地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃~1300℃,天然温泉的温度大多在60℃以上,有的甚至高达100℃~140℃。这说明地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能。那么地热是从何而来的呢?要想回答这个问题,就需要从地球的构造谈起。
地球可以看作是半径约为6370千米的实心球体。它的构造就像是一个半熟的鸡蛋,主要分为三层,如图10-5。地球的外表相当于蛋壳,这部分叫做“地壳”,它的厚度各处很不均一,由几千米至70千米不等。地壳的下面是“中间层”,相当于鸡蛋白,也叫“地幔”,它主要是由熔融状态的岩浆构成,厚度约为2900千米。地壳的内部相当于蛋黄的部分叫做“地核”,地核又分为外地核和内地核。
地球每一层的温度是很不相同的。从地表以下平均每下降100米,温度升高3℃,在地热异常区,温度随深度增加的更快。我国华北平原某地的一个钻井,钻到1000米时,温度为46.8℃;钻到2100米时,温度升高到84.5℃。另一钻井,深达5000米,井底温度为180℃。根据各种资料推断,地壳底部和地幔上部的温度约为1100℃~1300℃,地核约为2000℃~5000℃。
地壳内部的温度这样高,它的热量是哪里来的呢。一般认为,是由于地球物质中所含的放射性元素衰变产生的热量。有人估计,在地球的历史中,地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量,平均为每年5万亿亿卡(即2.1×1021焦/年)。这是多么巨大的热源啊。1981年8月,在肯尼亚首都内罗毕召开了联合国新能源会议,据会议技术报告介绍,全球地热能的潜在资源,约为4×1019千瓦时,相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。地下热能的总量约为煤全部然烧所放出热量的1亿7千万倍。丰富的地热资源等待我们去开发。
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