Блог проекта

О планетарном синтезе новых элементов-Геонуклеосинтез.
Аннотация.
В самородном состоянии в земной коре фиксируется около 45 химических элементов.
Au, Pt, Os, Ir, Ru, Rh, Pd, Ag, Cu, Pb,(10) Sn, Hg, Zn, Cd, Cr, Al, In, As, Sb, Bi,(20) Te, Fe, Co, Ni, S, Rn, Xe, Kr, Ar, Ne (30)
Согласно общепринятой теории, золото и металлы, такие как платина, серебро и родий, пришли на Землю из космоса около 4 миллиардов лет назад . В то время наша планета была еще молодой и подвергалась частым столкновениям с большими космическими телами.
В настоящей работе представлена попытка подойти с единойпозиции к очень широкому кругу проблем, стоящих переднаучным сообществом. Анализируются многочисленныенакопленные, как научные данные, так и разрозненныенаблюдательные факты, на практике реализуя т.н.междисциплинарное взаимодействие. Общим для этого микстаявляется практически полное непонимание глубинныхмеханизмов реальных природных феноменов. В наиболееобобщенных формулировках это проблемы эволюции нашейпланеты, проблемы происхождения наблюдаемых локальносконцентрированных групп химических элементов с заданнымизотопным составом.
На обсуждение выносится модель (можно назвать еегипотезой, концепцией, подходом), основанная наэкстраполяции представлений о вторичном нуклеосинтезе вмодели Большого Взрыва на масштабы, времена и условияЗемли.
Суть ее очень проста – т.н. «Темная Материя» и на определенном этапе эволюции начала преобразовываться вбарионную материю (обычное вещество). Этот процессорганизован в пространстве и времени, а мы можем наблюдатьего следы и проявления не только внутри звезд, но и в нашей планете.
Детализация этого утверждения формализуется следующимобразом.
а). Ядра химических элементов Земной коры образовались (ирождаются сегодня) за счет автокаталитического слияния(коллапса) ядер водорода (протонов) при скоррелированном вмасштабах планеты процессе расширении с выделениембольшого количества энергии ядерного происхождения. Этаэнергия является основным источником нагрева планеты.(Энергия Солнца нагревает, в основном, поверхность земной коры планеты Земля)
б). Атомы сформировались с сохранением первичногопространственного расположения новорожденных ядер призаполнении электронных оболочек с высвобождением энергии вформе, характерной для атомных масштабов.
в). Химические соединения из отдельных атомов возниклипри остывании поверхности планеты и сопровождалисьперестройками (перемешиванием) макро - и геомасштаба.
г). Минеральные образования есть следствиескоррелированного поведения химических соединений намикроскопических масштабах в процессе фазового перехода ктвердому состоянию.
д). Генерация элементов происходит преимущественно награнице кора-мантия и в настоящее время, проявляясьразномасштабными сейсмическими событиями.
е). Предлагаемый гипотетический механизм универсален:аналогичные события происходят и на других планетахСолнечной системы.

Введение
Наблюдаемый кризис в геологии и космогонии (науки о происхождении небесных тел). За кризис должны нести ответственность обе стороны – поскольку одна сторона – астрономы – предлагает, а другая – геологи поддакивают (чаще молчаливо). Парадигмы космогонии - газопылевое облако, аккрекция ничего не дают геологической науке.
Единый подход к трудным вопросам геологии.
В настоящее время считается, что Солнце и планеты образовались из одного и того же вещества, обогащённого тяжёлыми элементами - продуктами взрыва уже ненаблюдаемой Сверхновой звезды. Поэтому геологические модели строения Земли и ее коры базируются на выводах ядерной астрофизики о перераспределении уже «готовых» атомов или даже некоторых химических соединений.
В данной работе высказывается сомнение в справедливости гипотезы, что ядра и атомы химических элементов образовались где-то в пространстве на астрономических расстояниях от Земли, а химическая и структурная дифференциация исходного вещества с заранее заданным элементным составом происходила в объеме и поверхности планеты за счет энергии гравитационного сжатия и радиоактивного распада.
Более естественно звучит предположение, что все атомыобразовались непосредственно в объеме современной Земли наопределенном этапе ее эволюции из специфическойпротоматерии (Темной Материи - ТМ), свойства и атомизациюкоторой (процесс превращения в обычное атомно-молекулярноесостояние) постараемся обосновать позже. Предлагаемаялогически строгая схема рассуждений может объяснитьнаблюдаемые закономерности в маловероятных, но реальносуществующих комбинациях нуклидов в веществе Земнойкоры, сняв многие существующие противоречия в точкахзрения, и предсказать практически полезные результаты.Понятно, что принципиально новая модель сложногофизического природного процесса должна иметь достаточнуюаргументацию и возможность объективной проверки ееправильности.
Общепринятая точка зрения (Стандартная Модель)однозначно утверждает, что легкие атомы возникли в эпохуразделения вещества и излучения уже на ранних этапахэволюции Вселенной. Тяжелые атомы синтезировалисьзначительно позже (через несколько миллиардов лет) привзрывах Сверхновых звезд. Предлагаемая же модельдиаметрально противоположна по своим исходным посылкам, которые могут быть заложены, как основа новой физической парадигмы.
Предложен подход, состоящий в привлечении механизмов ядерного синтеза при рассмотрении эволюции планет. Причем это не только история планет, но текущее их состояное. Формирование планет происходило одновременно с формированием атомов, минералов и самой анатомией и физиологией планет.
У каждой из планет была своя уникальная эволюция, но игра шла по общим правилам. Главное правило – нерушимый закон сохранения энергии (Е= mc2). Если ядрам энергетически выгодно слиться - это происходит. Если выгодно распасться – распадаются.
Если построить трехмерную поверхность X – атомный номер элементов таблицы Менделеева,Y – изотопы элемента X ,Z – дефекты масс (х,y), то можно увидеть, что полученная поверхность представляет собой гамак. Анализ показывает, что ядрам легче железа выгодно сливаться, тяжелее никеля – распадаться. За счет энергии синтеза ядер легкой группы синтезируются ядра тяжелой группы.
Разработанная компьютерная модель показала, что любой из 3500 известных нуклидов достижим через уникальную последовательность энергетически выгодных реакций слияния и распада нуклидов. Из этого следует, что для возникновения элементов нет необходимости взрывать сверхновую звезду.
Последние результаты по обнаружению планет вне солнечной системы показывают,что их можно найтми сколько угодно, поэтому логика привлечения взрыва сверхновых для объяснения наличия тяжелых нуклидов выглядит несостоятельной.
После синтеза нуклидов и диссипации их энергии рождаются атомы и соответствующие молекулы.
Энергетика процессов на атомном уровне управляет процессами перемешивания, осаждения, в дальнейшем к кристаллизации. В современную эпоху на Земле процессы ядерного синтеза отвественны за глобальные процессы – вулканизм, землетрясения, цунами, смерчи.
Использование моделей, подобных разработанным, в сочетании с анализом образцов пород на разной глубине позволит воссоздать трехмерную структуру исследуемого района планеты. На этой основе можно построить методы разведки полезных ископаемых.
Как возникли минералы?
Все теории происхождения минералов подразумевают наличие минерального царства на Земле.
Пример:
«большая часть земных минералов образуется на поверхности Земли в условиях взаимодействия внешней части ее твердой оболочки с гидросферой, атмосферой и биосферой».
В.С.Урусов «Естественный отбор минеральных видов» Соросовский образовательный журнал, 1998 №4.
Хотя и утверждается, что минералы образуются здесь вот на Земле:
Минерал - это природное химическое соединение кристаллической структуры, образовавшееся на Земле как результат геологических и геохимических процессов или эквивалентных процессов на внеземных телах Вселенной такое определение опубликовано в 1995 году в журнале «Записки ‚сероссийского минералогического общества» и других ведущих минералогических журналах мира Комиссией по новым минералам и названиям минералов (КНМ) Международной минералогической ассоциации. К этой формулировке пришли ученые многих стран в результате долгого и трудного коллектикного обсуждения.
Подобных утвержлений много – других точек зрения просто нет. Утверждается что объекты минерального царства образуются на Земле.
Однако фактически вопрос передергивается. Никто не освещает откуда SiO2, CO, CO2, H2O, CH4, NO2, Fe2O3. На самом деле даже на постановку этих вопросов наложено табу. Кроме рассмотрения экстравагантных гипотез – эти вполне можно с умственным видом обсасывать. Например, что вода на Земле от комет. Что органические молекулы прибыли с ними же, и грипп кометами же распостраняется.
Ответственность за такие масштабы энергий из известных на сегодня механизмов может взять только ядерный синтез.
Хорошо пусть синтез. Но следы должны же быть! Масштабные, где они?
Действительно масштабные – вся наша Земля, все ее минеральное царство и есть продукты ядерных реакций.
Земля не есть геологическое кладбище - она живет, дышит, потребляет и выделяет.
Внешняя кора есть слой, где ядерные процессы уже прошли, вектор ядерных преобразований направлен к центру Земли. Вулканическая деятельность – это место где театр ядерных событий ближе к поверхности земли и сюда на поверхность выбрасываются продукты (и компоненты) ядерных событий.
Процессы ядерного слияния под корой несут ответственность за землетрясения, цунами, вулканизм, глобальные потепления, ледниковые периоды, что мы и наблюдаем по всей планете.
Ледниковые периоды вызваны вулканической активностью. Поскольку земная кора имеет возраст формирования – то чем дальше по оси времени, тем тоньше кора. И тем чаше и разрушительнее вулканизм.
Все планеты являются ядерными фабриками – хотя бы в прошлом. В зависимости от толщины коры следы ядерной активности доходят до поверхности или нет. В случае Ио - спутника Юпитера как раз тот счастливый случай когда ядерные процессы находятся недалеко от поверхности.
На Луне сигналы до датчиков на поверхности еле доходят. Это значит ядерные процессы глубоко внутри. По-видимому такая же ситуация и на Меркурии.
С чего начинается теоретическая геология?
Развитие нового подхода требует серьезных физическихобоснований и экспериментальных подтверждений. Одним изних явилось чувство неудовлетворенности состоянием теориипроисхождения химических элементов и ее увязкой с земнымиреалиями. Действительно, для описания всей совокупностинаблюдаемых ядер химических элементов (всего 287стабильных изотопов) пришлось создать 11 (!) типов моделейпроисхождения, каждая из которых в состоянии описать толькопо 25-30 ядер.
Сегодня выделяют три основных механизма нуклеосинтеза:
• космологический (первичный или дозвёздный)нуклеосинтез,
• синтез ядер в звёздах и при взрывах звёзд,
• нуклеосинтез под действием космических лучей.
Общепринято, что для инициации реакции междузаряженными ядрами необходимо преодолеть энергетический(кулоновский) барьер и это возможно за счет:
а) теплового движения частиц (термоядерные реакции),
б) процессов газодинамического и электромагнитногоускорения частиц в неравновесной плазме (холодныеплазменные процессы),
в) высокой плотности вещества при относительно низкойтемпературе (пикноядерные реакции).
Количественные оценки параметров приведенных условийпоказывают, что они могут реализоваться только в звездахразличной ступени эволюции.
Для легких (А< 70) ядер, когда синтез идет с выделениемэнергии, особых трудностей описания нет. Они начинаются примоделировании процессов образования ядер с массовым числомболее 130. Основой всех теорий образования тяжёлых ядерслужит идея о последовательном захвате нейтронов.
Схемы описания построены таким образом, что эффектытемпературного развала и захватные процессы «утяжеления»ядер допускают образование и сохранение значительногоколичества ядер отвечающих пикам кривойраспространённости элементов в интервале 70 < А < 130. К нимотносятся:
1) Н – процесс- превращение водорода в гелий по реакциямводородного цикла и углеродного цикла, он служит источникомэнергии для звёзд главной последовательности;
2) a - процесс — совокупность гелиевых реакций свыделением энергии и следующих за ними реакций ядеруглерода и кислорода в недрах звёзд-гигантов;
3) е - процесс— образование железа и близких к немуэлементов в ядрах далеко старых звёзд при температурах до 3миллиардов градусов (непосредственно перед вспышкойсверхновой звезды);
4) s - процесс— медленный процесс нейтронного захвата в«выгоревших» ядрах звёзд-гигантов;
5) r- процесс— быстрый процесс нейтронного захвата привспышках сверхновых;
6) р - процесс — образования обойденных ядер при реакцияхс участием протонов;
7) х - процесс— образование изотопов Li, Be и B внеравновесной плазме;
8) нейтронизация ядер — превращение совокупности ядери высокоэнергичных электронов в нейтронную жидкость снебольшой примесью протонов и электронов;
9) нейтринные процессы - следствие гравитационногоколлапса;
10) нейтринная игнитация - поджигание термоядерныхреакций нейтринным излучением в вырожденном веществезвёзд при коллапсе их углеродно-кислородных ядер;
11) Добавим к этому проблему обойденных ядер.Существуют изотопы (74Se, 78Kr, 80Kr, 84Sr, 92Mo, 94Мо, 96Ru, 98Ru,102Pd, 106Cd, 108Cd, 113In, 112Sn, 114Sn, 115Sn, 120Те, 124Xe, 126Xe, 130Ba,132Ba, 136Ce, 138Ce, 144Sm, 152Gd, 158Dy, 162Er, 164Ег, 168Yb, 174Hf, 180W,184Os, 190Pt, 196Hg), происхождение которых не объясняетсясамыми современными теориями нуклеосинтеза:. Их неплохойобзор профессионального физика-ядерщика из ОИЯИ (Дубна)дан в [1]. Однако проблему обойденных ядер автор деликатнообходит, ссылаясь на энциклопедию 1986 года. Уже одно этоговорит о том, что проблема зашла в непреодолимый тупик.Реально существующих в природе обойденных ядер 33, а это11.5 % от общего количества стабильных изотопов.
Совокупность перечисленных 11 теорий (!) позволяет объяснить светимость звёзд и основные черты наблюдаемой распространённости элементов.
Тем не менее происхождение элементов Солнечной системы является нерешенной проблемой. Выводы ядерной астрофизики предполагают, что возникновение нашей планетной системы происходило в эпоху, когда Солнце было молодой звездой и что Солнце и планеты образовались из одного и того же вещества, обогащённого тяжёлыми элементами, продуктами взрыва ненаблюдаемой ныне Сверхновой звезды.
Столь подробный экскурс необходим для того, чтобы показать, что все модели возникновения Земной коры и минералов, в ней присутствующих, основаны на базовой физической парадигме – «Стандартной Модели».
Когда дело доходит до объяснения упрямых фактов существования в Земной коре в разных местах одних и тех же соседствующих химических элементов в невероятных с точки зрения химического сродства сочетаниях – все существующие модели оказываются бессильными.
Возьмем, к примеру, минерал ИННЭЛИТ – Na2(Ba,K)4(Ca,Mg,Fe) Ti3 Si4 O18 (OH,F)1,5 (SO4).
Грубая оценка вероятности случайного скопления в одном месте пространства такого сочетания разнородных по своим химическим свойствам атомов дает величину менее 10-87.
Если же учесть, что такое сочетание регулярно возникало в Земной коре в разных ее местах, легко понять, что существовали некие закономерные процессы образования ассоциаций элементов. Этот же вывод справедлив для любой руды.
О возможном пути преодоления трудностей.
Общей чертой всех существующих моделей являетсясопряжение динамических процессов (внутренниепреобразования ядер - ядерные реакции при больших скоростяхдвижения относительно «вакуума») со статическими (b- и g-распады). Молчаливо подразумевается, что внутренняя энергияядер тем или иным способом заключена в кинетическойэнергии субядерных структур. Имеется в виду либо«хаотическое» движение нуклонов (ядерная температура) либо«упорядоченное» (гидродинамические модели).
Детализация общепринятого механизма первичногонуклеосинтеза
Общепринято считать, что при температурах T > 1010 Кнейтроны и протоны благодаря реакциям слабоговзаимодействия находились в состоянии термодинамическогоравновесия
p + e- ↔ n + νe,
а при снижении температуры ( ~ через 2 с после БольшогоВзрыва) равновесие смещается в сторону процессов
p + n → 2H + γ (Q = +2.22 МэВ),

Дальнейшее слияние в более тяжелые нуклиды можетреализоваться только во внутризвездных условиях.
Новая трактовка деталей первичного нуклеосинтеза
Наша точка зрения заключается в следующем: в механизмахнуклеосинтеза главную роль играет не слабое взаимодействие,а тензорный характер ядерных сил (анизотропия протон-протонного взаимодействия) [2-4]. Фундаментальная причинавозникновения анизотропии нуклонного потенциала кроется вовзаимодействии протона с дискретным физическим вакуумом[2]. Главенствующей причиной объединения нуклидов является их взаимная ориентация относительно друг друга.
Процесс начинается с медленного сближенияориентированных протонов за счет ненулевой компоненты анизотропного ядерного потенциала притяжения на субангстремных масштабах. В качестве аналога можно использовать представление о межатомном Ван-дер-Ваальсовом потенциале. Протоны сближаются до кора нуклонного отталкивания (~0.4 ферми) и останавливаются, трансформируя накопленную кинетическую энергию в его деформационную энергию. В свою очередь энергия деформации кора «отбрасывает» протоны друг от друга на исходные позиции. Возникает симметричное колебательное состояние тождественных нуклонов, которое можно характеризовать как возбужденный гелий-2. Это промежуточное состояние имеет конечное время жизни, поскольку за счет К-захвата внешнего электрона один из протонов превращается в нейтрон, формируя возбужденныйдейтрон по следующей схеме:
1H+1H => 2He*+e- => 2H* (Q=1.44 МэВ);​ (1)
Энергия возбужденного дейтрона (1.44 МэВ) есть разностьмежду суммой масс двух протонов (2*938.27 МэВ), электрона(0.51 МэВ) и массой конечного продукта слияния (дейтрон смассой 1875.61 МэВ). Этот баланс является принципиальноважным: энергия возбуждения конечного нуклида велика дажепо ядерным масштабам. Она достаточна для преодоленияКулоновского барьера большого количества легких ядер. Крометого, она меньше энергии развала дейтрона (2.23 МэВ) ипоэтому время жизни такого состояния определяется только егоКулоновским взаимодействием с электронами окружения. Тоесть, это энергия (1.44 МэВ) внутреннего возбуждения в формеотносительных противофазных маятниковых колебанийпротона и нейтрона относительно центра масс нуклида. Приэтом кинетическая энергия движения самого нуклидаотносительно окружения может быть равной нулю.
И в этом принципиальное отличие низкоэнергетическихядерных реакций (НЭЯР) от классических, когдавзаимодействие сталкивающихся частиц происходит прибольших относительных скоростях ядер.
Таким образом, появление в конденсированном веществе излегких нуклидов медленно движущегося дейтрона с энергиейвозбуждения 1,44 МэВ запускает лавинообразный каскадпоследовательных слияний.
О механизме дальнейших преобразований нуклидов
Итак, повторим еще раз начальную стадию универсального (в масштабах планеты) процесса нуклеосинтеза. Два ионаводорода в условиях, за счет спин-решеточной и спин-спиновойрелаксации отдают энергию трехмерной прецессии ядрарешетке, ориентируют спины параллельно друг другу,формируя «туннель» в Кулоновском поле.
За счет дальнодействующей компоненты сил притяжения(ядерный аналог сил Ван-Дер-Ваальса) два ориентированныхпротона сливаются в высоковозбужденное долгоживущеекомпаунд-состояние ядра гелия. Образование нового ядра(также ориентированного относительно атомов окружения)происходит с суммированием энергии первичного возбужденияи энергии дефекта масс.

Рис.1. Схематическое представление второй фазынуклеосинтеза. «Холодные» ядра окружения обозначенычерными точками. Возбужденные (компаунд-состояния)нуклиды изображены многолучевыми красными звездами,размер которых условно пропорционален энергиивнутреннего возбуждения. Сценарий постепенной отдачиэнергии в окружение путем ионизации атомов изображенкак последовательность уменьшающихся в размерах «звезд».
После каждого акта слияния для высоковозбужденногонуклида есть два альтернативных пути:
1 - продолжить каскад за счет слияния с соседним нуклидом:при взаимодействии с ядром решетки, когда энергиявнутреннего возбуждения больше Кулоновского барьера.Возникает новое тяжелое ядро с еще большей энергиейвнутреннего возбуждения. Возникает лавинообразный каскадпоследовательных слияний.
2 - отдать энергию в решетку и закончить каскад, формируяатом с захватом электронов (или их генерацией за счетсобственной энергии возбуждения) на соответствующиеоболочки с испусканием характеристическогоэлектромагнитного излучения.
Дальнейшее развитие комбинаторного слияния осуществляется следующим образом.
2-й (разветвленный) каскад - синтез изотопов гелия из возбужденных дейтронов и протонов
2H+1H +e- => 3H; 1H+2H => 3He; 2H+2H => 4He; 3H+2H => 5He;3H+3H => 6He;
В сокращеной записи такая комбинаторная сумма (каскад реакции) выглядит следующим образом:
i+jHe = iHe+ jHe​(2)
Индексы i,j определяются конкретным нуклидом (совокупностью массовых чисел его стабильных и долгоживущих изотопов).
3-й каскад (эпоха лития): каждый изотоп лития есть комбинаторная сумма изотопов гелия и водорода
i+jLi = iHe+ jH​ (3)
4-й каскад (эпоха возбужденных изотопов бериллия). Каждый изотоп бериллия есть комбинаторная сумма изотопов гелия.
i+jBe = iHe+ jHe​(4)
И так далее. Правая часть – субстраты – в принципе могут быть произвольными. Важно, чтобы пространственно они находились рядом друг с другом. Только в этом случае возвожно рождение все более тяжелых нуклидов. При подходящих условиях (отсутствие диссипации энергии компаунд-состояний) каскад может продлеваться вплоть до трансуранов. Для более легкого восприятия этого в принципе очень простого процесса воспользуемся упрощенным представлением таблицы ядерных данных [5].
Гамак ядерных масс.
Рассмотрим подробнее такую характеристику как дефект масс или энергию связи массива известных изотопов. По состоянию на 1996 год база ядерных данных [содержала сведения об 2387 радионуклидах. Для одновременного отображения этого массива обычно используется двумерное представление в координатах Z-N, где Z- электрический заряд (атомный номер химического элемента), а N- массовое число изотопа этого элемента.
Рассмотрим эти же данные в трехмерном представлении, когда упорядочивающим фактором служит не абсолютная масса, а дефект масс или энергия связи каждого ядра. Энергетические характеристики, вообще говоря, являются универсальным значимым параметром любого объекта.
Известно, что величина энергии связи изотопов любого элемента в зависимости от его массы (или количества нейтронов в ядре с данным электрическим зарядом Z) имеет характерный параболический вид с минимум при вполне определенном соотношении числа нейтронов и протонов. В координатах Z-N совместим энергетические минимумы вдоль линии на плоскости, а по вертикальной оси отложим величину энергии связи каждого нуклида.
По основной горизонтальной оси отложена величина Z ( порядковый номер химического элемента) от 1 ( водород) до 99 (эйнштейний). Вдоль второй горизонтальной оси (вглубь рисунка) расположены изотопы данного элемента. Высота каждого столбика отражает величину энергии связи конкретного нуклида. Мы видим, что изученные 2386 изотопов расположились на Z-N поверхности регулярным образом, формируя двумерный энергетический минимум. Разумеется, этот факт хорошо известен, однако такой подход дает более наглядное представление о движущих силах процессов трансформации нуклидов.
Действительно, стабильные изотопы, отмеченные черными квадратиками на рис. 2а, расположены вдоль линии энергетического минимума. Изотопы, расположенные на ближнем и дальнем «склонах», самостоятельно преобразуются таким образом, что «стекают» вдоль градиента энергетической поверхности в направлении линии минимума. Это хорошо известные процессы β+ и β- распадов.
Подчеркнем, что данная поверхность с минимумами в двух измерениях построена исключительно на экспериментальных данных. Она демонстрирует принцип минимизации энергии при ядерных превращениях когда конечный продукт занимаетболее низкую позицию.


Рис. 2. а -Трехмерное представление энергии связи (дефекта масс) всех известных нуклидов. 287 стабильных изотопов (отображены черным цветом) расположены вдоль двухмерного минимума энергии. Легко видеть, что легким нуклидам левого склона энергетически выгодно обединяться в более тяжелые ядра с выделением энергии. Данные взяты из [5] -Table of Isotopes (1995)). б- двухмерное представление (вид сверху). По оси Х внизу отложен атомный номер нуклида (заряд ядра). По оси Х вверху отображены общепринятые символы химических элементов с соответственными атомными номерами. По оси Yотложены отклонения числа нейтронов от оптимального (минимум энергии)для каждого изотпа.
На рис.2б показан двухмерный вариант «ядерного гамака», предназначенный для наглядного отображения процессов каскадного слияния. По вертикальной оси отложены изотопы каждого элемента с возрастанием атомного числа снизу вверх. Координата "0" соответствует нуклиду, масса (энергия) которого минимальна. Она говорит об оптимальном соотношении числа нейтронов к числу протонов, при котором нуклид стабилен. Стабильные изотопы раскрашены сиреневым цветом
Нейтронно-избыточные (бета-минус активные) нуклиды (верхняя зона) отмечены светло-голубым цветом. Протонно-избыточные (бета-плюс активные) нуклиды (нижняя зона) отмечены фиолетовым оттенком. Желтым цветом отображены альфа-активные ядра.
Такое графическое представление будет использоваться далеедля демонстрации механизмов генерации встречающихся совокупностей нуклидов.
Продемонстрируем возможности подхода на примерахрождения редкого изотопа железа-60 и одного из обойденных ядер (например, ядра 190Pt).
Изотопы 60Fe, реально существующие и найденные на Земле в макроскопических количествах, заставили уважаемых ядерных астрофизиков [6] придумать такие научные фантазии, что просто диву даешься. Процитируем отрывок.
«Взрывы "сверхновых" в далеком прошлом "забросали" землю радиоактивными элементами.
Международная группа ученых обнаружила доказательства серии мощных взрывов сверхновых звезд, произошедших в очень далеком прошлом в непосредственной, по астрономическим меркам, близости от Земли. Эти взрывы в буквальном смысле "забросали" Землю различными радиоактивными изотопами, в том числе и изотопом железо-60, который был найден во всех образцах, взятых из соответствующих слоев земной коры со дна Тихого, Атлантического и Индийского океана.
"Основная масса изотопа железо-60 попала на Землю в период от 3.2 до 1.7 миллиона лет назад" - рассказывает доктор Антон Валлнер (Dr Anton Wallner), ученый в области ядерной физики из Австралийского национального университета (Australian National University, ANU), - "Мы сначала были удивлены, что все образцы этого изотопа датируются приблизительно одним и тем же промежутком времени, который находится не менее 1.5 миллиона лет в прошлом. И временное распределение этого изотопа указывает на то, что произошла серия взрывов сверхновых, следующих один за другим через относительно небольшие промежутки времени".»
В этом отрывке одновременно сосредоточено множество геологических парадоксов, базирующихся на неправильной астрофизической парадигме нуклеосинтеза.
Как же в модели ГНС выглядит рождение изотопа 60Fe. Проиллюстрируем один из вероятных каналов рождения редкого изотопа. Подчеркнем, что это всего лишь один из множества возможных каналов реакции.
1H+1H +e- => 2H* - старт процесса;
2H*+ 2H* =>4He; 3H+ 2H => 5He; 3H+ 3H => 6He – эпохагелия;
5He+ 4H => 9Be – эпоха бериллия;
9Be+9Be => 18O - эпоха кислорода;
6He+18O => 24Ne - эпоха неона;
24Ne+18O => 42Ar – эпоха аргона
42Ar+18O => 60Fe – конец каскада​(5)
Как легко видеть из этой схемы, каждый последующий изотоп является результатом слияния более легких промежуточных нуклидов предыдущих каскадов. Для того,чтобы образовалось одно ядро 60Fe необходимо обеспечить первичное слияние 30 пар ядер водорода (протонов). Разумеется, процессы идут со строгим выполнением всех физических законов сохранения. Баланс энергий легко вычисляется в соответствии с рис. 2а, и даже по ядерным масштабам это огромная величина.

Рис. 3. Схематическое двухмерное отображение каскадов последовательного слияния при синтезе ядра 60Fe. Черные стрелки показывают пары сливающихся нуклидов (субстратов) . Красные – итоговый результат (продукт слияния).
На рис.3 показана «траектория» последовательного слияния символьного представления (5). Внизу отложены номера химических элементов, а вверху их символы. Вдоль вертикальной оси отложены массовые числа изотопов в виде отклонения числа нейтронов от оптимального. Промежуточные нуклиды каскада окрашены в желтый цвет. 7 последовательных слияний дают в итоге конечный продукт 60Fe.
Напоминая об абсолютно нерешаемой в рамках современных ядерно-физических моделей проблеме обойденных ядер, предлагаем наиболее вероятную схему синтеза 190Pt, которая не отличается от вышерассмотренной.

Рис. 4. Структура каскада последовательных слияний при генерации одного из обойденных ядер - 190Pt. Показан наиболее вероятный путь, поскольку существует много вариантов его бразования. Голубыми стрелками отмечены некоторые из промежуточных ядер.
Подчеркнем две особенности рождения всех обойденных ядер: 1- траектории проходят через нейтронно-избыточные ядра (дальний склон ядерного гамака на рис. 2а). 2 – каскады начинаются обязательно с участием трития (3Н) через 6Не и 12Ве. Выбранное же нами одно из обойденных ядер демонстрирует простоту и универсальность схемы вторичного нуклеосинтеза, применимой для объяснения произвольной комбинации элементов в некоторой области пространства.
Структура каскадов слияния при генерации воды и солей Мирового Океана.
Поскольку в идеологии ГНС абсолютно все химические элементы образовались в Земной коре или на ее поверхности, вопрос о мировом океане с растворенными в нем элементами решается очень просто следующим образом.
Исходные данные: концентрация растворенных веществ в среднем 35 г на литр (3.5 %), общее количество их в водах Мирового океана - 5•1016 тонн.
Хлориды (NaCl,MgCl2) = 88.7%;
Сульфаты (MgS,K2S,CaS) = 10.8%;
Карбонаты (CaCO3) = 0.2 %;
Такой набор химических элементов возникает в том случае, если генерация самого тяжелого элемента осуществляется через присутствующие в конечном наборе элементы, поскольку на каждом этапе у рожденного ядра существует два варианта. Либо прореагировать с соседями и образовать более тяжелый нуклид, либо отдать свою внутреннюю энергию электронам решетки за счет обычной ионизации, «остыть» заполнить атомные электронные оболочки и выпасть в осадок (образовать химическое соединение или минерал в общем случае).
Поэтому необходимо проследить цепочку от самого тяжелого атома вплоть до водорода. Еще раз подчеркнем, что исходным субстратом для любого конечного нуклида является водород (протоны). Или, иначе говоря, для рождения ядра 40Са нужно наличие 40 ядер водорода тем или иным способом участвующим в реакции спонтанного лавинного слияния. Мы должны восстановить такую комбинацию последовательных взаимодействий, чтобы каждый последующий нуклид содержал в качестве реагента предыдущий.
Ca <= K <= Cl <= S <= Mg <= Na <= O <= C <= H​(6)
Процедуры выбора наиболее вероятных каналов слияния всех стабильных изотопов данного набора атомов.
Критерием отбора служит участие изотопов более легких ядер в каскаде тяжелого ядра.
Начинаем с самого тяжелого атома - кальция. У него 6 стабильных изотопов (массы 40,42,43,44,46,48 атомных единиц). Каждый из них должен быть алгебраической суммой протонов и нейтронов двух нуклидов. Поскольку заряд ядра атома кальция равен 20, он может быть скомбинирован из следующих пар (10+10, 11+9, 12+8, 13+7, 14+6, 15+5, 16+4, 17+3, 18+2, 19+1). Из этого набора возможных мы выбираем только те, которые присутствуют в цепочке атомов мирового океана
Легко видеть, что этим условиям удовлетворяют комбинации
48Ca = 28Mg+20O, 46Ca = 26Mg+20O, 44Ca = 26Mg+18O, 42Ca = 24Mg+18O, 40Ca = 24Mg+16O;
Для изотопов 48Ca и 46Ca необходимо присутствие в реакционном каскаде изотопа 20О, который сам по себе нестабилен с временем жизни 13.5 с. Но это значение много больше характерных времен лавинного слияния, поэтому его участие вполне оправдано. Если же какой-то экземпляр не смог участвовать в каскаде, он за счет двух последовательных бета-распадов превращается в неон-20.
Таким образом все (!) изотопы кальция есть комбинаторная сумма изотопов кислорода и магния.
i+jCa = iMg+ jO, где i=[24,26,28], j=[16,18,20]. ​(7)​Такая логика рассуждений применяется для всех более легких элементов. В результате мы получаем каналы слияния для всех изотопов (!) всех атомов (!) набора основных элементов мирового океана.
i+jK = iNa+ jO, где i=[23], j=[16,17,18]. ​(8)
i+jCl = iMg+ jB, где i=[24,26], j=[8,9,10]. ​(9)
i+jS = iNa+ jB, где i=[22,23], j=[10,11,13]. ​(10)
i+jMg = iO+ jBe, где i=[16,17,18,20], j=[8]. ​(11)
i+jMg = iO+ jBe, где i=[16,17,18,20], j=[8]. ​(12)
i+jNa = iO+ jLi, где i=[16,17], j=[6,7].​ ​(13)
i+jO = iBe+ jBe, где i=[8,9], j=[8,9].​ ​(14)
i+jC = iLi+ jLi, где i=[6,7], j=[6,7]. ​(15)
i+jB = iLi+ jHe, где i=[6,7], j=[4,6]. ​(16)
i+jBe = iHe+ jHe, где i=[4,5], j=[4,5]. ​(17)
i+jLi = iHe+ jH, где i=[4], j=[2,3]. ​(18)
i+jHe = iH+ jH, где i=[2,3], j=[2,3]. ​(19)
Естественно, малые количества других элементов (примесей) мы здесь не рассматриваем, чтобы продемонстрировать основной принцип ядерного гамака и лавинного слияния "покоящихся" реакционно-активных нуклидов.
Основная масса воды – это «недогоревший» водород, вступивший в химическую реакцию с «новорожденным» кислородом, который не участвовал в дальнейших каскадах слияния. Исходя из существующей концентрации растворенных солей (3.5 %) можно дать оценку вероятности остановки слияния на изотопах кислорода примерно в 95 %, чем и объясняется большая доля оксидов в Земной коре.


Рис. 5. Наиболее вероятный канал рождения изотопов натрия (слева) при генерации водной оболочки Земли.
Рис. 6. Наиболее вероятные каналы рождения изотопов хлора при генерации водной оболочки Земли.







Рис. 7. Наиболее вероятные каналы рождения изотопов кальция и магния как основных элементов-примесей водной оболочки Земли.
Обсуждение
Выдвинутые в начале статьи гипотезы трудно воспринимаемы узкими профессионалами. Как бы мы ни старались обойти острые углы и объяснить непонятные реалии в русле стандартных представлений геологической науки, суть процессов взрывного энерговыделения в Земных недрахостанется «за кадром». Только уточнение базовой физической парадигмы (отказ от представлений о множестве дискретных сущностей, лежащих в основании нашего мира), на признание единственной континуальной субстанции (свойства которой просты и понятны), определяющей базис Вселенной, даст ответы на многие «проклятые вопросы естествознания»
Поскольку эту субстанцию мы предлагаем ассоциировать с категорией «Темная материя», можно развить тезис далее: в недрах звезд и планет реализуются по единому сценарию«макро-мега копии Большого Взрыва». И если мы в рамкахединого подхода проанализируем плохо понимаемые подземные, подводные, атмосферные и космические феномены, несомненно, получим основу для практически полезных приложений.
В данной работе показано, что раскрытый здесь механизм геонуклеосинтеза вдохнул новую жизнь в теорию расширения Земли, объяснив главное, что не хватало в теории расширения Земли: за счёт чего происходило расширение. Кроме того, с учётом нового подхода стали понятны причины сейсмических событий, землетрясений, как ударных волн протекающих лавинным образом низкоэнергетических ядерных реакций синтеза в недрах Земли с выделением огромной энергии дефекта масс. Высказана гипотеза, что сейсмические пояса, фиксирующие плотность землетрясений на земной поверхности, связаны с линиями разрыва континентальной коры, полностью покрывавшей земной шар до начала расширения Земли. Высказана гипотеза, что с учётом теории геонуклеосинтеза, гипоцентры землетрясений связаны с потоками вертикальной миграции синтезируемого в недрах Земли водорода. Данный подход, в отличие от теории тектонических плит, позволил дать объяснение многим вопросам, которые в рамках теории тектонических плит объяснить невозможно, в частности, каким образом распределённая по боковым кромкам литологических плит энергия трения колапсирует в точку гипоцентра землетрясения, и как объяснить в рамках теории тектонических плит подкоровые землетрясения, где нет трущихся тектонических плит. Объяснение, что плиты опускаются до глубины 700 км, где фиксируются гипоцентры сильных землетрясений, можно считать несерьёзными. Таким образом, накопленные сейсмические и геофизические проявления являются, в свою очередь подтверждением изложенных в теории геонуклеосинтеза положений.
Выводы
Основной вывод столь длинных рассуждений формулируется одним предложением:
Пространственное распределение химических элементов и их комбинаций в Земной коре, мелко- и крупномасштабные сейсмособытия и вулканизм могут быть объяснены механизмом первичного нуклеосинтеза, инициируемого Темной Материей внутри Земного ядра.