ממה עשוי כדור הארץ ולמה הוא חם מתחת לאדמה

IV

לפעמים הזאבים לא אכלו במשך שבועות, סופת שלגים יללה על היער והשדות, כיסתה את המחנה וצבטה את עיניהם. הזאבים הביטו זה בזה בשקיקה. הצאן התפרק - הם הלכו בזוגות ולבד, קילומטרים רבים, לכל הכיוונים, כמהים ומחפשים מזון. בחיפוש אחר מזון, הצאן הרחיק לכת, מעבר לנהר, התקרב אל בית שער היער, אל החלונות ממש, והקשיב לבכי של גור אדם מאחורי החומה. זאבים כמעט ולא ראו אנשים, כמעט אף פעם, אבל הם תמיד חשו בנוכחותם - הם שנאו ופחדו מאדם. בימים אכזריים אלה, הרחק מהמחנה, מעבר לנהר, תקפו זאבים גופת סוס ביער. מסלול מזחלות נפרש ליד הממזר, היה לו ריח של גבר. בהתחלה הם פחדו לקחת אותו, הם ליקקו את שפתיהם, ישבו על זנבותיהם בין רגליהם, ואז הצעירים, שלא יכלו לעמוד בו, מיהרו לקרוע - הם השליכו פסולת כחולה על השלג, חשפו במהירות את צלעותיהם הצהובות. כל הלילה, נחים על כפותיהם והנידו בראשם, קרעו את הבשר הקפוא ונחנקו, בלעו חתיכות שלא נלעסו, וכשהבטן התנפחה והפכה כבדה, נסוגו לא הרחק לתוך היער והתחברו. למחרת הלילה חזר הצאן לבשר. אכל לא כל כך בחמדנות. לאחר שקרעו חתיכה, הם נסוגו ממרחק, נשכבו על בטנם, אוחזים את הבשר בכפותיהם הקדמיות, מנשנשים לאט. בשעת בוקר מוקדמת, כשהצאה הצאן למחנה, שועל אדום ברח מהיער מתחת לכפות האשוח התלויות, עצר, משך את רגלו הקדמית, ובריצה קטנה, נושא את זנבו על השלג, רץ אל שאריות הזאב, שנחפרו זמן רב בשפך הכחול הקפוא, מתחת לצלעות המכורסמות. בצהריים הגיעו אנשים במעילי כבש ומגפי לבד על מגלשיים, והשועל נסחף במהירות לתוך היער מתחת לעצי האשוח. אנשים בחנו את עקבות הזאבים ואת העצמות הפזורות על פני הקרחת; הורידו את הכפפות, הדליקו סיגריה, ומשכו את החגורות במעיליהם, התפזרו על שביל הזאבים. למחרת, אותם אנשים הביאו סוס מת על מזחלת והשליכו אותו בשלג בקרחת יער. הזאבים לא יצאו לבשר במשך שני לילות, הם הזדקנו, טיפסו לתוך יער האשוח. בוקר אחד קם הצאן בדאגה: צלילים לא מוכרים התגלגלו ביער, מתקרבים ומתרחקים, ופתאום מילאו את היער. הזאבים מאמצים את אוזניהם ומריחים את האוויר, רועדים בברכי רגליהם האחוריות, הצטופפו זה בזה. הזאב הזקן, שידע היטב אילו צלילים לא מוכרים מבטיחים, הרים את פרוותו, והשתטח את אוזניו, נעלם ביער. הצאן הבין שיש סכנה גדולה והעובדה שהזקן עזב את העדר פירושה: כולם תשמרו על עצמכם!

שַׁלדָג

הלכתי לאורך הגדה התלולה של הנהר המוכר. מים זרמו מתחת למדרון החולי התלול. מתחת, מעל המים המהירים, התכופפו ענפי הערבה הירוקים. ממש על פני השטח, לא, לא, כן, ונוצץ בשמש, נוצץ עם קשקשי כסף, צד של דגים קטנים שנמסים בצמרת. כשהבטתי מטה ראיתי ציפור קטנה כחלחלה-תכלת, ממהרת כמו חץ ממדרון חולי גבוה אל המים הצלולים של הנהר. לכמה רגעים הציפור נעלמה מתחת למים. זה היה שלדג - ציפור מדהימה, נדירה באזורנו. זיהיתי את השלדג לפי הנוצות הבהירות שלו, לפי מקורו הארוך, לפי מעוף מהיר ויכולת צלילה. לאחר שיצא מהמים, נושא דג כסף קטן במקורו, התחבא השלדג בשולי מדרון הגדה החולי.

שלדגים חיים לאורך גדות נהרות מהירים ושקופים עם גדות חוליות תלולות. הם מקימים את הקינים שלהם במחילות עמוקות שנחפרו בחול במדרונות תלולים. בתחתית המאורה נמצא קן מרופד בעצמות דגים יבשות וקשקשי דגים. כאן שלדגים מתרבים ומאכילים את גוזליהם.

שלדגים אינם כמו ציפורי השיר הרגילות שלנו. הם יכולים לצלול, לשחות ולתפוס דגים קטנים. הנוצות של שלדג בוגר מדהים, כל כך דומה לציפור אקזוטית נדירה. השם העממי - שלדג, הגיע כנראה מהעובדה שגם בקור החורף, כמו מטבלים, שלדגים נשארים לפעמים על גדות נהרות ונחלים מהירים ולא קפואים. בחורפים קשים, שלדגים עפים דרומה, כמו ציפורים נודדות אחרות. בשטחי חורף של ציפורים, במפרץ קיזיל-אגך, בדרום הים הכספי, צפיתי לעתים קרובות בלדגים. שם הם שהו בקנים גבוהים מרשרשים ברוח, מחפשים בדריכות אחר טרף במים.באביב טסו שלדגים צפונה אל הגדות המוכרות של נהרות קטנים וגדולים. במרכז רוסיה ראיתי שלדגים יפים רק פעמיים או שלוש, ואני זוכר בבירור את הפגישות הנדירות הללו.

קולטים אנכיים לחימום בית מהקרקע

לרוב, אספנים כאלה משמשים - הם שקועים באדמה לעומק של כמה עשרות מטרים. לשם כך, במרחק לא משמעותי מהבית, קודחים את המספר הנדרש של בארות, ואז ממוקמים בהם צינורות (בדרך כלל עשויים מפוליאתילן צולב). בעומק כזה, טמפרטורת הקרקע נשארת גבוהה ויציבה, בהתאמה, חימום בית פרטי בחום האדמה הוא יעיל ביותר. עם אפשרות זו, האספנים אינם דורשים שטח גדול.

עם זאת, יש לקחת בחשבון חיסרון משמעותי של תכנית זו: חימום מבטן האדמה הוא יקר. כמובן שהעלויות הראשוניות ישתלמו בהמשך, אבל עדיין לא כל משפחה יכולה לעמוד בהוצאות כאלה. עלות הקידוח גבוהה, ויידרש הרבה כסף כדי ליצור כמה בארות בעומק של 50 מטרים.

משקעי הליום-3 הם עדות חזקה לתגובות היתוך המתרחשות במעיים

ההוכחה החיונית לתגובות היתוך גרעיני בליבה הפנימית של כדור הארץ, המורכבת מהידרידים מתכתיים, היא התפלגות הריכוזים של איזוטופי הליום. קבוצתו של פרופסור ממירין (מכון לנינגרד לפיזיקה וטכנולוגיה) בשנת 1968, בעת שחקרה את ההרכב הכימי של גזים מפליטות געשיות בקמצ'טקה, גילתה שיחס 3He/4He במעטפת כדור הארץ יציב ופי אלף יותר מאשר ב-. קרום כדור הארץ. מאוחר יותר התגלתה השפעת יציאת 3He מסדקים עמוקים בקרום כדור הארץ ובמהלך התפרצויות געשיות גם באזורים אחרים של כדור הארץ.

אנו מדגישים כי הליום-3 נוצר אך ורק במהלך תגובות היתוך. ללא תגובות פירוק של יסודות כבדים, היווצרותו בלתי אפשרית.

יש לציין ש-3He לא יכול להיות "הליום ראשוני" - שאריות החומר של סופרנובה שממנה נוצרו כוכבי הלכת, מכיוון שבמקרה זה הטמפרטורה המקסימלית של כדור הארץ במהלך היווצרותו לא תעלה על 800-1000K, כלומר לא מציאותי בעליל.

יחס 3He/4He בקרום כדור הארץ יורד בחדות, כאשר 3He מתערבב עם האיזוטופ 4He, שנוצר בעיקר במהלך ההתפרקות הרדיואקטיבית של אורניום ותוריום. יתר על כן, הליום דרך תקלות בקרום כדור הארץ והרי געש חודר לאטמוספירה של כדור הארץ ונמלט לחלל.

אם סוף המאה ה-20 ותחילת המאה ה-21 מתאפיינות בפריחה בטכנולוגיות מידע ותקשורת, הרי שהעשורים הבאים יהיו מאה של מהפכה בתחום האנרגיה, ובעיקר באנרגיית המימן, בהבנת המקור. של מימן זורם מבטן כדור הארץ שנוצר על ידי תגובות היתוך "מעין-גרעיניות". פתרון מעשי לבעיות אלו עשוי להגיע באופן בלתי צפוי. ואותה מדינה (צוות המדענים ההוא) שמצליח למצוא את הפתרון הזה תעשה קפיצת מדרגה טכנולוגית ענקית לעתיד, תהפוך למעצבת מגמות לא רק במדע ובטכנולוגיה, אלא גם בפוליטיקה.

1. Anderson (.Anderson Don L.) New Theory of the Earth // Cambridge U. Press, ניו יורק, 2007, 384
2. Lay, Nernlund, Buffit (Lay T, Hernlund J. and .Buffett B.A.) // Nature geoscience, V.1, 2008, p.25-32.
3. Terez E.I., Dabachov I.A. / תגובות היתוך הן המקור העיקרי לאנרגיה הפנימית של כדור הארץ והמקור האביוגני של פחמימנים / ResearchGate / 01.2019
4. ברנוב מ.י. / חשמל ואלקטרוניקה. 2010. V. 6. C. 46–48.
5. Gando A., Gando Y., Ichimura K., et al. // מדעי הגיאוגרפיה של הטבע. ו'4, עמ' 647–651.
6. Zharkov V.N. מבנה פנימי של כדור הארץ וכוכבי הלכת. מ.: נאוקה, 1983.
7. זלדוביץ י.ב. // ז'ור. מוּמחֶה ותיאוריה. פיזיקה. - 1957.- v.33. - גיליון 4. – עמ' 991-993.
8. וואנג הונג-ג'אנג // צ'ין. אסטרופיות. 1990. ו' 14/4, עמ' 361
9. דבאחוב י.א. / הקרקע מתחתינו מתרחבת / 10.10.2017
10. לטניקוב פ.א. מערכות נוזלים סופר-עמוקות של כדור הארץ ובעיות של יצירת עפרות // מאגמטיזם עמוק, מקורות מגמטיים ובעיות של פלומות. הליכים של הסמינר הבינלאומי השני, ולדיווסטוק, 2002 אירקוטסק; ולדיווסטוק: Izd-vo ISTU, 2002. P.5-24.
11. ממירין B.A., Anufriev G.S., Khabarin L.V. וחב' / דפוס התפלגות של ריכוז איזוטופים הליום בכדור הארץ. / מרשם המדינה של תגליות של ברית המועצות. עדיפות מס' 253 מיום 2.7.1968.

• 33
• 5

רכיבי איזון חום

זרימת האנרגיה העיקרית לכדור הארץ מסופקת על ידי קרינת השמש והיא כ-341 ואט / מ"ר בממוצע על פני כל פני כדור הארץ.מקורות חום פנימיים (דעיכה רדיואקטיבית, ריבוד צפיפות) זניחים בהשוואה לנתון זה (כ-0.08 W/m²).

מתוך 341 W/m² של קרינת השמש שפוגעת בכדור הארץ, כ-30% (102 W/m²) מוחזרים מיד משטח כדור הארץ (23 W/m²) ומעננים (79 W/m²), ו-239 W/m² נספג באטמוספירה הכוללת (78 W/m²) ובפני כדור הארץ (161 W/m²). הספיגה באטמוספירה נובעת בעיקר מעננים ואירוסולים.

מתוך 161 W/m² של אנרגיה הנספגת על ידי פני כדור הארץ, 40 W/m² חוזרים לחלל החיצון בצורה של קרינה תרמית בטווח של 3-45 מיקרון, עוד 97 W/m² מועברים לאטמוספירה עקב שונות תהליכים תרמיים (80 W / m² - אידוי מים, 17 W / m² - העברת חום הסעה). בנוסף, כ-356 W/m² מקרינת כדור הארץ נספגת באטמוספירה, מתוכם 332 W/m² (161 - 40 - 97 - 356 + 332 = 0) מוחזרת כקרינה אחורית מהאטמוספירה. לפיכך, הקרינה התרמית הכוללת של פני כדור הארץ היא 396 ​​ואט / מ"ר (356 + 40), המתאים לטמפרטורה תרמית ממוצעת של 288 K (15 מעלות צלזיוס).

האטמוספירה מקרינה 199 W/m² לחלל החיצון, כולל 78 W/m² הנקלטים מקרינת השמש, 97 W/m² הנקלטים מפני השטח של כדור הארץ, וההבדל בין קרינת פני השטח הנספגת באטמוספירה לבין קרינה אטמוספרית חוזרת של 23 W/m². .

סיכויים לחום גיאותרמי

מקורות אנרגיה חדשים כמו חום גיאותרמי ממלאים תפקיד משמעותי בקידום מערכת אנרגיה נקייה ובת קיימא יותר. זוהי אחת מטכנולוגיות האנרגיה המתחדשות הבודדות שיכולות לספק חום ברציפות. בנוסף, בניגוד לתחנות פחם ותחנות כוח גרעיניות, תחנות בינאריות יכולות להשתמש במקור גמיש כדי לאזן בין ההיצע המשתנה של משאבים מתחדשים כגון אנרגיית רוח ושמש עם סוגים שונים של פאנלים סולאריים.
עלויות עבור מקורות אנרגיה חדשים בצורה של חום גיאותרמי הופכות תחרותיות יותר ויותר.

תחזיות מידע אנרגיה עבור מתקנים חדשים יעלו פחות מ-1 רובל לקילו-ואט-שעה (קוט"ש). לדוגמה, חשמל על גז טבעי עולה יותר מ-2 רובל ויותר מ-2.5 רובל בתחנות כוח פחמיות קונבנציונליות.

יש גם סיכוי להשתמש בסוג זה של משאב ישירות כמקור חימום לבתים ועסקים בכל מקום.

הרחבת מערכות תרמיות גיאותרמיות

חימום עקב חום כדור הארץ כמקור אנרגיה חדש אפשרי בכל מקום מתחת לפני כדור הארץ, אך לא לכל פני השטח של כדור הארץ יש את התנאים שיכולים לממש את מחזור המים אל פני השטח. הגישה לשימוש בחום באזורים יבשים מכונה מערכות מתקדמות או "סלע מחומם יבש".

גופי מים חמים נמצאים בדרך כלל בעומקים גדולים יותר מתחת לפני השטח מאשר מכשירים רגילים. המים נשאבים תחילה בלחץ גבוה אל פני השטח כדי לייצר חשמל. לאחר מכן המים מוחזרים דרך בארות ההזרקה כדי להשלים את מחזור המחזור. תחנות כוח מסוימות עשויות להשתמש במחזור בינארי סגור ולא לשחרר נוזלים או פליטות לוכדות חום מלבד אדי מים.

הפקה משותפת של חום גיאותרמי יחד עם בארות נפט וגז

מאגרי נפט וגז קיימים רבים מכילים כמויות משמעותיות של מים בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה. ניתן לחלוק את הנוזל הזה בטמפרטורה גבוהה ליצירת חום גיאותרמי יחד עם הפקת משאבי נפט וגז. במקרים מסוימים, ניצול משותף של משאבים אלו יכול אף להגביר את ייצור הנפט והגז. עם זאת, על מנת לנצל את מלוא הפוטנציאל, יש צורך בחיזוק מערכות טכנולוגיות והפקה משותפת של חשמל גיאותרמי לבארות נפט וגז.

הרחבת כדור הארץ

מודל הרחבת כדור הארץ מבוסס על עידן הסלעים בקרקעית האוקיינוס

זה שנים רבות שני רעיונות מתחרים בגיאולוגיה: "פיקסיסטים", הטוענים שקרום כדור הארץ עומד במקום ביחס ל"שורשיו העמוקים", כלומר. אזורי יצירת מאגמה במעטפת, ו"ניידים" הטוענים שהכדור גדל, וחלקים מקרום כדור הארץ זזים (צפים) ללא הרף לאורך החלק העליון של המעטפת (אסתנוספרה). לאור האמור, הסבירה ביותר היא השערת צמיחת פני כדור הארץ, שהתרחשה ונמשכת באזורי קרע, בעיקר בשל גידול בשטח קרקעית האוקיינוס ​​בעוד קווי המתאר של לוחות היבשת נותרים. ללא שינוי.

מַגָפַיִם

מילדותי המוקדמת, אני זוכר מנשא קטן. גרנו ליד גדת בריכת טחנה רחבה. אמי לקחה אותי לשחות על החוף הרדוד והחולי. לאחר שהתפשטתי, הסתובבתי במים שחוממו על ידי השמש, קטפתי תותים שגדלו על החוף, והבאתי אותם לאמי בחופן רטוב. מעל פני הבריכה החלקים, המשתקפים במים, עף מדי פעם, בזעקה, מחוף לחוף, מנופף בכנפיו, מנשא קטן. מאוד אהבתי את העוגה הקטנה והעליזה הזו.

אין זה סביר שבעולם הציפורים יש מגוון כל כך של מינים וגזעים של ציפורים קטנות וגדולות כמו במשפחה העצומה של משכשכים. נצנצים חיים כמעט בכל מקום בצפון ובדרום. בקיץ הם טסים לצפון הרחוק מאוד, לחוף האוקיינוס ​​הארקטי, מקננים וחיים בטונדרה החשופה. לפשוטי העם הרוסים היה יחס טוב לב כלפי משכשכים עליזים ומהירים, ואמרו בצחוק: "המשכשך קטן, אבל עדיין ציפור."

לא הייתי חוקר טבע ואיני יודע את השמות של כל הגזעים וסוגי העוטשים. אני יודע שיש צינורות חול קטנים מאוד שעוברים לאורך החופים החוליים של הנהרות והאגמים שלנו. יש גם נפלי חול גדולים, החיים בדרך כלל בביצות גדולות ובכרי דשא ירוקים לא מכוסים. האיכרים, אני זוכר, תרגמו את הזעקה הרמה של המשוטים האלה לשפתנו האנושית באופן הזה: "שרף חציר, תשרוף חציר, החדש בשל!"

מילים אלו פירושן תחילת הכיסוח, קצירת חציר חדש.

משכשכים כוללים תלתלים גדולים וקטנים - ציפורים קפדניות עם מקור כפוף כלפי מטה. לא כל צייד מצליח לירות בתלתלת השעון. רבים מכם בוודאי ראו קשיות ארוכות כנפיים שחיות בביצות עבותות, בשדות חרושים. מנופפים בכנפיים הארוכות, הם נופלים באוויר, צועקים בקול רם: "של מי אתה? של מי אתה? כך מתרגמת זעקתם הרמה את האנשים לשפה אנושית.

בנסיעה דרך חצי האי טיימיר הנטוש בטונדרה חסרת העצים והחשופה, שבה כנראה לא היו אנשים לפנינו, בקיץ ראיתי ושמעתי הרבה מאוד משכשכים. כמה מהמכושים האלה לא היו מוכרים לי לחלוטין. הקשבתי לקולותיהם המוזרים המהדהדים מעל הטונדרה המדברית. פיסטולים קטנים נשברו לפעמים מתחת לרגלי.

באגמים קטנים ורדודים ראיתי פלרופים, התקרבתי אליהם, התפעלתי באיזו חכמה הם שוחים בין קני סוף קטנים, שוחים וצוללים. אפשר היה להושיט יד אל הפלרופ הקטן והנועז, אבל הוא לא הרשה לקחת את עצמו ביד וטס למקום חדש.

שם גם התבוננתי בעונת ההזדווגות האביבית, בעונת ההזדווגות האביבית, מסדרים ביניהם קרבות מצחיקים. הציפורים הקטנות הללו לבשו צווארונים שופעים, וכל ציפור קטנה זכרית הובחנה במוזרותה של שמלת הכלה שלו.

צפיתי גם בהרבה משכשכים בשטחי חורף בדרום הים הכספי, במפרץ קיזיל-אגך. החופים המשופעים של המפרץ היו מכוסים בהרבה מסלולי ציפורים גדולים וקטנים. כאן מסתובבים נפלי חול מהמינים והגזעים המגוונים ביותר. הם לא הקדישו שמץ של תשומת לב לעיטים הלבנים האימתניים, שישבו ללא תנועה על חוף המפרץ ומחכים לטרף קל. כאן ראיתי ציפורי חוף גדולות עם מקור וחרטום הפוך. עם המקור המעוקל הללו, הם הרימו בזריזות סחף רך, חיפשו תולעים, חלזונות וחרקים.

בסתיו ובאביב, גזעים רבים של משכשכים עושים טיסות ארוכות. משכשכים המוכרים לנו נראים בחורף על גדות נהרות ואגמים במרכז אפריקה. תעופה של ציפורים נודדות מדהימות, היכולת שלהם למצוא במדויק את הדרך למקומות הקינון שלהם.

מול חופי ארץ פרנץ יוזף, יום אחד נחתנו מסירה על אי קטן משופע מכוסה בקנים של איידרים. ידוע כי איידרים גדולים מכסים את הקינים שלהם בפלומת קלה ורכה, שאותם נקבות העכבישים תולשות משדיהן. עוף מהקן, העוף מכסה את הביצים עם המוך החם הזה.

באי קטן, בנוסף לקני העוף, היו דגמי קינון רבים - ציפורים קטנות הדומות לשחפים. ציפורים אלו קרובות לזן של עפרונים. הם ריחפו באומץ מעל ראשינו, התיישרו על הכובעים שלנו, מנסים להגן על הקינים שלהם. מדענים זואולוגיים אמרו לי שזרנים קטנים מדי שנה עושים מסעות ארוכים לחצי הכדור הדרומי של כדור הארץ, עפים מעל קו המשווה. באביב הם חוזרים שוב לחופי הארץ הארקטית הקרה.

אפשר לומר הרבה על משכשכים וציפורים הקרובות אליהם. אני מגביל את עצמי למה שראיתי בעצמי. שוטטתי בצעירותי עם רובה ציד, הערצתי את המשוטים העליזים, עקבתי אחר חייהם. למעט צלפים, צלפים גדולים, צלפים וגרצנים, לא הרגתי את נפלי החול הקטנים שהחיו את נוף מולדתי. מכל המדושים הגדולים והקטנים, אני זוכר יותר מכל את הנשא-כליה שנראתה בילדות. אני עדיין רואה אותו לפעמים בחלומות שלי; כשאני מתעורר, אני מחייך מרוב שמחה.

קולטים אופקיים לחימום הבית בחום האדמה

הם משמשים באזורים עם אקלים חם יחסית, שבהם עומק הקפאת הקרקע אינו עולה על 1-1.5 מטרים. במקרה זה, הרבה יותר קל לארגן את החימום של הבית מהקרקע, כי אתה יכול לחפור תעלות בעצמך, ועלות העבודה תקטן באופן משמעותי.

אבל לתכנית כזו יש גם חסרונות. קודם כל, זה לא כל כך קל לעשות חימום מהאדמה במו ידיך: למשל, עבור בית עם שטח של 275 "ריבועים", תצטרך להניח 1200 מטר של צינורות בתעלות. . בנוסף לעובדה שצריך להקדיש זמן רב לחפירת תעלות, הצינורות יתפסו גם שטח גדול. אי אפשר להשתמש באתר זה, למשל, לגינה או לגן ירק: שורשי הצמחים יקפאו בגלל מאפייני האספן.

לפיכך, חימום באנרגיה של כדור הארץ הוא רעיון טוב, אך קשה מאוד ליישום. כך גם בחימום השמש. מסיבה זו מקורות אנרגיה חלופיים אינם נמצאים בשימוש נרחב כיום.

מקורות לחום גיאותרמי. דרכי ושיטות השימוש בו בעולם

אנרגיה גיאותרמית (GTE) - החום העמוק של כדור הארץ - הוא מקור פוטנציאלי לאספקת חשמל וחום. מקורות מחולקים לשלושה סוגים:

• • מים תרמיים, תערובות קיטור-מיים, קיטור יבש המצוי בקולטי ורידים תת-קרקעיים ומערכות מאגרים נקבוביות (הידרותרמיות קיטור);
• • חום שהצטבר בסלעים;
• • חום של תאי מאגמה של הרי געש ולקוליטים (הטבועים בסלעי משקע של מאגמה).

מקורות GTE משמשים בעיקר כנוזל קירור גיאותרמי (GeoTT) ותחנות כוח גיאותרמיות (Geo-TPP). נפחי השימוש במקורות אנרגיה אלו בעולם מוצגים בטבלה. 5.1.

מומחים צרפתים מעריכים מים גיאותרמיים עם טמפרטורה של יותר מ-30 מעלות צלזיוס כמקור לאנרגיה תרמית. רוב ה-GeoTTs בעולם משמשים בבלנאולוגיה (60%) וחימום (16%). המקום הראשון בעולם בכך תופסת יפן (44% מהחום מנוצל בעולם). ברית המועצות לשעבר הייתה במקום הרביעי (9%).

מעניין הניסיון של מערכת חימום מחוז גיאותרמית ברייקיאוויק (איסלנד) עם קיבולת של 30 Gcal/h לשרת יותר מ-100,000 תושבים. התחנה מעסיקה רק 60 עובדים.

המקום המוביל בעולם במונחים של תחנות כוח גיאותרמיות הוא תפוס על ידי ארצות הברית, הם מהווים 46% מיכולות ההפעלה עד 7000 ... 8000 MW. בארה"ב, כל התחנות משתמשות במים תרמיים בטמפרטורה גבוהה או בקיטור יבש המופק ממרבצים גיאותרמיים הקשורים לאזורים של וולקניות צעירה או חריגות תרמיות.

טבלה 5.1

נפחי שימוש ב-GeoTT בעולם, MW

המדינה	חימום ממוזג, אספקת מים חמים	כַּפרִי כַּלְכָּלָה	תַעֲשִׂיָתִי טֶכנוֹלוֹגִיָה	בלנאולוגיה	קומבי- נירו- חדר אמבטיה נוֹהָג	סך הכל
MW	%
יפן	50	31	9	4394	—	4484	44
הונגריה	75	565	30	581	280	1531	15
אִיסלַנד	780	77	75	200	164	1296	13
אִיטַלִיָה	107	50	27	376	—	560	6
חָדָשׁ זילנד	150	10	165	—	106	431	2
ארה"ב	87	10	12	4	—	113	2
PRC	70	60	14	17	—	161	2
צָרְפַת	105	15	—	—	—	120	0,2
אוֹסְטְרֵיָה	2	—	—	3	—	5	0,06
אַחֵר מדינה	33	56	17	296	1	403	3,5
סך הכל: MW %	1665 16	1288 13	369 3,7	6179 60	551 7,3	10 052 100

בתחילת שנת 2000 פעלו GeoTPP ב-21 מדינות. במהלך 5 השנים האחרונות נקדחו 1150 בארות בעומק של יותר מ-1000 מ'.

GeoTPPs הפועלים על קיטור יבש נחשבים כיום לחסכוניים ביותר.

לדברי מומחים, טכנולוגיה עתידית מבטיחה מאוד תהיה יצירת מערכות מעגליות תת-קרקעיות (UCS) לבניית GeoTPP, המשתמשות בחום של סלעים "יבשים". שתי מערכות ניסיוניות כאלה הוקמו כעת בארה"ב ובבריטניה. בארצות הברית, מעבדת לוס אלמוס החלה בשנת 1974 לעבוד על יצירת PDS בעומק של 2.75 ק"מ; בשנת 1979 נוצר PDS בהספק של 3 MW; בשנת 1983, ההספק הוגדל ל-9 MW (בארות בעומק 3.6 ק"מ, טמפרטורת המאגר 240 מעלות צלזיוס). העלויות הסתכמו ב-150 מיליון דולר. בהשתתפות יפן וגרמניה. בבריטניה, PCS ניסיוני הוקם על ידי בית הספר קמבורן למכרות בקורנוול. מעגל המחזור הראשוני נוצר בעומק של 300 מ', ואז השני - בעומק של 2100 מ' (טמפרטורה - 80 מעלות צלזיוס), בשנת 1985 - הרחבת המערכת להספק של 5 מגה וואט;

מתוכנן להגדיל את הקיבולת על ידי הגדלת עומק הבארות עד 6 ק"מ (טמפרטורה - 220 מעלות צלזיוס); עלות כוללת 40 מיליון דולר. עבודה דומה החלה על ידי צרפת וגרמניה (אלזס), יפן (מחוזות גיפו וימאגאווה). בכל הפרויקטים הללו יושמה הטכנולוגיה של יצירת מערכות שבר בין בארות בסלעים באמצעות שבירה הידראולית (HF). טכנולוגיה נוספת מפתחת המעבדה הלאומית האמריקאית "סנדיה", שמתכוונת להשתמש בחלק הטמפרטורה הגבוה של משאבים פטרוגיאותרמיים בהמסות סלעים של מוקדים געשיים ביניים.

V

הזאב הצעיר חווה את מה שכל זאב חווה - פחד, ממנו התכווץ העור ולחץ על המצח והגב, ורצון עז לחיות. במוחה החייתי, היא הבינה שאי אפשר לרוץ ישר בשביל הישן, והיא הסתובבה הצידה למרות הקולות. היא הלכה לאט, אוזניה צמודות לחלק האחורי של ראשה, מרחרחת את הרוח. העצים עמדו במקום, מעוכים בשלג. כובעי שלג שהופלו על ידי סנאי נפלו מהצמרות, נצמדות לענפים, והזאב כיפה בפחד בשלג הרופף. היכן שהיער הסתיים והשיחים בלטו, היא ראתה לשון אדומה משתלשלת מעל השלג. לא העזה להתקרב, היא פנתה ימינה, אבל גם שם - אבל גם שם ריצדה אותה לשון, אדומה וארוכה. לשונות אדומות נתלו אחת אחת מתחת לעצים.

הזאב הלך לאורך הגב ובזהירות. אז היא יצאה לתוך חלול מכוסה אלמונים, אל נהר יער מכוסה שלג, ועצרה

ארנבת רצה החוצה מהיער, קושרת את השלג. ואז, בפעם הראשונה בחייה, היא ראתה גבר. הוא עמד בשלג, מכוסה בגזע של עץ חג המולד ישן, והביט בארנבת.

הזאבת התיישבה, שילבה את רגליה, ודחקה בכל כוחה, מטיחה כפור, קפצה לתוך השיחים ורצה. האיש תפס, הזאבת שמעה צליל חד, חשה מכה ברגלה, ושלג עקוב מדם, דילגה בכל כוחה לאורך השיחים שלאורך הנהר. היה עוד הצלה מאחוריה, הם קרעו את גבה ואת צידיה בענפים, והיא רצה, מעיפה את ישבנה במסורבל. היא רצה לאורך הנהר כל עוד היה לה מספיק כוח, ואז נחתה, עצרה והתיישבה. מרחוק הוא הקיש שוב ושוב, ואז שוב ושוב. הזאב בשקט, בחר בסבך עבה יותר, הלכה למקום שבו, לדעתה, היה Naydenov Meadow, שם היא נולדה וגדלה.

קישורים

• Kondratiev K. Ya., גורמי קרינה של מדידות מודרניות של האקלים העולמי. ל', 1980.
• Kondratiev K. Ya., Binenko V. I., Influence of cloudiness on קרינה ואקלים, L., 1984; Climatology, L., 1989.

מאזן האנרגיה הקרינה של כדור הארץ ושטפי החום האוקיינוסים. - oceanworld.tamu.edu.

על התקציב הגלובלי לקרינת IR. — miskolczi.webs.com.

ג'פרי ל. אנדרסון ואחרים. מודל האווירה והקרקע החדש של GFDL AM2/LM2: הערכה עם סימולציות SST שנקבעו. - הוגש ל-Journal of Climate, מרץ 2003.

Global Heat Flow - International Heat Flow Commission (IHFC).

Global Heat Flow - International Heat Flow Commission (IHFC).

Don L. Anderson Energetics of the Earth ותעלומת מקור החום החסר - www.mantleplumes.org.

א.מ. הופמייסטר, R.E. שטף החום של Criss Earth תוקן וקשור לכימיה. טקטונופיזיקה 395 (2005), 159-177.

הנרי נ. פולק, "כדור הארץ, זרימת חום פנימה", ב-AccessScience, McGraw-Hill Companies, 2008.

J. H. Davies ו- D. R. Davies שטף החום של פני השטח של כדור הארץ. כדור הארץ המוצק, 1, 5-24, 2010.

Carol A. Stein Heat Flow of the Earth (קישור לא זמין), AGU Handbook of Physical Constants, בעריכת T.J. אהרן, אמ. Geophys Un., וושינגטון הבירה, 1994.

מהו שלג או אוויר חמים יותר

טמפרטורת כיסוי השלג תלויה הן בעוביו והן בטמפרטורת האוויר שמעליו, וכן בטמפרטורת הקרקע. כדור הארץ, צובר חום בקיץ, מתקרר באיטיות עם תחילת מזג האוויר הקר. שלג, כמבודד חום מצוין, המכסה את הקרקע, שומר על חום זה גם בכפור הקשה ביותר.לכן, טמפרטורת השלג תלויה בעובי "התפשטות" השלג ובטמפרטורת האוויר שמעליו. אם השלג כיסה את הקרקע ב-10-15 ס"מ, הטמפרטורה שלו וטמפרטורת האוויר יהיו כמעט זהים. במקרה בו יורד שלג לעומק של 120 - 150 ס"מ, הפרש הטמפרטורות יכול להשתנות הן ישירות בכיסוי השלג עצמו והן ביחס לטמפרטורת האוויר. השלג בחלק העליון יהיה קר יותר מאשר על פני כדור הארץ, מכיוון שלוקח ממנו חום, הוא מתחיל להתחמם. במקביל, אוויר כפור משפיע על פני השלג, מקרר אותו. לכן, בעומק של כ-45-50 ס"מ, הטמפרטורה שלו תהיה גבוהה יותר מאשר על פני השטח בכ-1.5 - 2 גרם, וליד הקרקע - ב-4-6 מעלות. במקרה זה, טמפרטורת האוויר במרחק של עד 1 מ' תהיה זהה לטמפרטורת כיסוי השלג. יחד עם זאת, בגובה של 1.50 מ' ומעלה, נתון זה יהיה נמוך משמעותית.

על פי ניסויים של מדענים, טמפרטורת האוויר, כמו גם השלג, תלויה גם בשעה ביום. בהתבוננות במחקרים, הם הגיעו למסקנה שטמפרטורת השלג הגבוהה ביותר (-0.5 מעלות) נצפית במהלך היום מ-13:00 עד 15:00, והנמוכה ביותר (-10) מ-02:00 עד 03:00. באותה תקופה טמפרטורת האוויר ביום עלתה ל-6 מעלות, ובלילה ירדה ל-15 מעלות. לפיכך, אנו יכולים להסיק שטמפרטורת השלג נשלטת על ידי שלושה אינדיקטורים - טמפרטורת האוויר, עומק השלג וטמפרטורת הקרקע. לאחר לימוד אינדיקטורים אלה, ניתן לבצע תחזיות בענפים רבים של הכלכלה הלאומית.

השפעת השלג על הסביבה.

שלג, מכסה את האדמה, שומר עליה חמימה, מגן על האדמה מפני קפיאה. וזהו גורם חשוב מאוד, קודם כל, לחקלאות וקודם כל, לשימור גידולי החורף. גרגרים שנזרעו בסתיו ונבטו מתחת לכיסוי שלג סובלים בשלווה אפילו כפור חמור, בעוד שבמקומות שבהם אין שלג, וכפור קושר את כדור הארץ, הם קופאים החוצה. אותו דבר קורה עם צמחי גינה. בחורפים ללא שלג, האדמה קופאת, מה שתורם לפיצוח והקפאה של השורשים, "שורפת" על קליפת העצים.

יחד עם זאת, לשינויי טמפרטורה פתאומיים יכולים להיות גם השפעה שלילית הן על הטבע והן על פעילות האדם. לכן, עם שינוי שעתי בטמפרטורת האוויר מ-+ ל-, השלג מתחיל להמיס בטמפרטורות חיוביות, ולאחר מכן, כאשר הוא פוחת, הוא קופא, מה שתורם להופעת קרום קפוא. נאסט מסבך את השימוש במרעה חורף. מים נמסים שוטפים את השכבה הפורייה של כדור הארץ, מה שמוביל לעתים קרובות לשחיקת קרקע. מצטברים בשפלה, הם תורמים להשריית יבולי החורף. אבל עכשיו אנשים למדו לשלוט ברמת השלג. לכן, באזורים שבהם יש מעט שלג, מניחים מגנים מיוחדים על השדות שמחזיקים את השלג. ובמקומות שבהם מצטברים הרבה מי נמס, פורצות תעלות ניקוז.

ובכל זאת, למרות כל הגורמים השליליים, אנחנו תמיד שמחים על הכוכבים הלבנים והרכים האלה. שוב ושוב, בחיוך, אנחנו עוקבים אחרי הילדים שיורדים במזחלות במורד הגבעה המושלגת, מצלמים עצים מכוסי שלג יפהפיים ויחד עם הילדים מכינים איש שלג. ולצחוק, לצחוק, לצחוק...

אפשרויות להסדרת חימום גיאותרמי

שיטות לסידור קו המתאר החיצוני

כדי שאנרגיה של כדור הארץ תחמם את הבית תשמש כמה שיותר, צריך לבחור את המעגל המתאים למעגל החיצוני. למעשה, כל מדיום יכול להוות מקור לאנרגיה תרמית - מתחת לאדמה, מים או אוויר.

אבל חשוב לקחת בחשבון שינויים עונתיים בתנאי מזג האוויר, כפי שנדון לעיל.

כיום נפוצים שני סוגי מערכות המשמשות למעשה לחימום בית בשל חום האדמה – אופקית ואנכית. גורם הבחירה העיקרי הוא שטח הקרקע. פריסת הצינורות לחימום הבית באנרגיה של כדור הארץ תלויה בכך.

בנוסף לכך, נלקחים בחשבון הגורמים הבאים:

• הרכב הקרקע. באזורים סלעיים וחצניים, קשה ליצור פירים אנכיים להנחת כבישים מהירים;
• רמת הקפאת אדמה. הוא יקבע את העומק האופטימלי של הצינורות;
• מיקום מי התהום. ככל שהם גבוהים יותר, כך טוב יותר עבור חימום גיאותרמי. במקרה זה, הטמפרטורה תגדל עם העומק, שהוא התנאי האופטימלי לחימום מאנרגיית כדור הארץ.

אתה גם צריך לדעת על האפשרות של העברת אנרגיה הפוכה בקיץ. אז חימום של בית פרטי מהקרקע לא יתפקד, והחום העודף יעבור מהבית לאדמה. כל מערכות הקירור פועלות על אותו עיקרון. אבל בשביל זה אתה צריך להתקין ציוד נוסף.

אי אפשר לתכנן התקנה של מעגל חיצוני מחוץ לבית. זה יגדיל את הפסדי החום בחימום מבטן האדמה.

ערכת חימום גיאותרמי אופקי

סידור אופקי של צינורות חיצוניים

הדרך הנפוצה ביותר להתקנת כבישים מהירים חיצוניים. זה נוח עבור קלות ההתקנה והיכולת להחליף במהירות יחסית חלקים פגומים של הצינור.

להתקנה על פי סכימה זו, נעשה שימוש במערכת אספן. לשם כך, נעשים מספר קווי מתאר, הממוקמים במרחק מינימלי של 0.3 מ' אחד מהשני. הם מחוברים באמצעות אספן, המספק את נוזל הקירור בהמשך למשאבת החום. זה יבטיח אספקה ​​מקסימלית של אנרגיה לחימום מחום כדור הארץ.

עם זאת, יש כמה דברים שחשוב לזכור:

• שטח חצר גדול. עבור בית של כ-150 מ"ר, זה חייב להיות לפחות 300 מ"ר;
• צינורות חייבים להיות קבועים לעומק מתחת לרמת הקפאה של האדמה;
• עם תנועה אפשרית של אדמה במהלך שיטפונות באביב, הסבירות לעקירה של כבישים מהירים עולה.

היתרון המובהק של חימום מחום כדור הארץ מסוג אופקי הוא האפשרות של סידור עצמי. ברוב המקרים, הדבר לא ידרוש מעורבות של ציוד מיוחד.

להעברת חום מקסימלית, יש צורך להשתמש בצינורות בעלי מוליכות תרמית גבוהה - צינורות פולימריים דקים. אך יחד עם זאת, כדאי לשקול דרכים לבידוד צינורות חימום באדמה.

תרשים אנכי של חימום גיאותרמי

מערכת גיאותרמית אנכית

זוהי דרך גוזלת יותר זמן לארגן חימום של בית פרטי מהקרקע. צינורות ממוקמים אנכית, בבארות מיוחדות

חשוב לדעת שתוכנית כזו היא הרבה יותר יעילה מאשר אנכית.

היתרון העיקרי שלו הוא הגדלת מידת חימום המים במעגל החיצוני. הָהֵן. ככל שהצינורות ממוקמים עמוק יותר, כך תיכנס למערכת כמות החום של כדור הארץ לחימום הבית. גורם נוסף הוא שטח הקרקע הקטן. במקרים מסוימים, סידור מעגל החימום הגיאותרמי החיצוני מתבצע עוד לפני בניית הבית בסביבה הקרובה של הקרן.

באילו קשיים ניתן להיתקל בהשגת אנרגיית אדמה לחימום בית לפי תכנית זו?

• כמותי לאיכות. עבור סידור אנכי, אורך הכבישים המהירים הוא הרבה יותר גבוה. זה מפוצה על ידי טמפרטורת קרקע גבוהה יותר. כדי לעשות זאת, אתה צריך לעשות בארות בעומק של עד 50 מ', וזו עבודה מפרכת;
• הרכב הקרקע. עבור אדמה סלעית, יש צורך להשתמש במכונות קידוח מיוחדות. בחצץ, כדי למנוע נשירה של הבאר, מותקן נדן מגן עשוי בטון מזוין או פלסטיק בעל קירות עבים;
• במקרה של תקלות או אובדן אטימות, תהליך התיקון הופך מסובך יותר. במקרה זה, כשלים ארוכי טווח בפעולת חימום הבית עבור האנרגיה התרמית של כדור הארץ אפשריים.

אך למרות העלויות הראשוניות הגבוהות ומורכבות ההתקנה, הסידור האנכי של הכבישים המהירים הוא אופטימלי. מומחים מייעצים להשתמש בדיוק בתוכנית התקנה כזו.

עבור מחזור נוזל הקירור במעגל החיצוני במערכת אנכית, יש צורך במשאבות מחזור חזקות.