Woraus besteht die Erde und warum ist es unter der Erde warm?

IV

Manchmal fraßen die Wölfe wochenlang nicht, ein Schneesturm heulte über Wald und Felder, bedeckte das Lager und kniff ihnen die Augen zu. Die Wölfe sahen sich eifrig an. Die Herde löste sich auf - sie gingen zu zweit und allein viele Meilen weit in alle Richtungen, sehnsüchtig und auf der Suche nach Nahrung. Auf der Suche nach Nahrung ging die Herde weit über den Fluss, näherte sich dem Waldtorhaus bis zu den Fenstern und lauschte dem Weinen eines Menschenjungen hinter der Mauer. Wölfe sahen selten Menschen, fast nie, aber sie spürten immer ihre Anwesenheit – sie hassten und fürchteten eine Person. In diesen grausamen Tagen griffen Wölfe, weit entfernt vom Lager, jenseits des Flusses, im Wald einen Pferdekadaver an. In der Nähe des Bastards breitete sich eine Schlittenbahn aus, es roch nach einem Mann. Zuerst hatten sie Angst, es zu nehmen, sie leckten sich die Lippen und saßen auf ihren Schwänzen zwischen ihren Beinen, dann eilten die Jungen, die es nicht ertragen konnten, zu Tränen - sie warfen blaue Innereien auf den Schnee und entblößten schnell ihre gelben Rippen. Die ganze Nacht, auf ihren Pfoten ruhend und kopfschüttelnd, zerrissen sie das gefrorene Fleisch und schluckten würgend unzerkaute Stücke, und wenn die Mägen anschwollen und schwer wurden, zogen sie sich nicht weit in den Wald zurück und wühlten. In der folgenden Nacht kehrte die Herde zum Fleisch zurück. Aß nicht so gierig. Nachdem sie ein Stück abgerissen hatten, zogen sie sich in einiger Entfernung zurück, legten sich auf den Bauch, hielten das Fleisch in den Vorderpfoten und knabberten langsam. Am frühen Morgen, als die Herde zum Lager ging, rannte ein Rotfuchs unter den überhängenden Fichtenpfoten aus dem Wald, hielt an, steckte das Vorderbein ein und rannte in einem kleinen Joggen, den Schwanz über den Schnee tragend, zu die Wolfsfetzen, lange eingegraben in den gefrorenen blauen Innereien, unter den angenagten Rippen. Mittags kamen Leute in Schaffellmänteln und Filzschuhen auf Skiern, und der Fuchs fegte schnell in den Wald unter den Tannen. Die Leute untersuchten die Wolfsspuren und die über die Lichtung verstreuten Knochen; Sie zogen ihre Fäustlinge aus, zündeten sich eine Zigarette an, zogen die Gürtel ihrer Jacken hoch und verteilten sich auf der Wolfsspur. Am nächsten Tag brachten dieselben Leute ein totes Pferd auf einem Schlitten und warfen es auf einer Lichtung in den Schnee. Die Wölfe kamen zwei Nächte lang nicht heraus, um Fleisch zu holen, sie alterten und kletterten in den Fichtenwald. Eines Morgens erhob sich die Herde ängstlich: Unbekannte Geräusche rollten durch den Wald, näherten sich und entfernten sich und erfüllten plötzlich den Wald. Die Wölfe spitzten die Ohren und schnüffelten die Luft, zitterten mit den Knien ihrer Hinterbeine, die Wölfe drängten sich aneinander. Der alte Wolf, der gut wusste, was unbekannte Geräusche versprachen, sträubte sein Fell und verschwand mit angelegten Ohren im Wald. Die Herde erkannte, dass eine große Gefahr bestand und die Tatsache, dass der alte Mann die Herde verließ, bedeutet: Passt alle auf euch auf!

Eisvogel

Ich ging am steilen Ufer des vertrauten Flusses entlang. Unter dem steilen Sandhang floss Wasser. Unten, über dem schnellen Wasser, bogen sich die grünen Weidenzweige. An der Oberfläche, nein, nein, ja, und in der Sonne glänzend, mit silbernen Schuppen funkelnd, eine Seite aus kleinen oberschmelzenden Fischen. Als ich nach unten schaute, sah ich einen kleinen bläulich-azurblauen Vogel, der wie ein Pfeil von einem hohen Sandhang in das klare Wasser des Flusses stürzte. Für einige Augenblicke verschwand der Vogel unter Wasser. Es war ein Eisvogel - ein erstaunlicher Vogel, selten in unserer Gegend. Ich erkannte den Eisvogel an seinem hellen Gefieder, an seinem langen Schnabel, an seinem schnellen Flug und seiner Fähigkeit zu tauchen. Aus dem Wasser aufgetaucht, mit einem kleinen silbernen Fisch im Schnabel, versteckte sich der Eisvogel am Rand des sandigen Uferhangs.

Eisvögel leben an den Ufern schneller und transparenter Flüsse mit steilen Sandbänken. Sie bauen ihre Nester in tiefen Höhlen, die an steilen Hängen in den Sand gegraben wurden. Ganz unten im Bau befindet sich ein Nest, das mit trockenen Gräten und Fischschuppen ausgekleidet ist. Hier brüten und füttern die Eisvögel ihre Küken.

Eisvögel sind nicht wie unsere üblichen Singvögel. Sie können tauchen, schwimmen und kleine Fische fangen. Das Gefieder eines erwachsenen Eisvogels ist bemerkenswert, so ähnlich wie bei einem seltenen exotischen Vogel. Der populäre Name - Eisvogel - stammt wahrscheinlich von der Tatsache, dass Eisvögel auch in der Winterkälte wie Wasseramseln manchmal an den Ufern schneller, nicht zufrierender Flüsse und Bäche bleiben. In strengen Wintern fliegen Eisvögel wie andere Zugvögel nach Süden. In Vogelüberwinterungsgebieten, in der Kyzyl-Agach-Bucht, im südlichen Kaspischen Meer, habe ich oft Eisvögel beobachtet. Dort blieben sie in hohem Schilf, das im Wind raschelte, und suchten wachsam nach Beute im Wasser.Im Frühjahr flogen Eisvögel nach Norden zu den bekannten Ufern kleiner und großer Flüsse. In Zentralrussland habe ich nur zwei- oder dreimal schöne Eisvögel gesehen, und ich erinnere mich genau an diese seltenen Begegnungen.

Vertikale Kollektoren zum Heizen eines Hauses vom Boden aus

Am häufigsten werden solche Kollektoren verwendet - sie werden bis zu einer Tiefe von mehreren zehn Metern in den Boden eingetaucht. Dazu wird in unbedeutender Entfernung vom Haus die erforderliche Anzahl von Brunnen gebohrt und dann Rohre (normalerweise aus vernetztem Polyethylen) darin platziert. In einer solchen Tiefe bleibt die Bodentemperatur hoch und stabil bzw. das Heizen eines Privathauses mit Erdwärme ist hocheffizient. Bei dieser Variante benötigen die Kollektoren keine große Fläche.

Allerdings sollte man einen wesentlichen Nachteil dieses Schemas berücksichtigen: Das Heizen aus den Eingeweiden der Erde ist teuer. Natürlich rechnen sich die Anschaffungskosten später, aber noch immer kann sich nicht jede Familie solche Ausgaben leisten. Die Bohrkosten sind hoch, und es wird viel Geld kosten, mehrere 50 Meter tiefe Brunnen zu bauen.

Helium-3-Ablagerungen sind ein starker Beweis für Fusionsreaktionen im Darm

Der wesentliche Beweis für Kernfusionsreaktionen im Erdinneren, das aus Metallhydriden besteht, ist die Konzentrationsverteilung von Heliumisotopen. Die Gruppe von Professor Mamyrin (Leningrader Institut für Physik und Technologie) fand 1968 bei der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Gasen aus vulkanischen Emissionen in Kamtschatka heraus, dass das 3He/4He-Verhältnis im Erdmantel stabil und tausendmal größer ist als im Erdkruste. Später wurde die Wirkung des 3He-Ausflusses aus tiefen Rissen in der Erdkruste und bei Vulkanausbrüchen auch in anderen Regionen der Erde entdeckt.

Wir betonen, dass Helium-3 ausschließlich bei Fusionsreaktionen gebildet wird. Unter keinen Zersetzungsreaktionen schwerer Elemente ist seine Bildung unmöglich.

Es ist zu beachten, dass 3He kein "primäres Helium" sein kann - die Überreste der Substanz einer Supernova, aus der die Planeten entstanden sind, da in diesem Fall die maximale Temperatur der Erde während ihrer Entstehung 800-1000 K nicht überschreiten sollte, was bedeutet eindeutig unrealistisch.

Das 3He/4He-Verhältnis in der Erdkruste nimmt stark ab, da sich 3He mit dem 4He-Isotop mischt, das hauptsächlich beim radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium entsteht. Außerdem gelangt Helium durch Verwerfungen in der Erdkruste und Vulkane in die Erdatmosphäre und entweicht in den Weltraum.

Wenn das Ende des 20. Jahrhunderts und der Beginn des 21. Jahrhunderts durch einen Boom der Informations- und Kommunikationstechnologien gekennzeichnet sind, dann werden die nächsten Jahrzehnte ein Jahrhundert der Revolution im Energiesektor und vor allem in der Wasserstoffenergie, um die Herkunft zu verstehen von Wasserstoffströmen aus den Eingeweiden der Erde, die durch „quasi-nukleare“ Fusionsreaktionen erzeugt werden. Eine praktische Lösung für diese Probleme kann unerwartet kommen. Und das Land (das Team von Wissenschaftlern), dem diese Lösung gelingt, wird einen gewaltigen technologischen Sprung in die Zukunft machen, zum Trendsetter nicht nur in Wissenschaft und Technologie, sondern auch in der Politik werden.

1. Anderson (.Anderson Don L.) Neue Theorie der Erde // Cambridge U. Press, New York, 2007, 384
2. Lay, Nernlund, Buffit (Lay T, Hernlund J. und .Buffett B.A.) // Nature Geoscience, V.1, 2008, S.25-32.
3. Terez E.I., Dabakhov I.A. / Fusionsreaktionen sind die Hauptquelle der inneren Energie der Erde und der abiogene Ursprung von Kohlenwasserstoffen / ResearchGate / 01.2019
4. Baranov M.I. / Elektrik und Elektronik. 2010. V. 6. C. 46–48.
5. Gando A., Gando Y., Ichimura K., et al. // Natur Geowissenschaften. V.4, S. 647–651.
6. Zharkov V.N. Innere Struktur der Erde und der Planeten M.: Nauka, 1983.
7. Zeldovich Ya.B. // Zhur. Experte und theor. Physik. - 1957.- v.33. - Ausgabe 4. – S.991-993.
8. Wang Hong-zhang // Chin. Astrophie. 1990. V. 14/4, S. 361
9. Dabakhov I.A. / Der Boden unter uns dehnt sich aus / 10.10.2017
10. Letnikov F.A. Supertiefe Fluidsysteme der Erde und Probleme der Erzentstehung // Tiefer Magmatismus, magmatische Quellen und Probleme von Plumes. Proceedings of the 2nd International Seminar, Wladiwostok, 2002 Irkutsk; Wladiwostok: Izd-vo ISTU, 2002. S.5-24.
11. Mamyrin B.A., Anufriev G.S., Khabarin L.V. et al. / Verteilungsmuster der Helium-Isotopenkonzentration der Erde. / Staatsregister der Entdeckungen der UdSSR. Priorität Nr. 253 vom 2. Juli 1968.

• 33
• 5

Komponenten des Wärmeausgleichs

Der Hauptenergiezufluss zur Erde erfolgt durch Sonnenstrahlung und beträgt im Mittel über die gesamte Erdoberfläche etwa 341 W/m².Interne Wärmequellen (radioaktiver Zerfall, Dichteschichtung) sind im Vergleich zu diesem Wert (ca. 0,08 W/m²) vernachlässigbar.

Von den 341 W/m² Sonnenstrahlung, die auf die Erde treffen, werden ca. 30 % (102 W/m²) von der Erdoberfläche (23 W/m²) und Wolken (79 W/m²) und 239 W/m² sofort reflektiert wird in der gesamten Atmosphäre (78 W/m²) und der Erdoberfläche (161 W/m²) absorbiert. Die Absorption in der Atmosphäre erfolgt hauptsächlich durch Wolken und Aerosole.

Von den 161 W / m² Energie, die von der Erdoberfläche absorbiert werden, kehren 40 W / m² in Form von Wärmestrahlung im Bereich von 3–45 Mikrometern in den Weltraum zurück, weitere 97 W / m² werden durch verschiedene an die Atmosphäre abgegeben thermische Prozesse (80 W/m² - Wasserverdunstung, 17 W/m² - konvektive Wärmeübertragung). Darüber hinaus werden etwa 356 W/m² der Erdstrahlung von der Atmosphäre absorbiert, wovon 332 W/m² (161 - 40 - 97 - 356 + 332 = 0) als Rückstrahlung aus der Atmosphäre wieder abgegeben werden. Somit beträgt die gesamte Wärmestrahlung der Erdoberfläche 396 W/m² (356 + 40), was einer mittleren thermischen Temperatur von 288 K (15 °C) entspricht.

Die Atmosphäre strahlt 199 W/m² in den Weltraum, einschließlich 78 W/m² von der Sonnenstrahlung, 97 W/m² von der Erdoberfläche und der Differenz zwischen der von der Atmosphäre absorbierten Oberflächenstrahlung und der atmosphärischen Rückstrahlung von 23 W/m² .

Perspektiven für Erdwärme

Neue Energiequellen wie Erdwärme spielen eine bedeutende Rolle bei der Förderung eines saubereren, nachhaltigeren Energiesystems. Es ist eine der wenigen erneuerbaren Energietechnologien, die kontinuierlich Wärme liefern kann. Darüber hinaus können binäre Kraftwerke im Gegensatz zu Kohle- und Kernkraftwerken eine flexible Quelle nutzen, um das variable Angebot an erneuerbaren Ressourcen wie Wind- und Sonnenenergie mit verschiedenen Arten von Solarmodulen auszugleichen.
Die Kosten für neue Energiequellen in Form von Erdwärme werden immer wettbewerbsfähiger.

Energieinformationsprognosen für Neuinstallationen kosten weniger als 1 Rubel pro Kilowattstunde (kWh). Beispielsweise kostet Strom mit Erdgas mehr als 2 Rubel und mehr als 2,5 Rubel in konventionellen Kohlekraftwerken.

Es besteht auch die Aussicht, diese Art von Ressourcen direkt als Wärmequelle für Haushalte und Unternehmen überall zu nutzen.

Ausbau geothermischer Wärmesysteme

Das Heizen durch die Erdwärme als neue Energiequelle ist überall unter der Erdoberfläche möglich, aber nicht die gesamte Oberfläche des Erdbodens hat die Bedingungen, die die Zirkulation von Wasser an der Oberfläche realisieren können. Der Ansatz zur Nutzung von Wärme in trockenen Gebieten ist als fortschrittliche Systeme oder „trockener erhitzter Fels“ bekannt.

Heißwasserkörper befinden sich normalerweise in größeren Tiefen unter der Oberfläche als herkömmliche Geräte. Das Wasser wird zunächst unter hohem Druck an die Oberfläche gepumpt, um Strom zu erzeugen. Das Wasser wird dann durch die Injektionsbrunnen zurückgeführt, um den Zirkulationszyklus abzuschließen. Einige Kraftwerke verwenden möglicherweise einen geschlossenen binären Kreislauf und setzen außer Wasserdampf keine Flüssigkeiten oder wärmeeinfangenden Emissionen frei.

Gemeinsame Produktion von Erdwärme zusammen mit Öl- und Gasbohrungen

Viele bestehende Öl- und Gaslagerstätten enthalten beträchtliche Mengen an Wasser mit hoher Temperatur und hohem Druck. Dieses Hochtemperaturfluid kann gemeinsam genutzt werden, um geothermische Wärme zusammen mit der Gewinnung von Öl- und Gasressourcen zu erzeugen. In manchen Fällen kann die gemeinsame Ausbeutung dieser Ressourcen sogar die Öl- und Gasförderung steigern. Um das volle Potenzial auszuschöpfen, ist es jedoch notwendig, die technologischen Systeme zu stärken und geothermischen Strom für Öl- und Gasquellen mitzuerzeugen.

Erdausdehnung

Erdausdehnungsmodell basierend auf dem Alter der Meeresbodenfelsen

Seit vielen Jahren konkurrieren in der Geologie zwei Ideen: "Fixisten", die behaupten, dass die Erdkruste relativ zu ihren "tiefen Wurzeln", d.h. Magmaerzeugungszonen im Mantel, und "Mobilisten", die behaupten, dass der Globus wächst und Teile der Erdkruste sich ständig entlang des oberen Teils des Mantels (Asthenosphäre) verschieben (schweben). Angesichts des Vorstehenden ist die Hypothese des Wachstums der Erdoberfläche am plausibelsten, das in Riftzonen vor allem aufgrund einer Vergrößerung der Fläche des Meeresbodens auftrat und sich fortsetzt, während die Umrisse der Kontinentalplatten erhalten bleiben unverändert.

Wathosen

Aus meiner frühesten Kindheit erinnere ich mich an einen kleinen Träger-Träger. Wir wohnten am Ufer eines breiten Mühlteiches. Meine Mutter nahm mich mit zum Schwimmen an den seichten Sandstränden. Nachdem ich mich ausgezogen hatte, zappelte ich in dem von der Sonne erhitzten Wasser, pflückte Erdbeeren, die am Ufer wuchsen, und brachte sie meiner Mutter in einer nassen Handvoll. Über der glatten Oberfläche des Teiches, im Wasser gespiegelt, flog hin und wieder mit einem Schrei von Ufer zu Ufer und flatterte mit den Flügeln ein kleiner Träger. Dieser fröhliche kleine Kuchen hat mir sehr gut gefallen.

Es ist unwahrscheinlich, dass es in der Vogelwelt eine solche Vielfalt an Arten und Rassen kleiner und großer Vögel gibt wie in der großen Familie der Watvögel. Strandläufer leben fast überall im Norden und Süden. Im Sommer fliegen sie in den äußersten Norden, an die Küste des Arktischen Ozeans, nisten und leben in der kahlen Tundra. Russische einfache Leute hatten eine gutmütige Haltung gegenüber fröhlichen, schnellen Watvögeln und sagten scherzhaft: "Der Watvogel ist klein, aber immer noch ein Vogel."

Ich war kein Naturforscher und kenne nicht die Namen aller Rassen und Arten von Watvögeln. Ich weiß, dass es sehr kleine Strandläufer gibt, die an den sandigen Ufern unserer Flüsse und Seen entlanglaufen. Es gibt auch große Strandläufer, die normalerweise in großen Sümpfen und ungemähten grünen Wiesen leben. Ich erinnere mich, dass die Bauern den lauten Schrei dieser Watvögel so in unsere menschliche Sprache übersetzten: „Brenn Heu, brenn Heu, das Neue ist reif!“

Diese Worte bedeuteten den Beginn des Mähens, das Ernten von neuem Heu.

Zu den Watvögeln gehören große und kleine Brachvögel - strenge Vögel mit nach unten gebogenen Schnäbeln. Nicht jedem Jäger gelingt es, den Großen Brachvogel zu erlegen. Viele von Ihnen haben wahrscheinlich langflügelige Kiebitze gesehen, die in sumpfigen Sümpfen und auf gepflügten Feldern leben. Mit ihren langen Flügeln wirbeln sie durch die Luft und rufen laut: „Wessen bist du? Wessen bist du? So übersetzt ihr lauter Schrei die Menschen in die menschliche Sprache.

Als ich durch die verlassene Taimyr-Halbinsel in der baumlosen, kahlen Tundra reiste, wo vor uns wahrscheinlich keine Menschen waren, sah und hörte ich im Sommer sehr viele Watvögel. Einige dieser Watvögel waren mir völlig unbekannt. Ich lauschte ihren seltsamen Stimmen, die über die Wüstentundra hallten. Manchmal brachen kleine Stempel unter meinen Füßen weg.

In kleinen, flachen Seen sah ich Phalarope, kam ihnen nahe, bewunderte, wie geschickt sie zwischen kleinem Schilf schwimmen, schwimmen und tauchen. Mit der Hand konnte man nach dem kühnen kleinen Phalarope greifen, aber er ließ sich nicht in die Hand nehmen und flog an einen neuen Ort.

Dort beobachtete ich auch wunderschön und prächtig gekleidete turukhtan Watvögel, die in der Frühlingspaarungszeit lustige Kämpfe untereinander veranstalten. Diese kleinen Vögel trugen üppige Halsbänder, und jedes männliche Vögelchen zeichnete sich durch die Besonderheit seines Hochzeitskleides aus.

Auch im südlichen Kaspischen Meer, in der Kyzyl-Agach-Bucht, habe ich viele Watvögel in Winterquartieren beobachtet. Die abfallenden Ufer der Bucht waren mit vielen großen und kleinen Vogelspuren bedeckt. Hier sponnen Strandläufer verschiedenster Arten und Rassen. Sie schenkten den beeindruckenden Seeadlern, die bewegungslos am Ufer der Bucht saßen und auf leichte Beute warteten, nicht die geringste Aufmerksamkeit. Hier sah ich große Küstenvögel mit nach oben gerichteten Schnäbeln und Nasen. Mit diesen gebogenen Schnäbeln hoben sie geschickt weichen Schlick und suchten nach Würmern, Schnecken und Insekten.

Im Herbst und Frühling machen viele Watvögel lange Flüge. Uns bekannte Watvögel sieht man im Winter an den Ufern von Flüssen und Seen in Zentralafrika. Die Flüge von Nomadenvögeln sind erstaunlich, ihre Fähigkeit, den Weg zu ihren Nistplätzen genau zu finden.

Vor der Küste des Franz-Josef-Landes landeten wir eines Tages von einem Boot aus auf einer kleinen, abfallenden Insel, die mit Eiderentennestern bedeckt war. Es ist bekannt, dass große Eiderenten ihre Nester mit leichten und weichen Daunen bedecken, die weibliche Eiderenten von ihren Brüsten zupfen. Aus dem Nest fliegend bedeckt die Eiderente die Eier mit diesem warmen Flaum.

Auf einer kleinen Insel nisten neben Eidernisten viele Seeschwalben - kleine möwenähnliche Vögel. Diese Vögel stehen der Watvogelrasse nahe. Sie schwebten tapfer über unseren Köpfen, hockten auf unseren Hüten und versuchten, ihre Nester zu schützen. Zoologische Wissenschaftler sagten mir, dass kleine Seeschwalben jedes Jahr lange Reisen in die südliche Hemisphäre der Erde unternehmen und über den Äquator fliegen. Im Frühjahr kehren sie wieder an die Küsten des kalten arktischen Landes zurück.

Über Watvögel und Vögel in ihrer Nähe kann viel gesagt werden. Ich beschränke mich auf das, was ich selbst gesehen habe. Als ich in meiner Jugend mit einem Jagdgewehr umherwanderte, bewunderte ich die fröhlichen Watvögel und verfolgte ihr Leben. Außer Waldschnepfen, Bekassinen, Bekassinen und Garchneps habe ich die kleinen Strandläufer, die meine heimische Landschaft belebten, nicht getötet. Von allen großen und kleinen Watvögeln erinnere ich mich am meisten an die Trägerniere aus der Kindheit. Ich sehe ihn manchmal noch in meinen Träumen; Als ich aufwache, lächle ich unwillkürlich vor Freude.

Horizontale Kollektoren zum Heizen des Hauses mit Erdwärme

Sie werden in Regionen mit relativ warmem Klima eingesetzt, in denen die Gefriertiefe des Bodens 1 bis 1,5 Meter nicht überschreitet. In diesem Fall ist es viel einfacher, die Beheizung eines Hauses vom Boden aus zu organisieren, da Sie selbst Gräben ausheben können und die Arbeitskosten erheblich sinken.

Aber ein solches Schema hat auch Nachteile. Zunächst einmal ist es nicht so einfach, mit eigenen Händen aus dem Boden zu heizen: Für ein Haus mit einer Fläche von 275 „Quadraten“ müssen Sie beispielsweise 1200 Meter Rohre in Gräben verlegen . Abgesehen davon, dass Sie viel Zeit mit dem Graben von Gräben verbringen müssen, nehmen die Rohre auch eine große Fläche ein. Es ist beispielsweise unmöglich, diesen Standort für einen Garten oder Gemüsegarten zu nutzen: Die Wurzeln der Pflanzen frieren aufgrund der Eigenschaften des Sammlers ein.

Heizen mit der Energie der Erde ist also eine gute Idee, aber sehr schwierig umzusetzen. Dasselbe gilt für die Solarheizung. Aus diesem Grund sind alternative Energiequellen heute nicht weit verbreitet.

Quellen der geothermischen Wärme. Wege und Methoden seiner Verwendung in der Welt

geothermische Energie (GTE) - die Tiefenwärme der Erde - ist eine potentielle Quelle der Strom- und Wärmeversorgung. Quellen werden in drei Typen unterteilt:

• • Thermalwasser, Dampf-Wasser-Gemische, trockener Dampf aus unterirdischen Spaltenkollektoren und porösen Speichersystemen (Dampfhydrothermen);
• • in Gestein gespeicherte Wärme;
• • Hitze von Magmakammern von Vulkanen und Laccolithen (eingebettet in Magma-Sedimentgestein).

GTE-Quellen werden hauptsächlich als geothermisches Kühlmittel (GeoTT) und geothermische Kraftwerke (Geo-TPP) verwendet. Die Nutzungsmengen dieser Energiequellen in der Welt sind in der Tabelle dargestellt. 5.1.

Französische Experten bewerten geothermisches Wasser mit einer Temperatur von mehr als 30 ° C als Quelle für thermische Energie. Die meisten GeoTTs weltweit werden in der Balneologie (60 %) und Heizung (16 %) eingesetzt. Den ersten Platz weltweit belegt dabei Japan (44 % der weltweit genutzten Wärme). An vierter Stelle lag die ehemalige UdSSR (9 %).

Interessant ist die Erfahrung mit einem geothermischen Fernwärmesystem in Reykjavik (Island) mit einer Kapazität von 30 Gcal/h zur Versorgung von mehr als 100.000 Einwohnern. Die Station beschäftigt nur 60 Mitarbeiter.

Den weltweit führenden Platz in Bezug auf geothermische Kraftwerke nehmen die Vereinigten Staaten ein, sie machen 46% der Betriebskapazitäten von bis zu 7000 ... 8000 MW aus. In den USA verwenden alle Stationen Hochtemperatur-Thermalwasser oder Trockendampf, der aus geothermischen Ablagerungen gewonnen wird, die mit Gebieten mit jungem Vulkanismus oder thermischen Anomalien in Verbindung stehen.

Tabelle 5.1

Volumen der GeoTT-Nutzung weltweit, MW

Das Land	Heizung klimatisiert, Warmwasserversorgung	ländlich Wirtschaft	Industriell Technologie	Balneologie	Kombi- Niro- Bad Verwendung	Gesamt
MW	%
Japan	50	31	9	4394	—	4484	44
Ungarn	75	565	30	581	280	1531	15
Island	780	77	75	200	164	1296	13
Italien	107	50	27	376	—	560	6
Neu Seeland	150	10	165	—	106	431	2
Vereinigte Staaten von Amerika	87	10	12	4	—	113	2
PRC	70	60	14	17	—	161	2
Frankreich	105	15	—	—	—	120	0,2
Österreich	2	—	—	3	—	5	0,06
Andere Land	33	56	17	296	1	403	3,5
Gesamt: MW %	1665 16	1288 13	369 3,7	6179 60	551 7,3	10 052 100

Anfang 2000 waren GeoTPPs in 21 Ländern in Betrieb. In den letzten 5 Jahren wurden 1150 Brunnen mit einer Tiefe von mehr als 1000 m gebohrt.

GeoTPPs, die mit Trockendampf betrieben werden, gelten heute als die wirtschaftlichsten.

Eine sehr vielversprechende Zukunftstechnologie wird laut Experten die Schaffung von Underground Circular Systems (UCS) für den Bau von GeoTPP sein, die die Wärme von „trockenen“ Gesteinen nutzen. Zwei solcher Versuchsanlagen wurden nun in den USA und Großbritannien aufgebaut. In den USA begann das Los Alamos Laboratory 1974 mit der Arbeit an der Schaffung eines PDS in einer Tiefe von 2,75 km; 1979 wurde ein PDS mit einer Kapazität von 3 MW erstellt; 1983 wurde die Leistung auf 9 MW erhöht (Bohrungen 3,6 km tief, Lagerstättentemperatur 240 °C). Die Kosten beliefen sich auf 150 Millionen Dollar. unter Beteiligung von Japan und Deutschland. Im Vereinigten Königreich wurde von der Camborne School of Mines in Cornwall ein experimentelles PCS eingerichtet. Der erste Zirkulationskreislauf wurde in einer Tiefe von 300 m erstellt, dann der zweite - in einer Tiefe von 2100 m (Temperatur - 80 ° C) im Jahr 1985 - Erweiterung des Systems auf eine Leistung von 5 MW;

Es ist geplant, die Kapazität zu erhöhen, indem die Tiefe der Brunnen auf bis zu 6 km (Temperatur - 220 ° C) erhöht wird. Gesamtkosten 40 Millionen Dollar. Ähnliche Arbeiten wurden von Frankreich und Deutschland (Elsass), Japan (Präfekturen Gifu und Yamagawa) begonnen. In all diesen Projekten wurde die Technologie zur Schaffung von Bruchsystemen zwischen Bohrlöchern in Gesteinen unter Verwendung von hydraulischem Brechen (HF) implementiert. Eine weitere Technologie wird vom amerikanischen Nationallabor „Sandia“ entwickelt, das den Hochtemperaturanteil der petrogeothermischen Ressourcen in Gesteinsschmelzen intermediärer Vulkanherde nutzen will.

v

Der junge Wolf erlebte, was jeder Wolf erlebte – Angst, vor der die Haut schrumpfte und auf Stirn und Rücken drückte, und eine große Lebenslust. Mit ihrem tierischen Verstand verstand sie, dass es unmöglich war, auf dem alten Pfad geradeaus zu laufen, und drehte sich trotz der Stimmen zur Seite. Sie ging langsam, die Ohren an den Hinterkopf gepresst, und schnüffelte im Wind. Die Bäume standen still, vom Schnee zermalmt. Schneekappen, die von einem Eichhörnchen niedergeschlagen wurden, fielen von den Gipfeln und klammerten sich an die Äste, und die Wölfin hockte ängstlich im lockeren Schnee. Wo der Wald endete und die Sträucher hervorstanden, sah sie eine rote Zunge über dem Schnee baumeln. Da sie es nicht wagte, näher zu kommen, drehte sie sich nach rechts, aber selbst dort – aber selbst dort flackerte dieselbe Zunge, rot und lang. Rote Zungen hingen eine nach der anderen unter den Bäumen.

Die Wölfin ging am Rücken entlang und vorsichtig. So ging sie hinaus in eine mit Erlen bewachsene Senke, auf einen schneebedeckten Waldfluss, und blieb stehen

Ein Hase rannte aus dem Wald und band den Schnee fest. Und dann sah sie zum ersten Mal in ihrem Leben einen Mann. Er stand im Schnee, bedeckt mit dem Stamm eines alten Weihnachtsbaums, und sah den Hasen an.

Die Wölfin setzte sich hin, schlug die Beine übereinander und stieß sich mit aller Kraft ab, während sie Frost übergoss, sprang in die Büsche und rannte davon. Der Mann packte, die Wölfin hörte ein scharfes Geräusch, spürte einen Schlag auf ihr Bein und hüpfte, blutiger Schnee, mit aller Kraft an den Büschen entlang des Flusses entlang. Es gab eine weitere Peitsche hinter ihr, sie rissen mit Zweigen an ihrem Rücken und ihren Seiten, und sie rannte und warf ungeschickt ihren Hintern. Sie lief den Fluss entlang, solange sie genug Kraft hatte, dann landete sie, blieb stehen und setzte sich. In der Ferne klickte es immer wieder und dann wieder und wieder. Die Wölfin wählte leise ein dickeres Dickicht und ging dorthin, wo ihrer Meinung nach die Naydenov-Wiese war, wo sie geboren und aufgewachsen war.

Verknüpfungen

• Kondratiev K. Ya., Strahlungsfaktoren moderner Messungen des globalen Klimas. L., 1980.
• Kondratiev K. Ya., Binenko V. I., Einfluss der Bewölkung auf Strahlung und Klima, L., 1984; Klimatologie, L., 1989.

Strahlungsenergiebilanz der Erde und ozeanische Wärmeströme. - oceanworld.tamu.edu.

Über das globale durchschnittliche IR-Strahlungsbudget. — miskolczi.webs.com.

Jeffrey L. Anderson et al. Das neue globale Atmosphären- und Landmodell AM2/LM2 der GFDL: Bewertung mit vorgeschriebenen SST-Simulationen. — Eingereicht beim Journal of Climate, März 2003.

Globaler Wärmefluss - Internationale Wärmeflusskommission (IHFC).

Globaler Wärmefluss - Internationale Wärmeflusskommission (IHFC).

Don L. Anderson Energetik der Erde und das Mysterium der fehlenden Wärmequelle - www.mantleplumes.org.

BIN. Hofmeister, R.E. Der Wärmestrom von Criss Earth wurde überarbeitet und mit der Chemie verknüpft. Tektonophysik 395 (2005), 159-177.

Henry N. Pollack, „Erde, Wärmestrom ein“, in AccessScience, McGraw-Hill Companies, 2008.

J. H. Davies und D. R. Davies Wärmefluss an der Erdoberfläche. Feste Erde, 1, 5-24, 2010.

Carol A. Stein Heat Flow of the Earth (nicht verfügbarer Link), AGU Handbook of Physical Constants, herausgegeben von T.J. Ahrens, Am. Geophys Un., Washington, DC, 1994.

Was ist wärmerer Schnee oder Luft

Die Temperatur der Schneedecke hängt sowohl von ihrer Dicke als auch von der Temperatur der darüber liegenden Luft sowie von der Temperatur des Bodens ab. Die Erde, die im Sommer Wärme speichert, kühlt mit dem Einsetzen der Kälte langsam ab. Schnee als ausgezeichneter Wärmeisolator, der den Boden bedeckt, hält diese Wärme auch bei den stärksten Frösten.Daher hängt die Temperatur des Schnees von der Dicke der "Ausbreitung" des Schnees und der Temperatur der darüber liegenden Luft ab. Wenn der Schnee den Boden 10-15 cm bedeckt, sind Temperatur und Lufttemperatur fast gleich. Bei Schneefällen bis zu einer Tiefe von 120 - 150 cm kann sich die Temperaturdifferenz sowohl direkt in der Schneedecke selbst als auch in Abhängigkeit von der Lufttemperatur ändern. Der Schnee an der Spitze wird kälter sein als an der Erdoberfläche, da er Wärme von ihm aufnimmt und sich zu erwärmen beginnt. Gleichzeitig wirkt frostige Luft auf die Schneeoberfläche und kühlt sie ab. Daher ist seine Temperatur in einer Tiefe von ungefähr 45 bis 50 cm um ungefähr 1,5 bis 2 Gramm höher als an der Oberfläche und in Bodennähe um 4 bis 6 Grad. In diesem Fall entspricht die Lufttemperatur in einer Entfernung von bis zu 1 m der Temperatur der Schneedecke. Gleichzeitig wird dieser Wert ab einer Körpergröße von 1,50 m deutlich geringer ausfallen.

Nach Experimenten von Wissenschaftlern hängt die Temperatur der Luft sowie des Schnees auch von der Tageszeit ab. Unter Beobachtung der Studien kamen sie zu dem Schluss, dass die höchste Schneetemperatur (-0,5 Grad) tagsüber von 13:00 bis 15:00 Uhr und die niedrigste (-10) von 02:00 bis 03:00 Uhr beobachtet wird. Im gleichen Zeitraum stieg die Lufttemperatur tagsüber auf +6 Grad, nachts sank sie auf -15 Grad. Daraus können wir schließen, dass die Schneetemperatur durch drei Indikatoren gesteuert wird - Lufttemperatur, Schneehöhe und Bodentemperatur. Nach dem Studium dieser Indikatoren ist es möglich, Prognosen in vielen Bereichen der Volkswirtschaft zu erstellen.

Die Auswirkungen von Schnee auf die Umwelt.

Schnee, der den Boden bedeckt, hält ihn warm und schützt den Boden vor dem Einfrieren. Und das ist vor allem für die Landwirtschaft und vor allem für die Erhaltung des Wintergetreides ein sehr wichtiger Faktor. Im Herbst gesäte und unter einer Schneedecke gekeimte Körner ertragen ruhig auch strenge Fröste, während sie an Orten, an denen kein Schnee liegt und der Frost die Erde bindet, ausfrieren. Dasselbe passiert mit Gartenpflanzen. In schneelosen Wintern gefriert der Boden, was zum Reißen und Einfrieren der Wurzeln beiträgt, „brennt“ auf der Baumrinde.

Gleichzeitig können sich plötzliche Temperaturänderungen sowohl auf die Natur als auch auf menschliche Aktivitäten negativ auswirken. Bei einer stündlichen Änderung der Lufttemperatur von + auf - beginnt der Schnee bei positiven Temperaturen zu schmelzen und gefriert dann, wenn er abnimmt, was zum Auftreten einer gefrorenen Kruste beiträgt. Nast erschwert die Nutzung von Winterweiden. Schmelzwasser spülen die fruchtbare Erdschicht weg, was oft zu Bodenerosion führt. Sie sammeln sich im Tiefland an und tragen zum Einweichen von Wintergetreide bei. Aber jetzt haben die Menschen gelernt, die Schneehöhe zu kontrollieren. In Gebieten mit wenig Schnee werden daher spezielle Schilde auf den Feldern angebracht, die den Schnee halten. Und dort, wo sich viel Schmelzwasser ansammelt, brechen Abflussrinnen durch.

Und doch freuen wir uns trotz aller negativen Faktoren immer wieder über diese weißen, flauschigen Sterne. Immer wieder folgen wir mit einem Lächeln den Kindern, die den verschneiten Hügel hinunter rodeln, machen schöne Fotos von schneebedeckten Bäumen und bauen gemeinsam mit den Kindern einen Schneemann. Und lache, lache, lache...

Optionen für die Anordnung einer Erdwärmeheizung

Methoden zum Anordnen der Außenkontur

Damit die Energie der Erde zum Heizen des Hauses so gut wie möglich genutzt werden kann, müssen Sie die richtige Schaltung für den Außenkreis wählen. Tatsächlich kann jedes Medium eine Quelle thermischer Energie sein – Untergrund, Wasser oder Luft.

Es ist jedoch wichtig, saisonale Änderungen der Wetterbedingungen zu berücksichtigen, wie oben beschrieben.

Gegenwärtig sind zwei Arten von Systemen üblich, die aufgrund der Erdwärme effektiv zum Heizen eines Hauses verwendet werden - horizontal und vertikal. Der entscheidende Auswahlfaktor ist die Fläche des Grundstücks. Davon hängt die Verlegung der Rohre zur Beheizung des Hauses mit Erdenergie ab.

Darüber hinaus werden folgende Faktoren berücksichtigt:

• Bodenzusammensetzung. In felsigen und lehmigen Gebieten ist es schwierig, vertikale Schächte zum Verlegen von Autobahnen herzustellen;
• Boden Gefriergrad. Er bestimmt die optimale Tiefe der Rohre;
• Lage des Grundwassers. Je höher sie sind, desto besser für Erdwärme. In diesem Fall steigt die Temperatur mit der Tiefe an, was die optimale Bedingung für das Heizen aus der Energie der Erde ist.

Sie müssen auch über die Möglichkeit der umgekehrten Energieübertragung im Sommer Bescheid wissen. Dann funktioniert die Heizung eines Privathauses vom Boden aus nicht und die überschüssige Wärme gelangt vom Haus in den Boden. Alle Kälteanlagen arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Dafür müssen Sie jedoch zusätzliche Geräte installieren.

Es ist unmöglich, die Installation einer externen Schaltung außerhalb des Hauses zu planen. Dies erhöht die Wärmeverluste beim Heizen aus dem Erdinneren.

Horizontales geothermisches Heizsystem

Horizontale Anordnung der Außenrohre

Die gebräuchlichste Art, Autobahnen im Freien zu installieren. Es ist praktisch für eine einfache Installation und die Möglichkeit, fehlerhafte Abschnitte der Pipeline relativ schnell auszutauschen.

Für die Installation nach diesem Schema wird ein Kollektorsystem verwendet. Dazu werden mehrere Konturen erstellt, die sich in einem Mindestabstand von 0,3 m voneinander befinden. Verbunden sind sie über einen Kollektor, der das Kühlmittel weiter zur Wärmepumpe führt. Dadurch wird die maximale Bereitstellung von Energie zum Heizen aus der Erdwärme sichergestellt.

Es gibt jedoch einige wichtige Dinge zu beachten:

• Große Hoffläche. Bei einem Haus von etwa 150 m² müssen es mindestens 300 m² sein;
• Rohre müssen in einer Tiefe unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens befestigt werden;
• Mit der möglichen Bodenbewegung bei Frühjahrshochwasser steigt die Wahrscheinlichkeit einer Verlagerung von Autobahnen.

Der entscheidende Vorteil der Erwärmung aus der Erdwärme eines horizontalen Typs ist die Möglichkeit der Selbstanordnung. In den meisten Fällen ist hierfür keine spezielle Ausrüstung erforderlich.

Für eine maximale Wärmeübertragung müssen Rohre mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet werden - dünnwandige Polymerrohre. Gleichzeitig sollten Sie jedoch Möglichkeiten in Betracht ziehen, Heizungsrohre im Boden zu isolieren.

Vertikales Diagramm der Erdwärmeheizung

Vertikales geothermisches System

Dies ist eine zeitaufwändigere Art, die Beheizung eines Privathauses vom Boden aus zu organisieren. Die Pipelines befinden sich vertikal in speziellen Bohrlöchern

Es ist wichtig zu wissen, dass ein solches Schema viel effizienter ist als ein vertikales.

Sein Hauptvorteil besteht darin, den Grad der Wassererwärmung im Außenkreislauf zu erhöhen. Jene. je tiefer die rohre liegen, desto mehr erdwärme für die heizung des hauses gelangt in das system. Ein weiterer Faktor ist die kleine Grundstücksfläche. Teilweise erfolgt die Anordnung des externen Erdwärmekreises bereits vor dem Bau des Hauses in unmittelbarer Nähe des Fundaments.

Welche Schwierigkeiten können bei der Gewinnung von Erdenergie zum Heizen eines Hauses nach diesem Schema auftreten?

• Quantitativ zur Qualität. Bei einer vertikalen Anordnung ist die Länge der Autobahnen viel höher. Dies wird durch eine höhere Bodentemperatur kompensiert. Dazu müssen bis zu 50 m tiefe Brunnen gebohrt werden, was eine mühselige Arbeit ist;
• Bodenzusammensetzung. Für felsige Böden müssen spezielle Bohrmaschinen verwendet werden. In Lehm wird, um ein Abplatzen des Brunnens zu verhindern, eine Schutzummantelung aus Stahlbeton oder dickwandigem Kunststoff angebracht;
• Bei Störungen oder Verlust der Dichtheit wird der Reparaturprozess komplizierter. In diesem Fall sind langfristige Ausfälle im Heizbetrieb des Hauses für die thermische Energie der Erde möglich.

Aber trotz der hohen Anschaffungskosten und des Installationsaufwands ist die vertikale Anordnung der Autobahnen optimal. Experten raten, ein solches Installationsschema zu verwenden.

Für die Zirkulation des Kühlmittels im äußeren Kreislauf in einem vertikalen System werden leistungsstarke Umwälzpumpen benötigt.