Сила разуплотнения поверхностного слоя жидких, твердых и газообразных веществ (стр. 38 )

Таким образом, на примере деревьев можно высказать гипотезу, что регулятором роста и последующего старения растений являются О–СРПС и Т–СРПС, проявляющиеся через деформации их стволов и корней в поле силы тяжести Земли под влиянием ветров или других периодических физических нагрузок. Каждый тип дерева или стебля и корней растений имеет определенную прочность в зависимости от состава и способа соединения клеток в тканях. Этот параметр заложен в генетический код молекул ДНК клетки и является постоянным для каждого вида растений. Однако практическая реализация этой прочности в природных условиях предоставлена влиянию внешних механических факторов. Конструктивно, например, древесина дуба прочнее стебля крапивы, поэтому дуб имеет вид большого дерева, а крапива – только невысокое растение. Но каждый этот представитель растительного мира в пределах своего роста от первого ростка до предельной величины проходит все стадии молодости – интенсивного роста и последующего старения и отмирания. Отмирание происходит потому, что высота ствола или стебля превысила величину предельных физических нагрузок из них, когда сила роста клеток не может преодолеть силу температурной составляющей СРПС. Причем, по-видимому, для однолетних растений это связано с понижением температуры воздуха с наступлением осени, поскольку сила действия температурной составляющей СРПС уменьшается при понижении температуры окружающей среды.

Можно предположить, что подобный механизм роста и старения действует в живых организмах, включая млекопитающих, в том числе и человека. Хорошо известно, что при интенсивных и регулярных физических упражнениях, особенно в молодом возрасте, увеличиваются объем и сила тех мышц, на которые приходятся максимальные нагрузки, подобно тому как при росте деревьев увеличивается объем биомассы в местах постоянных напряжений. Следовательно, в тканях живых организмов существует такой же механизм, регулирующий их рост. При физических упражнениях в области межклеточных соединений появляются дополнительные кратковременные микропоры и микросмещения, заполняющиеся питательными веществами. Через них улучшается обмен веществ клеток с внешней средой за счет усиления деятельности МДК-эффекта, т. е. осмотической составляющей СРПС. Это при определенной регулярности и интенсивности нагрузок может привести к усилению деления и размножения клеток и роста дополнительных мышечных волокон.

Но этот процесс свойствен только молодому растущему организму, который еще не достиг предела своего размера и роста. Однако когда человек или вообще любое живое существо достигает определенного размера, физическая нагрузка на каждую мышцу в ходе его двигательной деятельности возрастает с каждым сантиметром. Она может достичь предельного значения, когда связанная с ней деформация межклеточных соединений и самих клеток становится меньше силы роста клеток, обусловливаемой температурной составляющей СРПС. Это может происходить не только во время непосредственных явно выраженных физических движений – беге, ходьбе, поднятии тяжестей и т. д., но также и при малейших движениях тела и мышц при сидении, лежании и даже во сне, так как определенная величина тела предполагает и определенные физические нагрузки на составляющие его мышцы и кости скелета. Как только сила роста клеток становится меньше предельных физических нагрузок на мышцы, так их рост замедляется и начинается старение организма.

Таким образом, можно полагать, что непосредственно форма тела растения и живого организма, т. е. его вид и наследование признаков родителей, определяются генетическим кодом молекулы ДНК, а общие размеры тела и время его роста и старения определяются способностью биологических клеток тканей реагировать на внешние физические нагрузки тела, связанные в первую очередь с силой тяжести Земли. Росту способствует осмотическая составляющая СРПС, а препятствие росту и последующее старение создает лимитирующая их температурная составляющая СРПС.

5.7. Роль в нефтегазовой геологии в качестве механизма первичной миграции молекул углеводородов из тонкозернистых органогенных материнских пород

При образовании нефти одним из главных механизмов первичной миграции углеводородных молекул или комплексов из тонкозернистых органогенных нефтепроизводящих толщ считается диффузия под действием связанной воды. Это наиболее отчетливо показано Дж. Хантом (1982) и представляется следующим образом (с.262-264).

“Молекулы углеводородов или частицы, представляющие собой небольшие агрегаты этих молекул, обладают энергией, определяемой их положением. Так как они способны перемещаться под землей, они будут переходить из областей, где они обладают более высокой потенциальной энергией, в области, где их потенциальная энергия будет меньше. В конце концов они займут такое положение, в котором их потенциальная энергия будет минимальной, т. е. они будут окружены областями с более высокой потенциальной энергией. Рассмотрим для примера механизм диффузии под действием связанной воды. Молекулы растворенных в воде органических веществ окружены оболочками связанной воды (клатраты). Для разрушения этих оболочек, так же как и оболочек связанной воды на поверхности глинистых минералов, требуется энергия. Как показано на рис. 6.15 (здесь рис. 28 – Л. Ш.), структуры, образованные молекулами воды вокруг углеводородных комплексов, несовместимы со структурой воды у поверхности глинистых минералов. Перемещение влево углеводородного комплекса с оболочкой из молекул воды может привести к разрушению структуры воды у поверхности глинистых минералов; при движении его вправо этого не произойдет. На рисунке показана резкая граница между связанной и свободной водой; в действительности этот переход постепенный, и некоторое упорядочение взаимного расположения молекул воды наблюдается ближе к углеводородным комплексам, окруженным оболочками связанной воды. Более благоприятное положение, т. е. область низкой потенциальной энергии, будет справа, где пóра расширяется и где нарушение структуры воды, связанной с поверхностью глинистых минералов, во время движения углеводородных комплексов будет минимальным. Это значит, что существует градиент потенциальной энергии, направленный вправо; под действием этого градиента углеводородные комплексы, окруженные молекулами воды, будут стремиться переместиться в этом направлении. Важно отметить, что это перемещение может происходить без участия движения глинистых частиц или свободной воды. Другими словами, для этого перемещения молекул не требуется уплотнение осадков или движение флюидов, так что, по существу, это механизм диффузии.

Рис. 28. Миграция под действием связанной воды Уменьшение потенциальной энергии слева направо обусловлено тем, что для разрушения структуры воды, связанной на поверхности глинистых минералов, требуется энергия. Углеводороды, окруженные оболочками связанной воды, будут двигаться направо, в направлении уменьшения потенциальной энергии, в места расширения пор. Это перемещение будет происходить без участия движения глини-

стых частиц или жидкой воды: 1 – молекула воды, 2 – углеводородный комплекс

Термодинамически потеншциальная энергия углеводородного комплекса в окружающей воде выражается как его активность или миграционная способность. Высокие коэффициенты активности указывают на большую миграционную способность, в то время как низкие коэффициенты активности говорят о слабой миграционной способности. Было проведено измерение коэффициентов активности углеводородов в разных породах. Они оказались в целом выше в глинах, чем в песках, так что углеводороды стремятся перейти из глинистых слоев в песчаные. Активность углеводородной частицы связана с ее растворимостью в жидкой фазе и способностью адсорбироваться твердой фазой. Углеводород, растворенный в жидкости или связанный с минеральной поверхностью, имеет низкую активность, в то время как углеводород, отталкиваемый жидкой и твердой фазами, имеет высокую активность. Это схематически показано на рис. 6.16 (здесь рис. 29 – Л. Ш.). Цифры на этом рисунке гипотетические, но они характеризуют относительную активность разных углеводородов в разных средах. Углеводороды наименее активны в нефтяной фазе, обозначенной цифрой 1. В глине они обладают очень высокой активностью. Здесь они отталкиваются водой, связанной с поверхностями глинистых минералов. Если бы глина была пропитана нефтью, она притягивала бы молекулы углеводородов и они имели

	Рис. 29. Термодинамическая активность или миграционная спо-собность насыщенных (парафины, нефтены) и ароматических углеводородов
Гипотетические цифры характеризуют относительную миграционную способность

бы низкую активность. Насыщенные углеводороды, парафины и нафтены выталкиваются сильнее, чем ароматические. Последние обладают полярностью и небольшим сродством к молекулам воды и минералам, поэтому их миграционная способность меньше, чем миграционная способность насыщенных углеводородов. В песке активность углеводородов гораздо ниже, чем в глине”.

Изложенная модель является определенным подобием показанного мною выше механизма диффузионного флюидозамещения при образовании эндогенных месторождений, но действующего благодаря совместному действию Т-СРПС и О-СРПС. Там молекулы растворенных веществ, зарождающиеся в стенках микропор, действием О-СРПС отгоняются в более широкие трещины, где образуют коллоидные частицы, окруженные связанной водой, и затем эти частицы концентрируются до гелеподобного флюида, кристаллизующегося далее в виде рудных жил.

Но в модели, изложенной Дж. Хантом, имеется существенный недостаток, который делает ее, по существу, неработающей. Он пишет, что углеводородные молекулы двигаются под действием градиента потенциальной энергии, который существует только на границе связанной воды со свободной. Но если в глинистых породах вся вода является связанной, то там никакого градиента не будет и поэтому не будет и диффузионного движения молекул из них. Такой градиент будет существовать только на контакте глинистых пород с песчаными. Но здесь, как только приконтактовые молекулы перейдут в песчаные слои, весь процесс дальнейшего движения прекратится.