Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Температура надр Землі

 

Вивчення фактичного розподілення температури Землі в значній мірі ускладнюється її варіаціями в доступній для вимірювання частині земної кори і загальною слабкістю вивчення мантії та ядра.

Дійсно, розподілення температури в земній корі характеризується несталістю внаслідок варіацій теплопровідності порід і теплового потоку, які обумовлюють суттєві різниці температури на одній і тій самій глибині.

Визначення температури в земній корі частково покладаються на результати безпосереднього вимірювання її в глибоких шахтах і бурових свердловинах. Розрахунки показують, що значення температури в підошві кори на континентах дорівнює 600-800°С, а в океанах – 150-200°С. Наведені значення можуть бути прийняті в якості нижньої межі температури на границі розділу кори і мантії.

Оцінка верхньої межі температури витікає із стану речовини верхньої мантії. За виключенням окремих осередків в астеносфері верхня мантія є твердим тілом. До її складу входить олівін з t°-плавлення (в умовах високого тиску) близько 1950°С. Це значення можна прийняти в якості верхньої межі температури, діапазон зміни якої в підошві земної кори можна визначити в 150-1950°С (рис. 1.16).

Більш складним питанням є оцінка можливої температури в підошві мантії, на границі її з ядром. Для цього слід враховувати гігантський тиск, який є в мантії, особливо в її підошві. Такий тиск супроводжується зростанням температури. Останнє можна визначити, виходячи з величин коефіцієнту теплового об’ємного розширення та питомої теплоємності речовини, яка складає надра Землі.

Використовуючи дані зміни швидкостей сейсмічних хвиль в мантії, вдалося кількісно оцінити температурний коефіцієнт об’ємного розширення та питому теплоємність мантії. Отримані результати покладені в основу оцінки

 

Рисунок 1.16 – Оцінка зміни температури з глибиною в мантії. Стрілкою показано границі області можливої невизначенності (за М. Боттом). 1–температура плавлення (Аффе); 2–лавлення форстериту; 3–плавлення базальту; 4–оціна температури за електропровідністю (Тозер); 5–оцінка адіабатичного градієнту; 6-градієнт провідності; х –оцінка t0С плавлення Fe на границі між мантією та ядром

 

адіабатичного градієнту нарощування температури в мантії, який дорівнює 0,35-0,45°С/км. Його значення дозволяє вирахувати температури підошви мантії, яка обумовлюється лише адіабатичним стискуванням (від 1000 до 1200°С). Верхня температурна межа в підошві мантії може бути визначена на підставі фазового переходу речовини з твердого стану (мантія) в рідинний (зовнішнє ядро).

З фізики відомо, що руйнування кристалічної гратки при плавленні передує ріст частоти власних коливань атомів до так званої кристалічної частоти. Її значення можна кількісно визначити за швидкостями Р та S-хвиль. Відповідно до цих даних, t°-плавлення речовини в підошві мантії складає 5000°С. Це значення прийнято в якості верхньої межі температури підошви мантії.

Таким чином, діапазон змін температури в підошві мантії визначається рівним від 1000° до 5000°С (рис. 1.16).

Ще менш визначені данні про температуру ядра. Її оцінюють, покладаючись на дані, що є при наявності фазового переходу з рідинного стану (зовнішнє ядро) до твердого (субядро) та свідченнях про залізо-нікелєвий склад ядра. Згідно з розрахунками, за експериментальними даними значення температури в субядрі складає від 3600 до 3800°С. За іншими даними t°С субядра Землі досягає від 3000 до 6000°С.

Співставлення значень можливої температури і температури плавлення заліза допускає можливість існування осередків розплаву у верхній мантії (астеносфері). Крім того, в інтервалі 2900-5100 км температура надр перевищує температуру плавлення заліза, що обумовлює існування рідинного зовнішнього ядра.

Наведені данні про джерела теплового поля дозволяють зробити висновок про те, що розподілення температури у верхніх шарах земної кори в основному визначається положенням та інтенсивністю джерел тепла, а також теплопровідністю порід. Зміни температури, можливо, пов’язані з локальними джерелами тепла: незастиглими магматичними осередками, зонами дроблення з активною циркуляцією гарячих (термальних) вод, областями розвитку екзотермічних хімічних реакцій, ділянками підвищених концентрацій радіоактивних елементів.

Звертає на себе увагу характерний розподіл теплопровідності в осадових породах, які в загальному залягають у виглядів пластів. При цьому теплопровідність вздовж пластів значно вища, ніж у перпендикулярному до нашарування направленні. Ця відмінність теплових властивостей залежно від напрямку називається анізотропією теплопровідності і виявляється в зміні теплового потоку при різноманітному заляганні пластів. При заляганні, близькому до вертикального, товщі осадових порід буде притаманна більш висока температура, ніж при горизонтальному заляганні. Цим пояснюється локальне зростання температури над нафтовими родовищами, які зазвичай приурочені випуклим згинам пластів. При цьому над родовищем “фокусується” додаткове тепло в результаті анізотропії теплових властивостей порід.

Вивчення теплового поля Землі має, таким чином, не тільки наукове, але й практичне значення (Додаток Б.1). Розробці теорії, методам вимірювання і практичному застосуванню теплового поля Землі присвячені праці українських, російських, радянських і зарубіжних вчених: Ячевського Л., Голубятникової Д., Красковського С., Хлопина В., Тихонова А., Дахнова В., Любомової Є., Макаренка Ф., Д’яконова Д., Огильви Н., Покровського В., Ботта Дж. та ін. [8-22].

Важливо пам’ятати:

-температура надр – один з основних факторів, які контролюють утворення скупчень багатьох корисних копалин;

-безпосередня утилізація глибинного тепла є важливою галуззю практичного використання теплового поля Землі. Останній більш технологічний у порівнянні з сонячною радіацією. Найбільше використовуються термальні джерела енергії, вони є найдешевшими.

Питання для самоперевірки

1 Назвіть основні джерела теплової енергії геосфер Землі?

2 Дайте визначення теплового потоку?

3 Як змінюється температура за глибиною?

4 Назвіть методи дослідження теплового поля Землі.

5 Що є шаром сталих температур?

6 Чому дорівнює температура в точці Кюрі?

7 Назвіть класичні моделі розподілу температур в надрах Землі?

8 Чи можливо за розподілом температур в надрах Землі прогнозувати родовища корисних копалин?

9 Які види теплопереносу в надрах Землі Ви знаєте?

10 Чи впливають “плюми” на розподіл температур в геосферах Землі?

11 Чи впливає антропогеновий фактор на розподіл температур на поверхні Землі?

 




Переглядів: 1927

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Проблема походження глибинного теплового поля Землі | Геодинаміка ядра Землі

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.005 сек.