов даже обычный гранит может стать используемой полиметаллической рудой. Подсчитано, что в 100 т гранита содержится в среднем 8 т алюминия, 5 т железа, 540 кг титана, по 80 кг марганца и хрома, 18 кг никеля, 14 кг ванадия, 9 кг меди, 4,5 кг вольфрама, около 2 кг свинца и другие металлы. Правда, извлечение всех этих элементов потребует значительных затрат энергии...

Разведанные запасы полезных ископаемых бесспорно намного возрастут по мере дальнейшего проникновения в глубь земной коры — на такие горизонты, где человек находиться не может из-за высокой температуры. Руду там будут добывать машины-автоматы, обслуживаемые роботами. Заметим, что уже в наши дни выпускается несколько сот роботов различного назначения, в частности для работы внутри атомных реакторов.

Богатейшие запасы руд скрыты и под толщей морской воды. На огромных пространствах океанического дна встречаются железомарганцевые конкреции — стяжения размером в кулак. На глубине 4,0 — 6,5 км они иногда образуют сплошной покров, напоминающий булыжную мостовую. Марганца в них — около 25%, железа — 14%, остальное приходится на долю никеля, кобальта, меди и т. д. — всего 38 элементов, включая уран.

Рудные запасы моря поражают воображение. Конкреции покрывают около 10% дна Мирового океана, в Тихом океане они распространены на 20% площади. Морских запасов таких металлов, как молибден, олово, уран и кобальт, при современном уровне их потребления хватило бы на 1 млн. лет! Впрочем, это сугубо теоретический подсчет. Не везде будет выгодно добывать конкреции.

Примечательно, что океаническое дно — не только «кладовая», но и «фабрика» руды, запасы которой продолжают здесь возрастать. До сих пор неясно, образуются ли конкреции только путем химических процессов или же и при участии микроорганизмов-концентраторов.

О скорости роста конкреций получены различные данные. На глубоководьях Тихого океана они нарастают примерно на 1 мм за тысячелетие, у юго-западных берегов Крыма — до 3 — 4 мм за сто лет. Известны факты и гораздо более быстрого выпадения металлов из морской воды. У г. Сан-Диего (Калифорния) со дна моря был поднят артиллерийский снаряд, лежавший на глубине 200 м со времен второй мировой войны. За два десятилетия на его поверхности образовалась корка из окиси железа и марганца толщиной 1,5 см. Таким образом, рудные залежи на дне моря представляют собой возобновимый источник сырья. Даже если образование конкреций будет идти самыми медленными темпами, ежегодное прибавление составит многие миллионы тонн.

Промышленная разработка запасов руды морского дна вполне реальна уже теперь. Специально оборудованное американское судно «Дипси Майнер» добывало при испытаниях с глубины 900 м до 1600 т руды в сутки. Подсчитано. что поднятая руда обеспечивала 1695, суточной потребности промышленности США в марганце и 32% в кобальте и никеле. В ближайшие годы и другие страны, очевидно, включатся в эксплуатацию подводных залежей.

На первых порах добычу будут вести корабли, снабженные драгами. На очереди — проектирование подводных поселений, оборудование подводных рудников, разработка совершенно новых технологических процессов, создание техники, в которую человек, по выражению футурологов из ФРГ X. Байнхауэра и Э. Шмакке, «должен вложить столько же выдумки, фантазии и труда, сколько он вложил в космическую технику». Высказано мнение, что не позднее 1990 г. затраты средств на исследование Мирового океана, на развитие морской техники сравняются с затратами на космические исследования.

Сама морская вода также представляет неисчерпаемые ресурсы. В ней обнаружены все химические элементы, причем содержание 74 из них определено количественно. Пока добываются немногие из них, в частности магний. В 1967 — 1968 гг. было получено 0,5 млн. т «морского» магния — около 20% мировой добычи. Потребность Великобритании в магнии на 80% удовлетворяется за счет ресурсов моря. Видимо, в недалеком будущем из морской воды станут получать медь.

На суше различают залежи с разной степенью концентрации металлов. Нео динакова и «жидкая руда». В Мировом океане известны гидрохимические аномалии, приуроченные, как правило, к тектонически неспокойным участкам, к зонам глубинных разломов. В таких местах земная кора наиболее тонка и проницаема, здесь происходит выдавливание мантийного вещества.

Очень интересный пример такого рода аномалий — две глубоководные впадины: Атлантис-I и Дискавери, названная в честь английского океанографического судна. Они расположены на дне Красного моря на широте Мекки и отличаются чрезвычайно высокой температурой воды +56,5°С в первом случае и 44,7°С — во втором. Пока это рекорд такого рода: не известны другие пункты, где бы придонные воды были нагреты до такой степени. Минерализация воды во впадинах более чем в 7 раз превосходит среднюю соленость моря, а различия в концентрации некоторых элементов еще более внушительны. Например, содержание свинца во впадинах в сотни, а марганца и цинка — в тысячи раз выше, чем в обычной морской воде.

В будущем предлагается широко практиковать опреснение морской воды. При этом появятся отходы — значительное количество рассолов, представляющих собой обогащенную «жидкую руду». Отсюда совершенно очевидна необходимость комбинирования оборудования для извлечения металлов из моря с опреснителями. Подсчитано, что из отходов при работе опреснительной установки мощностью 1 млн. м воды в сутки может быть за год получено 2 млн. т магния, 3 т урана, 1 т редкоземельных элементов, не говоря уже о различных солях.

Воды Мирового океана содержат миллионы тонн золота. На фоне этой цифры запасы желтого металла на суше (около 35 тыс. т без социалистических стран) выглядят более чем скромно. Вот уже несколько десятков лет воображение изобретателей будоражит идея добычи золота из морской воды. После первой мировой войны этой проблемой усиленно занимались немецкие химики. В 1942 г. француз Баур предложил проект установки для извлечения золота из морской воды, но гигантское сооружение оказалось явно нерентабельным. Тем не менее многие исследователи сохраняют оптимизм. Ныне надежда возлагается на ионообменные смолы, способные улавливать из морской воды, как показали экспериментальные работы, золото, серебро, уран, медь, цинк, висмут и другие элементы.

Продолжая разговор о море, следует отметить, что многие обитающие в нем организмы обладают способностью концентрировать те или иные элементы. Моллюски накапливают медь, медузы — свинец, цинк и олово, лангусты — кобальт. Есть концентраторы ванадия, стронция, никеля, урана, молибдена и других металлов. В бедной минеральными ресурсами Японии уже сейчас налажено получение ванадия из асцидий — морских животных, ведущих неподвижный образ жизни. Возможно, в будущем на морских мелководьях возникнут «фермы» для выращивания «живых руд» — организмов-накопителей, поглощающих элементы, рассеянные в океане. С помощью селекции человек сможет еще более увеличивать такую способность этих организмов.

Каким образом организмы накапливают элементы, имеющие ничтожные концентрации в морской воде? Пока это неизвестно. Но, когда тайна будет раскрыта, очень возможно, что принципы действия живых концентраторов будут использованы в технических устройствах.

Наступит, вероятно, и черед внеземного минерального сырья. Артур Кларк в книге «Черты будущего» прогнозирует добычу полезных ископаемых в космосе с 2030 г. То, что пишут сейчас о практическом осуществлении этой идеи, напоминает страницы фантастического романа. На астероидах роботы плавят руду с помощью солнечных печей. Ракеты доставляют громадные слитки на околоземную орбиту. Там их вновь переплавляют, вводят в них газ и превращают в легкие пористые пеноблоки. Такие пеноблоки можно мягко приводнять в океане — они не утонут. Остается отбуксировать их с помощью морских судов в те или иные пункты для дальнейшей переработки... Конечно, сейчас трудно поручиться, что все будет именно так. Таким образом, исчерпание рудных залежей на материках вовсе не приведет к «металлическому голоду». Использование новых источников сырья, прежде всего океанических, и новая технология позволят преодолеть возникающие трудности.



Рисунок. Заштрихованы основные ареалы распространения железомарганцевых конкреций в Мировом океане (Из книги Леонтьева. Дно океана, М. 1968)

Рисунок. Обеспеченность мира запасами металлов. Примерные оценки сделаны с учетом того, что потребление металлов будет в дальнейшем возрастать по мере роста населения и увеличения потребности в металлах на душу населения (По X. Брауну, 1972)



Теперь о другой проблеме — о влиянии металлургической промышленности на природную среду. Сейчас металлургия относится к числу наиболее «грязных» отраслей экономики. Облака дыма из высоченных труб — привычная деталь индустриального пейзажа, зримый символ загрязнения окружающей среды. Загрязнения не знают государственных границ и разносятся на многие сотни километров. «Кислые дожди» в Скандинавии погубили рыбу во многих озерах, угнетающе действуют на деревья, ускоряют коррозию. Все это — прямой результат выделения в атмосферу больших количеств двуокиси серы при сжигании десятков миллионов тонн угля в промышленных районах Великобритании, ФРГ, Франции и других западноевропейских стран.

Газы, выходящие из плавильных печей, содержат железо, марганец, ртуть, свинец, мышьяк... Поэтому при выплавке цветных металлов потери продукции могут составлять от 5 до 20%. Но беда не только в этом. Тяжелые металлы токсичны, и их рассеивание в окружающей среде не безвредно для органического мира. Замечено, что в окрестностях металлургических заводов заметно падает урожайность сельскохозяйственных культур, например овса, ячменя и пшеницы — на 20 — 30%, свеклы — на 35%, картофеля — почти вдвое.

Естественно, что для человека небезразличен уровень содержания микроэлементов в воздухе, воде и пище. В середине XX в. мир узнал новые болезни: «минамата», вызванную высоким содержанием ртути в пище^ и «ита-ита», обусловленную кадмиевой интоксикацией. Они были впервые описаны в Японии, где уровень промышленного загрязнения весьма высок.

Однако есть возможность свести к минимуму техногенные загрязнения, связанные с производством металлов. Известна замечательная способность многих видов микроорганизмов избирательно концентрировать те или иные элементы. Это свойство в сочетании с необычайной скоростью размножения простейших открывает заманчивые перспективы разработки принципиально иного способа добычи металлов. В течение тысячелетий человек плавил руду. Металл рождался из огня. При новом способе, который носит название микробиологической гидрометаллургии, металл рождается из воды. Измельченную руду погружают в раствор — питательную среду, заселенную микро-бами-«старателями», которые тотчас принимаются за работу.

Уже сейчас микробиологическими методами получают медь, уран, цинк и мышьяк. В США около 10% меди добывают микробы. Причем новый метод оказался вполне рентабельным — 1 т меди обходится приблизительно в 1000 долл., а цены на нее на мировом рынке составляют 1400 долл. за 1 т. На очереди — испытания такого метода добычи марганца, висмута, свинца, сурьмы, германия и даже золота. При экспериментах в Иркутском институте редких и цветных металлов бактерии за 20 часов извлекли и перевели в раствор треть золота, содержащегося в породе. Вполне возможно микробиологическое получение никеля, молибдена и титана.

По сравнению с методами «горячей» металлургии бактериальное выщелачивание отличается гораздо более полным извлечением металлов — микробы-«старатели» «трудятся» очень тщатель-

но. Поэтому новый метод особенно эффективен при использовании бедных руд, которые раньше было невыгодно разрабатывать. В переработку могут быть пущены отвалы, «хвосты» обогатительных фабрик, отходы производства — каменноугольные шлаки и зола. Новый метод незаменим при очистке промышленных сточных вод.

В будущем совершенно изменится сам характер производства металлов. Не станет подземных разработок, шахт, штреков, карьеров, отвалов пустой породы — бактериальный раствор будет циркулировать по трубам, омывать разрыхленные взрывами рудные тела и обогащаться ископаемыми. Уйдут в прошлое клубы дыма и выбросы доменных газов, загрязняющих воздух. Металлургия будущего станет безвредной.

Конечно, полная перестройка производства потребует колоссальных расходов. Американский ученый Барри Ком-монер подсчитал, что в течение последней четверти XX в. человечество должно израсходовать для этого 2 трлн. долл. — по 80 млрд. долл. ежегодно. При всей громадности этой цифры она оказывается, однако, не такой уж большой по сравнению с военными расходами, которые во всем мире превысили 300 млрд. долл. в год. Это значит, что борьба за чистоту и здоровье нашей планеты объективно сливается с борьбой за мирное сосуществование, разоружение и сотрудничество.

Лев Бондарев


 
Рейтинг@Mail.ru
один уровень назад на два уровня назад на первую страницу