Maakoore temperatuur. Maa kestad
Tunni eesmärgid ja eesmärgid:
- tutvustada õpilastele Maa peamisi kestasid;
- arvestama Maa siseehituse iseärasusi, maakoore omadusi;
- anda aimu, kuidas maapõue uurida.
Haridus- ja visuaalne kompleks:
- Gloobus,
- maakoore ehituse skeem (multimeedia esitlus),
- õpik 6. klassile “Geograafia algkursus” Gerasimova T.P., Neklyukova N.P.
Tunni vormid:
Tutvumine Maa peamiste kestadega, nende määratlus; töötada skeemiga "Maa sisemine struktuur"; töö tabeliga "Maakoor ja selle struktuuri omadused"; lugu maapõue uurimisest.
Terminid ja mõisted:
- õhkkond,
- hüdrosfäär,
- litosfäär,
- Maakoor,
- mantel,
- maa tuum,
- mandri maakoor,
- ookeaniline maakoor,
- Mohorovići sektsioon,
- ülisügavad kaevud.
Geograafilised omadused:
Koola poolsaar.
Uue materjali selgitus:
1. Õpiku selgitav lugemine, märkmete tegemine.
Jooni pliiatsiga alla ja kirjuta vihikusse: (kasutades multimeedia esitlust).
Maa väliskestad:
- Õhk - gaasiline kest - õhkkond
- vesi - vesikarp - hüdrosfäär
- kivid, mis moodustavad maa ja ookeanide põhja - Maakoor
- elusorganismid koos keskkonnaga, milles nad elavad, moodustavad biosfäär.
2. Maa ehitus (vaatleme joon. 22, lk. 39). Multimeedia esitluse kasutamine. Kommenteeritud lugemine, referaadi koostamine vihikusse.
Litosfäär on Maa tahke kest, sealhulgas maakoor ja vahevöö ülemine osa. Litosfääri paksus on keskmiselt 70–250 km.
Maa raadius (ekvatoriaalne) = 6378 km
3. Maakoore omadused. Kaasamine töö abstraktsesse joonisega. 23 lk.40 (kasutades multimeedia esitlust).
Maakoor on Maa kõva kivikest, mis koosneb tahketest mineraalidest ja kivimitest.
Maakoor
4. Ülesannete lahendamine Maa sügavustesse sukeldumisel muutuva temperatuuri määramiseks.
Vahevööst kandub Maa sisemine soojus maapõue. Maakoore ülemine kiht - kuni 20-30m sügavuseni on mõjutatud välistemperatuuridest ja allpool temperatuur tõuseb järk-järgult: iga 100m sügavuse kohta +3C võrra. Sügavamal on temperatuur juba suuresti sõltuv kivimite koostisest.
Ülesanne: Milline on kivimite temperatuur kaevanduses, kus kaevandatakse kivisütt, kui selle sügavus on 1000m ja maapõue kihi temperatuur, mis ei sõltu enam aastaajast, on + 10C
Otsustage tegevuse järgi:
- Mitme kraadi võrra tõuseb kaevanduses maakoore temperatuur:
- Milline saab olema kaevanduses maakoore temperatuur?
10С+(+30С)= +40С
Temperatuur = +10С +(1000:100 3С)=10С +30С =40С
Lahendage ülesanne: Mis on maapõue temperatuur kaevanduses, kui selle sügavus on 1600m ja maapõue kihi, mis ei sõltu aastaajast, temperatuur on -5 C?
Õhutemperatuur \u003d (-5С) + (1600: 100 3С) \u003d (-5С) + 48С \u003d + 43С.
Kirjutage üles probleemi seisund ja lahendage see kodus:
Milline on maapõue temperatuur kaevanduses, kui selle sügavus on 800m ja aastaajast mittesõltuva maapõue kihi temperatuur on +8°C?
Lahenda tunni kokkuvõttes toodud ülesanded
5. Maakoore uurimine. Töötamine joonisega. 24 lk.40, õpiku tekst.
Koola ülisügavkaevu puurimist alustati 1970. aastal, selle sügavus on kuni 12-15 km. Arvutage, milline osa maakera raadiusest on.
R Maa = 6378 km (ekvatoriaalne)
6356 km (polaarne) või meridionaalne
530-531 ekvaatori osa.
Maailma sügavaima kaevanduse sügavus on 4 korda väiksem. Vaatamata arvukatele uuringutele teame meie oma planeedi soolestikust ikka veel väga vähe. Ühesõnaga, kui pöörduda uuesti ülaltoodud võrdluse poole, ei saa me ikkagi kuidagi "kestast läbi torgata".
- Uue materjali konsolideerimine. Multimeediumesitluse kasutamine .
Testid ja ülesanded kontrollimiseks.
1. Määrake Maa kest: Maakoor.
A. õhust
B. raske.
G. vesi.
Kontrolli võti:
2. Määrake, millisest Maa kestast me räägime: Maakoor
a/ Maa keskpunktile kõige lähemal
b/ paksus 5 kuni 70 cm
c/ tõlgitud ladina keelest "loor"
g / aine temperatuur +4000 C + 5000 C
e/ Maa ülemine kest
e/ paksus ca 2900 km
g/ aine eriolek: tahke ja plastiline
h/ koosneb mandri- ja ookeaniosast
ja / kompositsiooni põhielement on raud.
Kontrolli võti:
3. Sisemise ehituse järgi võrreldakse maad mõnikord kanamunaga. Mida nad seda võrdlust näidata tahavad?
Kodutöö: §16, ülesanded ja küsimused pärast lõiku, ülesanne vihikusse.
Materjal, mida õpetaja kasutab uue teema selgitamisel.
Maakoor.
Maakoor kogu Maa mastaabis esindab kõige õhemat kilet ja on Maa raadiusega võrreldes tühine. See ulatub Pamiiri, Tiibeti ja Himaalaja mäeahelike all kuni 75 km paksuseni. vaatamata väikesele paksusele on maakoor keeruka ehitusega.
Selle ülemisi horisonte on puurkaevude abil üsna hästi uuritud.
Maakoore struktuur ja koostis ookeanide all ja mandritel on väga erinevad. Seetõttu on tavaks eristada kahte peamist maakoore tüüpi - ookeanilist ja mandrilist.
Ookeanide maakoor võtab enda alla ligikaudu 56% planeedi pinnast ja selle peamiseks tunnuseks on väike paksus – keskmiselt umbes 5-7 km. Kuid isegi nii õhuke maakoor jaguneb kaheks kihiks.
Esimene kiht on setteline, seda esindavad savid, lubjakivi. Teine kiht koosneb basaltidest – vulkaanipursete saadustest. Basaldikihi paksus ookeanide põhjas ei ületa 2 km.
Mandriline (mandriline) maakoor võtab enda alla ookeanilisest väiksema ala, umbes 44% planeedi pinnast. Mandri maakoor on paksem kui ookeaniline, selle keskmine paksus on 35-40 km ja mägedes ulatub 70-75 km-ni. See koosneb kolmest kihist.
Ülemine kiht koosneb mitmesugustest setetest, mille paksus on mõnes lohus, näiteks Kaspia madalikul, 20-22 km. Valdavad madalaveelised ladestused – lubjakivid, savid, liivad, soolad ja kips. Kivimite vanus on 1,7 miljardit aastat.
Teine kiht - graniit - on geoloogide poolt hästi uuritud, sest. pinnale on väljapääsud ja seda üritati puurida, kuigi katsed puurida kogu graniidikihti ei õnnestunud.
Kolmanda kihi koostis pole eriti selge. Eeldatakse, et see peab koosnema kivimitest, näiteks basaltidest. Selle paksus on 20-25 km. Kolmanda kihi põhjas on jälgitud Mohorovichi pind.
Moho pind.
Aastal 1909 Balkani poolsaarel Zagrebi linna lähedal toimus tugev maavärin. Horvaatia geofüüsik Andrija Mohorovichic märkas selle sündmuse ajal salvestatud seismogrammi uurides, et umbes 30 km sügavusel suureneb lainekiirus oluliselt. Seda tähelepanekut kinnitasid ka teised seismoloogid. See tähendab, et on teatud lõik, mis piirab maapõue altpoolt. Selle tähistamiseks võeti kasutusele spetsiaalne termin - Mohorovichi pind (või Moho sektsioon).
Maakoore all sügavusel 30-50 kuni 2900 km on Maa vahevöö. Millest see koosneb? Peamiselt magneesiumi- ja rauarikastest kivimitest.
Vahevöö hõivab kuni 82% planeedi mahust ja jaguneb ülemiseks ja alumiseks. Esimene asub Moho pinna all 670 km sügavusel. Kiire rõhu langus vahevöö ülemises osas ja kõrge temperatuur põhjustavad selle aine sulamist.
400 km sügavusel mandrite ja 10-150 km sügavusel ookeanide all, s.o. ülemises vahevöös avastati kiht, kus seismilised lained levivad suhteliselt aeglaselt. Seda kihti nimetati astenosfääriks (kreeka keelest "asthenes" - nõrk). Siin on sula osakaal 1-3%, plastilisem. Ülejäänud vahevööga võrreldes toimib astenosfäär "määrdeainena", mida mööda liiguvad jäigad litosfääriplaadid.
Võrreldes maakoore moodustavate kivimitega eristuvad vahevöö kivimid suure tihedusega ja seismiliste lainete levimiskiirus neis on märgatavalt suurem.
Alumise vahevöö päris "keldris" - 1000 km sügavusel ja kuni südamiku pinnani - suureneb tihedus järk-järgult. Millest alumine vahevöö koosneb, jääb saladuseks.
Eeldatakse, et tuuma pind koosneb vedeliku omadustega ainest. Südamiku piir on 2900 km sügavusel.
Kuid sisemine piirkond, alates 5100 km sügavusest, käitub nagu kindel keha. See on tingitud väga kõrgest rõhust. Isegi südamiku ülemisel piiril on teoreetiliselt arvutatud rõhk umbes 1,3 miljonit atm. ja kesklinnas ulatub see 3 miljoni atm-ni. Temperatuur võib siin ületada 10 000C. Iga kuubik. cm maakera tuuma ainet kaalub 12 -14 g.
Ilmselgelt on Maa välissüdamiku aine sile, peaaegu nagu kahurikuul. Kuid selgus, et "piiri" langused ulatuvad 260 km-ni.
- maakoor on ookeaniline.
- mandriline maakoor
- mantel
- tuum
a. koosneb graniidist, basaltist ja settekivimitest.
b. temperatuur +2000, viskoosne olek, tahkele lähemal.
sisse. kihi paksus 3-7 km.
nt temperatuur 2000-5000C, tahke aine, koosneb kahest kihist.
_______________________________________________________________________________
- Probleeme lahendama:
________________________________________________________________________________
Maa asub Päikesele piisavalt lähedal, et saadavast energiast piisab soojuse säilitamiseks ja vee vedelal kujul eksisteerimiseks. See on peamine põhjus, miks meie planeet on elamiskõlbulik.
Nagu geograafiatundidest mäletame, koosneb Maa erinevatest kihtidest. Mida kaugemal planeedi keskpunkti poole, seda kuumem on olukord. Meie õnneks on maakoorel, kõige ülemisel geoloogilisel kihil, temperatuur suhteliselt stabiilne ja mugav. Selle tähendused võivad aga olenevalt kohast ja ajast suuresti erineda.
Johan Swanepoel | shutterstock.com
Maa struktuur
Sarnaselt teistele maapealsetele planeetidele koosneb meie planeet silikaatkivimitest ja metallidest, mis eristavad tahket metallsüdamikku, sulanud välissüdamikku, silikaatvahevööti ja maakoort. Sisemise südamiku ligikaudne raadius on 1220 km ja välimine umbes 3400 km.
Siis järgnevad vahevöö ja maakoor. Mantli paksus on 2890 km. See on Maa kõige paksem kiht. See koosneb raua- ja magneesiumirikastest silikaatkivimitest. Kõrge temperatuur mantli sees muudab tahke silikaatmaterjali piisavalt plastiliseks.
Mantli ülemine kiht jaguneb litosfääriks ja astenosfääriks. Esimene koosneb maakoorest ja külmast jäigast ülemisest vahevööst, samas kui astenosfääril on teatav plastilisus, mis muudab seda katva litosfääri ebastabiilseks ja liikuvaks.
Maakoor
Maakoor on Maa väliskest ja moodustab vaid 1% selle kogumassist. Koore paksus varieerub olenevalt asukohast. Mandritel võib see ulatuda 30 km-ni ja ookeanide all - vaid 5 km-ni.
Kest koosneb paljudest tard-, moonde- ja settekivimitest ning seda esindab tektooniliste plaatide süsteem. Need plaadid hõljuvad Maa vahevöö kohal ja arvatavasti põhjustab vahevöö konvektsioon nende pidevat liikumist.
Mõnikord põrkuvad tektoonilised plaadid üksteise vastu, tõmbuvad lahku või libisevad. Kõik kolm tektoonilise aktiivsuse tüüpi on maakoore moodustumise aluseks ja põhjustavad selle pinna perioodilist uuenemist miljonite aastate jooksul.
Temperatuuri vahemik
Maakoore väliskihil, kus see puutub kokku atmosfääriga, langeb selle temperatuur kokku õhu omaga. Seega võib see kõrbes soojeneda kuni 35 ° C ja Antarktikas olla alla nulli. Koore pinna keskmine temperatuur on umbes 14 °C.
Nagu näete, on väärtuste vahemik üsna lai. Kuid tasub arvestada tõsiasjaga, et suurem osa maakoorest asub ookeanide all. Päikesest eemal, kus see veega kohtub, võib temperatuur olla vaid 0...+3 °C.
Kui asute mandrilises maakoores auku kaevama, tõuseb temperatuur märgatavalt. Näiteks Lõuna-Aafrika Vabariigis asuva maailma sügavaima kaevanduse Tau Tona (3,9 km) põhjas ulatub see 55 ° C-ni. Kaevurid, kes seal terve päeva töötavad, ei saa ilma konditsioneerita hakkama.
Seega võivad keskmised pinnatemperatuurid varieeruda lämmakalt kuumast kuni karge külmani, olenevalt asukohast (maal või vee all), aastaajast ja kellaajast.
Ometi on maakoor ainsaks kohaks päikesesüsteemis, kus temperatuur on piisavalt stabiilne, et elu saaks edasi areneda. Lisage sellele meie elujõuline atmosfäär ja kaitsev magnetosfäär ning saate aru, et meil on tõesti väga vedanud!
Maapõuel on suur tähtsus meie elu jaoks, meie planeedi uurimisel.
See mõiste on tihedalt seotud teistega, mis iseloomustavad Maa sees ja pinnal toimuvaid protsesse.
Mis on maakoor ja kus see asub
Maal on terviklik ja pidev kest, millesse kuuluvad: maakoor, troposfäär ja stratosfäär, mis on atmosfääri alumine osa, hüdrosfäär, biosfäär ja antroposfäär.
Nad suhtlevad tihedalt, tungides üksteisesse ning vahetades pidevalt energiat ja ainet. Maakoort on tavaks nimetada litosfääri väliseks osaks – planeedi tahkeks kestaks. Suurem osa selle välisküljest on kaetud hüdrosfääriga. Ülejäänud, väiksemat osa, mõjutab atmosfäär.
Maakoore all on tihedam ja tulekindlam vahevöö. Neid eraldab tingimuslik piir, mis on saanud nime Horvaatia teadlase Mohorovitši järgi. Selle eripäraks on seismiliste vibratsioonide kiiruse järsk tõus.
Maapõuest ülevaate saamiseks kasutatakse erinevaid teaduslikke meetodeid. Konkreetse teabe saamine on aga võimalik ainult suurema sügavusega puurimise abil.
Sellise uuringu üks eesmärke oli teha kindlaks ülemise ja alumise mandri maakoore vahelise piiri olemus. Arutati tulekindlatest metallidest valmistatud isekuumenevate kapslite abil ülemisse vahevöösse tungimise võimalusi.
Maakoore struktuur
Mandrite all eristatakse selle sette-, graniidi- ja basaldikihte, mille paksus agregaadis on kuni 80 km. Kivimid, mida nimetatakse settekivimiteks, tekkisid ainete sadestumise tulemusena maismaal ja vees. Need on valdavalt kihtidena.
- savi
- kiltkivid
- liivakivid
- karbonaatkivimid
- vulkaanilise päritoluga kivimid
- kivisüsi ja muud kivimid.
Settekiht aitab rohkem teada saada maakera looduslikest tingimustest, mis olid planeedil ammustel aegadel. Selline kiht võib olla erineva paksusega. Kohati ei pruugi seda üldse eksisteerida, teisal, peamiselt suurtes lohkudes, võib olla 20-25 km.
Maakoore temperatuur
Maa elanike jaoks on oluline energiaallikas selle maakoore soojus. Temperatuur tõuseb, kui sisenete sellesse sügavamale. Pinnale lähim 30-meetrine kiht, mida nimetatakse heliomeetriliseks kihiks, on seotud päikese kuumusega ja kõigub olenevalt aastaajast.
Järgmises, õhemas kihis, mis mandrilises kliimas tõuseb, on temperatuur konstantne ja vastab konkreetse mõõtmiskoha näitajatele. Maakoore geotermilises kihis on temperatuur seotud planeedi sisemise soojusega ja tõuseb sellesse süvenedes. See on erinevates kohtades erinev ja sõltub elementide koostisest, sügavusest ja nende asukoha tingimustest.
Arvatakse, et temperatuur tõuseb iga 100 meetri järel süvenedes keskmiselt kolm kraadi. Erinevalt mandriosast tõuseb temperatuur ookeanide all kiiremini. Peale litosfääri on plastikust kõrgtemperatuuriline kest, mille temperatuur on 1200 kraadi. Seda nimetatakse astenosfääriks. Sellel on sula magmaga kohti.
Maakoore sisse tungides võib astenosfäär välja valada sula magmat, põhjustades vulkaanilisi nähtusi.
Maakoore omadused
Maakoore mass on alla poole protsendi planeedi kogumassist. See on kivikihi välimine kest, milles toimub aine liikumine. See kiht, mille tihedus on pool Maa tihedusest. Selle paksus varieerub vahemikus 50-200 km.
Maakoore ainulaadsus seisneb selles, et see võib olla kontinentaalset ja ookeanilist tüüpi. Mandrilisel maakoorel on kolm kihti, millest ülemise moodustavad settekivimid. Ookeaniline maakoor on suhteliselt noor ja selle paksus varieerub vähe. See moodustub ookeaniahelikest pärit vahevöö ainete tõttu.
maapõue iseloomulik foto
Maakoore paksus ookeanide all on 5-10 km. Selle tunnuseks on pidevad horisontaalsed ja võnkuvad liikumised. Suurem osa maakoorest on basalt.
Maakoore välimine osa on planeedi kõva kest. Selle struktuur eristub mobiilsete alade ja suhteliselt stabiilsete platvormide olemasolust. Litosfääri plaadid liiguvad üksteise suhtes. Nende plaatide liikumine võib põhjustada maavärinaid ja muid kataklüsme. Selliste liikumiste seaduspärasusi uurib tektooniline teadus.
Maakoore funktsioonid
Maakoore peamised funktsioonid on järgmised:
- ressurss;
- geofüüsikaline;
- geokeemiline.
Esimene neist näitab Maa ressursipotentsiaali olemasolu. See on peamiselt litosfääris paiknev maavarade kogum. Lisaks hõlmab ressursifunktsioon mitmeid keskkonnategureid, mis tagavad inimeste ja teiste bioloogiliste objektide elu. Üks neist on kalduvus moodustada kõva pinna puudujääk.
sa ei saa seda teha. päästa meie maa foto
Soojus-, müra- ja kiirgusmõjud realiseerivad geofüüsikalist funktsiooni. Näiteks on probleem loodusliku kiirgusfooniga, mis on maapinnal üldiselt ohutu. Kuid sellistes riikides nagu Brasiilia ja India võib see olla lubatust sadu kordi suurem. Arvatakse, et selle allikaks on radoon ja selle lagunemissaadused, samuti teatud tüüpi inimtegevus.
Geokeemiline funktsioon on seotud inimestele ja teistele loomamaailma esindajatele kahjuliku keemilise reostuse probleemidega. Litosfääri satuvad mitmesugused toksiliste, kantserogeensete ja mutageensete omadustega ained.
Nad on planeedi sisemuses viibides ohutud. Nendest eraldatud tsink, plii, elavhõbe, kaadmium ja teised raskemetallid võivad olla väga ohtlikud. Töödeldud tahkel, vedelal ja gaasilisel kujul satuvad nad keskkonda.
Millest koosneb maakoor?
Võrreldes vahevöö ja tuumaga on maakoor habras, sitke ja õhuke. See koosneb suhteliselt kergest ainest, mille koostises on umbes 90 looduslikku elementi. Neid leidub litosfääri erinevates kohtades ja erineva kontsentratsiooniga.
Peamised neist on: hapnik räni alumiinium, raud, kaalium, kaltsium, naatrium magneesium. 98 protsenti maakoorest moodustavad need. Sealhulgas umbes pool on hapnik, rohkem kui veerand - räni. Nende kombinatsioonide tõttu tekivad mineraalid nagu teemant, kips, kvarts jne. Kivimit võivad moodustada mitmed mineraalid.
- Koola poolsaarel asunud ülisügav puurkaev võimaldas tutvuda 12 km sügavuselt võetud mineraaliproovidega, kust leiti graniidi ja kilda sarnaseid kivimeid.
- Maakoore suurim paksus (umbes 70 km) ilmnes mäesüsteemide all. Tasaste alade all on see 30–40 km ja ookeanide all ainult 5–10 km.
- Märkimisväärne osa maakoorest moodustab iidse madala tihedusega ülemise kihi, mis koosneb peamiselt graniidist ja kildadest.
- Maakoore ehitus sarnaneb paljude planeetide, sealhulgas Kuul asuvate planeetide ja nende satelliitide maakoorega.
Geograafia avatud tund 6. klassis
teemal: "Maa sisemine ehitus."
Õpetaja: Proskurina N.P.
Sihtmärk: tutvustada õpilasi Maa peamiste (sise)kestade, nende ehituse ja koostisega; anda aimu, kuidas maapõue uurida; arendada mälu, kõnet, loogilist mõtlemist; arendada austust looduse vastu.
Varustus:
atlased, füüsiline maailma kaart, tabel "Maa siseehitus", paat.
Tundide ajal.
Organisatsiooniline algus.
Kas olete tunniks valmis?
Alustame siis õppetunniga.
6. klassis oleme juba õppinud teemat "Plaan ja kaart", kuid siis uurime Maa kestasid järgmises järjekorras: "Litosfäär", "Hüdrosfäär", "Atmosfäär", "Biosfäär". Meenutagem. :
Millist osa Maast nimetatakse litosfääriks?
Mis on hüdrosfäär?
Atmosfäär?
Biosfäär?
Oleme jõudnud teemani "Litosfäär", kuid me ei hakka seda uurima enne, kui kontrollime, kuidas mäletate seda, mida olete juba varem õppinud.
Küsimused:
1. Mis on skaala? Milliseid selle liike te teate?
2. Määrata mäe suhteline ja absoluutne kõrgus.
3. Määrake objekti nimi koordinaatidega 28 a. sh. ja 138 c. (Eyre'i järv – põhjaosa.)
4. Arvutage kaugus geograafilisest põhjapoolusest ekvaatorini (90 korda 111 km võrdub 9990).
5. Milline linn asub kõrgemal?
a) Delhi või Peking.
b) Mexico City või Brasilia.
Uue teema uurimine.
a) teema sõnum, tunni eesmärk;
b) uue teema õppimine:
Meil on moodsaim laev, aga mitte allveereisiks, vaid maa-aluseks reisimiseks.
Järk-järgult süvenedes Maa sisikonda, tutvume selle sisemise ehitusega. Sisestate oma vaatlusandmed tabelisse.
Maakoor kogu Maa mastaabis on kõige õhem kile. See koosneb tahketest mineraalidest ja kivimitest, st tema olek on tahke; Temperatuur tõuseb 3 kraadi iga 100 m järel. Vaatamata väikesele võimsusele on maakoor keeruka ehitusega.
Mantel.
Tuum.
Fizkultminutka.
Maa sügavuste uurimise meetodid.
c) esmane üldistus:
1. Milline on Maa siseehitus?
2. Oma siseehituse järgi võrreldakse maad mõnikord kanamunaga. Mida nad seda võrdlust näidata tahavad?
3. Koostage sektordiagramm "Maa sisemine struktuur", mis näitab tuuma ruumala - 17%, vahevöö - 82%, maakoore - 1% osa planeedi kogumahust.
4. Rääkige meile, kuidas muutub temperatuur (RÕHK) Maa soolestikus.
Täida tabel "Maakoore tüübid" kasutades joonist 23.
"Leia vasteid."
2. Mandri tüüpi maakoor. b) Temperatuur on 2000 kraadi, olek on viskoosne, (tahke).
3. Mantel. c) Kihi paksus on 3–7 km.
4. Tuum. d) Temperatuur 2000 - 5000 kraadi, tahke, kahest kihist.
Miks uurida maapõue?
Millistel viisidel saab seda teha?
Faktide teadmise ülesanne.
Kodutöö: nr 16; küsimus 5.
Kirill Degtyarev, Lomonosovi Moskva Riikliku Ülikooli teadur M. V. Lomonosov.
Meie süsivesinikerikkas riigis on geotermiline energia omamoodi eksootiline ressurss, mis praeguses olukorras tõenäoliselt nafta ja gaasiga ei konkureeri. Sellest hoolimata saab seda alternatiivset energiavormi kasutada peaaegu kõikjal ja üsna tõhusalt.
Foto Igor Konstantinov.
Mulla temperatuuri muutus sügavusega.
Termovee ja neid sisaldavate kuivade kivimite temperatuuri tõus sügavusega.
Temperatuuri muutused koos sügavusega erinevates piirkondades.
Islandi vulkaani Eyjafjallajökull purse on näide ägedatest vulkaanilistest protsessidest, mis toimuvad aktiivsetes tektoonilistes ja vulkaanilistes tsoonides koos võimsa soojusvooga Maa sisemusest.
Maasoojuselektrijaamade installeeritud võimsused maailma riikide lõikes, MW.
Geotermiliste ressursside jaotus Venemaa territooriumil. Maasoojusenergia varud on ekspertide hinnangul kordades suuremad kui orgaaniliste fossiilkütuste energiavarud. Maasoojusenergia Seltsi ühingu andmetel.
Geotermiline energia on maa sisemuse soojus. Seda toodetakse sügavustes ja see tuleb Maa pinnale erineval kujul ja erineva intensiivsusega.
Mulla ülemiste kihtide temperatuur sõltub peamiselt välistest (eksogeensetest) teguritest - päikesevalgusest ja õhutemperatuurist. Suvel ja päeval pinnas soojeneb teatud sügavuseni ning talvel ja öösel jahtub õhutemperatuuri muutumise järel ja mõningase hilinemisega, suurenedes sügavusega. Õhutemperatuuri ööpäevaste kõikumiste mõju lõpeb mõne kuni mitmekümne sentimeetri sügavusel. Hooajalised kõikumised haaravad sügavamad pinnasekihid – kuni kümnete meetriteni.
Teatud sügavusel – kümnetest kuni sadade meetriteni – hoitakse pinnase temperatuur konstantsena, mis on võrdne aasta keskmise õhutemperatuuriga Maa pinna lähedal. Seda on lihtne kontrollida, laskudes üsna sügavasse koopasse.
Kui aasta keskmine õhutemperatuur on antud piirkonnas alla nulli, väljendub see igikeltsana (täpsemalt igikeltsana). Ida-Siberis ulatub aastaringselt külmunud muldade paksus ehk paksus kohati 200-300 meetrini.
Teatud sügavusest (iga kaardi punkti jaoks oma) nõrgeneb Päikese ja atmosfääri toime nii palju, et endogeensed (sisemised) tegurid tulevad esikohale ja maa sisemus soojeneb seestpoolt, nii et temperatuur hakkab tõusma. sügavusega tõusma.
Maa süvakihtide kuumenemist seostatakse peamiselt seal paiknevate radioaktiivsete elementide lagunemisega, kuigi nimetatakse ka teisi soojusallikaid, näiteks füüsikalis-keemilisi, tektoonilisi protsesse maakoore ja vahevöö sügavates kihtides. Kuid olenemata põhjusest tõuseb kivimite ja nendega seotud vedelate ja gaasiliste ainete temperatuur sügavusega. Kaevurid seisavad selle nähtusega silmitsi – sügavates kaevandustes on alati kuum. 1 km sügavusel on kolmekümnekraadine kuumus normaalne, sügavamal on temperatuur veelgi kõrgem.
Maa sisemuse soojusvoog, mis jõuab Maa pinnale, on väike - selle võimsus on keskmiselt 0,03-0,05 W / m 2,
ehk umbes 350 Wh/m 2 aastas. Päikesest lähtuva soojusvoo ja selle soojendatava õhu taustal on see märkamatu väärtus: Päike annab igale maapinna ruutmeetrile aastas umbes 4000 kWh ehk 10 000 korda rohkem (see on muidugi keskmiselt tohutu levikuga polaar- ja ekvatoriaalsete laiuskraadide vahel ning olenevalt muudest kliima- ja ilmastikuteguritest).
Sügavusest pinnale suunduva soojusvoo tähtsusetus enamikul planeedil on seotud kivimite madala soojusjuhtivusega ja geoloogilise ehituse iseärasustega. Kuid on ka erandeid - kohad, kus soojusvoog on kõrge. Need on ennekõike tektooniliste rikete, suurenenud seismilise aktiivsuse ja vulkanismi tsoonid, kus maa sisemuse energia leiab väljapääsu. Selliseid tsoone iseloomustavad litosfääri termilised anomaaliad, siin võib Maa pinnale jõudev soojusvoog olla kordades ja isegi suurusjärgus võimsam kui "tavaline". Vulkaanipursked ja kuumaveeallikad toovad neis tsoonides pinnale tohutul hulgal soojust.
Just need piirkonnad on geotermilise energia arendamiseks kõige soodsamad. Venemaa territooriumil on need ennekõike Kamtšatka, Kuriili saared ja Kaukaasia.
Samas on geotermilise energia arendamine võimalik peaaegu kõikjal, kuna temperatuuri tõus koos sügavusega on üldlevinud nähtus ja ülesandeks on soolestikust soojust “välja tõmmata”, nii nagu sealt ammutatakse mineraalset toorainet.
Keskmiselt tõuseb temperatuur sügavusega iga 100 m kohta 2,5-3 o C. Geotermiliseks gradiendiks nimetatakse kahe erineva sügavusega punkti temperatuuride erinevuse ja nendevahelise sügavuse vahe suhet.
Pöördväärtus on geotermiline samm ehk sügavuse intervall, mille juures temperatuur tõuseb 1 o C.
Mida suurem on gradient ja vastavalt madalam aste, seda lähemale Maa sügavuste soojus pinnale läheneb ja seda perspektiivsem on see ala geotermilise energia arendamiseks.
Erinevates piirkondades, sõltuvalt geoloogilisest struktuurist ning muudest piirkondlikest ja kohalikest tingimustest, võib temperatuuri tõusu kiirus sügavusega oluliselt erineda. Maa skaalal ulatuvad geotermiliste gradientide ja sammude väärtuste kõikumised 25-kordseks. Näiteks Oregoni osariigis (USA) on gradient 150 o C 1 km kohta ja Lõuna-Aafrikas - 6 o C 1 km kohta.
Küsimus on selles, milline on temperatuur suurel sügavusel – 5, 10 km või rohkem? Kui trend jätkub, peaks temperatuur 10 km sügavusel olema keskmiselt umbes 250-300 o C. Seda kinnitavad enam-vähem otsesed vaatlused ülisügavates kaevudes, kuigi pilt on palju keerulisem kui lineaarne temperatuuri tõus. .
Näiteks Balti kristallikilbi puuritud Koola ülisügavas kaevus muutub temperatuur 3 km sügavuseni kiirusega 10 °C / 1 km ja seejärel muutub geotermiline gradient 2–2,5 korda suuremaks. 7 km sügavusel registreeriti juba temperatuur 120 o C, 10 km - 180 o C ja 12 km - 220 o C.
Teine näide on Kaspia põhjaosasse rajatud kaev, kus 500 m sügavusel registreeriti temperatuur 42 o C, 1,5 km - 70 o C, 2 km - 80 o C, 3 km - 108 o C.
Eeldatakse, et geotermiline gradient väheneb alates 20-30 km sügavusest: 100 km sügavusel on hinnangulised temperatuurid umbes 1300-1500 o C, 400 km sügavusel - 1600 o C, Maakeres. südamik (sügavusega üle 6000 km) - 4000-5000 o KOOS.
Sügavusel kuni 10-12 km mõõdetakse temperatuuri puurkaevude kaudu; kus neid ei ole, määratakse see kaudsete märkide abil samamoodi nagu suuremates sügavustes. Sellised kaudsed märgid võivad olla seismiliste lainete läbipääsu iseloom või purskava laava temperatuur.
Kuid geotermilise energia jaoks ei paku andmed temperatuuride kohta rohkem kui 10 km sügavusel veel praktilist huvi.
Mitme kilomeetri sügavusel on palju soojust, aga kuidas seda tõsta? Mõnikord lahendab loodus ise selle probleemi meie jaoks loodusliku jahutusvedeliku abil - soojendatud termaalveed, mis tulevad pinnale või asuvad meile ligipääsetavas sügavuses. Mõnel juhul kuumutatakse sügavuses olev vesi auru olekusse.
Mõiste "termaalvesi" ei ole rangelt määratletud. Reeglina tähendavad need vedelas olekus või auru kujul kuuma maa-alust vett, sealhulgas neid, mis tulevad Maa pinnale, mille temperatuur on üle 20 ° C, see tähendab reeglina õhutemperatuurist kõrgem. .
Põhjavee, auru, auru-vee segude soojus on hüdrotermiline energia. Sellest lähtuvalt nimetatakse selle kasutamisel põhinevat energiat hüdrotermiliseks.
Olukord on keerulisem soojuse tootmisega otse kuivadest kivimitest - naftatermilisest energiast, eriti kuna piisavalt kõrged temperatuurid algavad reeglina mitme kilomeetri sügavusest.
Venemaa territooriumil on naftasoojusenergia potentsiaal sada korda suurem kui hüdrotermilisel energial - vastavalt 3500 ja 35 triljonit tonni tavakütust. See on üsna loomulik – Maa sügavuste soojust on kõikjal ja termaalvett leidub kohapeal. Ilmsete tehniliste raskuste tõttu kasutatakse aga enamikku termaalveest praegu soojuse ja elektri tootmiseks.
Kütteks sobivad veed temperatuuriga 20-30 kuni 100 o C, temperatuurid alates 150 o C ja kõrgemad ning maasoojuselektrijaamades elektri tootmiseks.
Üldiselt on geotermilised ressursid Venemaa territooriumil võrdluskütuse või mõne muu energia mõõtühiku tonnides ligikaudu 10 korda suuremad kui fossiilkütuste varud.
Teoreetiliselt suudaks riigi energiavajadust täielikult rahuldada ainult geotermiline energia. Praktikas ei ole see praegu enamikul selle territooriumist tehnilistel ja majanduslikel põhjustel teostatav.
Maailmas seostatakse geotermilise energia kasutamist kõige sagedamini Islandiga – riigiga, mis asub Kesk-Atlandi seljandiku põhjaotsas, äärmiselt aktiivses tektoonilises ja vulkaanilises vööndis. Tõenäoliselt mäletavad kõik 2010. aastal toimunud Eyjafjallajökulli vulkaani võimsat purset.
Just tänu sellele geoloogilisele eripärale on Islandil tohutud geotermilise energia varud, sealhulgas kuumaveeallikad, mis tulevad Maa pinnale ja lausa purskavad geisritena.
Islandil võetakse praegu üle 60% kogu tarbitavast energiast Maalt. Sealhulgas tänu maaküttele tagatakse 90% kütte- ja 30% elektritootmisest. Lisame, et ülejäänud elektri riigis toodetakse hüdroelektrijaamades ehk siis ka taastuvat energiaallikat kasutades, tänu millele näeb Island välja omamoodi globaalse keskkonnastandardina.
Geotermilise energia "taltsutamine" 20. sajandil aitas Islandit oluliselt majanduslikult. Kuni eelmise sajandi keskpaigani oli see väga vaene riik, nüüd on see installeeritud võimsuse ja geotermilise energia tootmise poolest elaniku kohta maailmas esimesel kohal ning geotermilise elektri absoluutse installeeritud võimsuse poolest esikümnes. taimed. Selle rahvaarv on aga vaid 300 tuhat inimest, mis lihtsustab keskkonnasõbralikele energiaallikatele üleminekut: vajadus selle järele on üldiselt väike.
Lisaks Islandile annab geotermilise energia suur osa elektritootmise kogubilansist Uus-Meremaa ja Kagu-Aasia saareriigid (Filipiinid ja Indoneesia), Kesk-Ameerika ja Ida-Aafrika riigid, mille territoorium on samuti iseloomulik. kõrge seismilise ja vulkaanilise aktiivsuse tõttu. Nende riikide jaoks annab geotermiline energia nende praeguse arengutaseme ja vajaduste juures olulise panuse sotsiaal-majanduslikku arengusse.
(Järgneb lõpp.)
Kaks pead ja kuus jalga; neli kõnnivad ja kaks lebavad paigal
Enesehinnang - mis see on: mõiste, struktuur, tüübid ja tasemed
Cassandra tee ehk Pasta Adventures War on Earth and Underground