Альманах «ЭВРИКА»

Часть  2     ЕСЛИ СДВИНУТЬ ЗЕМНУЮ ОСЬ

«ФИЛЬТР» МЕЖДУ ОКЕАНАМИ

Есть такая идея: часть Берингова пролива, соединяющего Северный Ледовитый океан с Тихим, перегородить густой сетью с крупными отверстиями для прохода рыбы.

«Зачем же нужна такая сеть?» — спросите вы. Чтобы ловить. Только не рыбу, а ценные вещества, растворенные в морской воде. На первый взгляд этот проект выглядит фантастическим. И тем не менее ученые не сбрасывают его со счетов: слишком заманчивы перспективы использования минеральных богатств океанов.

На счету Мирового океана — две трети поверхности Земли и практически неисчерпаемые запасы чуть ли не всех видов сырья. Так, в океанской воде растворены 2 100 000 миллиардов тонн магния, 600 000 миллиардов тонн калия, 100 000 миллиардов тонн брома. Есть в ней и золото, и серебро, и уран, и многие редкоземельные элементы. Но до сих пор на долю океана приходится всего 2 процента мировой добычи минерального сырья. Причем лишь поваренную соль добывают из морской воды в более или менее серьезных количествах — около 6 миллионов тонн в год.

Почему же, несмотря на дефицит сырья в мире, человек не использует богатства океана? Ответ прост: в среднем в литре морской воды содержатся буквально микрограммы нужных веществ. И чтобы «сложить» их в необходимые промышленности десятки и сотни тонн, при любом способе извлечения надо перекачать гигантские водные массы. Более того, сложность не только в том, чтобы извлечь растворенные вещества, но и вернуть океану «живую» воду.

В свете последних исследований и разработок наиболее перспективными представляются два способа извлечения ценных веществ из морской воды, один из которых — биологический. Известно, что клетки растений и животных могут запасать значительные количества микрокомпонентов, в частности, извлекая их из океанской воды. Например, по сравнению с водой морские растения содержат в тысячи раз больше хрома, марганца, цинка, серебра, редкоземельных и других элементов. Но особого внимания среди растительных организмов заслуживают такие простейшие, как, скажем, фитопланктон, который быстро размножается простым делением и для своего развития требует лишь минеральных питательных веществ и солнечного света.

Когда водоемы «зацветают», содержание фитопланктона в таких районах, как мелкое Азовское море, достигает довольно большой величины — уже сотен миллиграммов на литр. Причем извлекать его можно практически в любых количествах: в избытке планктон вреден, так как при отмирании и разложении его резко ухудшается качество воды. С этой же точки зрения биологи рекомендуют изымать из водоемов и излишки водорослей, которые также накапливают многие металлы.

Правда, йа*пУти практического использования биологических методов концентрирования есть еще немало нерешенных проблем. Надо научиться управлять развитием фитопланктона в определенных районах океана, создать технику для его извлечения и переработки. А может быть, и вывести новые простейшие организмы с повышенной «жадностью» к тем или иным веществам.

По своему принципу более прост в реализации второй метод — сорбционный. Суть его состоит в том, что вода прокачивается через своеобразные фильтры из особых веществ — сорбентов, которые «притягивают» растворенные в ней соли. Процесс этот достаточно прост и хорошо отработан. Но камень преткновения и здесь тот же: перекачка воды. И поэтому пока этот способ рассматривают лишь как возможный источник получения урана.

Повышенный спрос на последний связан со стремительными темпами роста мощностей ядерной энергетики. Если в 1978 году атомным электростанциям мира потребовалось 32 тысячи тонн урана, то к 1990 году, судя по прогнозам, эта цифра превысит 100 тысяч тонн. Сколько их может «поставить» океан, если известно, что в кубометре морской воды содержится от 2 до 4 миллиграммов урана? А всего в морях и океанах его содержится около 4 миллиардов тонн — почти в 3 тысячи раз больше «сухопутных» запасов капиталистических и развивающихся стран, которые экономически выгодно разрабатывать.

Поиски сорбентов, способных достаточно эффективно извлекать уран из морской воды, ведутся во многих лабораториях мира. В том числе и в нашем Институте геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского Академии наук СССР. В результате последних исследований удалось получить сорбенты, которые, помимо урана, извлекают медь, хром, ванадий, молибден, золото, другие ценные металлы. И следовательно, могут быть использованы для комплексной переработки морской воды.

Но перекачка больших объемов воды все же остается трудной проблемой. Чтобы получать 10 килограммов урана в год, нужно построить установку, способную через фильтры площадью в 25 квадратных метров перекачивать 1 тысячу кубометров воды в час!

А нельзя ли заставить работать течения в океанах? Чтобы ответить на этот вопрос, были проведены натуральные эксперименты, в ходе которых в местах с сильным течением погружались фильтры с нашими сорбентами. Результаты получились обнадеживающие Отсюда и родилась идея: перегородить огромной сетью из сорбента какое-либо место с сильным течением, например Берингов пролив. Расчеты показывают, что полезные вещества, полученные на таком сооружении, по себестоимости будут соизмеримы с добываемыми из земли.