如何给地球测量体温?

作者: 行雨

来源: 石头科普工作室

发布日期: 2022-06-06 12:51:26

本文讨论了地球的体温测量方法和地热能的开发利用,介绍了地球内部温度的分布和测量技术,以及地热能在可再生能源中的重要性。

我们都知道人类的正常体温在37℃左右。那么地球有体温吗?地球的体温正常吗?今天我们来聊聊地球的体温。首先大家应该都已经对地球有着基本的了解了,包括分层与板块构造等。那基本上的规律就是,越往地球深处,地球各层温度也应当是越大的。比如地壳深部温度可达1000℃,到地幔深部可能达到1000-2000℃,最热的就是我们的地核,地核中心甚至高达5000℃及以上。

当然,我们平常测人的体温也不太可能测内部器官的体温,基本上只测皮肤上的温度。对于地球,我们直接测量其内部的温度可能性实在太小,我们能做的,或者我们需要的就是浅层的地温,也就是地壳部分的。就算是测量浅层的地温,我们能够针对稍深部的直接测量手段也是少之又少。目前直接测量地温,只有钻探地地温测量井这一条路,由于目前资金、技术手段等限制,世界上最深的一口井也只打到了约12km左右(前苏联的科拉超深钻孔)。

因此稍深部的地温直接测量也是做不到的,但是我们能够通过浅层的地温测量计算地温梯度,这样可以推测深部的温度。大地热流值定义为单位时间内通过地球表面单位面积的热流值。这个参数消除了时间的影响,是目前最能表征地球表面温度的参数,其公式如下:q = - 100 Kr (dT/dz)其中Kr为岩石导热率,dT/dz是地温梯度,因此热流值包含了该地的岩石热性特征。偶尔地球也会长青春痘或者发烧,比如火山爆发等。

有时,我们会去泡天然温泉,你有想过温泉到底是咋回事吗?其实,这就是地热异常导致的。这是我们今天要聊的第二个话题,地热能。2020年,双碳提出后,利用可再生能源替代传统能源成为了社会的共识。这其中,地热能作为主要的可再生能源之一,具有低成本、可持续利用和环保的特性,越来越受到社会的关注。地热资源按照热流体传输、开发模式等可分为浅层地热能、水热型地热能和干热岩型地热能(增强型地热系统)三种类型。

这其中干热岩具有能量大、分布广、利用率极高、安全性好、无污染、不需尾水回灌、拥有优质资源的大陆边缘海盆、建发电站效能高用地省、热能稳定持续、发电可控性强、减灾减排效果好等特点,是地热能开发的重要目标。干热岩的分布几乎遍布全球,各个大陆地下都有干热岩资源。干热岩开发利用潜力最大的地方还是一些新的火山活动区,或者地壳较薄的地区,这些地区主要位于全球板块或者构造地体的边缘。

全球的热流值可以应用于地球动力学的研究,推动地球热机制的研究。而局部的地温异常可以作为绿色能源进行开发利用。不得不感叹,我们的地球是个宝!

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