Тайны урана: ошеломляющие факты и гипотезы

Российский геолог Владимир Печенкин написал книгу «Рожденный жизнью. Уран: от атома до месторождения». В ней он рассказывает о «жизни» урана на нашей планете. Автор приходит к выводу, что появление урановых месторождений объясняется не только геологическими процессами, а прямо связано с деятельностью живых организмов.

➡️ Первый факт: уран пришел из черной дыры

Сегодня принято считать, что все элементы тяжелее железа, в том числе уран, возникли в результате взрывов сверхновых. Но недавние изыскания специалистов в этой области предполагают более экзотические процессы.

Ученые считают, что здесь замешаны так называемые примордиальные черные дыры — небольшие аналоги «обычных» черных дыр звездной массы, возникавшие в первые мгновения жизни Вселенной из особо плотных скоплений темной материи. Они обладали множеством необычных свойств, в том числе способностью проникать внутрь более крупных объектов, не разрывая их на части, как это делают обычные черные дыры.

При столкновении с пульсаром примордиальная черная дыра буквально «выедает» его изнутри. В соответствии с законами физики, уменьшение радиуса приводит к резкому возрастанию скорости вращения пульсара, да так, что от него начинают отлетать «ошметки».

Материя нейтронной звезды, обладающая сверхвысокой плотностью и полностью состоящая из нейтронов, после подобного «катапультирования» становится нестабильной и превращается в «обычную» материю, при этом рождаются атомы тяжелых элементов. Именно тогда в космосе появился и уран.

#тайныурана
@StranaRosatom

Тайны урана: ошеломляющие факты и гипотезы

Продолжаем рассказывать про книгу Владимира Печенкина «Рожденный жизнью. Уран: от атома до месторождения». В ней российский геолог рассказывает о «жизни» урана на нашей планете. Мы собрали для вас самые интересные факты.

➡️ Второй факт: изотопа ²³⁵U становится все меньше

В природе существует несколько изотопов урана, важнейшими из которых являются ²³⁸U и ²³⁵U. Первого на Земле около 99,3%, второго — всего около 0,7%. Они отличаются временем полураспада: для ²³⁸U он составляет 4,5 млрд лет, а для ²³⁵U — примерно 700 млн лет.

Это значит, что за 4,5 млрд лет количество ²³⁸U уменьшилось в два раза, а ²³⁵U — почти в 70 раз.

Да, радиоактивные изотопы могут даже «вымирать». В журнале Science в октябре 2004 года была опубликована статья американских геологов, в которой приводились доказательства былого наличия ²⁴⁴Pu в цирконах. Этот ныне исчезнувший изотоп имел период полураспада всего 82 млн лет и «вымер» в течение первых 600 млн лет после образования Земли.

#тайныурана
@StranaRosatom

Тайны урана: ошеломляющие факты и гипотезы

Новый факт из книги Владимира Печенкина «Рожденный жизнью. Уран: от атома до месторождения». В ней российский геолог рассказывает о «жизни» урана на нашей планете.

➡️ Третий факт: бактерии питались урановыми «леденцами»

Сегодня общеизвестно, что органический углерод является биокатализатором урана и способен мобилизовать и иммобилизовать его посредством осаждения, биосорбции, внутриклеточного накопления, биотрансформации и даже хелатирования.

Но на Витватерсранде (золотоурановое месторождение в ЮАР) микроорганизмы действовали совсем уж невообразимым образом. По наблюдениям, органическое вещество «рассасывает» (resorption) и «переваривает» (digestion) зерна уранинита. Заселяясь на поверхности уранового минерала, микроорганизмы вдоль микротрещин проникают в зерна, прокладывая себе путь так же, как сегодня корни растений разламывают камни и, в конце концов, растирают зерна уранинита до размера 5–7 нм.

Живое вещество, обрастая вокруг отдельных микрозерен, определяет строение формирующегося мата, являясь по существу симбиозом урана и микроорганизмов. Образующийся тухолит — яркий пример биогенного минерала.

#тайныурана
@StranaRosatom

Тайны урана: ошеломляющие факты и гипотезы

И снова рассказываем о фактах из книги Владимира Печенкина «Рожденный жизнью. Уран: от атома до месторождения».

➡️ Четвертый факт: микроводоросли первыми запустили ядерный реактор (возможно)

В Габоне обнаружили 17 природных реакторов на месторождениях Окло, Окелобондо и Бангомбе. Испанские ученые из университета Комплутенсе предположили, что их работе способствовали живые организмы.

Изучая микроводоросли Chlorophyta из отстойников и очистных сооружений на объектах отработки урановых руд, они обнаружили, что в экосистеме, где содержание урана в воде в 700–800 раз превышает предельно допустимые концентрации, 1 г высушенной биомассы Chlorophyta содержит 115 мг урана.

При сравнении изотопного состава оказалось, что содержание 235U в микроводорослях на 3,5% выше, чем в окружающих водах отстойника. То есть водоросли не просто накапливают уран, а производят его обогащение, предпочитая более активный изотоп. Отсюда гипотеза, что именно микроорганизмы могли запустить процесс ядерного деления на месторождениях в Габоне: у них было 300 млн лет, чтобы обогатить руду на отдельных участках месторождения и накопить критическую массу 235U.

По разным оценкам, реакторы работали от 150 тыс. до 600 тыс. лет. За это время выгорело около 5 т 235U и образовалось свыше 1400 кг изотопов плутония, который не «дожил» до наших дней и самоликвидировался. Ориентировочно реакторы района Окло выделили в пространство 15 тыс. мегаватт-лет тепловой энергии, а их «рабочая» мощность оценивается в 25–100 кВт⋅ч.

#тайныурана
@StranaRosatom

Тайны урана: ошеломляющие факты и гипотезы

Завершающий факт из книги Владимира Печенкина «Рожденный жизнью. Уран: от атома до месторождения». В ней геолог из России описал «жизнь» урана на нашей планете.

➡️ Пятый факт: природные ядерные реакторы, возможно, связаны с появлением митохондрий

Время действия природных ядерных реакторов — 1,8 млрд лет назад — удивительным образом совпадает с возникновением совершенно нового типа внутриклеточного строения организмов. Именно на этом коротком временном промежутке развития планеты клетки обзавелись митохондриями — собственными источниками энергии. Это привело к радикальному перелому жизни на планете — появлению эукариотической клетки с ядром внутри.

По мнению российского биолога и палеонтолога Александра Маркова, это важнейшее событие в истории Земли после возникновения жизни на ней. Биосфере понадобилось 200 млн лет эволюции, чтобы адекватно отреагировать на кислородное отравление атмосферы, и не исключено, что ядерные реакторы внесли в этот процесс свой вклад.

Могли ли в этот период работать на Земле другие природные реакторы? Вполне! Месторождения, подобные Окло, по-видимому, были не такой редкостью. Но природа не сохранила их, в очередной раз начав перемешивать континенты.

#тайныурана
@StranaRosatom