地热
地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃~1300℃,天然温泉的温度大多在60℃以上,有的甚至高达100℃~140℃。这说明地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能。那么地热是从何而来的呢?要想回答这个问题,就需要从地球的构造谈起。
地球可以看作是半径约为6370km的实心球体。它的构造就像是一个半熟的鸡蛋,主要分为三层。地球的外表相当于蛋壳,这部分叫做“地壳”,它的厚度各处很不均一,由几千米到70km不等。地壳的下面是“中间层”,相当于鸡蛋白,也叫“地幔”,它主要是由熔融状态的岩浆构成,厚度约为2900km。地壳的内部相当于蛋黄的部分叫做“地核”,地核又分为外地核和内地核。
地球每一层的温度很不相同的。从地表以下平均每下降100米,温度就升高3℃,在地热异常区,温度随深度增加的更快。我国华北平原某一个钻井钻到1000米时,温度为46.8℃;钻到2100米时,温度升高到84.5℃。另一钻井,深达5000米,井底温度为180℃。根据各种资料推断,地壳底部和地幔上部的温度约为1100℃~1300℃,地核约为2000℃~5000℃。
著名的华卡雷瓦地热保护区地壳内部的温度产生的热量,它的热量是哪里来的呢。一般认为,是由于地球物质中所含的放射性元素衰变产生的热量。有人估计,在地球的历史中,地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量,平均为每年5万亿亿卡。这是多么巨大的热源啊。1981年8月,在肯尼亚首都内罗毕如开了联合国新能源会议,据会议技术报告介绍,全球地热能的潜在资源,约为,相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。地下热能的总量约为煤全部燃烧所放出热量的1.7亿倍。
由于构造原因,地球表面的热流量分布不匀,这就形成了地热异常,如果再具备盖层、储层、导热、导水等地质条件,就可以进行地热资源的开发利用。
所谓地热资源就是以水为介质把热带到地表的温泉水。我国不少地方都有温泉出露,著名的小汤山温泉就是其中之一。目前我们对北京地区已进行了40多年的地热资源勘探研究,用钻探手段我们可以把地下几千米的热水,即温泉带到地表,这就是地热资源开发。
地热也可用于发电,即地热发电。
据估计,地热的总蕴含量约为地球煤炭总能量的1.7亿倍
全球地热资源的分布
在一定地质条件下的“地热系统”和具有勘探开发价值的“地热田”都有它的发生、发展和衰亡过程,绝对不是只要往深处打钻,到处都可发现地热。作为地热资源的概念,它也和其它矿产资源一样,有数量和品位的问题。就全球来说,地热资源的分布是不平衡的。明显的地温梯度每公里深度大于30℃的地热异常区,主要分布在板块生长、开裂-大洋扩张脊和板块碰撞,衰亡-消减带部位。环球性的地热带主要有下列4个:
(1)环太平洋地热带
它是世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界。世界许多著名的地热田,如美国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福;墨西哥的塞罗、普列托;新西兰的怀腊开;中国的台湾马槽;日本的松川、大岳等均在这一带。
(2)地中海一喜马拉雅地热带
它是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰撞边界。世界第一座地热发电站意大利的拉德瑞罗地热田就位于这个地热带中。中国的西藏羊八井及云南腾冲地热田也在这个地热带中。
(3)大西洋中脊地热带
这是大西洋海洋板块开裂部位。冰岛的克拉弗拉、纳马菲亚尔和亚速尔群岛等一些地热田就位于这个地热带。
(4)红海一亚丁湾一东非裂谷地热带
它包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热田。
除了在板块边界部位形成地壳高热流区而出现高温地热田外,在板块内部靠近板块边界部位,在一定地质条件下也可形成相对的高热流区。其热流值大于大陆平均热流值1.46热流单位,而达到1.7~2.0热流单位。如中国东部的胶、辽半岛,华北平原及东南沿海等地。
地热
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