Везувий

Везувий

Везувий находится в пределах Средиземноморского подвижного пояса, простирающегося на 15 тыс. км от Западной Европы до Индонезии. Вулканический комплекс Сомма-Везувий находится в 15 км к юго-востоку от Неаполя. Он является одним из самых крупных вулканов Романской щелочной провинции. Современными геофизическими исследованиями под Везувием установлено несколько магматических камер. Одна из них приповерхностная, расположена на глубине около 3 км, вторая, более глубинная, — на глубине порядка 10—15 км. Континентальная кора под вулканом Везувий, по данным геофизических исследований и бурения, сложена толщей триасовых доломитов, мощностью до 7 км и подстилающими её породами ранних этапов развития Средиземноморского пояса, метаморфизованными в условиях фации слюдяных сланцев.

Гибель Помпеи

Помпеи — древнеримский город недалеко от Неаполя, в регионе Кампания, погребённый под слоем вулканического пепла в результате извержения Везувия 24 августа 79 года.

Предвестником извержения стало сильное землетрясение, произошедшее 5 февраля 62 года н. э. и описанное, в частности, в «Анналах» Тацита. Бедствие нанесло большой урон городу, практически все постройки в той или иной степени были повреждены. Большая часть зданий была отремонтирована, однако некоторые сохранили повреждения до самой гибели города в 79 году.

Извержение Везувия началось днём 24 августа 79 года и длилось около суток, о чём свидетельствуют некоторые сохранившиеся манускрипты «Писем» Плиния Младшего. Оно привело к гибели трёх городов — Помпеи, Геркуланум, Стабии и нескольких небольших селений и вилл. В процессе раскопок выяснилось, что в городах всё сохранилось таким, каким было до извержения. Под многометровой толщей пепла были найдены улицы, дома с полной обстановкой, останки людей и животных, которые не успели спастись. Сила извержения была такова, что пепел от него долетал даже до Египта и Сирии.

Теория ассимиляции доломитов

Особый вклад в изучение вулкана внес вулканолог Альфред Ритман, которому принадлежит первая и широко известная гипотеза образования высококалиевых лав Везувия — гипотеза ассимиляции доломитов. Исследование расплавных и флюидных включений позволило установить физико-химические параметры образования минералов лав и различных включений и ксенолитов (клинопироксена, оливина, плагиоклаза).

КАЛЬЦИЙ

Кальций встречается в природе в виде смеси шести изотопов: 40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca и 48Ca, среди которых наиболее распространённый — 40Ca — составляет 96,97 %. Ядра кальция содержат магическое число протонов: Z = 20. Изотопы 4020Ca20 и 4820Ca28 являются двумя из пяти существующих в природе дважды магических ядер.

Из шести природных изотопов кальция пять стабильны. Шестой изотоп 48Ca, самый тяжёлый из шести и весьма редкий (его изотопная распространённость равна всего 0,187 %), испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада(4,39 ± 0,58)•1019 лет.

Таблица изотопов кальция

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа (а. е. м.)	Период полураспада (T1/2)	Спин и чётность ядра (Jπ)
	Энергия возбуждения
34Ca	20	14	34,01412	35 нс	0+
35Ca	20	15	35,00494	25,7 мс	1/2+
36Ca	20	16	35,99309	102 мс	0+
37Ca	20	17	36,985870	181,1 мс	3/2+
38Ca	20	18	37,976318	440 мс	0+
39Ca	20	19	38,9707197	859,6 мс	3/2+
40Ca	20	20	39,96259098	стабилен	0+
41Ca	20	21	40,96227806	102 тыс. лет	7/2-
42Ca	20	22	41,95861801	стабилен	0+
43Ca	20	23	42,9587666	стабилен	7/2-
44Ca	20	24	43,9554818	стабилен	0+
45Ca	20	25	44,9561866	162,67 сут	7/2-
46Ca	20	26	45,9536926	стабилен	0+
47Ca	20	27	46,9545460	4,536 сут	7/2-
48Ca	20	28	47,952534	(4,39 ± 0,58)·1019 лет	0+
49Ca	20	29	48,955674	8,718 мин	3/2-
50Ca	20	30	49,957519	13,9 с	0+
51Ca	20	31	50,9615	10,0 с	3/2-
52Ca	20	32	51,96510	4,6 с	0+
53Ca	20	33	52,97005	90 мс	3/2-
54Ca	20	34	53,97435	50 мс	0+
55Ca	20	35	54,98055	30 мс	5/2-
56Ca	20	36	55,98557	10 мс	0+
57Ca	20	37	56,99236	5 мс	5/2-

КАЛИЙ

Природный калий состоит из трёх изотопов. Два из них стабильны: 39K (изотопная распространённость 93,258 %) и 41K (6,730 %). Третий изотоп 40K (0,0117 %) является бета-активным с периодом полураспада 1,251•109 лет. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра 40K, благодаря чему, например, в организме человека массой 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов. Поэтому легкодоступные в быту соединения калия (поташ, хлорид калия, калийная селитра и т. д.) можно использовать как пробные радиоактивные источники для проверки бытовых дозиметров. 40K наряду с ураном и торием считается одним из основных источников геотермальной энергии, выделяемой в недрах Земли (полная скорость энерговыделения оценивается в 40—44 ТВт). В минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, один из продуктов распада калия-40, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Таблица изотопов калия

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа (а. е. м.)	Период полураспада (T1/2)	Спин и чётность ядра
	Энергия возбуждения
32K	19	13	32,02192	1+
32mK	950 кэВ			?	4+
33K	19	14	33,00726	25 нс	3/2+
34K	19	15	33,99841	40 нс	1+
35K	19	16	34,988010	178 мс	3/2+
36K	19	17	35,981292	342 мс	2+
37K	19	18	36,97337589	1,23651 с	3/2+
38K	19	19	37,9690812	7,636 мин	3+
38m1K	130,50 кэВ			924,2 мс	0+
38m2K	3,4580 МэВ			21,98 мкс	7+
39K	19	20	38,96370668	стабилен	3/2+
40K	19	21	39,96399848	1,248·109 лет	4-
40mK	1,643639 МэВ			336 нс	0+
41K	19	22	40,96182576	стабилен	3/2+
42K	19	23	41,96240281	12,360 ч	2-
43K	19	24	42,960716	22,3 ч	3/2+
44K	19	25	43,96156	22,13 мин	2-
45K	19	26	44,960699	17,3 мин	3/2+
46K	19	27	45,961977	105 с	2-
47K	19	28	46,961678	17,50 с	1/2+
48K	19	29	47,965514	6,8 с	2-
49K	19	30	48,96745	1,26 с	3/2+
50K	19	31	49,97278	472 мс	1-
51K	19	32	50,97638	365 мс	3/2+
52K	19	33	51,98261	105 мс	2-
53K	19	34	52,98712	30 мс	3/2+
54K	19	35	53,99420	10 мс	2-
55K	19	36	54,99971	3 мс	3/2+

Холодный термоядерный синтез

Источником энергии вулкана является холодный термоядерный синтез. Кальций имеет наиболее распространённый изотоп 40Ca — составляет 96,97 %. Захватив холодный нейтрон 40Ca превращается в 41K.

Масса:

40Ca =39,96259098 а. е. м

41K = 40,96182576 а. е. м

n= 1,008664915 88 а. е. м

Дефект массы 0,009430135 а. е. м

Проверка теории ассимиляции доломитов

Распространенность 41K в природе составляет 6,730 %, если в продуктах извержения его содержание будет существенно превышать данную величину, то это будет подтверждение протекания холодного термоядерного синтеза.