И.Г. Катюхин. Смогут ли люди дышать через 100 лет?

И.Г.Катюхин, инженер-энергетик

Причины будущей глобальной катастрофы лежат в безвозвратном уничтожении кислорода атмосферы водородом нефти и газа, а также окислами железа – продуктов, которые мы добываем более ста лет. Образуются трудно разлагаемые соединения – вода (Н2О) и ржавчина (F2O3 и F3O4)

Атмосфера Земли стремительно теряет свой кислород

  В 1950 году среднее атмосферное давление на уровне моря составляло 760 мм ртутного столба, а кислорода было 20,9 %. Эти данные подтверждают справочники тех лет, которые, скорее всего, точны, так как в 50-е годы реактивная авиация “становилась на крыло” и знание атмосферы было очень важно.

За прошедшие 55 лет люди добыли и сожгли огромные массы углеводородов (нефти, газов и т.д.), безвозвратно выведя из атмосферы, по моим подсчётам, не менее 4,4 % кислорода. Сегодня его остаётся не более 16 %. В результате этого среднее атмосферное давление на уровне моря снизилось с 760 мм ртутного столба в 1950 г. до 746 мм ртутного столба в настоящее время. Следовательно, за последние 55 лет мы потеряли 16 мм ртутного столба или около 20 км атмосферы! Азот атмосферы, как инертный газ, не исчезает, а значит, мы понизили атмосферное давление только за счет перевода кислорода в состояние воды и окислов металлов.

За последние 55 лет высота атмосферы уменьшилась со 101 км до 80 км!

Уничтожив огромную массу кислорода, мы понизили высоту и плотность озонового слоя, защищающего все живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца. Ультрафиолетовое излучение начинает угнетать растительность и вызывать различные заболевания людей и животных, и теперь этот процесс не остановить.

Уменьшение содержания кислорода в атмосфере – одна из возможных причин потепления климата. Дело в том, что в результате понижения высоты атмосферы почти на 20 км улучшилась проницаемость воздуха для солнечного излучения. Земля стала получать больше солнечной энергии, и климат стал теплеть. Чтобы остановить этот процесс, нужно откуда-то взять огромное количество кислорода.

Но можно ли его получить, если на разложение одного литра воды требуется 12 киловатт электроэнергии.

Для того, чтобы восстановить уничтоженное количество кислорода, потребуется электрическая энергия всех стран мира в течение более чем 300 лет. Кроме того, разлагая воду, чтобы получить кислород, людям некуда будет девать освобождающийся водород. Выпускать его в атмосферу нельзя, так как он станет подниматься в верхние горизонты атмосферы, а затем уходить в космическое пространство. Но, уходя в космос, водород будет увлекать за собой кислород атмосферы. Эти элементы буквально нацелены на соединение между собой. Поэтому, сколько воды мы разложим, столько водород “уведёт” кислорода в космическое пространство.

Уничтожение кислорода промышленностью – факты и цифры

 На Земле в течение суток сжигается более 3,5 миллионов тонн нефти и более 4 млрд. м3 только учтённого природного газа (другие виды энергоносителей – уголь, сланцы, дрова, торф и всё что горит-, пока не будем принимать во внимание, понимая, что их сжигается также очень много и на их горение также необходим кислород). Элементарные расчеты показывают, что в течение года эти количества соответственно возрастают до более чем 1,3 млрд.тонн (1,3 х 10 в 9 ст.) нефти и 1,4 трлн.м3 (1,4 х 10 в 12 ст.) газа, а в течение 10 лет – до более чем 13 млрд. тонн (1,3 х 10 в10 ст. ) нефти и 14 трлн.м3 (1,4 х 10 в 13 ст.) газа (согласно статистическим данным, только в одной России за первые 3 года нового тысячелетия было добыто и сожжено более 1,5 триллионов м3 природного газа. Поэтому приведенные цифры могут быть даже меньше реальных).

Простейший природный газ метан, который мы сжигаем у себя на кухне и в котлах электростанций, имеет формулу СН4. Для сгорания одной молекулы газа требуется две молекулы кислорода (О2). При этом одна молекула кислорода идет на образование углекислого газа (СО2), а другая создает с 4 атомами водорода 2 молекулы воды (Н2О). Таким образом, только 1 м3 сгоревшего газа метана уничтожает 2 м3 чистого кислорода. 4 млрд.м3, 1,4 трлн.м3 и 14 трлн.м3 сгоревшего природного газа соответственно уничтожают 8 млрд.м3, 2,8 трлн.м3 и почти 30 трлн.м3 кислорода в сутки, год и десятилетие.

Самое страшное – это то, что 4 млрд.м3, 1,4 трлн.м3 и 15 трлн.м3 кислорода в сутки, год и десятилетие становится трудно разлагаемой водой и безвозвратно выводятся из атмосферы.

Для высококалорийных нефтепродуктов и попутного газа, которые сжигаются у тысяч скважин и в котлах теплоэлектростанций, количество уничтоженного кислорода возрастает пропорционально количеству атомов водорода, содержащихся в молекулах. В этом случае на сжигание 1 м3 газа требуется уже до 6 м3 чистого кислорода. Еще более удручающая статистика отмечается при сгорании нефти и нефтепродуктов.

Помимо этого, сжигаются большие объемы промышленного газа, ацетилена, угля, сланцев и всего того, что горит.

Далее. За прошедшие 100 лет на Земле были выплавлены миллиарды тонн железа (согласно статистическим данным, только в одной России за 10 лет, с 1990 г. по 2000 г. было выплавлено более 1,5 миллиарда тонн железа), 70 процентов которого давно окислилось (Fе2O3 и Fе3O4), и люди разбросали по Земле с ржавчиной огромную массу кислорода, возвратить который в атмосферу уже невозможно.

Аналогичные процессы, только в гораздо больших масштабах, происходили когда-то и на Марсе, в результате которых он полностью потерял свою кислородную атмосферу, а его породы окрасились окислами и гидроокислами железа в красновато-бурый цвет. Вы можете прочитать об этом в моей статье “Великая катастрофа на Марсе“

Процесс окисления железа не остановить. Тем более, что все химические элементы Земли могут находиться только в окислах или соединениях. В “чистом” виде существовать в кислородной атмосфере они не могут. Если раньше железная руда в недрах Земли находилась в соединении с углеродом и могла храниться вечно, то после выжигания в ней углерода во время металлургического передела окисление железа стало необратимым. Так говорят Законы Физики и наша повседневная практика.
В ржавчине железа нам важно увидеть второй мощный и безвозвратный способ уничтожение кислорода.

Уменьшение кислород – регенерирующих функций зеленой растительности

Но и это ещё не всё. За прошедшие 100 лет люди построили и продолжают строить на всех континентах огромные города и заводы, дороги с грунтовым и твёрдым покрытием. Ядами уничтожаются огромные территории земной поверхности. Создаются многочисленные пруды-отстойники и водохранилища…

Вроде бы все это – очень хорошие достижения цивилизации, чем мы могли бы гордиться. Но если сложить все площади городов и заводов, большие и малые дороги планеты, прибавить к ним выведенные из оборота земли, то выяснится, что мы исключили из растительного оборота целый континент, по площади равный Западной Европе. Кроме того, еще больше усугубляем дело, хищнически вырубая и выжигая леса.

Наша атмосфера – не бездонная кладовая и кислород в неё ниоткуда извне не поступает. Этот элемент создавался вместе с развитием планеты. Надо всегда помнить, что кислород вырабатывается растительностью в процессе фотосинтеза (за счет переработки углекислого газа). И любое значительное сокращение лесов неизбежно уменьшает поступление кислорода в атмосферу и, тем самым, нарушает баланс уничтожения и регенерации кислорода.

Надо помнить также, что растительность Северного полушария, производящая до 50-70 % кислорода, перерабатывает углекислый газ только четыре-пять месяцев в году, остальные 7-8 месяцев она находится в состоянии “покоя” из-за холодов. Тем самым, уменьшение поступления кислорода в атмосферу в эти месяцы бывает особенно ощутимым.

Глобальная катастрофа неизбежна?

Трагедия человечества заключается в том, что в природе не существует естественных процессов обратного разложения воды и окислов железа на составляющие, когда кислород возвращался бы в атмосферу, а водород и железо оставались бы в природе в чистом виде.

Согласно заключению специалистов Римского клуба, с 1970 года вырабатываемый всей растительностью Земли кислород не компенсирует его техногенное потребление, и дефицит кислорода на Земле с каждым годом возрастает.

Если бы такие процессы были, мы могли бы утверждать, что его объем постоянен. Но этого нет. Поэтому одной из возможных причин будущей глобальной катастрофы может быть именно безвозвратное уничтожение кислорода атмосферы водородом нефти и газа, а также окислами железа; при этом образуются трудно разлагаемые соединения, такие как ржавчина и вода. Беда человечества состоит в том, что ученые вовремя не увидели опасность использования углеводородов и железа, добыча которых выдавалась за “прогресс”.
Но уничтожение крайне редкого во Вселенной кислорода, а через него уничтожение биологической жизни – это не прогресс, а преступление перед человечеством и жизнью.

Примечание А.Колтыпина. Представленные в статье И.Г.Катюхина данные не могут оставить равнодушным ни одного жителя Земли. Если они верные, то человечеству, действительно, в скором времени может грозить очень серьезная экологическая катастрофа.

Специалисты, знакомые с балансом минерального сырья в недрах Земли, могут возразить. Их доводы будут примерно следующими: “Через 70-100 лет запасы нефти и газа на Земле иссякнут. Людям просто нечего будет сжигать. Значит, баланс кислорода на Земле восстановится“.
Но так ли это. Во-первых, к этому времени еще больше уменьшится (если не будет принято радикальных запретительных мер в масштабе всей планеты) количество площадей, занятых зеленой растительностью. Значит, кислорода все-таки не будет вырабатываться столько, сколько в предыдущие годы.

Во-вторых, пришедшие на смену двигателям, работающих на бензине, водородные двигатели (их разработка и испытание сейчас активно проводится во многих автомобилестроительных компаниях) будут нести в себе гораздо большую угрозу для дальнейшего уничтожения кислорода (эту тревогу несколько лет назад “забили” экологи многих стран мира). Дело в том, что выделяемый в процессе их эксплуатации “экологически чистый” водород будет незамедлительно реагировать с кислородом атмосферы и переводить его в не разлагаемую воду.
Одним словом проблема не уменьшится, а только усугубится. О том, насколько она серьезна, Вы можете сами судить из заключения Российской Академии наук, любезно предоставленного И.Г. Катюхиным, и из разъяснения по нему самого И.Г.Катюхина .

Заключение Российской Академии наук по материалам Катюхина И.Г
(с небольшими не существенными сокращениями)

…. Из …(представленных выше И.Г.Катюхиным данных ) можно извлечь вполне разумное предостережение о глобальной экологической проблеме, с которой столкнулась современная цивилизация.

Поскольку неуклонно возрастающая энерговооруженность человечества обеспечивается, в основном, за счет сжигания ископаемого топлива (нефть, газ, уголь и т.д.), прогрессивно растет и скорость техногенного потребления атмосферного кислорода. Так, например, для сжигания 1 т природного газа необходимо израсходовать около 4 т кислорода (для нефти-около 3 т и т.д.), который, переходя в состав Н2О и СО2, теряется безвозвратно (особенно, преобразуясь в воду).

Проблема неоправданно высокого техногенного потребления кислорода поднималась нами перед научной общественностью неоднократно. Как показали оценки, проведенные совместно с сотрудниками Минприроды и Отдела лесных технологий Миннауки, ежегодное мировое техногенное потребление кислорода составляет примерно 3х10 в 10 ст. т. Такой расход кислорода с учетом гетеротрофного дыхания не полностью компенсируется за счет фотосинтеза в фитосфере Земли, где определяющую роль играет лесная экосистема, содержащая до 70-90 % биосферного углерода. Уже сегодня дефицит кислорода составляет около 10 в 10 ст. т/год, в результате чего запасы атмосферного кислорода неуклонно уменьшаются. Учитывая непрерывно прогрессирующий рост энергопотребления (и, соответственно, техногенного потребления кислорода), а также непрерывное хищническое уничтожение лесопокрытых территорий (в среднем лес восстанавливается лишь на 5 % вырубок), темпы уменьшения запасов кислорода в атмосфере Земли при современном состоянии дел будут возрастать. Эту роковую черту неспособности компенсировать техногенное потребление кислорода за счет фитосферного фотосинтеза наша цивилизация прошла еще в 70-е годы, когда Римский клуб констатировал нулевой баланс.

Хотя убыль запасов кислорода в атмосфере мы ощутим не в самом ближайшем будущем, уже сейчас, пока еще не слишком поздно, человечество должно проявить политическую волю и изменить свое отношение к средо – и ресурсообразующим функциям фитосферы (в основном, леса)…. Каждый техногенный мегаполис (и прежде всего, Москва) должен иметь “в своей заботе” кислородную фитофабрику – лесные массивы, компенсирующие его потребности в кислороде.

В процессе фотосинтеза идет регенерация кислорода из СО2 и Н2О:

СО2 + Н2О -> О2 + углевод.

Только такой процесс может “переработать” СО2 и воду и вернуть кислород в атмосферу Земли. При этом существует “паразитный” канал конверсии СО2 в соли кальция (и других металлов) и, в конечном счете, безвозвратного ухода кислорода в Мировой океан. Этот процесс относительно медленный, и поэтому можно использовать кинетический фактор, размещая кислородные фитофабрики по возможности вблизи от мегаполисов и других техногенных потребителей кислорода и источников СО2.

Оценки показывают, что 10 млн. тонн кислорода в год могут дать лесные площади размером не менее 100 х 100 км2…. Необходимо повсеместно увеличивать лесопокрытые площади за счет бросовых и опустынивающихся земель… При этом следует помнить, что Амазонка и амазонская сельва нас не спасут, так как супервлажные экваториальные ливневые леса выделяют в атмосферу лишь 10 % продуцируемого кислорода (Мировой океан – 2 %), тогда как сухие бореальные леса отдают до 50-70 % кислорода, полученного при фотосинтезе…

А.И. Михайлов В.А.
Зав. лабораторией Института проблем химической физики РАН д.х.н., профессор.

Ученый секретарь Научного Совета РАН по горению и взрыву
Веретенников В.А.

Разъяснение Катюхина И.Г. относительно Заключения Российской Академии наук
(с сокращениями)

…Ответ Академии Наук и Римского Клуба звучит более зловеще, чем мои предварительные расчёты. Сегодня не восполняется 10 000 000 000 тонн кислорода в год. Не кубометров, а тонн. Поэтому “роковую черту безопасности наша цивилизация прошла в 70-е годы, когда Римский клуб констатировал нулевой баланс”. Далее он будет увеличиваться, так как с каждым годом возрастает добыча энергоносителей. Однако здесь следует сделать разъяснение.

Дело в том, что расчёты Римского клуба относятся к 1965-1968 годам, когда добыча углеводородов и железа в мире были в три-четыре раза ниже того, что мы добываем последние 20 лет. Поэтому уничтожение кислорода по 10 000 000 000 тонн в год относится к периоду до 1970 года. Сегодня этот показатель составляет около 1 000 000 000 000 тонн в год.

При расчётах безвозвратного уничтожения кислорода надо ориентироваться на величины добычи 1980 – 2005 годов. Вместе с расчётом углеводородов необходимо учитывать уничтожение кислорода углём. И хотя уголь при сгорании уничтожает безвозвратно 5 % кислорода, но его добыча за всю историю намного превышает добычу нефти и газа. Поэтому данные Римского клуба и Российской Академии Наук уже устаревшие, тем более что эти организации совершенно не учитывали уничтожение кислорода железом, водородом нефти, природных и промышленных газов, сланцами, созданием кислот, взрывчатых веществ и многими другими реакциями окисления, которые не “принято брать во внимание”.

Источник