Oylar bo'yicha o'rtacha tuproq harorati. Yer ichidagi harorat

Chuqurlik bilan harorat o'zgarishi. Yer yuzasi quyosh issiqligining notekis ta'minlanishi tufayli yo qiziydi yoki soviydi. Bu harorat tebranishlari Yer qalinligiga juda sayoz kirib boradi. Shunday qilib, 1 chuqurlikdagi kunlik tebranishlar m odatda endi sezilmaydi. Yillik tebranishlarga kelsak, ular turli xil chuqurliklarga kiradi: issiq mamlakatlarda 10-15 ga. m, qishi sovuq va yozi issiq bo'lgan mamlakatlarda 25-30 va hatto 40 gacha m. 30-40 dan chuqurroq m allaqachon Yerning hamma joyida harorat bir xil darajada saqlanadi. Misol uchun, Parij rasadxonasining podvaliga o'rnatilgan termometr 100 yildan ortiq vaqt davomida har doim 11 °,85 ° C ni ko'rsatmoqda.

Doimiy haroratga ega bo'lgan qatlam butun dunyoda kuzatiladi va doimiy yoki neytral haroratli kamar deb ataladi. Bunga qarab, bu kamarning chuqurligi iqlim sharoiti farq qiladi va harorat taxminan bu joyning o'rtacha yillik haroratiga teng.

Erga doimiy harorat qatlami ostida chuqurlashganda, odatda haroratning asta-sekin o'sishi kuzatiladi. Buni birinchi marta chuqur konlarda ishlaydigan ishchilar payqashgan. Bu tunnellarni yotqizishda ham kuzatildi. Masalan, Simplon tunnelini yotqizishda (Alp tog'larida) harorat 60 ° ga ko'tarildi, bu ishda katta qiyinchiliklar tug'dirdi. Chuqur quduqlarda undan ham yuqori haroratlar kuzatiladi. Bunga Chuxovskaya qudug'i (Yuqori Sileziya) misol bo'la oladi, unda 2220 chuqurlikda joylashgan. m harorat 80° dan yuqori (83°, 1) va hokazo. m harorat 1 ° C ga ko'tariladi.

Harorat 1 ° C ga ko'tarilishi uchun Yerga chuqur kirib borish kerak bo'lgan metrlar soni deyiladi geotermal qadam. Turli holatlarda geotermal qadam bir xil emas va ko'pincha u 30 dan 35 gacha m. Ba'zi hollarda bu tebranishlar yanada yuqori bo'lishi mumkin. Masalan, Michigan shtatida (AQSh), ko'l yaqinida joylashgan quduqlardan birida. Michigan, geotermal bosqich 33 emas, balki bo'lib chiqdi 70 m Aksincha, Meksikadagi quduqlardan birida 670 chuqurlikdagi juda kichik geotermal qadam kuzatilgan. m 70 ° haroratli suv bor edi. Shunday qilib, geotermal bosqich atigi 12 ga aylandi m. Kichik geotermik qadamlar vulqon mintaqalarida ham kuzatiladi, bu erda sayoz chuqurliklarda hali ham magmatik jinslarning sovutilmagan qatlamlari bo'lishi mumkin. Ammo bunday holatlarning barchasi istisnolar kabi qoidalar emas.

Geotermal bosqichga ta'sir qiluvchi ko'plab sabablar mavjud. (Yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda, jinslarning turli xil issiqlik o'tkazuvchanligini, qatlamlarning paydo bo'lish tabiatini va boshqalarni ko'rsatish mumkin.

Katta ahamiyatga ega harorat taqsimotida relef bor. Ikkinchisini ilova qilingan chizmada (23-rasm) yaqqol ko‘rish mumkin, Simplon tunnel chizig‘i bo‘ylab Alp tog‘larining kesimi tasvirlangan, geoizotermlar nuqtali chiziq (ya’ni Yer ichidagi teng haroratli chiziqlar) bilan tasvirlangan. Bu yerdagi geoizotermlar relyefni takrorlagandek tuyuladi, lekin chuqurlashgan sari relyefning ta'siri asta-sekin kamayadi. (Baledagi geoizotermlarning kuchli pastga egilishi bu erda kuzatilgan kuchli suv aylanishi bilan bog'liq.)

Yerning katta chuqurlikdagi harorati. Chuqurligi kamdan-kam hollarda 2-3 dan oshadigan quduqlardagi haroratni kuzatish km, Tabiiyki, ular Yerning chuqur qatlamlari harorati haqida tasavvur bera olmaydi. Ammo bu erda bizga hayotning ba'zi hodisalari yordam beradi. er qobig'i. Vulkanizm ana shunday hodisalardan biridir. Er yuzasida keng tarqalgan vulqonlar erigan lavalarni er yuzasiga olib keladi, ularning harorati 1000 ° dan yuqori. Shuning uchun, katta chuqurliklarda biz 1000 ° dan ortiq haroratga egamiz.

Bir paytlar olimlar geotermal bosqichga asoslanib, bunday chuqurlikni hisoblashga harakat qilishgan. yuqori haroratlar 1000-2000° kabi. Biroq, bunday hisob-kitoblarni etarli darajada asosli deb hisoblash mumkin emas. Sovutish bazalt sharining harorati bo'yicha olib borilgan kuzatishlar va nazariy hisob-kitoblar geotermal qadamning qiymati chuqurlik bilan ortib borishini aytishga asos beradi. Ammo bunday o'sish qay darajada va qay darajada chuqurlashishini hozircha ayta olmaymiz.

Agar harorat chuqurlik bilan doimiy ravishda oshib boradi deb hisoblasak, unda Yerning markazida uni o'n minglab darajalarda o'lchash kerak. Bunday haroratlarda bizga ma'lum bo'lgan barcha jinslar suyuq holatga o'tishi kerak. To'g'ri, Yerning ichida juda katta bosim bor va biz bunday bosimdagi jismlarning holati haqida hech narsa bilmaymiz. Biroq, bizda harorat chuqurlik bilan doimiy ravishda oshib borishi haqida hech qanday ma'lumot yo'q. Endi ko'pchilik geofiziklar Yer ichidagi harorat 2000 ° dan yuqori bo'lishi mumkin emas degan xulosaga kelishdi.

Issiqlik manbalari. Yerning ichki haroratini aniqlaydigan issiqlik manbalariga kelsak, ular har xil bo'lishi mumkin. Erni qizil-issiq va erigan massadan hosil bo'lgan deb hisoblaydigan farazlarga asoslanib, ichki issiqlik sirtdan eriydigan jismning qoldiq issiqligi deb hisoblanishi kerak. Biroq, Yerning ichki yuqori haroratining sababi uran, toriy, aktinourani, kaliy va tog 'jinslari tarkibidagi boshqa elementlarning radioaktiv parchalanishi bo'lishi mumkin, deb hisoblash uchun asoslar mavjud. Radioaktiv elementlar asosan Yer yuzasi qobig'ining kislotali jinslarida tarqalgan, ular chuqur joylashgan asosiy jinslarda kamroq tarqalgan. Shu bilan birga, asosiy jinslar ularda kosmik jismlarning ichki qismlari bo'laklari hisoblangan temir meteoritlarga qaraganda boyroqdir.

Tog' jinslarida radioaktiv moddalarning oz miqdori va ularning sekin parchalanishiga qaramay, radioaktiv parchalanish natijasida hosil bo'lgan issiqlikning umumiy miqdori katta. Sovet geologi V. G. Xlopin Yerning yuqori 90 kilometrlik qobig'idagi radioaktiv elementlar sayyoramizning radiatsiya issiqlik yo'qotilishini qoplash uchun etarli ekanligini hisoblab chiqdi. Radioaktiv parchalanish bilan birga issiqlik energiyasi bilan Yer materiyasini siqish paytida chiqariladi kimyoviy reaksiyalar va h.k.

Har doim parvarish qilinadigan uyni tasavvur qiling qulay harorat, va isitish va sovutish tizimlari ko'rinmaydi. Ushbu tizim samarali ishlaydi, lekin egalaridan murakkab texnik yoki maxsus bilimlarni talab qilmaydi.

Toza havo, qushlarning sayrashini va daraxtlardagi barglar bilan dangasalik bilan o'ynayotgan shamolni eshitasiz. Uy yerdan energiya oladi, xuddi barglar kabi, ildizlardan energiya oladi. Ajoyib rasm, shunday emasmi?

Geotermal isitish va sovutish tizimlari buni haqiqatga aylantiradi. Geotermal HVAC (isitish, shamollatish va konditsionerlik) tizimi qishda isitish va yozda sovutish uchun zamin haroratidan foydalanadi.

Geotermal isitish va sovutish qanday ishlaydi

Harorat muhit fasllar bilan o'zgaradi, lekin erning izolyatsion xususiyatlari tufayli er osti harorati unchalik o'zgarmaydi. 1,5-2 metr chuqurlikda harorat nisbatan barqaror bo'lib qoladi butun yil davomida. Geotermal tizim odatda ichki ishlov berish uskunalari, er osti pastadir deb ataladigan er osti quvurlari tizimi va / yoki suv aylanish nasosidan iborat. Tizim "toza va erkin" energiyani ta'minlash uchun erning doimiy haroratidan foydalanadi.

(Geotermal NHC tizimi tushunchasini "geotermal energiya" bilan aralashtirmang - bu jarayonda elektr energiyasi to'g'ridan-to'g'ri er yuzidagi issiqlikdan hosil bo'ladi. Ikkinchi holda, boshqa turdagi uskunalar va boshqa jarayonlar qo'llaniladi, maqsad. Ulardan odatda suvni qaynash nuqtasiga qadar qizdirish kerak.)

Er osti pastadirini tashkil etuvchi quvurlar odatda polietilendan tayyorlanadi va ular er osti holatiga qarab gorizontal yoki vertikal ravishda yotqizilishi mumkin. Agar suv qatlami mavjud bo'lsa, muhandislar suv sathida quduq burg'ulash orqali "ochiq halqa" tizimini loyihalashlari mumkin. Suv nasos bilan chiqariladi, issiqlik almashtirgichdan o'tadi va keyin "qayta quyish" orqali o'sha suvli qatlamga AOK qilinadi.

Qishda suv er osti halqasidan o'tib, erning issiqligini o'zlashtiradi. Ichki jihozlar haroratni yanada oshiradi va uni butun bino bo'ylab taqsimlaydi. Bu konditsionerning teskari ishiga o'xshaydi. Yozda geotermal NWC tizimi issiq suvni binodan tortib oladi va uni er osti halqasi/nasos orqali qayta quyish qudug'iga o'tkazadi, u erdan suv salqin erga/suv qatlamiga kiradi.

An'anaviy isitish va sovutish tizimlaridan farqli o'laroq, geotermal HVAC tizimlari issiqlik ishlab chiqarish uchun qazib olinadigan yoqilg'idan foydalanmaydi. Ular shunchaki erdan issiqlikni olishadi. Odatda, elektr faqat fan, kompressor va nasosni ishlatish uchun ishlatiladi.

Geotermal sovutish va isitish tizimida uchta asosiy komponent mavjud: issiqlik pompasi, issiqlik almashinuvi suyuqligi (ochiq yoki yopiq tizim) va havo ta'minoti tizimi (quvur tizimi).

Geotermal issiqlik nasoslari uchun, shuningdek, boshqa barcha turdagi issiqlik nasoslari uchun ularning foydali ta'sirining ushbu harakat uchun sarflangan energiyaga nisbati (samaradorlik) o'lchandi. Ko'pgina geotermal issiqlik nasos tizimlarining samaradorligi 3,0 dan 5,0 gacha. Bu shuni anglatadiki, tizim bir birlik energiyani 3-5 birlik issiqlikka aylantiradi.

Geotermal tizimlar murakkab texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmaydi. To'g'ri o'rnatilgan, bu juda muhim, er osti pastadir bir necha avlodlar uchun to'g'ri xizmat qilishi mumkin. Ventilyator, kompressor va nasos bino ichida joylashgan va o'zgaruvchan ob-havo sharoitidan himoyalangan, shuning uchun ular ko'p yillar, ko'pincha o'nlab yillar davom etishi mumkin. Muntazam davriy tekshiruvlar, filtrni o'z vaqtida almashtirish va lasanlarni yillik tozalash talab qilinadigan yagona texnik xizmatdir.

Geotermal NVC tizimlaridan foydalanish tajribasi

Geotermal NVC tizimlari butun dunyoda 60 yildan ortiq vaqt davomida qo'llanilgan. Ular tabiatga qarshi emas, balki tabiat bilan ishlaydilar va issiqxona gazlarini chiqarmaydilar (yuqorida ta’kidlanganidek, ular yerning doimiy haroratidan foydalangani uchun elektr energiyasini kamroq ishlatishadi).

Geotermal NVC tizimlari tobora o'sib borayotgan yashil qurilish harakatining bir qismi sifatida yashil uylarning atributiga aylanmoqda. Yashil loyihalar AQShda qurilgan barcha uylarning 20 foizini tashkil etdi. o'tgan yili. Wall Street Journal gazetasida chop etilgan maqolada aytilishicha, 2016 yilga kelib yashil qurilish byudjeti yiliga 36 milliard dollardan 114 milliard dollargacha ko'tariladi. Bu butun ko'chmas mulk bozorining 30-40 foizini tashkil qiladi.

Lekin katta qism geotermal isitish va sovutish haqidagi ma'lumotlar eskirgan ma'lumotlarga yoki asossiz afsonalarga asoslangan.

Geotermal NWC tizimlari haqidagi afsonalarni yo'q qilish

1. Geotermal NVC tizimlari qayta tiklanadigan texnologiya emas, chunki ular elektr energiyasidan foydalanadi.

Fakt: Geotermal HVAC tizimlari besh birlikgacha sovutish yoki isitish uchun faqat bitta elektr energiyasidan foydalanadi.

2. Quyosh energiyasi va shamol energiyasi geotermal NVC tizimlariga nisbatan ancha qulay qayta tiklanadigan texnologiyalardir.

Fakt: Bir dollar uchun geotermal NVC tizimlari quyosh yoki shamol energiyasidan to'rt baravar ko'p kilovatt/soat bir dollarga ishlab chiqariladi. Bu texnologiyalar, albatta, atrof-muhit uchun muhim rol o'ynashi mumkin, ammo geotermal NHC tizimi ko'pincha atrof-muhitga ta'sirni kamaytirishning eng samarali va iqtisodiy jihatdan samarali usuli hisoblanadi.

3. Geotermal NVC tizimi er osti halqasining polietilen quvurlarini joylashtirish uchun juda ko'p joy talab qiladi.

Fakt: Relyefga qarab, er osti halqasi vertikal ravishda joylashgan bo'lishi mumkin, ya'ni kichik sirt maydoni kerak. Agar mavjud suv qatlami mavjud bo'lsa, unda faqat bir necha kvadrat metr sirt kerak bo'ladi. E'tibor bering, suv issiqlik almashtirgichdan o'tgandan keyin olingan suvli qatlamga qaytadi. Shunday qilib, suv oqim emas va suv qatlamini ifloslantirmaydi.

4. HVK geotermal issiqlik nasoslari shovqinli.

Fakt: Tizimlar juda jim va qo'shnilarni bezovta qilmaslik uchun tashqarida hech qanday uskuna yo'q.

5. Geotermal tizimlar oxir-oqibat eskiradi.

Fakt: er osti halqalari avlodlar uchun davom etishi mumkin. Issiqlik almashinuvi uskunalari odatda yopiq joylarda himoyalanganligi sababli o'nlab yillar davom etadi. Uskunani almashtirish kerak bo'lganda, bunday almashtirishning narxi yangi geotermal tizimga qaraganda ancha past bo'ladi, chunki er osti halqasi va quduq uning eng qimmat qismlari hisoblanadi. Yangi texnik echimlar erdagi issiqlikni ushlab turish muammosini bartaraf qiladi, shuning uchun tizim cheksiz miqdorda haroratni almashtirishi mumkin. O'tmishda noto'g'ri hisoblangan tizimlar holatlari mavjud bo'lib, ular haqiqatan ham erni haddan tashqari qizib ketgan yoki tizimni ishlatish uchun zarur bo'lgan harorat farqi yo'q bo'lgan darajaga qadar sovigan.

6. Geotermal HVAC tizimlari faqat isitish uchun ishlaydi.

Fakt: Ular sovutish uchun xuddi shunday samarali ishlaydi va qo'shimcha zaxira issiqlik manbaiga ehtiyoj qolmasligi uchun ishlab chiqilishi mumkin. Garchi ba'zi mijozlar eng sovuq vaqtlar uchun kichik zaxira tizimiga ega bo'lish tejamkorroq deb qaror qilishsa ham. Bu ularning er osti halqasi kichikroq va shuning uchun arzonroq bo'lishini anglatadi.

7. Geotermal HVAC tizimlari bir vaqtning o'zida maishiy suvni isitish, hovuz suvini isitish va uyni isitish mumkin emas.

Fakt: Tizimlar bir vaqtning o'zida ko'p funktsiyalarni bajarish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin.

8. Geotermal NHC tizimlari yerni sovutgichlar bilan ifloslantiradi.

Fakt: Aksariyat tizimlar menteşalarda faqat suvdan foydalanadi.

9. Geotermal NWC tizimlari ko'p suv ishlatadi.

Fakt: Geotermal tizimlar aslida suv iste'mol qilmaydi. Agar er osti suvlari harorat almashinuvi uchun ishlatilsa, u holda barcha suv bir xil suv qatlamiga qaytadi. Ilgari, issiqlik almashtirgichdan o'tgandan keyin suvni isrof qiladigan ba'zi tizimlar ishlatilgan, ammo bugungi kunda bunday tizimlar deyarli qo'llanilmaydi. Muammoga tijorat nuqtai nazaridan qaraganda, geotermal HC tizimlari aslida an'anaviy tizimlarda bug'langan millionlab litr suvni tejaydi.

10. Geotermal NVC texnologiyasi davlat va mintaqaviy soliq imtiyozlarisiz moliyaviy jihatdan mumkin emas.

Fakt: Davlat va mintaqaviy imtiyozlar odatda geotermal tizimning umumiy qiymatining 30-60 foizini tashkil qiladi, bu ko'pincha boshlang'ich narxni an'anaviy uskunalar narxiga yaqinlashtirishi mumkin. Standart HVAC havo tizimlari bir tonna issiqlik yoki sovuq uchun taxminan 3000 dollar turadi (uylar odatda bir tonnadan besh tonnagacha foydalanadi). Geotermal NVC tizimlarining narxi bir tonna uchun taxminan 5000 dollardan 8000-9000 dollargacha. Biroq, yangi o'rnatish usullari an'anaviy tizimlarning narxiga qadar xarajatlarni sezilarli darajada kamaytiradi.

Xarajatlarni tejashga davlat yoki tijorat maqsadlarida foydalanish uchun uskunalarga chegirmalar yoki hatto uy uchun katta buyurtmalar (ayniqsa, Bosch, Carrier va Trane kabi yirik brendlar) orqali ham erishish mumkin. Nasos va qayta quyish qudug'i yordamida ochiq halqalarni o'rnatish yopiq tizimlarga qaraganda arzonroq.

Manba: energyblog.nationalgeographic.com

Kirill Degtyarev, tadqiqotchi, Moskva Davlat universiteti ular. M. V. Lomonosov.

Uglevodorodlarga boy mamlakatimizda geotermal energiya o‘ziga xos ekzotik resurs bo‘lib, hozirgi sharoitda neft va gaz bilan raqobatlasha olmaydi. Shunga qaramay, energiyaning ushbu muqobil shakli deyarli hamma joyda va juda samarali ishlatilishi mumkin.

Igor Konstantinov surati.

Chuqurlik bilan tuproq haroratining o'zgarishi.

Termal suvlar va ularni o'z ichiga olgan quruq jinslarning chuqurligi bilan haroratning oshishi.

Turli hududlarda chuqurlik bilan haroratning o'zgarishi.

Islandiyadagi Eyjafjallajökull vulqonining otilishi erning ichki qismidan kuchli issiqlik oqimi bo'lgan faol tektonik va vulqon zonalarida sodir bo'ladigan shiddatli vulqon jarayonlarining tasviridir.

Dunyo mamlakatlari boʻyicha geotermal elektr stansiyalarining oʻrnatilgan quvvatlari, MVt.

Rossiya hududida geotermal resurslarning tarqalishi. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, geotermal energiya zahiralari organik qazilma yoqilg'ilarning energiya zaxiralaridan bir necha baravar yuqori. Geotermal energiya jamiyati assotsiatsiyasiga ko'ra.

Geotermal energiya - bu yerning ichki qismidagi issiqlikdir. U chuqurlikda ishlab chiqariladi va Yer yuzasiga turli shakllarda va turli intensivlikda keladi.

Tuproqning yuqori qatlamlarining harorati asosan tashqi (ekzogen) omillarga - quyosh nuriga va havo haroratiga bog'liq. Yozda va kunduzda tuproq ma'lum bir chuqurlikgacha qiziydi, qishda va tunda u havo haroratining o'zgarishi va biroz kechikish bilan, chuqurlik bilan ortib, soviydi. Havo haroratining kunlik tebranishlarining ta'siri bir necha o'n santimetrdan bir necha o'n santimetrgacha chuqurlikda tugaydi. Mavsumiy tebranishlar tuproqning chuqur qatlamlarini qamrab oladi - o'nlab metrgacha.

Muayyan chuqurlikda - o'nlab metrdan yuzlab metrgacha - tuproqning harorati doimiy ravishda saqlanadi, bu Yer yuzasiga yaqin havoning o'rtacha yillik haroratiga teng. Buni juda chuqur g'orga tushish orqali tekshirish oson.

Qachon o'rtacha yillik harorat hududdagi havo noldan past, bu o'zini abadiy muzlik (aniqrog'i, abadiy muzlik) sifatida namoyon qiladi. IN Sharqiy Sibir yil davomida muzlagan tuproqlarning qalinligi, ya'ni qalinligi joylarda 200-300 m ga etadi.

Ma'lum bir chuqurlikdan (xaritaning har bir nuqtasi uchun o'ziga xos) Quyosh va atmosferaning ta'siri shunchalik zaiflashadiki, endogen (ichki) omillar birinchi o'rinda turadi va yerning ichki qismi ichkaridan isitiladi, shuning uchun harorat pasaya boshlaydi. chuqurlik bilan ko'tariladi.

Erning chuqur qatlamlarining isishi asosan u erda joylashgan radioaktiv elementlarning parchalanishi bilan bog'liq, ammo boshqa issiqlik manbalari, masalan, er qobig'i va mantiyaning chuqur qatlamlaridagi fizik-kimyoviy, tektonik jarayonlar deb ataladi. Ammo sabab nima bo'lishidan qat'iy nazar, jinslar va ular bilan bog'liq suyuqlik va gazsimon moddalarning harorati chuqurlik bilan ortadi. Konchilar bu hodisaga duch kelishadi - chuqur konlarda har doim issiq. 1 km chuqurlikda o'ttiz daraja issiqlik normal, chuqurroq harorat esa undan ham yuqori.

Yerning ichki qismidagi issiqlik oqimi Yer yuzasiga etib boradi, kichik - o'rtacha quvvati 0,03-0,05 Vt / m 2,
yoki yiliga taxminan 350 Vt / m 2. Quyoshdan issiqlik oqimi va u bilan isitiladigan havo fonida bu sezilmas qiymatdir: Quyosh har yili er yuzasining har bir kvadrat metriga taxminan 4000 kVt / soat, ya'ni 10 000 baravar ko'p beradi (albatta, bu o'rtacha, qutb va ekvatorial kengliklar o'rtasida katta tarqalish bilan va boshqa iqlim va ob-havo omillariga bog'liq).

Sayyoramizning aksariyat qismida chuqurlikdan yer yuzasiga issiqlik oqimining ahamiyatsizligi jinslarning past issiqlik o'tkazuvchanligi va geologik tuzilishning o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq. Ammo istisnolar mavjud - issiqlik oqimi yuqori bo'lgan joylar. Bular, birinchi navbatda, tektonik yoriqlar, kuchaygan seysmik faollik va vulkanizm zonalari bo'lib, bu erda erning ichki qismidagi energiya chiqish yo'lini topadi. Bunday zonalar litosferaning termal anomaliyalari bilan ajralib turadi, bu erda er yuzasiga etib boradigan issiqlik oqimi "odatdagidan" ko'p marta va hatto kattalikdagi buyurtmalar bo'lishi mumkin. Bu zonalarda vulqon otilishi va issiq buloqlar orqali yer yuzasiga katta miqdorda issiqlik chiqariladi.

Aynan shu hududlar geotermal energiyani rivojlantirish uchun eng qulay hisoblanadi. Rossiya hududida bular, birinchi navbatda, Kamchatka, Kuril orollari va Kavkaz.

Shu bilan birga, geotermal energiyani rivojlantirish deyarli hamma joyda mumkin, chunki chuqurlik bilan haroratning oshishi hamma joyda uchraydigan hodisa bo'lib, u erdan mineral xom ashyo olinadigandek, ichaklardan issiqlikni "chiqarish" vazifasidir.

Har 100 m ga o'rtacha harorat chuqurlik bilan 2,5-3 o S ga oshadi.Har xil chuqurlikda yotgan ikki nuqta orasidagi harorat farqining ular orasidagi chuqurlik farqiga nisbati geotermik gradient deyiladi.

O'zaro geotermik qadam yoki harorat 1 o C ga ko'tariladigan chuqurlik oralig'i.

Gradient qanchalik baland bo'lsa va shunga mos ravishda qadam pastroq bo'lsa, Yer chuqurligining issiqligi er yuzasiga yaqinlashadi va bu hudud geotermal energiyani rivojlantirish uchun qanchalik istiqbolli bo'ladi.

Turli hududlarda geologik tuzilishga va boshqa mintaqaviy va mahalliy sharoitlar, chuqurlik bilan haroratni oshirish tezligi keskin farq qilishi mumkin. Yer miqyosida geotermal gradientlar va qadamlar qiymatlarining o'zgarishi 25 martaga etadi. Masalan, Oregon shtatida (AQSh) gradient 1 km uchun 150 o C, Janubiy Afrikada esa 1 km uchun 6 o C ni tashkil qiladi.

Savol shundaki, katta chuqurlikdagi harorat qanday - 5, 10 km yoki undan ko'p? Agar tendentsiya davom etsa, 10 km chuqurlikdagi harorat o'rtacha taxminan 250-300 ° C bo'lishi kerak. Bu juda chuqur quduqlarda to'g'ridan-to'g'ri kuzatishlar bilan ko'proq yoki kamroq tasdiqlanadi, garchi rasm haroratning chiziqli o'sishiga qaraganda ancha murakkab bo'lsa-da .

Masalan, Boltiq kristalli qalqonida burg'ulangan Kola superchuqur qudug'ida harorat 10 o C / 1 km tezlikda 3 km chuqurlikka o'zgaradi va keyin geotermal gradient 2-2,5 baravar ko'payadi. 7 km chuqurlikda allaqachon 120 o C harorat qayd etilgan, 10 km - 180 o C va 12 km - 220 o S.

Yana bir misol Shimoliy Kaspiyda yotqizilgan quduq bo'lib, u erda 500 m chuqurlikda 42 o C, 1,5 km - 70 o C, 2 km - 80 o C, 3 km - 108 o C harorat qayd etilgan.

Geotermal gradient 20-30 km chuqurlikdan boshlab pasayadi, deb taxmin qilinadi: 100 km chuqurlikda, taxminiy haroratlar taxminan 1300-1500 o C, 400 km chuqurlikda - 1600 o C, Yerda. yadro (6000 km dan ortiq chuqurlik) - 4000-5000 o BILAN.

10-12 km gacha bo'lgan chuqurlikda harorat burg'ulash quduqlari orqali o'lchanadi; ular mavjud bo'lmagan joyda, u kattaroq chuqurlikdagi kabi bilvosita belgilar bilan belgilanadi. Bunday bilvosita belgilar seysmik to'lqinlarning o'tish tabiati yoki otilayotgan lavaning harorati bo'lishi mumkin.

Biroq, geotermal energiya maqsadlari uchun 10 km dan ortiq chuqurlikdagi haroratlar haqidagi ma'lumotlar hali amaliy qiziqish uyg'otmaydi.

Bir necha kilometr chuqurlikda juda ko'p issiqlik bor, lekin uni qanday ko'tarish kerak? Ba'zida tabiatning o'zi biz uchun bu muammoni tabiiy sovutish suvi - yer yuzasiga chiqadigan yoki biz uchun mavjud bo'lgan chuqurlikda joylashgan isitiladigan termal suvlar yordamida hal qiladi. Ba'zi hollarda chuqurlikdagi suv bug 'holatiga qadar isitiladi.

"Termal suvlar" tushunchasining qat'iy ta'rifi yo'q. Qoida tariqasida, ular issiq er osti suvlarini anglatadi suyuqlik holati yoki bug 'shaklida, shu jumladan, 20 ° C dan yuqori haroratda, ya'ni, qoida tariqasida, havo haroratidan yuqori bo'lgan er yuzasida paydo bo'lganlar.

Issiq er osti suvlari, bug ', bug'-suv aralashmalari - bu gidrotermal energiya. Shunga ko'ra, undan foydalanishga asoslangan energiya gidrotermal deb ataladi.

Vaziyat to'g'ridan-to'g'ri quruq jinslardan issiqlik ishlab chiqarish bilan murakkabroq - neft-termal energiya, ayniqsa etarlicha yuqori haroratlar, qoida tariqasida, bir necha kilometr chuqurlikdan boshlanadi.

Rossiya hududida neft-termal energiya salohiyati gidrotermal energiyadan yuz baravar yuqori - mos ravishda 3500 va 35 trillion tonna. mos yozuvlar yoqilg'isi. Bu juda tabiiy - Yer chuqurligining issiqligi hamma joyda, termal suvlar esa mahalliy darajada. Biroq, aniq texnik qiyinchiliklar tufayli, hozirgi vaqtda termal suvlarning aksariyati issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Harorati 20-30 dan 100 o C gacha bo'lgan suvlar isitish uchun, 150 o C va undan yuqori haroratlarda - va geotermal elektr stantsiyalarida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun javob beradi.

Umuman olganda, Rossiya hududidagi geotermal resurslar tonna yonilg'i yoki boshqa energiya o'lchov birligi bo'yicha qazib olinadigan yoqilg'i zaxiralaridan taxminan 10 baravar yuqori.

Nazariy jihatdan faqat geotermal energiya mamlakatning energiya ehtiyojlarini to'liq qondirishi mumkin edi. Amalda yoqilgan bu daqiqa uning hududining aksariyat qismida bu texnik va iqtisodiy sabablarga ko'ra amalga oshirilmaydi.

Dunyoda geotermal energiyadan foydalanish ko'pincha Islandiya bilan bog'liq - O'rta Atlantika tizmasining shimoliy uchida, o'ta faol tektonik va vulqon zonasida joylashgan mamlakat. 2010 yilda Eyjafjallajökull vulqonining kuchli otilishini hamma eslaydi.

Aynan shu geologik o'ziga xoslik tufayli Islandiya katta geotermal energiya zahiralariga ega, shu jumladan Yer yuzasiga chiqadigan va hatto geyzerlar ko'rinishidagi issiq buloqlar.

Islandiyada hozirda iste'mol qilinadigan energiyaning 60% dan ortig'i Yerdan olinadi. Jumladan, geotermal manbalar hisobidan isitishning 90 foizi va elektr energiyasining 30 foizi ta'minlanadi. Qo'shimcha qilamizki, mamlakatdagi elektr energiyasining qolgan qismi gidroelektr stansiyalari tomonidan ishlab chiqariladi, ya'ni qayta tiklanadigan energiya manbalaridan ham foydalaniladi, buning natijasida Islandiya o'ziga xos global ekologik standartga o'xshaydi.

20-asrda geotermal energiyani "o'zlashtirish" Islandiyaga sezilarli darajada yordam berdi iqtisodiy atamalar. O'tgan asrning o'rtalariga qadar u juda qashshoq mamlakat bo'lgan, hozirda u o'rnatilgan quvvat va aholi jon boshiga geotermal energiya ishlab chiqarish bo'yicha dunyoda birinchi o'rinda, geotermal energiyaning mutlaq o'rnatilgan quvvati bo'yicha birinchi o'ntalikda. o'simliklar. Biroq, uning aholisi bor-yo'g'i 300 ming kishini tashkil etadi, bu ekologik toza energiya manbalariga o'tish vazifasini soddalashtiradi: bunga ehtiyoj umuman kichik.

Islandiyadan tashqari, elektr energiyasi ishlab chiqarishning umumiy balansida geotermal energiyaning yuqori ulushi Yangi Zelandiya va orol davlatlari Janubi-Sharqiy Osiyo (Filippin va Indoneziya), Markaziy Amerika va Sharqiy Afrika mamlakatlari, ularning hududi ham yuqori seysmik va vulqon faolligi bilan ajralib turadi. Bu mamlakatlar uchun hozirgi rivojlanish darajasi va ehtiyojlari bo'yicha geotermal energiya ijtimoiy-iqtisodiy rivojlanishga katta hissa qo'shmoqda.

(Oxiri quyidagicha.)

Er ichidagi harorat ko'pincha sub'ektiv ko'rsatkichdir, chunki aniq haroratni faqat kirish mumkin bo'lgan joylarda, masalan, Kola qudug'ida (chuqurligi 12 km) aniqlash mumkin. Ammo bu joy er qobig'ining tashqi qismiga tegishli.

Yerning turli chuqurliklaridagi haroratlar

Olimlar aniqlaganidek, har 100 metr chuqurlikda harorat 3 darajaga ko'tariladi. Bu ko'rsatkich Yer sharining barcha qit'alari va qismlari uchun doimiydir. Haroratning bunday o'sishi er qobig'ining yuqori qismida, taxminan dastlabki 20 kilometrda sodir bo'ladi, keyin haroratning oshishi sekinlashadi.

Eng katta o'sish Qo'shma Shtatlarda qayd etildi, u erda harorat yerning 1000 metr chuqurligi uchun 150 darajaga ko'tarildi. Eng sekin o'sish Janubiy Afrikada qayd etilgan, termometr faqat 6 daraja Selsiyga ko'tarilgan.

Taxminan 35-40 kilometr chuqurlikda harorat 1400 daraja atrofida o'zgarib turadi. Mantiya va tashqi yadro chegarasi 25 dan 3000 km gacha chuqurlikda 2000 dan 3000 darajagacha qiziydi. Ichki yadro 4000 darajaga qadar isitiladi. Murakkab tajribalar natijasida olingan so'nggi ma'lumotlarga ko'ra, Yerning eng markazidagi harorat taxminan 6000 darajani tashkil qiladi. Quyosh o'z yuzasida bir xil harorat bilan maqtana oladi.

Yer chuqurliklarining minimal va maksimal haroratlari

Yer ichidagi minimal va maksimal haroratni hisoblashda doimiy harorat kamarining ma'lumotlari hisobga olinmaydi. Bu zonada harorat yil davomida doimiy bo'ladi. Kamar 5 metr chuqurlikda (tropik) va 30 metrgacha (yuqori kengliklarda) joylashgan.

Maksimal harorat taxminan 6000 metr chuqurlikda o'lchandi va qayd etildi va 274 daraja Selsiyni tashkil etdi. Er ichidagi minimal harorat asosan sayyoramizning shimoliy hududlarida o'rnatiladi, bu erda hatto 100 metrdan oshiq chuqurlikda ham termometr minus haroratni ko'rsatadi.

Issiqlik qayerdan keladi va u sayyoramizning ichaklarida qanday taqsimlanadi

Er ichidagi issiqlik bir necha manbalardan kelib chiqadi:

1) Radioaktiv elementlarning parchalanishi;

2) Yerning yadrosida qizdirilgan materiyaning tortishish farqi;

3) To'lqinli ishqalanish (Oyning Yerga ta'siri, ikkinchisining sekinlashishi bilan birga).

Bu erning ichaklarida issiqlik paydo bo'lishining ba'zi variantlari, ammo savol to'liq ro'yxat va hozirgacha ochiq allaqachon mavjud to'g'riligi.

Sayyoramizning ichaklaridan chiqadigan issiqlik oqimi strukturaviy zonalarga qarab o'zgaradi. Shuning uchun okean, tog'lar yoki tekisliklar joylashgan joyda issiqlikning taqsimlanishi butunlay boshqacha ko'rsatkichlarga ega.

Harorat maydonlarini modellashtirish va boshqa hisob-kitoblar uchun ma'lum bir chuqurlikdagi tuproq haroratini bilish kerak.

Chuqurlikdagi tuproqning harorati egzoz tuproq-chuqur termometrlar yordamida o'lchanadi. Bu meteorologik stansiyalar tomonidan muntazam ravishda olib boriladigan rejalashtirilgan tadqiqotlardir. Tadqiqot ma'lumotlari iqlim atlaslari va me'yoriy hujjatlar uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Tuproq haroratini ma'lum bir chuqurlikda olish uchun siz, masalan, ikkitasini sinab ko'rishingiz mumkin oddiy usullar. Ikkala usul ham ma'lumotnoma adabiyotlaridan foydalanishga asoslangan:

  1. Haroratni taxminiy aniqlash uchun siz TsPI-22 hujjatidan foydalanishingiz mumkin. "O'tishlar temir yo'llar quvurlar". Bu erda quvurlarni issiqlik muhandislik hisoblash metodologiyasi doirasida 1-jadval berilgan, bu erda ma'lum iqlim mintaqalari uchun tuproq harorati o'lchash chuqurligiga qarab berilgan. Quyida ushbu jadvalni taqdim etaman.

1-jadval

  1. SSSR davridan "gaz sanoati xodimiga yordam berish uchun" manbadan turli xil chuqurlikdagi tuproq harorati jadvali

Ba'zi shaharlar uchun me'yoriy muzlash chuqurligi:

Tuproqning muzlash chuqurligi tuproq turiga bog'liq:

Menimcha, eng oson variant yuqoridagi ma'lumot ma'lumotlaridan foydalanish va keyin interpolyatsiya qilishdir.

Erning haroratidan foydalangan holda aniq hisob-kitoblarning eng ishonchli varianti meteorologik xizmatlar ma'lumotlaridan foydalanishdir. Meteorologik xizmatlar asosida ba'zi onlayn ma'lumotnomalar ishlaydi. Masalan, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Bu erda aholi punktini, tuproq turini tanlash kifoya va siz tuproqning harorat xaritasini yoki uning ma'lumotlarini jadval shaklida olishingiz mumkin. Printsipial jihatdan bu qulay, ammo bu resurs pullik ko'rinadi.

Agar siz ma'lum bir chuqurlikdagi tuproq haroratini aniqlashning ko'proq usullarini bilsangiz, sharhlaringizni yozing.

Sizni quyidagi materiallar qiziqtirishi mumkin:



 

O'qish foydali bo'lishi mumkin: