Закономерность распределения концентрации гелия в земной коре

Впервые о существовании гелия человечество узнало немногим более 100 лет назад - в 1868 г. Он был найден на Солнце. Во время солнечного затмения англичанин Локьер и француз Жансен независимо друг от друга обнаружили в солнечном спектре линию ярко-желтого цвета, которую нельзя было приписать ни одному из известных на Земле элементов. Открытому элементу было дано название гелий, что в переводе с греческого означает солнечный.

Лишь через 27 лет после открытия гелия на Солнце он был обнаружен и изучен на Земле. Такое запоздалое открытие земного гелия объясняется его полной неспособностью соединяться с другими элементами.

Большой вклад в изучение свойств жидкого гелия внесли академики П. Л. Капица, Л. Д. Ландау, Э. Л. Анд-роникашвили и другие советские ученые. Стало известно, что жидкий гелий - единственная незамерзающая даже при абсолютном нуле жидкость. Жидкий гелий - единственная на Земле квантовая жидкость. Его поведение определяется законами квантовой физики, к любому его объему приложимы законы микромира. Жидкий гелий сверхтекуч, он может стоять и двигаться одновременно. В нем могут существовать два разных звука - один переносит давление, второй - тепло. Многие свойства гелия еще не раскрыты.

Изучая радиоактивные элементы, Э. Резерфорд обнаружил и убедительно доказал, что гелий является продуктом их распада, а его атом представляет собой альфа-частицу. Давно установлено, что радиоактивные элементы распространены в земной коре повсеместно, но значительно рассеяны. Были высказаны предположения, что они сосредоточены в верхней части земной коры, в ее гранитной оболочке. Образуясь в результате распада радиоактивных элементов, насыщающих верхний слой земной коры, гелий по глубинным разломам, т. е. трещинам, "выбрасывается" нашей планетой в атмосферу, а затем в космическое пространство. Значит, такие трещины, в особенности места их пересечения, должны обладать высокими концентрациями гелия.

Геологам известно, что именно с глубинными разломами связаны месторождения золота, цветных и редких металлов - цинка, олова, молибдена, вольфрама. Обнаружить не выходящие на поверхность, скрытые на глубине ценнейшие металлы - задача сложная. Это все равно что искать иголку в стоге сена. А вот если известно, где проходит разлом и в каком месте он пересекается с другим, площадь поисков значительно сокращается.

Группа научных работников Всесоюзного института минерального сырья Министерства геологии СССР, куда вошли доктор геолого-минералогических наук А. Н. Еремеев, кандидат геолого-минералогических наук В. Н. Бащорин и научные сотрудники Ю. Г. Осипов, Д. М. Щербаков, И. Н. Яницкий, а также кандидат геолого-минералогических наук Н. И. Мусиченко (Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии), совместно с ленинградскими учеными - докторами геолого-минералогических наук Г. П. Тафиевым, В. П. Якуцени, профессором А. Г. Граммаковым, кандидатом геолого-минералогических наук Э. С. Матвеевой и старшим научным сотрудником В. С. Глибовской - открыла неизвестную ранее закономерную зависимость между глубинными разломами земной коры и повышенными (аномальными) концентрациями в них гелия. Такая зависимость была впервые установлена при проведении гелиевой съемки на территориях центральной и юго-восточной части СССР, площадью превышающих Англию, Италию и Францию, вместе взятые.

Экспериментальные исследования авторов установили, что гранитные массивы содержат низкие концентрации гелия, а повышенные его концентрации характерны для глубинных разломов, причем максимумы концентраций наблюдаются в местах пересечений последних. Подтверждением установленной закономерной связи служит соответствие выделенных авторами зон повышенных концентраций гелия максимумам горизонтальных градиентов поля силы тяжести.

Установленная закономерность может быть использована для исследования глубинного строения Земли и выявления полиметаллов, цветных и редких металлов. Гелий - удобный индикатор для геологов. Он может стать важным дополнительным средством для изучения "пульса" Земли, особенно землетрясений.

Открытие зарегистрировано под № 68 с приоритетом от 30 декабря 1968 г. Формула открытия такова:

"Экспериментально установлена неизвестная ранее закономерность, заключающаяся в том, что распределение аномальных (повышенных) концентраций свободного подвижного гелия зависит от глубинных, в том числе рудоносных, разломов земной коры".