人们常说,太阳带给我们光明和温暖 。地球上的光明固然归功于太阳,但地球上的温暖却不都是由太阳那里得到的 。地球和人一样,也有自己的“体温” 。
我们都知道,由于阳光的照射,地表温度会随昼夜和季节而发生变化,从而使地球表面和表层受到影响 。但是,在地球深处,太阳热量所产生的影响越来越小,以至消失 。实验证明,太阳的照射只能影响地下十几米以内的温度,这部分地层叫做变温层 。十几米以下的地层不再随昼夜和季节而变化,被称做恒温层 。巴黎有个30米深的地下室,一百年来的温度记录始终保持在 11.85℃,没有丝毫变化 。
![地球的体温究竟有多少](http://img1.jingyanla.com/220424/22164G628-0.jpg)
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如果我们再往地层深处去,温度又会怎样呢?是不是还会继续保持恒温呢?
从很深的矿井和钻孔得到的资料表明,地球深处的温度是随着深度而增高的 。从地壳深处冒出的温泉,水温可高达百度;而从地幔喷出的岩浆,温度则高达千度 。我们把每深入地下100米,地温增加多少度,即温度随深度而增加的变化速度叫做“地温梯度” 。在不同地区,地温梯度有所不同 。在我国华北平原,每深入100米,温度增高3~3.5℃;在欧洲大部分地区,每深入100米,温度增高2.8~3.5℃ 。
如果按照这个增温速度推算,地下100公里深处的温度将是3000℃,1000公里深处将是3万度,地心的温度则会高达20万度 。地球如果真有这样的高温是不堪设想的 。因为那样的高温条件,地球将不再是固体球,而会被气化 。多数人认为,地球内部温度最高不超过4000℃ 。还有人指出,地心温度必须小于8000℃,因为若超过这个温度,无论压力情况如何,地核的铁都会变成气体状态 。所以,前面所列举的地温梯度的数值,只适用于一定深度 。随着深度的增加,地温梯度值会不断减小 。
至于地球内部的热能从何而来,对于这个问题,目前尚有争议 。但一般认为可能来源于三个方面:第一,认为在地球形成过程中,由于尘埃和陨石物质积聚,位能(即势能)转化为热能而保存至今 。第二,认为在地球分层过程中,由于较重元素如铁,不断渗入地心,重力位能转变为热能,而保存下来 。第三,认为地球内部有镭、铀、钍等放射性元素,会在缓慢蜕变过程中释放热能,为地球不断补充“体温” 。不管哪种意见,都认为地球靠它自身可以产生热能 。
有人计算,地球自身每年散出的热量,相当于燃烧370亿吨煤的热量,这个数字是目前世界产煤量的12倍 。还有人估计,在地下10公里深的范围内蕴藏着300×1027卡热量,相当于目前世界年产煤所含热量的2000倍 。
地球蕴藏着这么多的热量,如果用它发电、取暖,造福人类,岂不是天大的好事?这的确是很诱人的课题,目前很多国家已把开发地热能列入日程 。
但是,地球不是到处都能随便开发的,因为具有利用价值的地热太深了 。地热必须经过某种地质过程加以集中,距地面较浅,温度较高才有开发价值,才能称其为“地热资源” 。温泉、火山就是地热在地表集中释放的现象 。地下热水是由于地面的冷水渗入很深的地下,遇到浅层灼热岩体被烤热后,又沿着某些地壳裂缝冒出地表而形成的 。在目前条件下,人们主要是利用地下 浅层热水,至于对火山热能的利用那还是很遥远的事 。
目前已有很多国家在开发和利用地热方面取得了很大成就 。例如,新西兰是一个地热资源比较丰富的国家,全国已发现60余处地热田 。有的地方热水或热蒸汽的温度高达300℃ 。新西兰利用地热发电,装机容量达20余万千瓦,仅次于美国和意大利,居世界第三位 。
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