Temperatura medie a solului pe lună. Temperatura din interiorul Pământului

Temperatura se schimbă cu adâncimea. Datorită furnizării inegale de căldură solară, suprafața pământului se încălzește uneori și uneori se răcește. Aceste fluctuații de temperatură pătrund foarte puțin adânc în grosimea Pământului. Astfel, fluctuațiile zilnice la o adâncime de 1 m de obicei aproape că nu se mai simt. În ceea ce privește fluctuațiile anuale, acestea pătrund la diferite adâncimi: în țările calde până la 10-15 m, iar în țările cu ierni reci și veri fierbinți până la 25-30 și chiar 40 m. Mai adânc 30-40 m Deja peste tot pe Pământ temperatura rămâne neschimbată. De exemplu, un termometru amplasat la subsolul Observatorului din Paris a indicat întotdeauna 11°.85C timp de peste 100 de ani.

Un strat cu o temperatură constantă este observat pe tot globul și se numește centură de temperatură constantă sau neutră. Adâncimea acestei centuri, în funcție de condiții climatice este diferită, iar temperatura este aproximativ egală cu temperatura medie anuală a unui loc dat.

Când pătrundeți mai adânc în Pământ, sub un strat de temperatură constantă, se observă de obicei o creștere treptată a temperaturii. Acest lucru a fost observat pentru prima dată de muncitorii din minele de adâncime. Acest lucru a fost observat și la așezarea tunelurilor. De exemplu, la așezarea tunelului Simplon (în Alpi), temperatura a crescut la 60 °, ceea ce a creat dificultăți considerabile în muncă. Temperaturi chiar mai ridicate sunt observate în forajele adânci. Un exemplu este fântâna Chukhovskaya (Silezia Superioară), în care la o adâncime de 2220 m temperatura a fost peste 80° (83°, 1), etc. Pe baza multor observații făcute în diverse locuri de pe Pământ, s-a putut stabili că în medie, cu adânciri la fiecare 33 m temperatura creste cu 1°C.

Se numește numărul de metri de care aveți nevoie pentru a pătrunde mai adânc în Pământ pentru ca temperatura să crească cu 1°C pas geotermal. Etapa geotermală nu este aceeași în cazuri diferite și cel mai adesea variază de la 30 la 35 m.În unele cazuri, aceste fluctuații pot fi mai mari. De exemplu, în statul Michigan (SUA), într-una dintre forajele situate în apropierea lacului. Michigan, etapa geotermală s-a dovedit a fi nu 33, dar 70 m. Dimpotrivă, o treaptă geotermală foarte mică a fost observată într-una dintre fântânile din Mexic, acolo, la o adâncime de 670. m apă a apărut cu o temperatură de 70°. Astfel, etapa geotermală s-a dovedit a fi doar aproximativ 12 m. Mici pași geotermici se observă și în zonele vulcanice, unde la adâncimi mici pot exista încă straturi nerăcite de roci magmatice. Dar toate astfel de cazuri nu sunt atât reguli, cât excepții.

Există multe motive care influențează stadiul geotermal. (Pe lângă cele de mai sus, putem sublinia diferitele conductivitati termice ale rocilor, natura apariției straturilor etc.

Mare importanță distributia temperaturilor depinde de teren. Acesta din urmă poate fi văzut clar în desenul atașat (Fig. 23), înfățișând o secțiune transversală a Alpilor de-a lungul liniei tunelului Simplon, cu geoizoterme punctate (adică, linii de temperaturi egale în interiorul Pământului). Geoizotermele de aici par să urmeze relieful, dar odată cu adâncimea influența reliefului scade treptat. (Înclinarea puternică în jos a geoizotermelor de la Balle se datorează circulației puternice a apei observată aici.)

Temperatura Pământului la adâncimi mari. Observații ale temperaturilor în foraje, a căror adâncime depășește rar 2-3 km, Desigur, ei nu pot da o idee despre temperaturile straturilor mai profunde ale Pământului. Dar aici ne vin în ajutor niște fenomene din viață. Scoarta terestra. Vulcanismul este unul dintre aceste fenomene. Vulcanii, răspândiți pe suprafața pământului, aduc lavă topită la suprafața pământului, a cărei temperatură este de peste 1000°. Prin urmare, la adâncimi mari avem temperaturi care depășesc 1000°.

A fost o vreme când oamenii de știință, pe baza stadiului geotermal, încercau să calculeze adâncimea la care astfel de temperaturi mari, ca 1000-2000°. Cu toate acestea, astfel de calcule nu pot fi considerate suficient de fundamentate. Observațiile făcute asupra temperaturii unei mingi de bazalt care se răcește și calculele teoretice dau motive să spunem că mărimea treptei geotermale crește odată cu adâncimea. Dar în ce măsură și în ce profunzime are loc o astfel de creștere, nici nu putem spune încă.

Dacă presupunem că temperatura crește continuu cu adâncimea, atunci în centrul Pământului ar trebui măsurată în zeci de mii de grade. La astfel de temperaturi, toate rocile cunoscute de noi ar trebui să se transforme în stare lichidă. Adevărat, există o presiune enormă în interiorul Pământului și nu știm nimic despre starea corpurilor la astfel de presiuni. Cu toate acestea, nu avem nicio dovadă care să spună că temperatura crește continuu odată cu adâncimea. Acum majoritatea geofizicienilor ajung la concluzia că temperatura din interiorul Pământului cu greu poate fi mai mare de 2000°.

Surse de căldură. În ceea ce privește sursele de căldură care determină temperatura internă a Pământului, acestea pot fi diferite. Pe baza ipotezelor care consideră că Pământul este format dintr-o masă fierbinte și topită, căldura internă ar trebui considerată căldura reziduală a unui corp care se răcește de la suprafață. Cu toate acestea, există motive să credem că cauza temperaturii interne ridicate a Pământului poate fi descompunerea radioactivă a uraniului, toriului, actinouraniului, potasiului și a altor elemente conținute în roci. Elementele radioactive sunt distribuite în mare parte în rocile acide de pe suprafața Pământului; mai puține dintre ele se găsesc în rocile de bază adânci. În același timp, rocile de bază sunt mai bogate în ele decât meteoriții de fier, care sunt considerați fragmente ale părților interne ale corpurilor cosmice.

În ciuda cantității mici de substanțe radioactive din roci și a descompunerii lor lente, cantitatea totală de căldură rezultată din dezintegrarea radioactivă este mare. geolog sovietic V. G. Khlopin a calculat că elementele radioactive conținute în învelișul superior de 90 de kilometri a Pământului sunt suficiente pentru a acoperi pierderile de căldură de pe planetă prin radiații. Alături de dezintegrarea radioactivă energie termală eliberat când materia Pământului este comprimată, când reacții chimiceși așa mai departe.

Imaginați-vă o casă care este întotdeauna întreținută temperatura confortabila, dar sistemele de încălzire și răcire nu sunt vizibile. Acest sistem funcționează eficient, dar nu necesită întreținere complexă sau cunoștințe speciale din partea proprietarilor.

Aerul este proaspăt, se aud ciripitul păsărilor și vântul jucându-se leneș cu frunzele de pe copaci. Casa primește energie de la pământ, la fel cum frunzele primesc energie de la rădăcini. O poză minunată, nu-i așa?

Sistemele geotermale de încălzire și răcire fac din această viziune o realitate. Un sistem geotermal HVAC (încălzire, ventilație și aer condiționat) folosește temperatura solului pentru a oferi încălzire iarna și răcire vara.

Cum funcționează încălzirea și răcirea geotermală

Temperatura mediu inconjurator se schimbă odată cu schimbarea anotimpurilor, dar temperatura subterană nu se modifică atât de semnificativ datorită proprietăților izolante ale pământului. La o adâncime de 1,5-2 metri temperatura rămâne relativ constantă pe tot parcursul anului. Un sistem geotermal constă în mod obișnuit dintr-un echipament intern de tratare, un sistem de conducte subterane numit buclă subterană și/sau o pompă pentru circulația apei. Sistemul folosește temperatura constantă a pământului pentru a furniza energie „curată și liberă”.

(Nu confundați conceptul de sistem NVC geotermal cu „energie geotermală” - un proces în care electricitatea este produsă direct din temperaturile ridicate din sol. Acesta din urmă utilizează un alt tip de echipament și diferite procese, al căror scop este de obicei pentru a încălzi apa până la punctul de fierbere.)

Conductele care alcătuiesc bucla subterană sunt de obicei realizate din polietilenă și pot fi instalate orizontal sau vertical în subteran, în funcție de teren. Dacă un acvifer este accesibil, inginerii pot proiecta un sistem „în buclă deschisă” prin forarea unui puț până la apa subterană. Apa este pompată, trecută printr-un schimbător de căldură și apoi reinjectată în același acvifer prin „reinjectare”.

Iarna, apa care trece printr-o buclă subterană absoarbe căldura pământului. Echipamentul intern crește și mai mult temperatura și o distribuie în întreaga clădire. Este ca un aparat de aer condiționat care funcționează invers. În timpul verii, un sistem HVAC geotermal atrage apă la temperatură înaltă din clădire și o transportă printr-o buclă/pompă subterană către un puț de reinjecție, unde apa curge în solul/acviferul mai rece.

Spre deosebire de sistemele convenționale de încălzire și răcire, sistemele geotermale HVAC nu folosesc combustibili fosili pentru a genera căldură. Pur și simplu iau căldură din pământ. În mod obișnuit, electricitatea este utilizată numai pentru a acționa ventilatorul, compresorul și pompa.

Există trei componente principale într-un sistem geotermal de răcire și încălzire: pompa de căldură, fluidul de schimb de căldură (sistem în buclă deschisă sau în buclă închisă) și sistemul de alimentare cu aer (sistem de conducte).

Pentru pompele de căldură geotermale, precum și pentru toate celelalte tipuri de pompe de căldură, a fost măsurat raportul dintre acțiunea lor utilă și energia cheltuită pentru această acțiune (eficiență). Majoritatea sistemelor de pompe de căldură geotermale au o eficiență de 3,0 până la 5,0. Aceasta înseamnă că sistemul transformă o unitate de energie în 3-5 unități de căldură.

Sistemele geotermale nu necesită întreținere ridicată. Instalată corect, ceea ce este foarte important, o buclă subterană poate servi bine pentru câteva generații. Ventilatorul, compresorul și pompa sunt adăpostite în interior și protejate de condițiile meteorologice în schimbare, astfel încât durata lor de viață poate dura mulți ani, adesea decenii. Verificările periodice de rutină, înlocuirea la timp a filtrului și curățarea anuală a bobinei sunt singura întreținere necesară.

Experiență în utilizarea sistemelor geotermale NVC

Sistemele geotermale NVC au fost utilizate de peste 60 de ani în întreaga lume. Ei lucrează cu natura, nu împotriva ei și nu emit gaze cu efect de seră (după cum am menționat mai devreme, folosesc mai puțină energie electrică pentru că profită de temperatura constantă a pământului).

Sistemele geotermale HVAC devin din ce în ce mai multe atribute ale caselor ecologice, ca parte a mișcării în creștere a clădirilor verzi. Proiectele ecologice au reprezentat 20% din toate casele construite în SUA anul trecut. Un articol din Wall Street Journal estimează că până în 2016, bugetul clădirilor verzi va crește de la 36 de miliarde de dolari pe an la 114 de miliarde de dolari. Aceasta va reprezenta 30-40% din întreaga piață imobiliară.

Dar majoritatea informațiile despre încălzirea și răcirea geotermală se bazează pe date învechite sau pe mituri nefondate.

Distrugerea miturilor despre sistemele NVC geotermale

1. Sistemele geotermale NVC nu sunt o tehnologie regenerabilă deoarece folosesc energie electrică.

Realitate: Sistemele geotermale HVAC folosesc doar o unitate de electricitate pentru a produce până la cinci unități de răcire sau încălzire.

2. Energia solară și energia eoliană sunt tehnologii regenerabile mai favorabile în comparație cu sistemele NVC geotermale.

Realitate: Sistemele geotermale HVAC pentru un dolar generează de patru ori mai mulți kilowați-oră decât produce energia solară sau eoliană pentru același dolar. Aceste tehnologii pot, desigur, să joace un rol important pentru mediu, dar un sistem NVC geotermal este adesea cea mai eficientă și economică modalitate de a reduce impactul asupra mediului.

3. Un sistem NVC geotermal necesită mult spațiu pentru a găzdui conductele subterane din polietilenă cu buclă.

Realitate: În funcție de teren, bucla subterană poate fi verticală, ceea ce înseamnă că este necesară o suprafață mică. Dacă există un acvifer accesibil, atunci sunt necesari doar câțiva metri pătrați de suprafață. Rețineți că apa se întoarce în același acvifer din care a fost preluată după ce a trecut prin schimbătorul de căldură. Astfel, apa nu este scursă și nu poluează acviferul.

4. Pompele de căldură geotermale NVK sunt zgomotoase.

Adevărat: Sistemele sunt foarte silențioase și nu există echipamente afară pentru a evita deranjarea vecinilor.

5. Sistemele geotermale se uzează în cele din urmă.

Realitate: Buclele subterane pot dura generații. Echipamentul de schimb de căldură durează de obicei zeci de ani, deoarece este protejat în interior. Când vine momentul înlocuirii echipamentelor, costul de înlocuire este mult mai mic decât un nou sistem geotermal, deoarece bucla subterană și puțul sunt cele mai scumpe părți. Noile soluții tehnice elimină problema reținerii căldurii în sol, astfel încât sistemul poate schimba temperaturi în cantități nelimitate. Au existat cazuri în trecut de sisteme nedimensionate care de fapt au supraîncălzit sau au subrăcit pământul până la punctul în care nu mai era diferența de temperatură necesară pentru ca sistemul să funcționeze.

6. Sistemele geotermale NVC funcționează doar pentru încălzire.

Realitate: funcționează la fel de eficient pentru răcire și pot fi proiectate astfel încât să nu fie nevoie de o sursă suplimentară de căldură de rezervă. Deși unii clienți decid că este mai rentabil să aibă un sistem mic de rezervă pentru perioadele cele mai reci. Aceasta înseamnă că bucla lor subterană va fi mai mică și, prin urmare, mai ieftină.

7. Sistemele geotermale HVAC nu pot incalzi simultan apa pentru uz casnic, incalzi apa din piscina si incalzeste casa.

Realitate: Sistemele pot fi proiectate pentru a îndeplini mai multe funcții simultan.

8. Sistemele geotermale NVC poluează pământul cu agenți frigorifici.

Realitate: Majoritatea sistemelor folosesc doar apă în bucle.

9. Sistemele geotermale NVC folosesc multă apă.

Realitate: sistemele geotermale de fapt nu folosesc apă. Dacă apa subterană este folosită pentru a schimba temperatura, atunci toată apa se întoarce în același acvifer. Au existat într-adevăr unele sisteme folosite în trecut care iroseau apa după ce a trecut prin schimbătorul de căldură, dar astfel de sisteme sunt cu greu folosite astăzi. Dacă priviți problema din punct de vedere comercial, sistemele geotermale NVC economisesc de fapt milioane de litri de apă care s-ar evapora în sistemele tradiționale.

10. Tehnologia geotermală NVC nu este fezabilă din punct de vedere financiar fără stimulente fiscale de stat și regionale.

Realitate: stimulentele de stat și regionale reprezintă de obicei 30 până la 60 la sută din costul total al unui sistem geotermal, ceea ce poate aduce adesea prețul inițial la aproape același nivel ca echipamentul convențional. Sistemele standard de aer HVAC costă aproximativ 3.000 USD per tonă de căldură sau rece (casele folosesc de obicei una până la cinci tone). Prețul sistemelor geotermale NVC variază de la aproximativ 5.000 USD pe tonă până la 8.000-9.000 USD. Cu toate acestea, noile metode de instalare reduc semnificativ costurile, până la prețurile sistemelor convenționale.

Reducerile de costuri pot fi realizate și prin reduceri la echipamente de uz public sau comercial, sau chiar comenzi mari de natură rezidențială (în special de la mărci mari precum Bosch, Carrier și Trane). Buclele deschise, folosind o pompă și puțul de reinjecție, sunt mai ieftin de instalat decât sistemele cu buclă închisă.

Pe baza materialelor de la: energyblog.nationalgeographic.com

Kirill Degtyarev, cercetător, Moscova Universitate de stat lor. M. V. Lomonosov.

În țara noastră, bogată în hidrocarburi, energia geotermală este un fel de resursă exotică, care, dată fiind situația actuală, este puțin probabil să concureze cu petrolul și gazele. Cu toate acestea, acest tip alternativ de energie poate fi folosit aproape peste tot și destul de eficient.

Fotografie de Igor Konstantinov.

Modificări ale temperaturii solului cu adâncimea.

O creștere a temperaturii apelor termale și a rocilor uscate care le conțin cu adâncime.

Temperatura se schimbă cu adâncimea în diferite regiuni.

Erupția vulcanului islandez Eyjafjallajokull este o ilustrare a proceselor vulcanice violente care au loc în zonele tectonice și vulcanice active, cu un flux puternic de căldură din intestinele pământului.

Puterile instalate ale centralelor geotermale pe tara, MW.

Distribuția resurselor geotermale în toată Rusia. Rezervele de energie geotermală, conform experților, sunt de câteva ori mai mari decât rezervele de energie ale combustibililor organici fosili. Potrivit Societății de Energie Geotermală.

Energia geotermală este căldura din interiorul pământului. Se produce în adâncuri și ajunge la suprafața Pământului sub diferite forme și cu intensități diferite.

Temperatura straturilor superioare ale solului depinde în principal de factori externi (exogeni) - iluminarea solară și temperatura aerului. Vara și ziua, solul se încălzește la anumite adâncimi, iar iarna și noaptea se răcește în urma schimbărilor de temperatură a aerului și cu o oarecare întârziere care crește odată cu adâncimea. Influența fluctuațiilor zilnice ale temperaturii aerului se termină la adâncimi de la câțiva până la câteva zeci de centimetri. Fluctuațiile sezoniere afectează straturile mai adânci de sol - până la zeci de metri.

La o anumită adâncime - de la zeci la sute de metri - temperatura solului rămâne constantă, egală cu temperatura medie anuală a aerului de la suprafața Pământului. Puteți verifica cu ușurință acest lucru coborând într-o peșteră destul de adâncă.

Când temperatura medie anuală aerul dintr-o anumită zonă este sub zero, acesta se manifestă ca permafrost (mai precis, permafrost). ÎN Siberia de Est Grosimea, adică grosimea, a solurilor înghețate pe tot parcursul anului ajunge pe alocuri la 200-300 m.

De la o anumită adâncime (diferită pentru fiecare punct de pe hartă), acțiunea Soarelui și a atmosferei slăbește atât de mult încât factorii endogeni (interni) vin pe primul loc și interiorul pământului se încălzește din interior, astfel încât temperatura începe să crească cu profunzime.

Încălzirea straturilor profunde ale Pământului este asociată în principal cu dezintegrarea elementelor radioactive situate acolo, deși alte surse de căldură mai sunt numite, de exemplu, procese fizico-chimice, tectonice în straturile profunde ale scoarței și mantalei terestre. Dar indiferent de motiv, temperatura rocilor și a substanțelor lichide și gazoase asociate crește odată cu adâncimea. Minerii se confruntă cu acest fenomen - este întotdeauna cald în minele adânci. La o adâncime de 1 km, căldura de treizeci de grade este normală, iar mai adânc temperatura este și mai mare.

Fluxul de căldură din interiorul Pământului care ajunge la suprafața Pământului este mic - în medie puterea sa este de 0,03-0,05 W/m2,
sau aproximativ 350 Wh/m2 pe an. Pe fondul fluxului de căldură de la Soare și al aerului încălzit de acesta, aceasta este o valoare inobservabilă: Soarele oferă fiecărui metru pătrat de suprafață terestră aproximativ 4000 kWh anual, adică de 10.000 de ori mai mult (desigur, acesta este în medie, cu o răspândire uriașă între latitudinile polare și ecuatoriale și în funcție de alți factori climatici și meteorologici).

Nesemnificația fluxului de căldură din interior spre suprafață în cea mai mare parte a planetei este asociată cu conductibilitatea termică scăzută a rocilor și particularitățile structurii geologice. Dar există și excepții - locuri în care fluxul de căldură este mare. Acestea sunt, în primul rând, zone de falii tectonice, activitate seismică crescută și vulcanism, unde energia din interiorul pământului își găsește o ieșire. Astfel de zone sunt caracterizate de anomalii termice ale litosferei; aici fluxul de căldură care ajunge la suprafața Pământului poate fi de câteva ori și chiar ordine de mărime mai puternic decât „obișnuit”. Erupțiile vulcanice și izvoarele termale aduc cantități enorme de căldură la suprafață în aceste zone.

Acestea sunt zonele cele mai favorabile pentru dezvoltarea energiei geotermale. Pe teritoriul Rusiei, acestea sunt, în primul rând, Kamchatka, Insulele Kurile și Caucazul.

În același timp, dezvoltarea energiei geotermale este posibilă aproape peste tot, deoarece creșterea temperaturii cu adâncimea este un fenomen universal, iar sarcina este de a „extrage” căldura din adâncuri, la fel cum de acolo se extrag materiile prime minerale.

În medie, temperatura crește cu adâncimea cu 2,5-3 o C la fiecare 100 m. Raportul dintre diferența de temperatură dintre două puncte situate la adâncimi diferite și diferența de adâncime dintre ele se numește gradient geotermal.

Valoarea reciprocă este treapta geotermală sau intervalul de adâncime la care temperatura crește cu 1 o C.

Cu cât gradientul este mai mare și, în consecință, cu cât etapa este mai mică, cu atât căldura adâncimii Pământului iese la suprafață mai aproape și cu atât această zonă este mai promițătoare pentru dezvoltarea energiei geotermale.

În diferite zone, în funcție de structura geologică și alte regionale și condiţiile locale, rata de creștere a temperaturii cu adâncimea poate varia brusc. La scara Pământului, fluctuațiile amplitudinii gradienților și treptelor geotermale ajung la 25 de ori. De exemplu, în Oregon (SUA) gradientul este de 150 o C la 1 km, iar în Africa de Sud - 6 o C la 1 km.

Întrebarea este, care este temperatura la adâncimi mari - 5, 10 km sau mai mult? Dacă tendința continuă, temperatura la o adâncime de 10 km ar trebui să fie în medie de aproximativ 250-300 o C. Acest lucru este mai mult sau mai puțin confirmat de observațiile directe în puțuri ultra-adânci, deși imaginea este mult mai complicată decât o creștere liniară a temperaturii. .

De exemplu, în puțul superadânc Kola, forat în scutul cristalin baltic, temperatura la o adâncime de 3 km se modifică cu o rată de 10 o C/1 km, iar apoi gradientul geotermal devine de 2-2,5 ori mai mare. La o adâncime de 7 km s-a înregistrat deja o temperatură de 120 o C, la 10 km - 180 o C, iar la 12 km - 220 o C.

Un alt exemplu este o sondă forată în regiunea Caspică de Nord, unde la adâncimea de 500 m s-a înregistrat o temperatură de 42 o C, la 1,5 km - 70 o C, la 2 km - 80 o C, la 3 km - 108 o C. .

Se presupune că gradientul geotermal scade începând de la o adâncime de 20-30 km: la o adâncime de 100 km temperaturile estimate sunt de aproximativ 1300-1500 o C, la o adâncime de 400 km - 1600 o C, în miezul Pământului. (adâncimi mai mari de 6000 km) - 4000-5000 o CU.

La adâncimi de până la 10-12 km, temperatura se măsoară prin puțuri forate; acolo unde nu sunt prezente, se determină prin semne indirecte la fel ca la adâncimi mai mari. Astfel de semne indirecte poate fi natura trecerii undelor seismice sau temperatura lavei care erupe.

Cu toate acestea, în scopul energiei geotermale, datele privind temperaturile la adâncimi mai mari de 10 km nu sunt încă de interes practic.

Există multă căldură la adâncimi de câțiva kilometri, dar cum să o ridicați? Uneori, natura însăși ne rezolvă această problemă cu ajutorul unui lichid de răcire natural - ape termale încălzite care ies la suprafață sau zac la o adâncime accesibilă nouă. În unele cazuri, apa din adâncuri este încălzită până la starea de abur.

Nu există o definiție strictă a conceptului de „ape termale”. De regulă, ele înseamnă apele subterane fierbinți în stare lichida sau sub formă de abur, inclusiv cei care vin la suprafața Pământului cu o temperatură de peste 20 o C, adică, de regulă, mai mare decât temperatura aerului.

Cald panza freatica, abur, amestecuri abur-apă - aceasta este energie hidrotermală. În consecință, energia bazată pe utilizarea sa se numește hidrotermală.

Situația este mai complicată cu extragerea căldurii direct din roci uscate - energie petrotermală, mai ales că temperaturile destul de ridicate, de regulă, încep de la adâncimi de câțiva kilometri.

Pe teritoriul Rusiei, potențialul energiei petrotermale este de o sută de ori mai mare decât cel al energiei hidrotermale - 3500, respectiv 35 trilioane de tone. combustibil standard. Acest lucru este destul de natural - căldura adâncurilor Pământului este disponibilă peste tot, iar apele termale se găsesc local. Cu toate acestea, din cauza unor dificultăți tehnice evidente, apele termale sunt utilizate în prezent mai ales pentru a genera căldură și electricitate.

Apa cu temperaturi de la 20-30 la 100 o C este potrivită pentru încălzire, cu temperaturi de la 150 o C și peste - și pentru generarea de energie electrică la centralele geotermale.

În general, resursele geotermale din Rusia, în ceea ce privește tone de combustibil echivalent sau orice altă unitate de măsură a energiei, sunt de aproximativ 10 ori mai mari decât rezervele de combustibili fosili.

Teoretic, numai energia geotermală ar putea satisface pe deplin nevoile energetice ale țării. Aproape aprins acest momentîn cea mai mare parte a teritoriului său, acest lucru nu este fezabil din motive tehnice și economice.

În lume, utilizarea energiei geotermale este asociată cel mai adesea cu Islanda, o țară situată la capătul nordic al creastului Mid-Atlantic, într-o zonă tectonică și vulcanică extrem de activă. Toată lumea își amintește probabil erupția puternică a vulcanului Eyjafjallajökull din 2010.

Datorită acestui specific geologic, Islanda are rezerve uriașe de energie geotermală, inclusiv izvoare termale care ies la suprafața Pământului și chiar țâșnesc sub formă de gheizere.

În Islanda, peste 60% din toată energia consumată în prezent provine de pe Pământ. Sursele geotermale asigură 90% din încălzire și 30% din generarea de energie electrică. Să adăugăm că restul energiei electrice a țării este produsă de centrale hidroelectrice, adică folosind și o sursă de energie regenerabilă, făcând Islanda să arate ca un fel de standard de mediu global.

Domesticizarea energiei geotermale în secolul al XX-lea a ajutat în mod semnificativ Islanda să intre din punct de vedere economic. Până la jumătatea secolului trecut, a fost o țară foarte săracă, acum ocupând primul loc în lume în ceea ce privește capacitatea instalată și producția de energie geotermală pe cap de locuitor și se află în top zece în ceea ce privește capacitatea instalată absolută a centralelor geotermale. . Cu toate acestea, populația sa este de doar 300 de mii de oameni, ceea ce simplifică sarcina de a trece la surse de energie ecologice: nevoia este în general mică.

Pe lângă Islanda, o pondere mare a energiei geotermale în soldul total al producției de electricitate este furnizată în Noua Zeelandă și state insulare Asia de Sud-Est (Filipine și Indonezia), America Centrală și Africa de Est, al căror teritoriu se caracterizează și prin activitate seismică și vulcanică ridicată. Pentru aceste țări, la nivelul lor actual de dezvoltare și nevoi, energia geotermală aduce o contribuție semnificativă la dezvoltarea socio-economică.

(Urmeaza finalul.)

Temperatura din interiorul pământului este cel mai adesea un indicator destul de subiectiv, deoarece temperatura exactă poate fi dată numai în locuri accesibile, de exemplu, în fântâna Kola (adâncime 12 km). Dar acest loc aparține părții exterioare a scoarței terestre.

Temperaturi la diferite adâncimi ale Pământului

După cum au descoperit oamenii de știință, temperatura crește cu 3 grade la fiecare 100 de metri adâncime în Pământ. Această cifră este constantă pentru toate continentele și părțile globului. Această creștere a temperaturii are loc în partea superioară a scoarței terestre, aproximativ primii 20 de kilometri, apoi creșterea temperaturii încetinește.

Cea mai mare creștere a fost înregistrată în Statele Unite, unde temperaturile au crescut cu 150 de grade la 1.000 de metri adâncime în pământ. Cea mai lentă creștere a fost înregistrată în Africa de Sud, termometrul urcând doar cu 6 grade Celsius.

La o adâncime de aproximativ 35-40 de kilometri, temperatura oscilează în jurul a 1400 de grade. Limita dintre manta și miezul exterior la o adâncime de 25 până la 3000 km se încălzește de la 2000 la 3000 de grade. Miezul interior este încălzit la 4000 de grade. Temperatura din chiar centrul Pământului, conform celor mai recente informații obținute în urma unor experimente complexe, este de aproximativ 6000 de grade. Soarele se poate lăuda cu aceeași temperatură la suprafața sa.

Temperaturile minime și maxime ale adâncimii Pământului

Atunci când se calculează temperaturile minime și maxime din interiorul Pământului, datele din centura de temperatură constantă nu sunt luate în considerare. În această zonă temperatura este constantă pe tot parcursul anului. Centura este situată la o adâncime de 5 metri (tropice) și până la 30 de metri (latitudini mari).

Temperatura maximă a fost măsurată și înregistrată la o adâncime de aproximativ 6000 de metri și a fost de 274 de grade Celsius. Temperatura minimă din interiorul pământului se înregistrează în principal în regiunile nordice ale planetei noastre, unde chiar și la o adâncime de peste 100 de metri termometrul arată temperaturi sub zero.

De unde vine căldura și cum este distribuită în interiorul planetei?

Căldura din interiorul pământului provine din mai multe surse:

1) Dezintegrarea elementelor radioactive;

2) Diferențierea gravitațională a materiei încălzite în miezul Pământului;

3) Frecarea mareelor (efectul Lunii asupra Pământului, însoțit de o încetinire a acestuia din urmă).

Acestea sunt câteva opțiuni pentru apariția căldurii în intestinele pământului, dar întrebarea de lista plina iar corectitudinea a ceea ce există deja este încă deschisă.

Fluxul de căldură care emană din interiorul planetei noastre variază în funcție de zonele structurale. Prin urmare, distribuția căldurii într-un loc în care există un ocean, munți sau câmpii are indicatori complet diferiți.

Pentru modelarea câmpurilor de temperatură și pentru alte calcule, este necesar să se cunoască temperatura solului la o anumită adâncime.

Temperatura solului la adâncime este măsurată cu ajutorul termometrelor pentru adâncimea solului de evacuare. Acestea sunt studii planificate care sunt efectuate în mod regulat de stațiile meteorologice. Datele de cercetare servesc drept bază pentru atlasele climatice și documentația de reglementare.

Pentru a obține temperatura solului la o anumită adâncime, puteți încerca, de exemplu, două moduri simple. Ambele metode implică utilizarea cărților de referință:

Pentru o determinare aproximativă a temperaturii, puteți utiliza documentul TsPI-22. „Tranziții căi ferate conducte”. Aici, în cadrul metodologiei de calcul termic al conductelor, este prezentat tabelul 1, unde pentru anumite regiuni climatice sunt date valorile temperaturilor solului în funcție de adâncimea de măsurare. Vă prezint mai jos acest tabel.

tabelul 1

Tabelul temperaturilor solului la diferite adâncimi dintr-o sursă „pentru a ajuta un lucrător din industria gazelor” din vremurile URSS

Adâncimi standard de îngheț pentru unele orașe:

Adâncimea de înghețare a solului depinde de tipul de sol:

Cred că cea mai ușoară opțiune este să utilizați datele de referință de mai sus și apoi să interpolați.

Cea mai fiabilă opțiune pentru calcule precise folosind temperaturile solului este utilizarea datelor de la serviciile meteorologice. Unele directoare online funcționează pe baza serviciilor meteorologice. De exemplu, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Aici trebuie doar să selectați o așezare, un tip de sol și puteți obține o hartă a temperaturii solului sau datele acesteia în formă tabelară. În principiu, este convenabil, dar se pare că această resursă este plătită.

Dacă știți și alte modalități de a determina temperatura solului la o anumită adâncime, atunci vă rugăm să scrieți comentarii.

Ați putea fi interesat de următorul material:

Ar putea fi util să citiți: