Нетрадиционные источники энергии
Страница 7
геологическим строением того или иного района Земли. Известны случаи,
когда увеличение температуры на 1° С происходит при углублении на 2-3 м.
Эти аномалии обычно находятся в областях современного вулканизма. На
глубине 400-600 м в некоторых районах, например Камчатки, температура
доходит до 150-200 °С и более.
В настоящее время получены данные о довольно глубоком промерза-
нии верхней зоны земной коры. Геотермические наблюдения в зоне вечной
мерзлоты позволили установить, что мощность мерзлых горных пород дос-
тигает 1,5 тыс. м. Так, в районе реки Мархи (приток Вилюя) на глубине 1,8
тыс. м температура составляет всего лишь 3,6 °С. Здесь геотермическая сту-
пень составляет 500 м на 1 °С. На отдельных платформенных частях терри-
тории (на Русской платформе) температура с глубиной примерно следующая:
500 м – не выше 20° С, 1 тыс. м – 25-35° С; 2 тыс. м – 40-60° С; 3-4 тыс. м –
до 100° С и более.
Подземные термальные воды (гидротермы)
В земной коре существует подвижный и чрезвычайно теплоемкий
энергоноситель – вода, играющая важную роль в тепловом балансе верхних
геосфер. Вода насыщает все породы осадочного чехла. Она содержится в по-
родах гранитной и осадочной оболочек, а вероятно, и в верхних частях ман-
тии. Жидкая вода существует только до глубин 10-15 км, ниже при темпера-
туре около 700 °С вода находится исключительно в газообразном состоянии.
На глубине 50-60 км при давлениях около 3·104 атм исчезает граница фазово-
сти, т.е. водяной газ приобретает такую же плотность, что и жидкая вода.
В любой точке земной поверхности, на определенной глубине, завися-
щей от геотермических особенностей района, залегают пласты горных пород,
содержащие термальные воды (гидротермы). В связи с этим в земной коре
следует выделять еще одну зону, условно называемую «гидротермальной
оболочкой». Она прослеживается повсеместно по всему земному шару толь-
ко на разной глубине. В районах современного вулканизма гидротермальная
оболочка иногда выходит на поверхность. Здесь можно обнаружить не толь-
ко горячие источники, кипящие грифоны и гейзеры, но и парогазовые струи с
температурой 180-200° С и выше.
Температура подземных вод колеблется в широких пределах, обуслов-
ливая их состояние, влияя на состав и свойства. В соответствии с температу-
рой теплоносителя все геотермальные источники подразделяют на эпитер-
мальные, мезотермальные и гипотермальные.
К эпитермальным источникам обычно относят источники горячей во-
ды с температурой 50-90 °С, расположенные в верхних слоях осадочных по-
род, куда проникают почвенные воды.
К мезотермальным источникам относят источники с температурой
воды 100-200 °С.
В гипотермальных источниках температура в верхних слоях превы-
шает 200 °С и практически не зависит от почвенных вод.
Происхождение термальных вод может быть связано с деятельностью
тепловых очагов, но чаще всего вода, тем или иным способом попадая в
пласт породы, совершает долгий путь, пока не приходит в контакт с тепло-
вым потоком или постепенно разогревается, отбирая тепло у пород.
Жидкая фаза воды и тепло могут происходить из одного источника
лишь в том случае, если таковым является остывающий магматический рас-
плав. Перегретая вода в виде паровых струй выделяется из расплава вместе с
газами и легколетучими компонентами, устремляясь в верхние, более холод-
ные горизонты. Уже при температурах 425-375 °С пар может конденсиро-
ваться в жидкую воду; в ней растворяется большинство летучих компонентов
– так появляется гидротермальный раствор «ювенильного» (первозданного)
типа. Под термином «ювенильные» геологи подразумевают воды, которые
никогда прежде не участвовали в водообороте; такие гидротермы в прямом
смысле слова являются первичными, новообразованными _. Полагают, что подобным образом сформировалась вся поверхностная гидросфера морей и