Авторы статьи за последние полтора года 6 раз выступали на Республиканских и Карагандинских телеканалах, четырежды — на международных научных конференциях, выставлялись на трех Республиканских выставках и трех международных аудитах инноваций, снялись в документальном 10-ти серийном сериале Е. Кончаловского «Инновационный Казахстан», опубликовали более 20 научных и публицистических статей в журналах, трудах конференций, Интернет-газетах.
О них опубликовали материалы около 15 печатных и электронных СМИ.
Караван.kz об отечественных высококвалифицированных специалистах по нанотехнологии впервые писала в апреле 2005 года. Они сумели превзойти мировые достижения в технологиях больших плоских плазменных дисплеев и ламп дневного света.
В марте 2006 года мы опубликовали первые их (на нашем сайте) статьи: «Нанотехнологии в Центральной Евразии» и «Формула прогресса».
В настоящей статье авторы поднимают Глобальную проблему сохранения жизни на Земле и предлагают свои решения, основанные на использовании магнезиальных нанопокрытий.
Обсудить поднимаемые проблемы и предлагаемые решения можно напрямую по электронному адресу: kimamsegoo@mail.ru.
***
Все тысячелетия Цивилизаций Человечество волновали явления восхода и заката, весны и осени, рождения и смерти, возникновения и исчезновения. Идеи Начала и Конца преследовали Человечество изначально.
Начало — от Солнца, от Добра, от Бога. Конец — от Тьмы, от Зла, от Дьявола. Приближения кометы Галлея сопровождались массовым психозом, суицидами. Почему индейцы покидали свои города? В основном эти ожидания и переживания основывались на мистицизме и идеализме.
С достижениями в Познании Мира Человечество осознало физическое Начало от «Большого Взрыва» и возможность физического Конца от столкновения Земли с небесным телом (Конец Динозавров, Армагеддон). Но Конец Света вероятнее и раньше может принести не Небо (Космос), а … само Человечество.
За миллиарды лет существования Земли между Землей и Космосом установился тепловой баланс, благоприятный для возникновения и развития биосферы. Землю греет в основном Солнце.
70% Солнечной радиации, направленной на Землю поглощается её поверхностью и атмосферой.
Вулканы, гейзеры, грозовые разряды, лесные и степные пожары, движения водных и воздушных масс, биосфера, … — все это естественное теплопроизводство Земли вместе с поглощаемой Солнечной радиацией компенсировалось теплоотводом в Космос, и на Земле осуществился тепловой баланс, приведший к установлению средней температуры.
Но в последнее столетие средняя температура повысилась на 1 С, вследствие производственной деятельности Человечества, а именно, в результате интенсивного сжигания ископаемого топлива — сокрытого ранее в недрах Земли углей и углеводородов. И сжигание это нарастает. Уже это повышение средней температуры (всего на 1 один градус по Цельсию!) привело к началу таяния полярных и высокогорных шапок, опустыниванию земель, невиданным засухам, ураганам, наводнениям…
Помимо избыточного теплопроизводства, нарастающее сжигание углеродсодержащего топлива приводит к соответственно избыточному выбросу углекислого газа, что ведет к усилению парникового эффекта. Только за последние 50 лет содержание углекислого газа в атмосфере увеличилось на 15%. В сумме избыточные выбросы тепла и углекислого газа ведут к усилению (ускорению) глобального потепления климата.
Если существующее положение не удастся изменить коренным образом, жизнедеятельность человечества приведет к тому, что огромную долю производимой энергии придется затрачивать на борьбу с последствиями потепления климата. Это в ближайшей перспективе.
В дальней перспективе Земля придет к «Венерианскому финалу», т. е. к состоянию, когда ее атмосфера будет состоять в основном из углекислого газа при давлении и температуре у поверхности, соответственно до 100 атм. и до 500 С. Именно к этому ведут нарастающие выбросы тепла и углекислого газа.
В самом деле, указанные процессы вызовут следующую цепь причинно-следственно взаимосвязанных процессов: температура у поверхности Земли будет повышаться —> разрастающиеся засухи и пожары сократят морскую и земную флору, нарастет дефицит кислорода —> сократятся морская и земная фауна —> сокращение биосферы еще более усилит глобальное потепление климата, поскольку разложение биосферы будет сопровождаться выделением тепла, углекислого газа и углеводородов.
Прогрессирующий ход этих процессов приведет к полному исчезновению биосферы. И Земля станет подобна прекрасной, но МЕРТВОЙ Венере.
И что же? Заморозить рост производства энергии?? Заморозить рост потребления энергии??? Но замедление роста потребления энергии недопустимо. В противном случае: замедление прогресса —> достижение мертвой точки «нуль-прогресс» —> регресс.
А это — движение к концу истории…
Следовательно, нарастание сжигания угля, углеводородного топлива вряд ли возможно хотя бы остановить. Злоупотребление угольной, углеводородной энергией —> исторический конец —> климатический конец — вот краткая схема гипертрагедии «Венерианского финала».
Причина — в невозможности, неспособности или нежелании «лечиться» от зависимости, угле-, углеводородной зависимости. Человечество «сидит на угле, углеводородной трубе». И этим оно готовит себе и всему живому конец.
Но даже при существующем уровне сжигания ископаемого топлива по данным авторитетных комиссий ООН, Европарламента, а также и других правительственных и неправительственных организаций, средняя температура повысится на 3-5 С в ближайшие 50 лет. Если повышение средней температуры только на 1 С за последнее столетие привело к «потемнению» когда-то седых вершин некоторых гор и сокращению толщ снега и льда в Арктике и Антарктике, к чему же приведет увеличение средней температуры на 3-5 С?
Все шапки полностью растают. Уровень Мирового Океана повысится на 7 метров. Водное зеркало Земли расширится, испарения в атмосферу интенсифицируются, грозы усилятся, … Небеса разверзнутся… и — Новый Всемирный Потоп, более грандиозный, чем Старый. Затонут прибрежные страны, города (наиболее развитые). Вспыхнут жесточайшие (возможно, ядерные) войны за места под Солнцем на возвышенных и горных территориях материков. Конечно, даже после жесточайших ядерных войн на Земле могут сохраниться или возникнуть новые формы жизни. И это еще не Конец Света.
Но производственная деятельность Человечества создает и другую, не менее Глобальную угрозу — ультрафиолетовую. Выбросы в атмосферу хладонов, хлора, окислов азота, … приводят к уничтожению («убийству») Озона, возникновению и/или расширению «Озоновых дыр» в Озоновом слое атмосферы.
Не следует думать, что «Озоновых дыр» не было до 20-го века. Они всегда были, и более над Южным Полушарием Земли. Почему? Потому что Северный Полюс в Северном Ледовитом Океане, и льды здесь плавучие, а Южный Полюс на тверди огромного материка — Антарктиде, гораздо большей, чем Австралия. И там наиболее мощные снеговые и ледовые отложения. В Антарктиде эти реликтовые отложения составляют многокилометровые толщи, нараставшие сотнями миллионов лет.
И плавучих льдов у Южного полярного круга больше, чем у Северного. Айсберги появляются даже у берегов Новой Зеландии, как в эти дни — Айсберг длиной 200 м и высотой 15 м (это — только его верхушка). А ведь, Новая Зеландия находится на симметричной широтной полосе Франции и Испании.
Капли дождя, снежинки, градинки при своем образовании в верхних слоях атмосферы захватывают, растворяют, конденсируют, вмораживают в себя много газа из среды, где они образовываются. Среди этих газов присутствуют и «убийцы» Озона. Поэтому, при испарении/сублимации снега/льда в теплые сезоны в атмосферу высвобождаются и они.
Поскольку в Антарктике снега и льда больше чем в Арктике, то «Озоновых дыр» над Южным Полушарием всегда было больше, чем над Северным Полушарием. Следовательно, всегда было больше и ультрафиолетовой составляющей Солнечной радиации. Об этом свидетельствует и тот факт, что негроидная раса возникла именно в Южном Полушарии (больше «загорали»), а присутствие их в Северном Полушарии — результат миграции и иммиграции.
И сейчас «Озоновых дыр» больше над Южным Полушарием, несмотря на то, что производственная деятельность Человечества там гораздо менее интенсивна, чем над Северным (меньше суши, меньше стран, меньше народонаселения). Однако, больше беспокойства и шума в связи с вредными (до рака кожи) загарами исходят из Австралии и Новой Зеландии, а не из Китая или Индии.
Сообщается об «Озоновых дырах» над Сибирью. Опять же, неинтенсивная производственная деятельность, но близость Северного Ледовитого Океана, много снега, вечная мерзлота.
В Новом Всемирном Потопе — еще полбеды. Полная беда — исчезновение Озонового слоя в результате полного «освобождения убийц» Озона из всех толщ реликтовых снега и льда. Ультрафиолетовая составляющая Солнечной радиации, не встречая преграды (Озонового слоя) полным потоком хлынет к поверхности Земли, уничтожая все живое, не защищенное дополнительной, кроме Озонового Слоя, преградой (достаточной толщей воды, земли). Выжить смогут только черви, кроты, некоторые обитатели морей, озер, рек и океанов. Но и те в результате нарушения пищевой цепочки, в конце концов, вымрут. И это действительно будет Конец Света.
Как видно, потепление климата опасно не столько Новым Всемирным Потопом, сколько ультрафиолетовой угрозой всему живому на Земле. И это не за «горами» тысячелетий, миллионлетий или миллиардлетий. Говорят, Солнце будет светить еще не менее 30-ти миллиардов лет. Только жизнь может исчезнуть задолго до «погасания Солнца», в течение ближайших нескольких столетий.
Чтобы сохранить жизнь на Земле, нужно остановить потепление климата. Но как? Регрессировать в производстве и потреблении энергии Человечество не в состоянии, даже при желании, поскольку это противоречит законам развития, законам Природы. Тупик.
Есть единственный выход из тупика — охлаждать поверхность Земли и прилегающие слои атмосферы. Охлаждать путем отражения Солнечной радиации — главного источника тепла у поверхности Земли. Если бы удалось отразить хотя бы небольшую долю Солнечной радиации на Землю, то это, возможно, охладило бы на те самые критические 3-5 С, на которые по прогнозам специалистов поднимется средняя температура Земли в течение ближайших 50 лет.
При условии пропорционального времени роста средней температуры за 1 год потребовалось бы снижать среднюю температуру на 0,1 С. Для этого достаточно было бы отразить лишь приблизительно 0,1% Солнечной радиации.
Например, если соорудить и равномерно разместить на поверхности Земли зеркала общей площадью в одну тысячную часть Земной поверхности, то нужный эффект был бы достигнут! А это, примерно, территория Японии. Конечно, площадь зеркала очень большая. Но не настолько, чтобы перевесить Конец Света. Таким образом, Идея охлаждения Земли жизненно важна и вполне реальна.
В настоящее время рассматриваются различные предложения по охлаждению Земли. Существуют как пространственные, так и поверхностные проекты. По одному из пространственных проектов предлагается запустить в Космос для отражения Солнечной радиации миллионы легких линз диаметром до 60 см. По другой — разместить в стратосфере малые светлые частицы серы, которые также призваны отражать Солнечную радиацию.
Эти проекты кажутся фантастичными и по цене, и по ресурсам. Где же взять столько материала, да еще и доставить в Космос или стратосферу? К поверхностным проектам, которые частично уже реализуются, относятся: устройство плавучих островов белого цвета в морях; накрывание песков белым пластиком. Реализация таких проектов — тоже не дешева. Но главный их недостаток — локальность.
Потепление же климата — Глобальное явление и требует Глобального подхода, как пространственный проект.
Кроме того, во всех проектах не предусмотрено прерывание процесса, на случай переохлаждения Земли, наступления искусственного «ледникового периода», что также катастрофично. Допустим, разместят ученые линзы в Космосе, а как их собирать или уничтожать при необходимости? Также и с серой. А еще: не прольются ли сернокислотные дожди? Принцип «не навреди» должен лежать в основе любой и всей человеческой деятельности. И так достаточно «навредили».
Перечисленных основных недостатков лишено магнезиальное (магнезия — окисел магния или оксид магния) охлаждение Земли. Малые частицы оксида магния по цвету практически белые, т.е. удовлетворяют функции отражения солнечного излучения. По распространенности в земной коре кислород занимает первое место, а магний — седьмое место, т.е. Земных ресурсов предостаточно.
Магний повсюду и везде: в простых булыжниках, на дороге, в растениях, в животных, в человеке, в воде морей и океанов, в соленых озерах. Запасы магния только в морской воде исчисляются астрономическими числами (10 в 17 степени, т.е. 10 с 17-ю нулями тонн). Без магния невозможна была бы сама жизнь, поскольку он является важнейшей составляющей хлорофилла, без которой не осуществим фотосинтез углеводов из двуокиси углерода и воды. А вся жизнь на Земле, как известно, зиждется именно на таком фотосинтезе.
Магнезия совершенно безвредна для флоры, фауны и человека. Ее и другие соединения магния люди употребляют в различных профилактических и лечебных целях.
Например, известно, что переутомление, усталость (апатия, депрессия) часто вызываются недостатком магния в организме. Кроме того, внутривенные и внутримышечные вливания растворов некоторых солей магния снимают спазмы и судороги. Более того, недостаток магния в организме повышает предрасположенность к инфарктам.
Таким образом, возможное отрицательное экологическое воздействие на жизнь в будущем, в результате возможного использования магнезиального охлаждения Земли, исключается.
Следует заметить, что для магнезиального охлаждения Земли пригодна не всякая магнезия, а только та, которая изготавливается по специальному способу, разработанному авторами в последние 12 лет.
Нанопленка специальной магнезии хорошо зарекомендовала себя как поглотитель и преобразователь ультрафиолетового излучения в видимое (не в тепловое) излучение в больших плоских плазменных дисплеях (температура понижалась на 15-20 градусов Цельсия) и «вечных» флуоресцентных лампах дневного света (температура понижалась на 7-10 градусов Цельсия).
Суть магнезиального охлаждения Земли состоит в том, чтобы в атмосфере Земли разместить (распылить) частицы нанопленки специальной магнезии. Поскольку частицы белого цвета, то они будут отражать солнечное излучение. Кроме того, эти частицы будут поглощать ультрафиолетовую составляющую солнечного излучения и преобразовывать не в тепло, а в видимое излучение. Частицы эти, конечно, будут «падать» на поверхность Земли (и на сушу, и в моря, океаны), но медленно.
Но и на поверхности Земли они будут выполнять обе функции: 1 — отражать солнечное излучение и 2 — преобразовывать достигающий поверхности Земли ультрафиолетовый поток.
Поскольку частицы очень малы (тонкодисперсная пыль), то при естественной конвекции, ветрах, бурях, ураганах они будут вновь «вздыматься» в атмосферу, продолжая выполнять возложенные на них функции отражения солнечного излучения и преобразования ультрафиолетовой составляющей солнечного излучения в видимое излучение.
Убыль от первоначальной концентрации частичек в атмосфере, конечно, будет. За счет «погребения» в толщах осаждаемой пыли и «потопления» в воде. Но эту убыль можно компенсировать новыми дозами размещения в атмосфере частиц нанопленки специальной магнезии. Земные ресурсы, благо, неисчерпаемы.
Главные преимущества магнезиального охлаждения:
1. соответствует принципу «не навреди»;
2. универсальность, т.е. и локальность, и Глобальность;
3. неограниченность в ресурсах;
4. функция не только отражения Солнечной радиации, но и преобразования ультрафиолета не в тепло, а в видимое (холодное) излучение;
5. относительная дешевизна.
В числе поверхностных способов охлаждения Земли можно рассматривать покраску в белый цвет крыш зданий, домов, вилл, коттеджей, дач, верхних частей сооружений, судов, вагонов поездов, автомобилей, дорог, … — всех рукотворных объектов, поверхности которых обращены к Солнцу, к Небу (для отражения Солнечной радиации в сторону от Земли).
Для повышения срока «цветовой» службы белых лакокрасочных материалов можно использовать специальную магнезию ( http://www.sngnews.ru/?page=article&articleType=&categID=0&day=22&month=09&year=2006&x=13&y=11).
Кроме функции отражения, такое белое покрытие уменьшит нагревание объекта под покрытием за счет преобразования ультрафиолетовой составляющей Солнечной радиации не в тепло, а в «холодное» видимое излучение.
Предположим, удастся охлаждать Землю. Тогда бурная производственная деятельность Человечества, не стесненная страхами перед Концом Света, будет нарастать с новой силой. «Озоновые дыры» будут продолжать возникать и расширяться, даже без «убийц» Озона из реликтовых снегов и льдов, а «убийц» от прогрессивного расширения производственной деятельности Человечества.
Необходима надежная защита от ультрафиолетовой угрозы. Защитить от нее способна эта же специальная магнезия (http://sngnews.ru/articles/17/67874.html).
Примечательно то, что для заметного охлаждения среды не требуется многолетних экспериментов и ожиданий. Эффект охлаждения проявится незамедлительно, поскольку имеем дело с очень быстротечными процессами перенаправления и преобразования лучистой энергии.
Охлаждать Землю, защищать биосферу от ультрафиолета — значит сохранить Свет.
Ким Сен Гук, д.х.н., профессор КарГТУ, Мамбетерзина Гульнара Кенесовна, к.х.н., доцент КарГТУ, kimamsegoo@mail.ru