地热——来自地下的绿色能源

地球由地壳、地幔和地核组成,它是一个巨大的地热库,越往下温度越高.地热是指地球内部蕴藏的能量.     

从MT探测结果推论腾冲热海热田的岩浆热源

云南腾冲县热海热田位于县城西南18km,地理座标为:24°57.5′N/98°26.5′E,海拔约1600m.该地热田地热显示强烈,是我国著名的沸泉群和喷汽孔区,沸泉温度为96℃.热泉排放HCO_3-Cl-Na型水,TDS达2.8g/L ,SiO_2含量最高达450mg/L.根据地球化学温标,热储温度一般为230℃.地下沸腾面接近于地表,热田可能为一含饱和水的高温热水系统.热储岩石在北部澡塘河一带为燕山期花岗岩(69Ma),南部松木箐一带为高黎贡山群变质岩.上覆新第三系南林组为角砾岩.在热田西部和北部,下更新统安山岩不整合覆于南林组之上,东部为东大坡头中更新统橄榄玄武岩(0.5Ma),其熔岩自火山口喷出后向西漫流于热田内部的澡塘河和门前河中.     

无处不在的地热能

<正>地热是来自地球内部的高温热能。与其他行星相比，地球是一颗名副其实的“热星”。一种看法认为，地球刚形成的时候，温度非常高，俨然一颗“火球”。随着时间的推移，地表逐渐冷却，但它内部仍然保留着大量的热能。与此同时，地球内部存在着很多放射性同位素，它们无时无刻不在产生热量，不断地加热着地球。地球是外温而内热的。它的内部可以分为三层：地壳、地幔和地核。从地表往下到地壳、     

利用深部地热的发电站

苏联已经开始设计利用地下4,000～5,000米深处地热的发电站,并有四个研究所的专家在从事用地热代替煤、石油和瓦斯的发电站的设计工作。设计这种发电站,理论上并不困难。只要在地热达200℃以上的两个地点进行钻探,将水从一边送入地下,再从另一边将此水以蒸汽形式回收到地上,就可用它来推动发电机。但是,这种发电站实际上是很复杂的。因为地热的分布是分散而零乱的。有些地方的地热存在于地表附     

高温岩体发电

日本是个多火山国,存有丰富的地热资源.在地中钻深孔,利用这种地热从地中产生热水或蒸气发电叫地热发电.现在日本已有9所地热发电所在运行,共发电约23万千瓦.再次,关于利用地热的发电方式,随着现代技术开发研究的进展,利用高温岩体发电在日本可望实现.高温岩体,顾名思义,是在深3公里、温度300℃的地下深处的高温岩石,其特点是没有蒸气或热水,这种高温岩体发电和以往的地热发电一样,其很大的优点是本来没有热水,而是利用这种高温热量人工制作蒸气,通过涡轮机发电.     

开发地热新能源

1976年,唐山发生7.8级大地震,严重波及北京,小汤山疗养院的大烟囱在地震中断裂倒塌,锅炉烧不起来,冬季供暖怎么办?经请教地热专家,他们用上了年前刚钻成的地热井,将54℃的地下热水直接送入原有的供暖管线.虽然原先的锅炉将热水烧至90℃再去供暖,但地下热水是24小时连续循环,因此即使三九严寒,疗养病员也没有感到寒冷不适,而单位职工反而感到地热供暖更舒适,没有以前锅炉供暖时的那种燥热感.小汤山温泉虽然已有近千年的历史,但以往一直作为温泉洗浴和医疗利用,地热供暖开始了温泉(地热)作为新能源资源的开发.     

大别造山带的去山根过程与机制:碰撞后岩浆岩的年代学和地球化学制约

系统的大别山碰撞后岩浆岩年代学和地球化学研究表明,大别山加厚镁铁质下地壳在143-131 Ma时发生部分熔融,生成低镁埃达克质岩;130 Ma左右加厚下地壳拆沉,引起了地幔上涌,产生了130 Ma以后的大规模镁铁质和花岗质岩浆作用.在大别山低镁埃达克岩形成同时,已折返至中地壳的北大别岩片也发生部分熔融,产生北大别混合岩.本文论证了在山根垮塌前,诱发大别山中、下地壳发生部分熔融需要造山带加厚岩石圈地幔根先期发生了减薄.根据克拉通岩石圈地幔的地温梯度(6.6℃/km)和玄武质地壳熔融温度(1000℃),可估计在发生造山带加厚下地壳部分熔融时,其下的岩石圈地幔厚度应减薄到小于45 km.据此,提出大别山两阶段去山根过程模型.岩石圈冷山根诱发的地幔对流导致在-145 Ma时岩石圈地幔突出部位被先减薄.它导致加厚镁铁质下地壳温度和地壳中下部地热增温率升高,并使其发生部分熔融.加厚下地壳的部分熔融导致了造山带下地壳弱化,加大其重力不平衡,从而引发加厚镁铁质下地壳的拆沉和山根垮塌.因此,软流圈对流侵蚀和加厚下地壳拆沉这两种岩石圈减薄机制具有因果关系.     

两级闪蒸和闪蒸-双工质地热发电热力学比较

我国中低温地热资源主要分布在东南沿海地区,主要用于洗浴等,使得大量热能白白浪费.为提高我国中低温地热资源的能量转换利用率,本文提出了两级地热闪蒸和地热闪蒸-双工质联合发电方式,以单位热水发电量、热效率和产汽率为性能指标,通过数值计算,分析地热水温度对两种不同地热发电系统的性能指标影响以及地热尾水温度的影响,并对两种发电系统的选用条件作了论述.结果表明,闪蒸-双工质联合发电系统的单位热水的发电量随温度升高的增加量大于两级闪蒸的增加量.当热水温度在80~130℃时,两级地热闪蒸发电系统的单位热水净发电量比闪蒸-双工质联合系统的单位热水净发电量多达19.4%;当热水温度在130~150℃时,闪蒸-双工质联合系统的单位热水净发电量比两级地热闪蒸发电系统的单位热水净发电量多达5.5%.两级地热闪蒸发电系统闪蒸产汽量总和约为闪蒸-双工质发电系统闪蒸产汽量的2~3倍.当热水温度低于130℃并且热水量较大时,可以采用闪蒸-双工质联合发电系统,当热水温度高于130℃,并且地热水中的不凝气体含量低于3%时,可以考虑两级闪蒸发电系统;和两级闪蒸发电系统尾水相比,较高温度的闪蒸-双工质发电系统尾水资源梯级利用效率更高.     

纬度30度线之谜

在非洲北部,从大西洋海岸到红海之滨,方圆约910万km2的土地上,除了偶尔的一个点状绿洲外,便是一眼望不到边的沙漠. 这就是著名的撒哈拉大沙漠--世界第一大沙漠,与地球上其他地方相比,这里的气候格外炎热干燥,炎炎烈日下,沙丘上的温度竞能超过70 ℃.     

地表下的太阳效应

人们长久以来一直否认太阳辐射作用是地表下地质活动的产生根源,而今却扭转看法,认为太阳辐射作用深深地影响着地表下部. 大约在300年前,人们认为地球内部散发出的热量不仅仅影响着地下的地质活动,而且还供养着地上的生命万物.其证据是:从地内流出的汨汨温泉水,使附近地域积雪消融、绿洲盎然、动植物群繁茂.古世界宇宙论者——赫拉克利特、恩培多克勒、亚里士多德认为,地温的分布规律是愈往内心温度愈高,地心处应该     

从比较行星学角度看“地球有限膨胀演化模型”

在《科学通报》第44卷第9期的 "地球有限膨胀演化模型"[1]一文中, 该文作者认为: 地球按R(T)=R0+A(1-exp(β(t-ts)))规律膨胀(注: 在文献[1]的摘要及正文的公式(12)中均误为 ; 地球已经生成了46亿年, 在生成3亿年后(ts)开始膨胀, 初始半径R0为4651 km, 最终半径可达 R0 + A = 6511 km; 从地球形成至今的46亿年来, 在近43亿年的时间里半径增加了1720 km, 即平 均密度从14200 kg/m3(2.57倍于当前密度)减小到5520 kg/m3.在讨论全球构造的问题时, 我们必须注意到, 由于行星际探测的发展, 大大丰富了人类对太阳系的认识[2], 任何有关行星地球…     

地热发电

目前,已有十多个国家正利用蕴藏在地下的地热来发电。1980年全世界地热发电的总装机容量为250万千瓦,但这一数字与贮量极大的地热资源相比,显得十分可怜,故地热的开发潜力是十分可观的。《地热发电》一文,详细介绍了几种地热发电系统,并探讨了地热发电的经济性,对我国地热发电的现况也作了介绍。     

一次单体雷暴云的穿云电场探测及云内电荷结构

自行设计制作了携带GPS的强电场探空系统, 可以获取探测路径上的电场垂直分量、温度、相对湿度和GPS定位数据. 2008年夏季, 在地面大气平均电场仪以及一部X波段天气雷达的配合下, 在甘肃平凉地区进行了雷暴云内的电场探空实验, 获得了中国内陆高原地区雷暴云内的电场廓线资料. 通过对一次过顶雷暴活跃阶段的探空资料分析, 表明在雷暴云及其下边界存在4个电荷区域: 在海拔高度4.3~4.5 km之间(云底)存在一个负屏蔽电荷层; 在4.5~5.3 km存在一个正电荷区, 对应3~2℃温度层; 在5.4~6.6 km存在一个负电荷区, 对应温度–3~–10℃; 在6.7~7.2 km存在一个正电荷区, 对应温度–11~–14℃. 本文提供的观测结果支持中国内陆高原地区雷暴云内(0℃层之上)存在三极性电荷结构, 但下部正电荷区较正常三极性结构要强的结论.     

基于氨水吸收技术的低品位热能远距离输送系统

介绍了低品位热能远距离输送的重要性, 及其原理、模拟计算以及实验结果. 以减小输送功耗和多功能应用为目标, 通过分析和比较发现单级氨水吸收循环是最合适的选择. 计算结果显示, 热源端有120℃饱和水蒸汽余热可供利用, 输送距离为50 km, 用户端夏季得到10℃的冷量输出时, 其热力效率可达0.5; 冬季得到55℃的热量输出时, 其热力效率可达到0.6; 制冷和制热的远距离输送电力效率均可达到50以上. 通过建立小型化的实验样机, 实验结果表明, 夏季冷却水进口温度为30℃, 冷媒水出口温度为7℃时, 其制冷热效率为0.432; 过渡季节冷却水进口温度为22℃, 热媒水出口温度为55℃时, 其制热热效率为0.535, 基本验证了基于氨水吸收技术的低品位热能远距离输送系统的可行性. 研究表明使用氨水吸收系统可以有效地利用远距离余热用于城市集中供冷或供热.     

地球有限膨胀演化模型

从地球上最早的酸性岩形成于全球最初膨胀构造作用这一基本前提出发 ,结合其他地质约束条件 ,从岩石圈球壳的弹性力学分析入手 ,确定地球膨胀发生于前 430 0Ma左右、地球半径平均增长率为 0 .40mm/a、膨胀初始半径为 46 5 1km、全球性最初膨胀构造运动发生在前 41 83.7Ma .又根据地球与类地行星的自然、衰减演化前提 ,依据数学逻辑与地质意义相结合的约束限制条件 ,建立了地球有限膨胀演化模型 :R(t) =R0 +Aeβ(t-tS) 　　 (t≥tS) ,其中R0 =46 5 1km ,A =1 86 0km ,β =- 6 .0 1× 1 0 -10 /a ,ts=3× 1 0 8a .根据该模型 ,地球有限膨胀演化的最大限度Rmax为 6 5 1 1km .目前地球半径增长率约为 0 .1mm/a .     

钻地取热暖人间

<正>地热能是广泛分布于地球内部的一种清洁能源。对于地热研究者来说，面临的最大困难并不是如何找到它，而是如何把它开采出来。地热能既不是物质，也没有显著的运动，它是地下物质的热的存在状态。我们无法像开采煤炭、石油、天然气那样直接去开采它，而不得不借助工程的、技术的间接手段来获取它所蕴藏的能量。为此，工程师们克服了重重困难，想出了种种办法，但万变不离其宗，都离不开一个核心技术——钻井。钻井是一种利用机械设备或人工手段，从地面向地下将地层钻成孔洞的工作方法。钻出来的井孔有大有小、能深能浅，要根据地热田的类型因地制宜、对“型”下钻。     

利用地热资料确定岩石圈厚度——以攀西地区为例

利用地热资料确定岩石圈厚度是70年代后期发展起来的一种新方法。与其它地球物理方法相比,它具有耗资少、方法简便、结果系统等优点,因而近年来国际上发展很快。我们在完成“六·五”国家攻关项目攀西裂谷地质-地球物理研究的同时,利用地热资料确定了攀西地区的岩石圈厚度,同样取得了很好的效果。     

全球变暖(上)

什么是温室效应 宇宙中的任何物体都辐射电磁波。物体的温度越高,其辐射电磁波的波长越短。太阳表面温度约6000℃,它发射的电磁波长很短,称为太阳短波辐射(其中包括可见光)。地面在接受太阳短波辐射而增温的同时,也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却。如果没有大气,那么地球的地面平均温度应为-18℃。可是地球的地面平均温度却约为15℃,这33℃的温差主要是地球大     

地球的构成

加利福尼亚大学伯克里分校的科学家已鉴定出地球最富藏的矿物是硅酸镁钙钛矿,其化学式为MgSiO_3。几乎一半地球是由该矿物构成的。其大部分沉积物位于地幔的下部,从地下600公里一直到2800公里深处,在此深度的温度约为2000K到2500K。已发现此种钙铁矿能耐此高温,其熔点约为3000K。这一研究有助于测定整个地幔的温度并查明在45亿     

科学问答

空气和大气有什么区别? 大气的概念比空气大.除了地球之外,木星等行星也有大气.大气成分较复杂,其中生物生存所必备的成分就是空气,行星中只有地球拥有空气.从地面到1 000 km高度是大气层,其中最下部的对流圈(地表到11 km高处为止)和其上部的成层圈(从地表到48 km高处为止)是空气.