Povprečna temperatura tal po mesecih. Temperatura v notranjosti zemlje

Sprememba temperature z globino. Zemljino površje se zaradi neenakomerne oskrbe s sončno toploto bodisi segreva bodisi ohlaja. Ta temperaturna nihanja zelo plitvo prodrejo v globino Zemlje. Torej dnevna nihanja na globini 1 m običajno ne čutijo več. Kar zadeva letna nihanja, prodrejo v različne globine: v toplih državah za 10-15 m, v državah s hladnimi zimami in vročimi poletji pa do 25-30 in celo 40 m. Globlje od 30-40 mže povsod na Zemlji se temperatura ohranja konstantna. Na primer, termometer, postavljen v kleti pariškega observatorija, že več kot 100 let ves čas kaže 11°,85C.

Plast s konstantno temperaturo je opazna po vsem svetu in se imenuje pas konstantne ali nevtralne temperature. Globina tega pasu, odvisno od podnebne razmere drugačna, temperatura pa je približno enaka povprečni letni temperaturi kraja.

Pri poglabljanju v Zemljo pod plastjo konstantne temperature običajno opazimo postopno zvišanje temperature. To so prvi opazili delavci v globokih rudnikih. To so opazili tudi pri polaganju predorov. Tako se je na primer pri polaganju predora Simplon (v Alpah) temperatura dvignila na 60 °, kar je povzročilo precejšnje težave pri delu. Še višje temperature opazimo v globokih vrtinah. Primer je vodnjak Chukhovskaya (Zgornja Šlezija), v katerem je na globini 2220 m temperatura je bila nad 80° (83°, 1) itd. m temperatura se dvigne za 1°C.

Število metrov, ki jih morate iti globoko v Zemljo, da se temperatura dvigne za 1 ° C, se imenuje geotermalni korak. Geotermalni korak v različnih primerih ni enak in se največkrat giblje od 30 do 35 m. V nekaterih primerih so lahko ta nihanja še večja. Na primer, v zvezni državi Michigan (ZDA), v eni od vrtin v bližini jezera. Michigan, geotermalni oder se je izkazalo, da ni 33, ampak 70 m Nasprotno, zelo majhen geotermalni korak je bil opažen v eni od vrtin v Mehiki, tam na globini 670 m tam je bila voda s temperaturo 70 °. Tako se je izkazalo, da je geotermalna stopnja le okoli 12 m. Majhne geotermalne korake opazimo tudi v vulkanskih regijah, kjer so na majhnih globinah še vedno neohlajene plasti magmatskih kamnin. Toda vsi takšni primeri niso toliko pravila kot izjeme.

Obstaja veliko razlogov, ki vplivajo na geotermalno stopnjo. (Poleg navedenega lahko izpostavimo različno toplotno prevodnost kamnin, naravo pojavljanja plasti itd.

Velik pomen v razporeditvi temperature ima teren. Slednje je jasno razvidno iz priložene risbe (slika 23), ki prikazuje odsek Alp vzdolž črte predora Simplon, z geoizotermami, ki so narisane s pikčasto črto (tj. črte enakih temperatur znotraj Zemlje). Geoizoterme tukaj navidezno ponavljajo relief, vendar z globino vpliv reliefa postopoma upada. (Močno upogibanje geoizoterm v Balleju navzdol je posledica močnega kroženja vode, ki ga opazimo tukaj.)

Temperatura Zemlje v velikih globinah. Opazovanja temperatur v vrtinah, katerih globina redko presega 2-3 km, Seveda ne morejo dati ideje o temperaturah globljih plasti Zemlje. Tu pa nam na pomoč priskočijo nekateri pojavi iz življenja. zemeljska skorja. Eden takih pojavov je vulkanizem. Vulkani, razširjeni na zemeljski površini, prinašajo staljeno lavo na zemeljsko površje, katere temperatura je več kot 1000 °. Zato imamo v velikih globinah temperature, ki presegajo 1000°.

Bili so časi, ko so znanstveniki na podlagi geotermalne stopnje poskušali izračunati globino, na kateri je tak visoke temperature kot 1000-2000°. Vendar takih izračunov ni mogoče šteti za dovolj utemeljene. Opazovanja o temperaturi ohlajajoče se bazaltne krogle in teoretični izračuni dajejo razlog za trditev, da vrednost geotermalne stopnje narašča z globino. A v kolikšni meri in do katere globine gre takšno povečanje, prav tako še ne moremo reči.

Če predpostavimo, da temperatura z globino nenehno narašča, potem bi se morala v središču Zemlje meriti v desettisočih stopinjah. Pri takih temperaturah bi morale vse kamnine, ki jih poznamo, preiti v tekoče stanje. Res je, znotraj Zemlje je ogromen pritisk in o stanju teles pri takih pritiskih ne vemo ničesar. Vendar pa nimamo podatkov, ki bi trdili, da temperatura z globino nenehno narašča. Zdaj večina geofizikov pride do zaključka, da temperatura v notranjosti Zemlje skoraj ne more biti višja od 2000 °.

Viri toplote. Kar zadeva vire toplote, ki določajo notranjo temperaturo Zemlje, so lahko različni. Na podlagi hipotez, ki menijo, da je Zemlja nastala iz razbeljene in staljene mase, je treba notranjo toploto šteti za preostalo toploto telesa, ki se tali s površine. Vendar obstaja razlog za domnevo, da je razlog za visoko notranjo temperaturo Zemlje lahko radioaktivni razpad urana, torija, aktinouranija, kalija in drugih elementov, ki jih vsebujejo kamnine. Radioaktivni elementi so večinoma razporejeni v kislih kamninah lupine zemeljskega površja, manj pogosti so v globoko ležečih bazičnih kamninah. Hkrati so osnovne kamnine bogatejše z njimi kot železovi meteoriti, ki veljajo za drobce notranjih delov vesoljskih teles.

Kljub majhni količini radioaktivnih snovi v kamninah in njihovem počasnem razpadu je skupna količina toplote, ki je posledica radioaktivnega razpada, velika. Sovjetski geolog V. G. Klopin izračunali, da so radioaktivni elementi, ki jih vsebuje zgornji 90-kilometrski lupina Zemlje, dovolj, da pokrijejo izgubo toplote planeta zaradi sevanja. Skupaj z radioaktivnim razpadom termalna energija ki se sprošča pri stiskanju Zemljine snovi, z kemične reakcije in tako naprej.

Predstavljajte si dom, ki je vedno vzdrževan udobna temperatura, ogrevalni in hladilni sistemi pa niso vidni. Ta sistem deluje učinkovito, vendar ne zahteva kompleksnega vzdrževanja ali posebnega znanja lastnikov.

Svež zrak, sliši se žvrgolenje ptic in veter, ki se lenobno igra z listjem na drevesih. Hiša dobiva energijo iz zemlje, kot listje, ki energijo prejema iz korenin. Odlična slika, kajne?

Geotermalni sistemi ogrevanja in hlajenja to uresničujejo. Geotermalni sistem HVAC (ogrevanje, prezračevanje in klimatizacija) uporablja temperaturo tal za ogrevanje pozimi in hlajenje poleti.

Kako deluje geotermalno ogrevanje in hlajenje

Temperatura okolju spreminja z letnimi časi, vendar se podzemna temperatura zaradi izolacijskih lastnosti zemlje ne spreminja toliko. Na globini 1,5-2 metra temperatura ostane relativno konstantna skozi vse leto. Geotermalni sistem je običajno sestavljen iz notranje procesne opreme, podzemnega cevnega sistema, imenovanega podzemna zanka, in/ali vodne obtočne črpalke. Sistem uporablja stalno temperaturo zemlje za zagotavljanje "čiste in brezplačne" energije.

(Ne zamenjujte koncepta geotermalnega sistema NHC z "geotermalno energijo" - procesom, pri katerem se električna energija proizvaja neposredno iz toplote v zemlji. V slednjem primeru se uporablja drugačna vrsta opreme in drugih procesov, namen od tega je običajno segrevanje vode do vrelišča.)

Cevi, ki sestavljajo podzemno zanko, so običajno izdelane iz polietilena in se lahko polagajo vodoravno ali navpično pod zemljo, odvisno od terena. Če je vodonosnik na voljo, potem lahko inženirji načrtujejo sistem "odprte zanke" z vrtanjem vodnjaka v vodno gladino. Voda se izčrpa, gre skozi toplotni izmenjevalnik in nato s "ponovnim vbrizgavanjem" vbrizga v isti vodonosnik.

Pozimi voda, ki teče skozi podzemno zanko, absorbira toploto zemlje. Notranja oprema dodatno dviguje temperaturo in jo razporedi po celotnem objektu. To je kot klimatska naprava, ki deluje v obratni smeri. Poleti geotermalni NWC sistem črpa vročo vodo iz stavbe in jo prenaša skozi podzemno zanko/črpalko do vrtine za ponovno vbrizgavanje, od koder voda vstopa v hladnejše tla/vodonosnik.

Za razliko od običajnih sistemov ogrevanja in hlajenja geotermalni sistemi HVAC ne uporabljajo fosilnih goriv za pridobivanje toplote. Preprosto jemljejo toploto iz zemlje. Običajno se električna energija uporablja samo za delovanje ventilatorja, kompresorja in črpalke.

V sistemu geotermalnega hlajenja in ogrevanja so tri glavne komponente: toplotna črpalka, tekočina za izmenjavo toplote (odprt ali zaprt sistem) in sistem za dovod zraka (cevni sistem).

Pri geotermalnih toplotnih črpalkah, kot tudi pri vseh drugih vrstah toplotnih črpalk, je bilo izmerjeno razmerje njihovega uporabnega delovanja in energije, porabljene za to delovanje (UČINKOVITOST). Večina sistemov geotermalnih toplotnih črpalk ima učinkovitost od 3,0 do 5,0. To pomeni, da sistem pretvori eno enoto energije v 3-5 enot toplote.

Geotermalni sistemi ne zahtevajo kompleksnega vzdrževanja. Ob pravilni vgradnji, kar je zelo pomembno, lahko podzemna zanka pravilno služi več generacijam. Ventilator, kompresor in črpalka so nameščeni v zaprtih prostorih in zaščiteni pred spreminjajočimi se vremenskimi razmerami, tako da lahko zdržijo več let, pogosto desetletij. Redni periodični pregledi, pravočasna zamenjava filtra in letno čiščenje tuljave so edino potrebno vzdrževanje.

Izkušnje z uporabo geotermalnih NVC sistemov

Geotermalni NVC sistemi se uporabljajo že več kot 60 let po vsem svetu. Delajo z naravo, ne proti njej, in ne oddajajo toplogrednih plinov (kot smo že omenili, porabijo manj električne energije, ker uporabljajo konstantno temperaturo zemlje).

Geotermalni NVC sistemi vse bolj postajajo atributi zelenih domov kot del naraščajočega gibanja zelene gradnje. Zeleni projekti predstavljajo 20 odstotkov vseh domov, zgrajenih v ZDA. lansko leto. Članek v Wall Street Journalu pravi, da se bo proračun za zelene gradnje do leta 2016 povečal s 36 milijard dolarjev na leto na 114 milijard dolarjev. To bo znašalo 30-40 odstotkov celotnega nepremičninskega trga.

Ampak večina informacije o geotermalnem ogrevanju in hlajenju temeljijo na zastarelih podatkih ali neutemeljenih mitih.

Rušenje mitov o geotermalnih NWC sistemih

1. Geotermalni NVC sistemi niso obnovljiva tehnologija, ker uporabljajo električno energijo.

Dejstvo: Geotermalni sistemi HVAC uporabljajo samo eno enoto električne energije za proizvodnjo do petih enot hlajenja ali ogrevanja.

2. Sončna energija in vetrna energija sta ugodnejši obnovljivi tehnologiji v primerjavi z geotermalnimi NVC sistemi.

Dejstvo: Geotermalni NVC sistemi za en dolar predelajo štirikrat več kilovatov/ur, kot jih proizvedeta sončna ali vetrna energija za isti dolar. Te tehnologije imajo lahko seveda pomembno vlogo za okolje, vendar je geotermalni NHC sistem pogosto najučinkovitejši in stroškovno najučinkovitejši način za zmanjšanje vpliva na okolje.

3. Geotermalni NVC sistem zahteva veliko prostora za namestitev polietilenskih cevi podzemne zanke.

Dejstvo: Odvisno od terena je podzemna zanka lahko nameščena navpično, kar pomeni, da je potrebna majhna površina. Če je na voljo vodonosnik, je potrebnih le nekaj kvadratnih metrov površine. Upoštevajte, da se voda po prehodu skozi izmenjevalnik toplote vrne v isti vodonosnik, iz katerega je bila odvzeta. Tako voda ne odteka in ne onesnažuje vodonosnika.

4. Geotermalne toplotne črpalke HVK so hrupne.

Dejstvo: Sistemi so zelo tihi in zunaj ni nobene opreme, da ne bi motila sosedov.

5. Geotermalni sistemi se sčasoma obrabijo.

Dejstvo: Podzemne zanke lahko trajajo več generacij. Oprema za izmenjavo toplote običajno traja desetletja, saj je zaščitena v zaprtih prostorih. Ko pride čas za zamenjavo opreme, je strošek takšne zamenjave veliko nižji kot nov geotermalni sistem, saj sta podzemna zanka in vodnjak njegova najdražja dela. Nove tehnične rešitve odpravljajo problem zadrževanja toplote v zemlji, zato lahko sistem izmenjuje temperature v neomejenih količinah. V preteklosti so bili primeri napačno izračunanih sistemov, ki so dejansko pregreli ali podhladili tla do točke, ko ni bilo več temperaturne razlike, potrebne za delovanje sistema.

6. Geotermalni HVAC sistemi delujejo samo za ogrevanje.

Dejstvo: Delujejo enako učinkovito pri hlajenju in jih je mogoče oblikovati tako, da ni potrebe po dodatnem rezervnem viru toplote. Čeprav se nekatere stranke odločijo, da je stroškovno učinkovitejše imeti majhen rezervni sistem za najhladnejše čase. To pomeni, da bo njihova podzemna zanka manjša in zato cenejša.

7. Geotermalni HVAC sistemi ne morejo hkrati ogrevati sanitarne vode, vode v bazenu in ogrevati hiše.

Dejstvo: sisteme je mogoče oblikovati tako, da opravljajo več funkcij hkrati.

8. Geotermalni NHC sistemi onesnažujejo tla s hladilnimi sredstvi.

Dejstvo: večina sistemov uporablja samo vodo v tečajih.

9. Geotermalni NWC sistemi porabijo veliko vode.

Dejstvo: Geotermalni sistemi dejansko ne porabljajo vode. Če se za izmenjavo temperature uporablja podzemna voda, se vsa voda vrne v isti vodonosnik. V preteklosti so se res uporabljali nekateri sistemi, ki so vodo po prehodu skozi toplotni izmenjevalnik odvajali, vendar se danes takšni sistemi skoraj ne uporabljajo. Če na vprašanje pogledamo s komercialnega vidika, geotermalni HC sistemi dejansko prihranijo milijone litrov vode, ki bi izhlapela v tradicionalnih sistemih.

10. Geotermalna NVC tehnologija ni finančno izvedljiva brez državnih in regionalnih davčnih spodbud.

Dejstvo: Državne in regionalne spodbude običajno znašajo od 30 do 60 odstotkov skupnih stroškov geotermalnega sistema, kar lahko pogosto zniža začetno ceno skoraj na ceno običajne opreme. Standardni zračni sistemi HVAC stanejo približno 3000 USD na tono toplote ali hladu (domovi običajno porabijo eno do pet ton). Cena geotermalnih NVC sistemov se giblje od približno 5000 USD na tono do 8000–9000 USD. Nove metode vgradnje pa znatno znižajo stroške, vse do cen običajnih sistemov.

Prihranke je mogoče doseči tudi s popusti na opremo za javno ali komercialno uporabo ali celo z velikimi naročili za dom (zlasti pri velikih blagovnih znamkah, kot so Bosch, Carrier in Trane). Namestitev odprtih zank z uporabo črpalke in vrtine za ponovno vbrizgavanje je cenejša od zaprtih sistemov.

Vir: energyblog.nationalgeographic.com

Kirill Degtyarev, raziskovalec, Moskva Državna univerza njim. M. V. Lomonosov.

Geotermalna energija je v naši z ogljikovodiki bogati državi nekakšen eksotični vir, ki v sedanjem stanju težko konkurira nafti in plinu. Kljub temu je to alternativno obliko energije mogoče uporabiti skoraj povsod in precej učinkovito.

Avtor fotografije Igor Konstantinov.

Sprememba temperature tal z globino.

Povečanje temperature termalnih voda in suhih kamnin, ki jih vsebujejo, z globino.

Sprememba temperature z globino v različnih regijah.

Izbruh islandskega vulkana Eyjafjallajökull je ilustracija silovitih vulkanskih procesov, ki potekajo v aktivnih tektonskih in vulkanskih conah z močnim toplotnim tokom iz Zemljine notranjosti.

Instalirane moči geotermalnih elektrarn po državah sveta, MW.

Porazdelitev geotermalnih virov na ozemlju Rusije. Zaloge geotermalne energije so po mnenju strokovnjakov nekajkrat večje od zalog energije organskih fosilnih goriv. Po podatkih združenja Geothermal Energy Society.

Geotermalna energija je toplota Zemljine notranjosti. Nastaja v globinah in prihaja na površje Zemlje v različnih oblikah in z različno intenzivnostjo.

Temperatura zgornjih plasti tal je odvisna predvsem od zunanjih (eksogenih) dejavnikov - sončne svetlobe in temperature zraka. Poleti in čez dan se tla segrejejo do določenih globin, pozimi in ponoči pa se ohlajajo po spremembi temperature zraka in z nekaj zakasnitvijo, ki narašča z globino. Vpliv dnevnih nihanj temperature zraka se konča v globinah od nekaj do nekaj deset centimetrov. Sezonska nihanja zajemajo globlje plasti tal - do deset metrov.

Na določeni globini - od deset do sto metrov - se temperatura tal ohranja konstantna, enaka povprečni letni temperaturi zraka blizu zemeljske površine. To je enostavno preveriti, če se spustite v precej globoko jamo.

Kdaj srednja letna temperatura zraka na območju pod ničlo, se to kaže kot permafrost (natančneje permafrost). IN Vzhodna Sibirija debelina, tj. debelina, celoletno zmrznjenih tal ponekod doseže 200-300 m.

Od določene globine (za vsako točko na zemljevidu svojo) vpliv Sonca in atmosfere tako oslabi, da pridejo na prvo mesto endogeni (notranji) dejavniki in se zemljina notranjost segreje od znotraj, tako da začne temperatura padati. dvigniti z globino.

Segrevanje globokih plasti Zemlje je povezano predvsem z razpadom radioaktivnih elementov, ki se tam nahajajo, čeprav so imenovani tudi drugi viri toplote, na primer fizikalno-kemijski, tektonski procesi v globokih plasteh zemeljske skorje in plašča. Toda ne glede na vzrok se temperatura kamnin in povezanih tekočih in plinastih snovi povečuje z globino. Rudarji se soočajo s tem pojavom – v globokih rudnikih je vedno vroče. V globini 1 km je običajna vročina trideset stopinj, globlje pa je temperatura še višja.

Toplotni tok zemeljske notranjosti, ki doseže površino Zemlje, je majhen - v povprečju je njegova moč 0,03-0,05 W / m 2,
ali približno 350 Wh/m 2 na leto. Glede na toplotni tok od Sonca in zrak, ki ga segreje, je to neopazna vrednost: Sonce daje vsakemu kvadratnemu metru zemeljske površine približno 4000 kWh letno, to je 10.000-krat več (seveda je to v povprečju z velikim razmakom med polarnimi in ekvatorialnimi zemljepisnimi širinami ter odvisno od drugih podnebnih in vremenskih dejavnikov).

Neznatnost toplotnega toka iz globin na površje na večjem delu planeta je povezana z nizko toplotno prevodnostjo kamnin in posebnostmi geološke zgradbe. Vendar obstajajo izjeme - mesta, kjer je toplotni tok visok. To so najprej območja tektonskih prelomov, povečane potresne aktivnosti in vulkanizma, kjer najde izhod energija zemeljske notranjosti. Za takšna območja so značilne toplotne anomalije litosfere, tukaj je lahko toplotni tok, ki doseže zemeljsko površino, večkrat in celo za rede velikosti močnejši od "običajnega". V teh območjih zaradi vulkanskih izbruhov in izvirov vroče vode pride na površje ogromno toplote.

Prav ta območja so najbolj ugodna za razvoj geotermalne energije. Na ozemlju Rusije so to predvsem Kamčatka, Kurilski otoki in Kavkaz.

Hkrati je razvoj geotermalne energije mogoč skoraj povsod, saj je naraščanje temperature z globino vseprisoten pojav, naloga pa je "črpati" toploto iz črevesja, tako kot se od tam pridobivajo mineralne surovine.

V povprečju se temperatura z globino poveča za 2,5-3 o C na vsakih 100 m. Razmerje med temperaturno razliko med dvema točkama, ki ležita na različnih globinah, in razliko v globini med njima imenujemo geotermalni gradient.

Recipročna vrednost je geotermalni korak ali globinski interval, pri katerem se temperatura dvigne za 1 o C.

Višji kot je gradient in s tem nižji korak, bližje se toplota Zemljinih globin približuje površini in bolj obetavno je to območje za razvoj geotermalne energije.

Na različnih območjih, odvisno od geološke zgradbe in drugih regionalnih in lokalne razmere, se lahko stopnja naraščanja temperature z globino močno razlikuje. Na lestvici Zemlje nihanja vrednosti geotermalnih gradientov in korakov dosežejo 25-krat. Na primer, v zvezni državi Oregon (ZDA) je gradient 150 o C na 1 km, v Južni Afriki pa 6 o C na 1 km.

Vprašanje je, kakšna je temperatura na velikih globinah - 5, 10 km ali več? Če se trend nadaljuje, bi morala biti temperatura na globini 10 km v povprečju približno 250-300 ° C. To bolj ali manj potrjujejo neposredna opazovanja v ultra globokih vrtinah, čeprav je slika veliko bolj zapletena kot linearno povečanje temperature .

Na primer, v supergloboki vrtini Kola, izvrtani v baltskem kristalnem ščitu, se temperatura spreminja s hitrostjo 10 o C / 1 km do globine 3 km, nato pa geotermalni gradient postane 2-2,5-krat večji. Na globini 7 km je bila že zabeležena temperatura 120 o C, na 10 km - 180 o C, na 12 km - 220 o C.

Drug primer je vodnjak v severnem Kaspijskem morju, kjer je bila na globini 500 m zabeležena temperatura 42 o C, na 1,5 km - 70 o C, na 2 km - 80 o C, na 3 km - 108 o C.

Predpostavlja se, da se geotermalni gradient zmanjšuje od globine 20-30 km: na globini 100 km so ocenjene temperature okoli 1300-1500 o C, na globini 400 km - 1600 o C, v Zemljini jedro (globine več kot 6000 km) - 4000-5000 o S.

V globinah do 10-12 km se temperatura meri z vrtinami; kjer jih ni, se določa s posrednimi znaki enako kot pri večjih globinah. Takšna posredni znaki je lahko narava prehoda seizmičnih valov ali temperatura izbruhajoče lave.

Za namene geotermalne energije pa podatki o temperaturah v globinah nad 10 km še niso praktičnega pomena.

V večkilometrskih globinah je veliko toplote, a kako jo dvigniti? Včasih nam to težavo reši narava sama s pomočjo naravnega hladilnega sredstva – segretih termalnih voda, ki pridejo na površje ali ležijo v nam dostopni globini. V nekaterih primerih se voda v globinah segreje do stanja pare.

Ni stroge definicije pojma "termalne vode". Praviloma mislijo toplo podtalnico v tekoče stanje ali v obliki pare, vključno s tistimi, ki se pojavljajo na zemeljski površini s temperaturo nad 20 ° C, kar je praviloma višje od temperature zraka.

Toplo podtalnica, para, mešanice pare in vode - to je hidrotermalna energija. V skladu s tem se energija, ki temelji na njeni uporabi, imenuje hidrotermalna.

Bolj zapletena je situacija s proizvodnjo toplote neposredno iz suhih kamnin - petrotermalne energije, še posebej, ker se dovolj visoke temperature praviloma začnejo iz globin več kilometrov.

Na ozemlju Rusije je potencial petrotermalne energije stokrat večji od potenciala hidrotermalne energije - 3500 oziroma 35 trilijonov ton. referenčno gorivo. To je povsem naravno - toplota zemeljskih globin je povsod, termalne vode pa lokalno. Vendar pa se zaradi očitnih tehničnih težav večina termalnih voda trenutno uporablja za proizvodnjo toplote in električne energije.

Vode s temperaturami od 20-30 do 100 o C so primerne za ogrevanje, temperature od 150 o C in več - ter za pridobivanje električne energije v geotermalnih elektrarnah.

Na splošno so geotermalni viri na ozemlju Rusije v tonah referenčnega goriva ali kateri koli drugi merski enoti energije približno 10-krat večji od zalog fosilnih goriv.

Teoretično bi samo geotermalna energija lahko v celoti zadovoljila energetske potrebe države. Praktično naprej ta trenutek na večini njenega ozemlja to iz tehničnih in ekonomskih razlogov ni izvedljivo.

V svetu uporabo geotermalne energije največkrat povezujemo z Islandijo – državo, ki leži na severnem koncu Srednjeatlantskega grebena, v izjemno aktivnem tektonsko-vulkanskem območju. Verjetno se vsi spomnijo močnega izbruha vulkana Eyjafjallajökull leta 2010.

Prav zaradi te geološke posebnosti ima Islandija ogromne zaloge geotermalne energije, vključno z vročimi vrelci, ki prihajajo na površje Zemlje in celo bruhajo v obliki gejzirjev.

Na Islandiji se trenutno več kot 60 % vse porabljene energije črpa iz Zemlje. Tudi zaradi geotermalnih virov se zagotavlja 90 % ogrevanja in 30 % proizvodnje električne energije. Dodajmo, da preostanek električne energije v državi proizvedejo hidroelektrarne, torej tudi iz obnovljivega vira energije, zaradi česar je Islandija videti kot nekakšen svetovni okoljski standard.

"Krotenje" geotermalne energije v 20. stoletju je Islandiji močno pomagalo pri ekonomskem smislu. Do sredine prejšnjega stoletja je bila zelo revna država, zdaj pa je po inštalirani moči in proizvodnji geotermalne energije na prebivalca na prvem mestu na svetu, po absolutni inštalirani moči geotermalne energije pa je med prvimi desetimi. rastline. Vendar pa je njegovo prebivalstvo le 300 tisoč ljudi, kar poenostavlja nalogo prehoda na okolju prijazne vire energije: potreba po tem je na splošno majhna.

Poleg Islandije visok delež geotermalne energije v skupni bilanci proizvodnje električne energije zagotavljata Nova Zelandija oz. otoške države Jugovzhodna Azija (Filipini in Indonezija), države Srednje Amerike in Vzhodne Afrike, za katerih ozemlje je značilna tudi visoka seizmična in vulkanska aktivnost. Za te države na trenutni stopnji razvoja in potrebah geotermalna energija pomembno prispeva k družbeno-ekonomskemu razvoju.

(Sledi zaključek.)

Temperatura v notranjosti zemlje je najpogosteje precej subjektiven indikator, saj je natančno temperaturo mogoče poklicati le na dostopnih mestih, na primer v vrtini Kola (globina 12 km). Toda to mesto spada v zunanji del zemeljske skorje.

Temperature različnih globin Zemlje

Kot so ugotovili znanstveniki, se temperatura vsakih 100 metrov globoko v Zemljo dvigne za 3 stopinje. Ta številka je konstantna za vse celine in dele sveta. Takšno povišanje temperature se pojavi v zgornjem delu zemeljske skorje, približno prvih 20 kilometrov, nato se povišanje temperature upočasni.

Največji porast so zabeležili v ZDA, kjer se je temperatura dvignila za 150 stopinj na 1000 metrov globoko v zemljo. Najpočasnejšo rast so zabeležili v Južni Afriki, kjer se je termometer dvignil le za 6 stopinj Celzija.

Na globini približno 35-40 kilometrov se temperatura giblje okoli 1400 stopinj. Meja plašča in zunanjega jedra na globini od 25 do 3000 km se segreje od 2000 do 3000 stopinj. Notranje jedro je segreto na 4000 stopinj. Temperatura v samem središču Zemlje je po zadnjih podatkih, pridobljenih kot rezultat zapletenih poskusov, približno 6000 stopinj. Sonce se lahko pohvali z enako temperaturo na svoji površini.

Najnižje in najvišje temperature Zemljinih globin

Pri izračunu najnižjih in najvišjih temperatur v notranjosti Zemlje se podatki konstantnega temperaturnega pasu ne upoštevajo. V tem območju je temperatura skozi vse leto konstantna. Pas se nahaja na globini 5 metrov (tropi) in do 30 metrov (visoke zemljepisne širine).

Najvišja temperatura je bila izmerjena in zabeležena na globini okoli 6000 metrov in je znašala 274 stopinj Celzija. Najnižja temperatura v notranjosti zemlje je določena predvsem v severnih regijah našega planeta, kjer tudi na globini več kot 100 metrov termometer kaže minus temperature.

Od kod prihaja toplota in kako se porazdeli v črevesju planeta

Toplota v zemlji prihaja iz več virov:

1) Razpad radioaktivnih elementov;

2) Gravitacijska diferenciacija snovi, segrete v jedru Zemlje;

3) Plimsko trenje (udarec Lune na Zemljo, ki ga spremlja upočasnitev slednje).

To je nekaj možnosti za pojav toplote v črevesju zemlje, vendar je vprašanje popoln seznam in pravilnost že razpoložljivega do sedaj odprtega.

Toplotni tok, ki izhaja iz črevesja našega planeta, se razlikuje glede na strukturna območja. Zato ima porazdelitev toplote na mestu, kjer se nahajajo ocean, gore ali ravnice, popolnoma drugačne kazalnike.

Za modeliranje temperaturnih polj in za druge izračune je treba poznati temperaturo tal na dani globini.

Temperaturo tal v globini merimo z izpušnimi globinskimi termometri. Gre za načrtovane študije, ki jih redno izvajajo meteorološke postaje. Raziskovalni podatki so podlaga za podnebne atlase in regulativno dokumentacijo.

Če želite dobiti temperaturo tal na določeni globini, lahko poskusite na primer z dvema preprostih načinov. Obe metodi temeljita na uporabi referenčne literature:

Za približno določitev temperature lahko uporabite dokument TsPI-22. "Prehodi železnice cevovodov." Tukaj je v okviru metodologije za toplotnotehnični izračun cevovodov podana tabela 1, kjer so za določena podnebna območja podane temperature tal glede na globino meritve. To tabelo predstavljam spodaj.

Tabela 1

Tabela temperatur tal na različnih globinah iz vira "v pomoč delavcu v plinski industriji" iz časov ZSSR

Normativne globine zmrzovanja za nekatera mesta:

Globina zmrzovanja tal je odvisna od vrste tal:

Mislim, da je najlažja možnost uporaba zgornjih referenčnih podatkov in nato interpolacija.

Najbolj zanesljiva možnost za natančne izračune z uporabo talnih temperatur je uporaba podatkov meteoroloških služb. Na podlagi meteoroloških storitev delujejo nekateri spletni imeniki. Na primer, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Tukaj je dovolj, da izberete naselje, vrsto tal in že dobite temperaturno karto tal oziroma njene podatke v obliki tabele. Načeloma je priročno, vendar se zdi, da je ta vir plačan.

Če poznate več načinov za določitev temperature tal na določeni globini, napišite komentarje.

Morda vas bo zanimalo naslednje gradivo:

Morda bi bilo koristno prebrati: