Горячее дыхание Земли
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Паужетка. Так зовется река на далекой Камчатке. Бурная и стремительная, она мчится сквозь поросшие кустарником горные террасы, наполняя своим шумом горную долину. Снеговые кряжи вулканов вздымаются над зеленью первых уступов, а там дальше, у линии горизонта, чуть приметно клубятся на склонах то розовые, то серые дымы. Это фумаролы — горячие газоизвержения.
Здесь, в самом центре горячего дыхания Земли, была построена геотермическая электростанция, использующая природную энергию для своей промышленной деятельности. Недра нашей планеты таят в себе колоссальные запасы высокотемпературных вод и пара. По запасам своей энергии эти источники тепла соизмеримы лишь со всеми мировыми ресурсами угля, нефти, газа и торфа, вместе взятыми.
В настоящее время существуют две гипотезы о происхождении тепла нашей планеты. Согласно предположению Канта и Лапласа, в далеком прошлом Земля представляла собой раскаленное газообразное облако и с течением времени постепенно остывала. Академик О. Ю. Шмидт выдвинул другую теорию. Он считал, что с момента образования Земля, наоборот, обладала малой степенью нагретости и постепенно вследствие объединения холодных частиц газопылевого облака и уплотнения их она все более нагревалась. И та и другая гипотеза подтверждают образование тепла в земных недрах.
Далеко не во всех районах земной коры наблюдаются эти интересные явления. Они обнаруживаются преимущественно в подвижных областях земной коры и особенно в областях, подверженных сейсмической и вулканической деятельности. Известно, что Земля непрерывно отдает массу тепла в мировое пространство. Но эта отдача одновременно и восполняется за счет распада радиоактивных элементов, неравномерно распределенных в толще Земли. Таким образом, тепловое состояние Земли есть результат непрерывно действующих процессов — накопления, потери и нового пополнения тепловой энергии земной коры.
Казалось бы, что по мере увеличения глубины температура земной коры должна все время увеличиваться. Однако это не так. Возрастание тепла характерно лишь для относительно небольших глубин. Поясним это на примере. Если считать, что на каждые 33 метра температура увеличивается на один градус по Цельсию, то возрастание температуры до центра Земли выразилось бы колоссальными цифрами. Но это не соответствует действительности. Максимальная температура ядра Земли считается равной 3—5 тысячам градусов по Цельсию. Очевидно, что с глубиной возрастание температуры уменьшается. Предполагают, что это зависит от уменьшения количества радиоактивных веществ и увеличения теплопроводности горных пород.
Итак, в недрах Земли есть дешевый источник тепла. Богатства ее неисчерпаемы. Однако громадная кладовая, по существу, еще мало использована человеком. А между тем даже те немногие примеры, о которых мы в настоящее время знаем, говорят о том, что возможности использования подземного тепла чрезвычайно велики.
На севере, в Атлантическом океане, недалеко от Полярного круга, лежит небольшая страна Исландия. Суров ее климат. Здесь мало солнца, часты дожди, туманы и опять дожди. И совсем немного энергетических ресурсов. Но люди приспособились. Они нашли источник тепла, подчинив себе энергию Земли и научившись использовать ее в своих целях.
Недостаток солнечного тепла жители Ирландии компенсируют горячими водами. В стране известно более 200 групп источников горячей воды с температурой до 100 градусов при выходе на поверхность.
Энергия Земли широко используется здесь для нужд теплофикации населенных пунктов. Она дает возможность городу ежегодно экономить более 50 тысяч тонн каменного угля. Столица Исландии Рейкьявик, что в буквальном переводе означает «бухта пара», несколько десятков лет отапливается природной горячей водой. Это самый чистый город мира, без угля и дыма. Подземным теплом отапливаются также теплицы, где жители круглый год выращивают овощи, бананы и виноград. Урожайность довольно высока: куст помидора дает, например, урожай до 8 килограммов.
А вот другой пример. В Италии отдельные парогидротермальные месторождения дают температуру до 240—275 градусов по Цельсию. Горячие воды и пары как топлива стали применять и в других странах: Венгрии, Новой Зеландии, Гренландии, Японии, Канаде и т. д. Но не только для энергетических целей используется тепло Земли. Подземные горячие воды и пары, выходящие на поверхность, содержат в себе большой процент различных минеральных веществ: йода и бора, брома и серы, лития и углекислоты и ряда других элементов…
Автор: И. И. Дворов.