Тепловой режим Земли
Изменения температуры горных пород с глубиной, а для поверхностных гори- зонтов и во времени рассматриваются как тепловой режим Земли. Источникамитепла являются солнечная радиация (внешний источник тепла) и теплота, выносимая к поверхности из недр земли и включающая в себя несколько источников энергии (внутренний источник тепла). В недрах Земли температура увеличивается с глубиной от 1300 оС (в верхней мантии) до 3700 оС (в центре ядра). Увеличение температуры идет по адиабатическому закону и зависит от сжатия вещества под давлением при невозможности теплообмена с окружающей средой.
Различают 3 температурные зоны (рис. 4).
 |
Зонапеременныхтемператур. Изменение температуры определяется климатом местности. Суточные колебания практически затухают на глубине около 1,5 м, а годовые на глубинах 20…30 м. Для средних широт характерна кривая 1 (летний период) и кривая 2 (зимний период). В зимний период в этой зоне образуется подзонапромерзания (Iа), где температура опускается ниже 0 оС, мощность кото- рой зависит от климата, типа горных пород и колеблется от нескольких сантиметров до 2 м и более. Если этот горизонт сложен глинистыми породами, то его промерзание может сопровождаться увеличением объема – пучением. Поэтому в данном случае фундаменты сооружений закладываются ниже нижней границы горизонта Iа.
Зонапостоянныхтемператур, находящаяся на глубинах 15…40 м в зависимости от региона. Под Москвой эта зона начинается с глубины 20 м, около Санкт- Петербурга с 19,6 м.
Зонанарастаниятемператур. Величина нарастания температуры на каждые 100 м глубины называется геотермическимградиентом, а глубина, при которой температура повышается на 1 оС, – геотермическойступенью. Теоретически средняя величина этой ступени составляет 33 м. В районах нефтяных месторождений она снижается до 20…28 м; в районах вулканической деятельности снижается до 5…7 м. Закономерное нарастание температуры справедливо лишь до некоторой глубины. В Москве на глубине 1630 м температура достигает + 41 оС, в Прикаспии на глубине 3000 м – + 108 оС. Нарастание температуры с глубиной следует учитывать при проектировании сооружений глубокого заложения.
Тепловая энергия земных недр может быть использована для теплоснабжения поселков и городов. Водой гейзеров (водой горячих родников) отапливается сто- лица Исландии Рейкьявик. Строятся геотермические электростанции в Италии, Новой Зеландии, в России (Камчатка, Курильские острова).
Дата добавления: 2017-01-21; просмотров: 1903;