Учёные приручили огненный смерч — он сжигает нефтяные пятна в океане на 40% быстрее и чище

Когда в открытом море происходит масштабная авария на танкере или буровой платформе, у спасателей практически нет хороших решений. Они могут либо оставить нефтяное пятно медленно расползаться по воде, уничтожая прибрежную флору и фауну, либо поджечь его прямо на поверхности, что порождает массу новых проблем. В небо поднимаются огромные клубы едкого дыма, атмосфера загрязняется тоннами сажи, а на воде остаётся слой токсичного смолистого остатка, который всё равно вредит морским обитателям. Американские учёные предложили принципиально иной подход — использовать управляемый огненный смерч. И первые эксперименты доказали: это работает.

Авторы нового исследования, опубликованного в научном журнале «Фьюэл», провели первый в истории масштабный эксперимент с «приручённым» огненным торнадо. Научную работу возглавили Элейн Оран и Цинчэн Ван из Техасского университета A&M в сотрудничествии с Майклом Голлнером из Калифорнийского университета в Беркли. Им удалось доказать, что этот грозный природный феномен может работать на благо природы.

Как построить огненный смерч в лаборатории

Для опытов инженеры возвели специальную треугольную конструкцию высотой около пяти метров с тремя регулируемыми стенами. Эти стены позволяли с ювелирной точностью направлять потоки воздуха. Внутри конструкции, точно по центру, установили круглый резервуар диаметром полтора метра, куда залили воду и сырую нефть. После поджога установка успешно закрутила и стабилизировала огненный столб высотой почти пять с половиной метров.

Физический принцип работы такого смерча напоминает тягу в обычной печной трубе, но в масштабах разрушительного торнадо. Вращающийся огненный столб засасывает колоссальные объёмы кислорода снизу, благодаря чему пламя становится невероятно горячим. В таких экстремальных условиях нефть сгорает стремительно и практически без остатка, не успевая превратиться в токсичную смолу.

Цифры, которые говорят сами за себя

Итоги лабораторных тестов превзошли ожидания исследователей. Огненный вихрь уничтожал нефтяную плёнку примерно на сорок процентов быстрее, чем обычное поджигание нефтяного пятна на воде. И ровно на столько же снизил выбросы сажи в атмосферу. При этом общая эффективность сгорания топлива достигла впечатляющих девяноста пяти процентов. Для сравнения: при обычном сжигании этот показатель колеблется от шестидесяти до восьмидесяти процентов.

Элейн Оран подчеркнула, что подобная скорость даёт экстренным службам самое главное преимущество в условиях катастрофы — время. Быстрая ликвидация пятна позволяет перехватить нефть в открытом море до того, как ветер и течения пригонят её к уязвимым прибрежующим экосистемам и заповедным зонам. Каждый час промедления в такой ситуации может стоить жизни тысячам морских животных и птиц.

Главная проблема: огненный смерч капризен

У новой технологии есть и уязвимое место — сложность управления. Огненный смерч оказался крайне капризным явлением. Сильный порыв морского ветра может легко разрушить или потушить вращающийся столб. При слабом потоке воздуха вихрь просто не сформируется. Кроме того, на процесс влияет толщина нефтяного слоя: слишком глубокий слой нефти может погасить пламя раньше времени. Учёным приходится искать идеальный баланс условий — как золотосерединный путь.

Что дальше

В будущем авторы разработки планируют создать компактные мобильные установки, которые можно будет оперативно доставлять в зону бедствия и разворачивать прямо над горящей нефтью в океане. Искусственно вызывать вихрь по первому требованию. Если это удастся, у спасателей впервые появится инструмент, который сочетает скорость, эффективность и относительную экологичность. Огненный смерч, который на протяжении всей истории человечества ассоциировался с разрушением и хаосом, может стать защитником океана. Это не парадокс. Это инженерия. И, возможно, именно она спасёт тысячи километров береговой линии от нефтяной смерти. Вопрос только в том, успеют ли учёные до следующей катастрофы.