地底能源揭秘-走近能源

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：高温的热量透过厚厚的地层，时时刻刻向太空释放，这种“大地热流”产生的能量，称地热能。正当世界面临能源短缺之时，人们自然会想起地球母亲怀抱中的能源——地热。一般称温度在20℃以上天然露头的地下水为温泉。实际上，在有开采价值的地热资源中，以不含水的热干岩最引人注目。热干岩温度高达650℃，储热量大，通常埋藏于离地表只有2~3公里的深处，现代钻探技术已能达到。

地球内部的放射性元素不断进行着热核反应，具有非常高的温度，估计地球中心的温度达6000℃。高温的热量透过厚厚的地层，时时刻刻向太空释放，这种“大地热流”产生的能量，称地热能。

正当世界面临能源短缺之时，人们自然会想起地球母亲怀抱中的能源——地热。我们的祖先早在二千多年前，就开始享用地下热水，后来开发蒸汽井采热。但因条件限制，只能利用地表的有限热能，而地球深处的能量被埋没了许多个世纪。从20世纪70年代开始，地热的开发利用受到了世界各国的重视，深埋了亿万年之久的地下热源被开采出来，为人类供暖和发电，开辟了能源世界新天地。

拜访地宫难一百多年前，法国一名叫凡尔纳的作家，曾在他的科幻小说里提出去月球旅行和入地心探险的遐想。经过了一个世纪，人类终于排除了千难万险，探访了“月宫”，在宁静的月面上踏上了深深的脚印。但入地却比登天难得多，人类至今伸向地球深处的“铁臂”最长也只不过9600米，更没人敢乘坐一辆钻地探险车去拜访地宫。

原来，半径6300多公里的地球，并非是古人想象的那种空心球，也不完全是一个坚硬的实心球，而是一个谜一样的高温高压世界。

今天，人类已经开始探索地球深处的奥秘。实践告诉人们：入地之所以比登天难，是因为地表的岩石密度比最稠密大气层密度大几千倍，而且越往深处密度越大，甚至大上万倍。如果要驾驶一辆钻地探险车去拜访地宫，将会遇到多大阻力啊！

地球表面是气象万千的天地，可是地下却是面目皆非的严酷世界。它的外层是平均厚度只有三十几公里的岩层，称为地壳，海底最薄的地壳只有5公里。

往下2800公里则是带塑性的岩浆，叫地幔。它比岩石还致密（大约是水密度的5倍），难怪有人将地壳比作漂浮在地幔之上的板块。

离地面2900公里以下，则是地球的核心，它是超高密度的固体（密度是水的10倍），叫地核。

如果将地球比作熟鸡蛋，则地壳就好比是薄薄的蛋壳，地幔就像蛋白；地核就似蛋黄。

地球深处是高温高压的神秘世界。实测资料估计，平均每深33米，温度上升1℃，到地壳底层温度已达1000℃以上，地幔的温度则达1200℃~2000℃，地核温度竟高达5000℃以上，火山爆发时，地球内部从几十公里深处喷射出来的岩浆，经过了长途跋涉来到地面，仍有1000℃以上高温，就是一个证明。美国钻了一口最深的井，钻杆伸到9600米深处时，被220℃熔融硫磺粘住而动弹不得，可知要突破挡路的岩浆是多不容易呀！

人类还能战胜几千度的高温，但地心深处的高压却难以对付。印度南部有一个名叫科拉的金矿，当坑道还没有延伸到3000米深时，钻孔在一天之内就被四周的压力封闭了。由此可知，地层深处有多大压力啊！

科学家预测，离地面2900公里处的压力可达13多万兆帕，地心的压力竟达36多万兆帕。有人作过试验，在12万兆帕下，金刚石竟变得像黄油一样软，这想必就是地幔成了粘稠岩浆的原因所在。我们目前使用的任何一种材料，都不能适应这样严酷环境的考验。只凭当代的科学技术水平，要想拜访地宫，真比登天还难得多！(www.chuimin.cn)

然而，任何事物总是一分为二的，难入的地宫却也是一座珍贵的地下热库，它对人们同样充满诱惑，人们是绝不会放弃任何与地热有关的种种利用。

地球内部像一座高温高压的火炉，当雨水渗入地下或地下水流经这个火炉时，就被加热成蒸汽或热水，再沿着石头的缝隙冒出地面，变成一股股滚烫的热泉。

岩浆是炽热的粘稠熔融体，它受热而大大膨胀了身子，总是气鼓鼓地往外挤，但地壳却死死地将它闸住，“火炉”里始终憋着一股劲儿。

在地壳较薄的地方，岩浆有时冲破地壳的束缚，像脱缰的野马一样奔放出来，这时甚至把整块地皮和石头一齐抛到高高的天空中去。

火山爆发往往会毁坏森林和村庄，甚至危害生命。但是，火山周围也常常形成许多能源源不断地供应地下热水或蒸汽的地热田，那里常是景色宜人的旅游胜地或天然公园。

一般称温度在20℃以上天然露头的地下水为温泉。它们按温度高低分为：低温泉（20℃~40℃）、中温泉（40℃~60℃）、高温泉（60℃~100℃）和过热温泉（100℃以上）四种。

地层中如果存在开放的对流水系，就会把地热带到地球浅层或表面，形成温泉、热泉或蒸汽田，而这种条件是不很多的。实际上，在有开采价值的地热资源中，以不含水的热干岩最引人注目。

热干岩温度高达650℃，储热量大，通常埋藏于离地表只有2~3公里的深处，现代钻探技术已能达到。热干岩地热的开采利用已深受国际上普遍重视，在采用先进的遥感遥测、地质勘探、物理探查和化学分析技术，探明热干岩的类型、埋藏深度和规模之后，就不难加以开采利用。

地热能约为全球煤热能的1.7亿倍。地热资源有两种：一种是地下蒸汽或地热水（温泉）；另一种是地下干热岩体的热能。

按照地热资源的分布，世界著名的地热带有：环太平洋地热带、大西洋中脊地热带、地中海及喜马拉雅地热带、中亚地热带、红海、亚丁湾与东非裂谷地热带等。