Азотная ловушка

[Кот Василий]

Привет всем!
Зело интересно мне стало, что есть сабж. К сожалению, в НП никогда не был, своими глазами ловушку не видел.

Из воздуха. Даже не знаю, куда ссылочки давать... то есть на что, на какой источник. У нас произошла естественная сепарация в вертикальном изолированном камине в глинах.

Это невозможно. Такое состояние неравновесно. Раз явление наблюдается продолжительное время, значит есть постоянный (или периодический) приток какого-то легкого газа, либо поглощение кислорода. Свободному азоту взяться неоткуда, CO вызвал бы отравление посетителей, другое, не имеющее запаха мне в голову не приходит.
Скорее всего, имеет место поглощение кислорода почвой за счет окисления органики аэробными микроорганизмами. Камин старый? Свежие обвалы бывают? Если глина "проветривается" давно, все бы уже сгнило и кислород поглощать перестало. Поглощение должно быть достаточно интенсивным, чтобы кислород не успевал смешаться за счет диффузии.

... о собственном опыте там скажу: уже при приближении к шлюзовому шкурнику гаснет плекс, попытки выжечь бензином и продуть теплоциркуляцией провалились - бензин не горел уже там, где чел мог дышать.

Говорят, примус (а не лужа бензина) будет гореть там, где человек уже станет задыхаться. Только зажечь его надо снаружи и внести внутрь. Сам не проверял, не знаю.

Если те, кто установил, что это точно азот, откликнутся - будет хорошо.
Штык прав, эта ловушка - не яма, а колокольня. Чем выше, тем кислорода меньше.
Простая логика ( без ссылок на авторитеты ) с моей стороны: если СО2 не может быть по определению, и это никакой из горючих газов ( по мере подъёма горение плекса иль зажигалки не усиливается, а наоборот! ) - тогда что???

Можно поставить такой опыт. Взять воздушный шарик, наполненный гелием, измерить какой груз он поднимает в нормальной атмосфере, а потом - в "ловушке". Отсюда можно вычислить плотность воздуха в полости. Правда, там скорее всего смесь, поэтому точность будет невысокая. Хотя... Если там только неизвестный газ и кислород, а кислорода мало (человек теряет сознание), то погрешность будет небольшой.

По составу атмосферы Земли: на уровне моря 78 % азота, 21 % кислорода, 0,01 % углекислоты ( эта цифра варьируется в зависимости от времени года и конкретного места ).
Как правило, в пещерах концентрация СО2 выше; в Золушке доходит аж до критичных 2,5 %.
в наших каменоломнях не превышает 1 %, и это есть не самая вредная концентрация, а во многом даже полезная, очень положительно на неокортекс действует, а вот с 1,5 % начинаются траблы с дыханием, ближе к 2 % - головная боль и тд.
С высотой падает не только давление, но и концентрация кислорода - там азота становится больше. углекислоты меньше.
На 5.000 м кислорода в персчёте к уровню моря по парциальному давлению уже около 16 % - но дышать вполне можно. Только надо аклиматизироваться. а вот на 7.000 и выше - того, не очень хорошеет... ;D

Да, для таких перепадов высот актуальна барометрическая формула. Вот это действительно сепарация.

 

[COM]

Эффект начал наблюдаться приблизительно через месяц после завершения раскопок ( шурф снизу вверх в чёрной глине ) и держится на одном уровне уже четыре года. Сам шурф представляет собой конус, расширяющийся кверху и переходящий в естественную каверну на границе раздела чёрной юры и серой четвертички. Основание конуса - шкурник. Вентиляция в конусе отсутствует напрочь. Высота от шкурника до верха конуса ( свода каверны ) в пределах 8 - 10 м. Само основание конуса находится выше пола системы на 7 - 8 м.
Недостаток кислорода ощущается уже при подъёме к шкурнику.

 

[Кот Василий]

Эффект начал наблюдаться приблизительно через месяц после завершения раскопок ( шурф снизу вверх в чёрной глине ) и держится на одном уровне уже четыре года. Сам шурф представляет собой конус, расширяющийся кверху и переходящий в естественную каверну на границе раздела чёрной юры и серой четвертички. Основание конуса - шкурник. Вентиляция в конусе отсутствует напрочь. Высота от шкурника до верха конуса ( свода каверны ) в пределах 8 - 10 м. Само основание конуса находится выше пола системы на 7 - 8 м.
Недостаток кислорода ощущается уже при подъёме к шкурнику.

1. А сколько там до поверхности? Может быть, корни?
2. Органики никакой туда не занесли в процессе (дерево, например)?
3. Правильно ли я понял, что в течение первого месяца после вскрытия полости эффекта не наблюдалось?
4. Акустические аномалии не наблюдались?

В принципе, раз здесь разрыв пласта известняка, он скорей всего обусловлен тектоническим разрывом, из которого может сифонить какой-нибудь газ (хоть бы и гелий, но он бы поглощался породой как губкой). Хотя настаивать не стану, поскольку в геологии я ноль. Да и не объясняется тот факт, что эффект стал наблюдаться только после вскрытия.
Также может быть, что в процессе вскрытия в стерильную за давностью лет полость попали аэробные микроорганизмы, начавшие поглощать кислород. Ведь в момент вскрытия воздух был нормальный?

Эх, хочу я посмотреть на это дело живьем, правда свободного времени раньше зимы не предвидится...

 

[COM]

Мы сейчас можем утонуть во флуде, лучше увидеть это диво на месте и послушать подробные отчёты о вскрытии.
Разлом локальный, заполненный чёрной юрой. Каверна образовалась при прососе юрской глины в разрыв свода каменоломни. Когда при раскопках подошли близко к ней, был свист просачивавшегося в каверну воздуха.
Мнение о гелии было бы красиво - где бы он ни выделялся. неизбежно скопится в такой ловушке... Но не поступает его в Подмосковье снизу в таких количествах. А поступление неизбежно сопровождается фоном - с которым в НП всё, слава богу, в порядке - в разы меньше, чем на поверхности.
Радона тоже те, кто искали, не обнаружили.

 

[БАС]

азот легче воздуха. Правда непонятно почему не смешивается.

 

[COM]

Могу предложить две-три причины разной сомнительности:
1. Малы поперечные размеры колокольни, и форма её обратна обычной - расширяется кверху, вход внизу узок.
2. нет никакого движения воздуха.
3. тепловое расслоение способствует несмешиванию. Так в некоторых бассейнах холодная солёная вода подстилает тёплую пресную, и они не смешиваются. Летом верхний слой серого лёсса прогревается от поверхности выше хрестоматийных +6 С, он там очень тонок. Зимой по низу этого штрека с поверхности интенсивно подсасывается холодный воздух - то есть картина примерно такая же.
Что собственно азот немного легче воздуха, да ещё влажного - факт. См. учебники. Тем более при наших средних +7,5 С.
Вот и все рассуждения. Насколько они сомнительны - судить не мне. Наши химики уверены, что это азот. Хотя поначалу грешили и на метан, и на сероводород - гипсовые глины могут их выделять.
Пытались выжечь - не получилось.

 

[Кот Василий]

Могу предложить две-три причины разной сомнительности:
1. Малы поперечные размеры колокольни, и форма её обратна обычной - расширяется кверху, вход внизу узок.
2. нет никакого движения воздуха.
3. тепловое расслоение способствует несмешиванию. Так в некоторых бассейнах холодная солёная вода подстилает тёплую пресную, и они не
смешиваются.

То - соль в воде, а то газы. Совсем разные скорости диффузии. Камни тоже друг на друге лежат, но не смешиваются. Хотя, если их сдавить, нагреть и подождать... долго... то чуть-чуть смешаются. Есть такой хрестоматийный опыт.
Несмешивание необходимо, но недостаточно.

Летом верхний слой серого лёсса прогревается от поверхности выше хрестоматийных +6 С, он там очень тонок. Зимой по низу этого штрека с поверхности интенсивно подсасывается холодный воздух - то есть картина примерно такая же.

Не хочется углубляться в физику, поэтому скажу так. Разве мало под землей вертикальных полостей? Но сабж - явление уникальное. Если бы дело было только в отсутствии циркуляции, оно встречалось бы сплошь и рядом.
Диффузия не позволяет этому проиходить. Даже газы с очень большой разницей в молекулярной массе обязательно смешиваются рано или поздно. А то как хорошо было бы решить проблему разделения изотопов! Взял трубу повыше, запаял с двух концов, заполнил UF6, подождал и готово: откачивай сверху обогащенный гексафторид урана! Шейхи были бы счастливы. (В принципе, именно этот принцип и используют, только нужны центрифуги, чтобы g сделать в тысячи (не знаю, сколько на самом деле, может сотни тысяч, считать влом) раз больше. Тогда получается "атмосфера в миниатюре" и вместо десятков километров для разделения достаточно сантиметров.)
Так что "само по себе" оно никак получиться не может. Либо что-то легкое поступает, либо кислород поглощается. Первое сомнительно, второе вполне вероятно, причин может быть много.
Сам лично видел следующее: в землю забили арматурные прутья метра на два. Грунт - глина, рыжая (уж не знаю как она называется), прутья обыкновенные, ржавые. Через неделю прутья откопали (они служили ориентиром стены котлована). Их концы были полностью освобождены от ржавчины, сизые от окалины. Кто-то ее съел (или что-то).

Что собственно азот немного легче воздуха, да ещё влажного - факт. См. учебники. Тем более при наших средних +7,5 С.
Вот и все рассуждения. Насколько они сомнительны - судить не мне. Наши химики уверены, что это азот. Хотя поначалу грешили и на метан, и на сероводород - гипсовые глины могут их выделять.
Пытались выжечь - не получилось.

Сероводород очень ядовит и имеет характерный запах. И он тяжелее воздуха, кстати.
Может быть метан, но опыты с огнем закончились бы печально. Выжечь там, где кислорода нет, не получится, однако в шкурнике, где кислород есть бабахнуло бы. Вообще, конечно, отчаянные люди пытались выжечь метан . А если б получилось? ;D

азот легче воздуха. Правда непонятно почему не смешивается.

Не может не смешиваться. Смешивается, но медленнее, чем равновесие нарушается. Также как углекислый газ скапливается в углублениях пола, а потом рассасывается, растворяется в воздухе.

 

[Freeman]

То - соль в воде, а то газы. Совсем разные скорости диффузии. Камни тоже друг на друге лежат, но не смешиваются. Хотя, если их сдавить, нагреть и подождать... долго... то чуть-чуть смешаются. Есть такой хрестоматийный опыт.

Очень удачное замечание по поводу неудачной аналогии - нехорошо сравнивать поведение газов и конденсированных фаз. В первом случае частицы очень слабо связаны, во втором эта связь имеет решающее значение.

Несмешивание необходимо, но недостаточно.Не хочется углубляться в физику, поэтому скажу так. Разве мало под землей вертикальных полостей? Но сабж - явление уникальное. Если бы дело было только в отсутствии циркуляции, оно встречалось бы сплошь и рядом.
Диффузия не позволяет этому проиходить. Даже газы с очень большой разницей в молекулярной массе обязательно смешиваются рано или поздно.

Скажем так - термодинамика оперирует здесь такой энергией, как изменение энтропии при смешивании. Система из двух расслоившихся газов может существовать, но она нестабильна, т.к. смешивание газов энергетически выгодно (велика вероятность, т.к. при этом реализуется гораздо большее число состояний), а "разделяющий" вклад гравитации по сравнению с этим ничтожен. Мы же видим вполне стабильную ситуацию, т.ч. с учетом того, что это все-таки азот, а не какой другой газ, приходится искать решение в каким-то образом происходящем обеднении по кислороду...

 

[Dolotov]

Система из двух расслоившихся газов может существовать, но она нестабильна, т.к. смешивание газов энергетически выгодно (велика вероятность, т.к. при этом реализуется гораздо большее число состояний), а "разделяющий" вклад гравитации по сравнению с этим ничтожен. Мы же видим вполне стабильную ситуацию, т.ч. с учетом того, что это все-таки азот, а не какой другой газ, приходится искать решение в каким-то образом происходящем обеднении по кислороду...

+1

 

[COM]

Ну, тогда я весь теряюсь в догадках... Было бы словно, если б кто-то разрешил эту проблему.

 

[COM]

Вообще, конечно, отчаянные люди пытались выжечь метан . А если б получилось? ;D

Ну, в НП такие кремни ходят... ;D
Хотя пытались поджечь дистанционно, разными фитилями. Всё равно не вышло: гасли на одном примерно уровне.

 

[БАС]

Мож вам сверху пробурить дырочку мелкую и трубу в неё вставить, раз неглубоко? Глядишь, за пару недель протянет.

 

[COM]

Была такая мысль, и место на поверхности определили +/- метр. Но создание вертикальной трубы с перепадом высот в 20 м зимой "положит" всю привходовую часть Системы из-за замерзания-промораживания пластов ( по этой причине и был закрыт нижний вход ЭгипеД, пришедший прошлой зимой в крайне аварийное состояние ) и уничтожит микроклимат дыры.
Интереснее разобраться с этой загадкой до конца, понять механизм образования.

 

[Dolotov]

Мож вам сверху пробурить дырочку мелкую и трубу в неё вставить, раз неглубоко? Глядишь, за пару недель протянет.

А смысл? Я так понял, что этот мешок никому не мешает, случайно туда не залезешь, а явление интересное. Другое дело, что может имело смысл взять пробу воздуха и сделать лабораторный анализ, если есть такая возможность...

 

[COM]

Это уже делалось, одним из наших химиков, но частным порядком и точных результатов для оглашения я не имею. если он сам выйдет на кавес - огласит и методики, и прочее. а так мне известнго лишь его ИМХО: "азот, и не паррьтесь". лично меня, как НЕхимика, такой ответ устраивал, да и большинство обитателей НП тож.
Но если у кого есть возможность - анализ нужно повторить на нормальном уровне. Может, механизм образования станет понятнее - таки феномен, получается... ;D
Если Freeman захочит провести это исследование - готов способствовать всем, чем будет нужно в практическом аспекте ( посещение НП, стоянка в оборудованном ПБЛ поблизости от ловушки и тд ).

 

[Кот Василий]

Но если у кого есть возможность - анализ нужно повторить на нормальном уровне. Может, механизм образования станет понятнее - таки феномен, получается... ;D
Если Freeman захочит провести это исследование - готов способствовать всем, чем будет нужно в практическом аспекте ( посещение НП, стоянка в оборудованном ПБЛ поблизости от ловушки и тд ).

Да нужно просто взять пробу воздуха (например, в пластиковую бутылку, пожамкать там ее раз двадцать, чтобы гарантировано наполнить местным воздухом) и отвезти в лабораторию. Вряд ли там что-то такое химически активное, что за время перевозки испортится. Все равно оборудование, необходимое для анализа в дыру никто не потащит.

 

[COM]

За отсутствием практиков-экспериментаторов объявляется конкурс на лучшее теоретическое обоснование механизма азотной накачки Гигиены.

 

[zayac]

COM, полностью поддерживаю твоих химиков в том что там азот, т к у угарного газа например совсем другие проявления, а в этом случае вырубает нежно и потом только болит башка (хотя эт мог быть бодун ) и не углекислый газ, он в такой концентрации дает кислый привкус во рту, и корежит от него. А накапливается азот в этом мешке по моим соображениям из-за все того же шлюзового шкурника, площадь соприкосновения двух сред мала, движения в них никакого практически, и к тому же диффузии мешают поднимающиеся по конусу и по этому шкурнику новые порции азота, которым газит черная глина, безусловно богатая всякой органикой, которая расконсервировавшись стала потихоньку разлагаться дальше.

 

[Кот Василий]

Азот в свободном виде как продукт разложения органики выделяться не может. А вот кислород поглощаться - запросто.

 

[zayac]

спасибо что поправил... ваще удивляюсь что так складно написал, вчера в угаре был полном ((( но вот вопрос, а помимо поглощения кислорода, что еще реально могет выделяться (кроме СО, СО2 и СН )