მინერალები მთვარეზე: თეორიები, სამთო პროექტები, ნიადაგის შემადგენლობა და ტექნოლოგიური განვითარების საჭირო დონე

2024 ავტორი: Henry Conors | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-02-12 09:44

მთვარე დედამიწის ბუნებრივი თანამგზავრია. ნახევარი საუკუნის წინ ადამიანმა პირველად დადგა ფეხი მის ზედაპირზე. მას შემდეგ გაჩნდა რეალური შესაძლებლობები ამ ციური ობიექტის ზედაპირისა და ინტერიერის უშუალო სამეცნიერო კვლევებისთვის. არის მინერალები მთვარეზე? რა არის ეს რესურსები და შესაძლებელია თუ არა მათი მოპოვება? ამ კითხვებზე პასუხებს ჩვენს სტატიაში იპოვით.

მთვარე და მისი შინაგანი სტრუქტურა

ჩვენს პლანეტას აქვს მხოლოდ ერთი ბუნებრივი თანამგზავრი - მთვარე. ის მზესთან უახლოესი თანამგზავრია მთელ მზის სისტემაში. მთვარე დედამიწიდან 384000 კილომეტრის მანძილზეა. მისი ეკვატორული რადიუსია 1738 კმ, რაც დაახლოებით შეესაბამება დედამიწის 0,27 რადიუსს.

სანამ მთვარეზე მინერალებზე ისაუბრებთ, მაქსიმალურად დეტალურად უნდა აღწეროთ ამ ციური სხეულის შიდა სტრუქტურა. რა იციან მეცნიერებმა დღეს?

როგორც პლანეტა დედამიწა, მთვარე შედგება ბირთვის, მანტიისა და გარე ქერქისგან. მთვარის ბირთვი შედარებით მცირეა (დიამეტრის მხოლოდ 350 კმ). შეიცავს უამრავ თხევად რკინას, ასევე არის ნიკელის, გოგირდის და სხვა ელემენტების მინარევები. ბირთვის ირგვლივ არის ნაწილობრივ გამდნარი მასალის ფენა, რომელიც წარმოიშვა მაგმის კრისტალიზაციის შედეგად დაახლოებით 4 მილიარდი წლის წინ (თვითონ მთვარის ჩამოყალიბებიდან მალევე).

მთვარის ქერქის სისქე 10-დან 105 კილომეტრამდე მერყეობს. უფრო მეტიც, მისი სისქე შესამჩნევად მცირეა თანამგზავრის მხარეს, რომელიც დედამიწისკენ არის მიმართული. გლობალურად, მთვარის რელიეფში შეიძლება გამოიყოს ორი ზონა: მთიანი კონტინენტური და დაბლა - მთვარის ზღვები ე.წ. ეს უკანასკნელი სხვა არაფერია თუ არა უზარმაზარი კრატერები, რომლებიც წარმოიქმნება ასტეროიდების და მეტეორების მიერ მთვარის ზედაპირის დაბომბვის შედეგად.

მთვარის ზედაპირი

ჩვენ უკვე მიჩვეულები ვართ იმის გააზრებას, რომ ჩვენს ფეხქვეშ არის ნალექი ქანების მრავალმეტრიანი ფენა - კირქვები, ქვიშაქვები, თიხები. მაგრამ მთვარე არ არის დედამიწა. აქ ყველაფერი სხვანაირადაა მოწყობილი და უბრალოდ დანალექი წარმოშობის ქანები არ არის და არც შეიძლება იყოს. ჩვენი თანამგზავრის მთელი ზედაპირი დაფარულია რეგოლითით ან „მთვარის მიწით“. ეს არის მეტეორიტების მუდმივი დაბომბვის შედეგად წარმოქმნილი წვრილი ნამსხვრევების მასალისა და წვრილი მტვრის ნაზავი.

მთვარის რეგოლითური ფენის სისქე რამდენიმე ათეულ მეტრს აღწევს. და ზედაპირის ზოგიერთ უბანში ის არ აღემატება ორ სანტიმეტრს. გარეგნულად, ეს ფენა წააგავს მტვრის ნაცრისფერ-ყავისფერ საბანს. სხვათა შორის, მე თვითონტერმინი "რეგოლიტი" მომდინარეობს ორი ბერძნული სიტყვიდან: "lithos" (ქვა) და "rheos" (საბანი). საინტერესოა, რომ რეგოლითის სურნელმა ასტრონავტებს დამწვარი ყავა ახსენა.

აღსანიშნავია, რომ მთვარიდან ერთი კილოგრამი მატერიის ტრანსპორტირების ღირებულება დაახლოებით 40 ათას დოლარად არის შეფასებული. მიუხედავად ამისა, ამერიკელებმა, საერთო ჯამში, უკვე მიაწოდეს დედამიწას 300 კილოგრამზე მეტი რეგოლითი თანამგზავრის ზედაპირის სხვადასხვა ნაწილიდან. ამან მეცნიერებს საშუალება მისცა ჩაეტარებინათ მთვარის ნიადაგის საფუძვლიანი ანალიზი.

როგორც გაირკვა, რეგოლითი ფხვიერი და საკმაოდ არაერთგვაროვანია. ამავდროულად, ის კარგად იკვრება ერთმანეთში, რაც აიხსნება ოქსიდის ფირის არარსებობით. რეგოლითის ზედა ფენაში (არაუმეტეს 60 სმ-ისა) ჭარბობს ერთ მილიმეტრამდე ზომის ნაწილაკები. მთვარის ნიადაგი მთლიანად გაუწყლოებულია. იგი დაფუძნებულია ბაზალტებსა და პლაგიოკლაზებზე, რომლებიც შემადგენლობით თითქმის ჰგავს დედამიწას.

მაშ, არის თუ არა მინერალები მთვარეზე რეგოლითის ფენის ქვეშ? ამის შესახებ უფრო მეტს მოგვიანებით ჩვენს სტატიაში შეიტყობთ.

მინერალები მთვარეზე: სრული სია

არ დაგავიწყდეთ, რომ დედამიწა და მთვარე, ფაქტობრივად, ნახევარდები არიან. ამიტომ, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ჩვენი ერთადერთი თანამგზავრის ნაწლავები მალავს რაიმე მინერალურ შეგრძნებებს. მაგრამ მაინც, რა მინერალები არსებობს მთვარეზე? მოდით გავარკვიოთ.

ნავთობი, ქვანახშირი, ბუნებრივი აირი… ეს მინერალური რესურსები არ არსებობს და არ შეიძლება არსებობდეს მთვარეზე, რადგან ისინი ყველა ბიოგენური წარმოშობისაა. ვინაიდან ჩვენს თანამგზავრზე არ არის ატმოსფერო ან ორგანული სიცოცხლე, მათი ფორმირებაუბრალოდ შეუძლებელია.

თუმცა, სხვადასხვა ლითონი დევს მთვარის ნაწლავებში. კერძოდ, რკინა, ალუმინი, ტიტანი, თორიუმი, ქრომი, მაგნიუმი. მთვარის რეგოლითის შემადგენლობა ასევე შეიცავს კალიუმს, ნატრიუმს, სილიციუმს და ფოსფორს. 1998 წელს გაშვებული ავტომატური პლანეტათაშორისი სადგურის Lunar Prospector-ის დახმარებით ასევე შესაძლებელი გახდა მთვარის ზედაპირზე კონკრეტული ლითონის ლოკალიზაციის დადგენა. მაგალითად, მთვარეზე თორიუმის განაწილების რუკა ასე გამოიყურება:

ზოგადად, ყველა მთვარის ქანები და მინერალები შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად:

1. მთვარის ზღვების ბაზალტები (პიროქსენი, პლაგიოკლაზა, ილმენიტი, ოლივინი).
2. KREEP-ქანები (კალიუმი, ფოსფორი, იშვიათი დედამიწის ელემენტები).
3. ANT-ქანები (ნორიტი, ტროქტოლიტი, ანორთოზიტი).

სხვა საკითხებთან ერთად, მთვარეზე ასევე აღმოაჩინეს წყლის მნიშვნელოვანი მარაგი ყინულის სახით (დაახლოებით 1,6 მილიარდი ტონა მთლიანობაში).

ჰელიუმი-3

შესაძლოა, მთავარი და ყველაზე პერსპექტიული მთვარეზე ნამარხების განვითარების თვალსაზრისით არის ჰელიუმ-3 იზოტოპი. დედამიწის მაცხოვრებლები მას თვლიან შესაძლო თერმობირთვულ საწვავად. ამრიგად, ამერიკელი ასტრონავტის გარნიზონ შმიდტის თქმით, ჰელიუმის ამ მსუბუქი იზოტოპის მოპოვება უახლოეს მომავალში შეძლებს დედამიწაზე ენერგეტიკული კრიზისის პრობლემის გადაჭრას..

ჰელიუმ-3 ხშირად მოიხსენიება როგორც "მომავლის საწვავი" სამეცნიერო წრეებში. დედამიწაზე ის ძალზე იშვიათია. ამ იზოტოპის ყველა მარაგი ჩვენს პლანეტაზე მეცნიერთა მიერ შეფასებულია არაუმეტეს ერთი ტონა. ამის საფუძველზე ნივთიერების ერთი გრამი ღირებულება ათას დოლარს უდრის. თუმცა ერთი გრამიჰელიუმ-3-ს შეუძლია შეცვალოს 15 ტონამდე ზეთი.

აღსანიშნავია, რომ მთვარის ზედაპირზე ჰელიუმ-3-ის მოპოვების პროცესის დადგენა ადვილი არ იქნება. უბედურება ის არის, რომ ერთი ტონა რეგოლითი შეიცავს მხოლოდ 10 მგ ძვირფას საწვავს. ანუ ჩვენი თანამგზავრის ზედაპირზე ამ რესურსის გასავითარებლად საჭირო იქნება ნამდვილი სამთო და გადამამუშავებელი კომპლექსის აშენება. ცხადია, ეს შეუძლებელი იქნება უახლოეს ათწლეულებში.

მთვარის მოპოვების პროექტები

კაცობრიობა უკვე სერიოზულად ფიქრობს მთვარის კოლონიზაციაზე და მისი მინერალური რესურსების განვითარებაზე. მთვარეზე თეორიული მოპოვება სავსებით შესაძლებელია. მაგრამ პრაქტიკაში ამის განხორციელება ძალიან რთულია. მართლაც, ამისთვის ჩვენი თანამგზავრის ზედაპირზე საჭირო იქნება შესაბამისი ინდუსტრიული ინფრასტრუქტურის შექმნა. უფრო მეტიც, ყველაფერი რაც გჭირდებათ დედამიწიდან უნდა ჩამოიტანოთ - მასალები, წყალი, საწვავი, აღჭურვილობა და ა.შ.

თუმცა, გარკვეული პროექტები უკვე მუშავდება. ამრიგად, ამერიკული კომპანია SEC გეგმავს სერიოზულად ჩაერთოს მთვარის ყინულის მოპოვებაში და მასზე დაფუძნებული კოსმოსური ხომალდებისთვის საწვავის წარმოებაში. ამისთვის იგეგმება როგორც რობოტების, ასევე ცოცხალი ადამიანების გამოყენება. 2017 წლის ბოლოს, ნასამ გამოაცხადა განაცხადების მიღება ტექნოლოგიური წინადადებებით კოსმოსური ობიექტებიდან რესურსების მოპოვებისთვის. ამ დეპარტამენტის სპეციალისტები იმედოვნებენ, რომ მაინინგი 2025 წლისთვის რეალობად იქცევა.

მაგრამ ჩინეთი სერიოზულად არის დაინტერესებული მთვარის ქერქში არსებული იშვიათი დედამიწის ელემენტებით. ისწავლოს და დაეუფლოსამ რესურსით, ქვეყანა მთვარეზე სპეციალური კვლევითი ბაზის შექმნას გეგმავს. რუსეთის ფედერაცია არ ჩამორჩება წამყვან კოსმოსურ ძალებს. 2025 წლისთვის როსკოსმოსი გეგმავს შექმნას რობოტების სერია მთვარეზე მაინინგისთვის.

დასკვნის სახით…

მთვარეზე, როგორც ასეთი, მინერალები არ არსებობს. ყოველ შემთხვევაში ამ ტერმინის ჩვენი, მიწიერი გაგებით. მიუხედავად ამისა, მთვარის ქერქში, კერძოდ, რეგოლითში აღმოჩენილია მრავალი ლითონი. მათ შორისაა რკინა, ალუმინი, ტიტანი, თორიუმი, ქრომი, მაგნიუმი და სხვა. მთვარის ზედაპირზე მინერალური რესურსების მოპოვება თეორიულად შესაძლებელია, მაგრამ პრაქტიკულად ჯერ არ არის შესაძლებელი.