Реферат на тему “Геотермальні джерела”

Гаряча вода, що надходить з надр землі – це захоплююче природне явище і багатий сировинний ресурс, що приносить в тому числі і користь для оздоровлення людей.

Геотермальні джерела відрізняються від підземних ключів і джерел більш високою температурою виходять вод, в яких, до того ж, може міститися більше половини всіх елементів таблиці Менделєєва.

Що таке термальні джерела і як вони виглядають

Під землею на глибині 1 км температура гірських порід досягає 30 ° С і вона підвищується в середньому на 3 ° С через кожні 100 м. Більш потужний тепловий потік з надр створюється в зонах розломів земної кори, активного вулканізму, високої сейсмічності. Нагріті гірські породи підвищують температуру підземних вод.

Природний теплоносій після тривалої подорожі виливається природним шляхом. Так народжуються термальні джерела – гарячі підземні води в рідкому або пароподібному стані, що виходять на поверхню Землі.

Як правило, показники температури таких джерел вище в порівнянні з температурою навколишнього середовища. Це основна відмінність від неглибоко залягають грунтових вод, що виходять на поверхню землі у вигляді джерел, ключів, струмків, температурні показники яких зазвичай знаходяться в діапазоні від 5 до 15 ° С.

Види термальних джерел

Термальні води поділяються на групи в залежності від температури:

  • від 20 до 37 ° C – теплі або субтермальні;
  • від 37 до 50 ° С – гарячі;
  • від 50 до 100 ° – дуже гарячі або гіпертермальні.

Крім того, вода може бути перегрітої (150°С). Фахівці американського Центру геофізичних даних пропонують вважати теплим джерело з температурою від 20 до 50 ° C.

У регіонах активного вулканізму спостерігаються незвичайні природні явища. Наприклад, гейзер – особливий термальне джерело, періодично виникає і пропадає. Вода глибоко просочується, контактує з магматичної камерою і, сильно нагріваючись, виривається назовні.

Зазвичай в природних джерелах вода спокійно виходить з землі. Якщо великий резервуар над магмою з’єднаний з поверхнею вузьким каналом, то тиск в ньому періодично зростає. Легкий паро-водяний міхур виштовхується у вигляді струменя через певні проміжки часу, що становлять кілька хвилин, годин, місяців або років. Вода нагрівається до температури 100-104 ° С, а висота стовпа може досягати 100 м.

Дві третини всіх існуючих в світі гейзерів фонтанують в Єллоустонському національному парку США. Виверження стовпів води і пари можна спостерігати в Ісландії, Новій Зеландії, Японії, Чилі, Перу. На Камчатці знаходиться знаменита Долина гейзерів (частково зруйнована зсувом).

Крім гейзера існують і інші геотермальні явища:

  • Фумарол – струмінь водяної пари і диму з тріщини в гірських породах. Явище зазвичай спостерігається в районах активного вулканізму;
  • сольфатаров – випаровування з дуже високою температурою (100-300 ° С) в кратері і на схилах вулкана, що містить водяну пару, діоксиди сірки і вуглецю, сірководень;
  • термальне озеро (ванна) – гаряче джерело з температурою до 100 ° С;
  • грязьовий басейн – невелике природне поглиблення з бульбашками води, полістиролу, що осадові породи на поверхні;
  • мофети – природний колодязь (отвір), тріщина, з якої виділяється струмінь водяної пари, насичена вуглекислим газом, азотом, вибухонебезпечними метаном і воднем (температура суміші 100 ° С і нижче).

Гарячі джерела відрізняються по мінералізації, хімічному складу. Вони можуть бути гіпотонічними, ізотонічними та гіпертонічними в залежності від концентрації мінеральних речовин. Термальні води в районах активного вулканізму, що містять багато кремнезему, зазвичай прозорі. Джерело гарячої води з високим вмістом сірки найчастіше виглядає як калюжа киплячій бруду. Часто вона має жовтуватий колір.

Мінеральні джерела природного гарячої води нерідко містять підвищені кількості токсичних речовин. Це створює проблеми для оздоровчого використання, отримання тепла і електроенергії.

Механізм нагрівання термальних вод

Геотермальна енергія – природне тепло надр, яке передається від мантії гірських порід в складі земної кори. У районах активного вулканізму розплавлена ​​магма сильніше нагріває гірські породи, проникає через порожнечі і тріщини близько до поверхні. Магматичний розплав підігріває підземні води. Народжуються гейзери, фумароли і сольфатари.

Є пояснення того, звідки беруться гарячі джерела в невулканіческіх регіонах. Підземні води проникають на глибину 1 км і більше, нагріваються і виносяться на поверхню в результаті природної циркуляції.

Якщо пробурити геотермальну свердловину, то гарячі підземні води виходять на поверхню. Такий штучний канал іноді схожий на гейзер.

Використання вод термальних джерел

Історія застосування людиною геотермальної енергії налічує майже 20 століть. Підземні води з температурою 50-80 ° С, які природним чином виходили на поверхню, наші предки використовували для обігріву, приготування їжі, купання. Є свідчення про гігієнічному і цілющий ефект басейнів з гарячою водою в Китаї з епохи палеоліту, наявності громадських лазень (термальних ванн) в Ліпарі (Італія) в 2000 р до н.е.

Лікувальна дія термальних вод не втратило своєї актуальності і сьогодні. У бальнеології використовується гаряча природна вода з температурою до 50 ° С. Вона має протизапальну, заспокійливу, регенеруючу вплив на шкіру, а через неї – на органи, системи і організм в цілому.

Термальні води застосовуються не в гострій фазі захворювань, а на стадії компенсації, а також для профілактики. Їх застосування рекомендовано при хворобах респіраторного тракту, легенів, опорно-рухового апарату, шкіри, патологіях серця і судин, нервової та ендокринної систем.

Величезна користь для організму людини укладена в гарячих джерелах з сприятливим мінеральним складом. Сірководневі і вуглекислі ванни допомагають при хронічному бронхіті і недостатності кровообігу, бронхіальній астмі.

Французькі, італійські та інші європейські курортні міста з термальними джерелами користуються популярністю у туристів і відпочиваючих з усього світу. Випускається косметика на основі термальної води: спреї, цілі лінії для догляду за шкірою.

Перший досвід використання гарячих джерел для виробництва електроенергії припав на кінець XIX і початок XX століть. Геотермальна енергія і зараз застосовується для обігріву будівель та вироблення електроенергії в Італії, Франції, Ісландії, США, на сході Росії. Найбільші ГеоЕС за своєю потужністю можна порівняти з невеликими гідроелектростанціям, ТЕЦ і АЕС.

Цікаві факти

Недалеко від міста Сатурна (Тоскана, Італія) вода з температурою вище 80 ° С стікає з невеликих скельних уступів в природне поглиблення. Термальне джерело виглядає як невисокий водоспад, над яким клубочиться пара.

На вулканічному острові Сан-Мігел в складі Азорського архіпелагу земна кора дуже тонка. Джерельна вода виходить на поверхню і вирує, тому що її температура близька до точки кипіння (98 °). У різних регіонах є природні термальні джерела і озера в печерах, підземні резервуари теплої води і пара на доступній глибині.

На Камчатці (Росія), в Ісландії, Новій Зеландії і Каліфорнії (США) гарячі джерела виходять на поверхню у вигляді газо-водяного стовпа. Фонтан пара можна спостерігати в Ладерелло (Італія).

Геотермальні джерела – це не те ж саме, що джерела мінеральної води. «Термальний» означає теплий, а «гео» – земний. Вода нагрівається в надрах Землі, надходить вгору. Залежно від характеру виходу на поверхню розрізняють гейзери, басейни, озера. Напрямки використання таких джерел найрізноманітніші. Це оздоровлення та відпочинок людей, отримання тепла для опалення будинків, вироблення електроенергії, а також отримання різних хімічних речовин.

Посилання на основну публікацію