Огненное сердце планеты
Наша планета скрывает под поверхностью колоссальные запасы тепла. Уже на глубине одного-двух километров в шахтах становится жарко, а камни на ощупь теплые или даже горячие, создавая условия, напоминающие парилку.
Градиент температуры и скрытая энергия
С погружением в недра Земли температура горных пород закономерно повышается. В среднем, каждые 100 метров глубины добавляют около 3 градусов тепла, что составляет примерно 30°C на километр. Если экстраполировать эту тенденцию, то на отметке в 100 км мы получили бы 3000°C, а ближе к центру планеты — температуры, сопоставимые с солнечными. Однако реальная картина распределения тепла в недрах гораздо сложнее и остается загадкой для науки. Несомненно одно: под поверхностью сконцентрированы гигантские, почти неисчерпаемые запасы энергии, которые человечеству предстоит научиться извлекать. Первый шаг к этому — понимание природы этого тепла.
Источник тепла: поиски ответа
В прошлом выдвигались различные гипотезы. Одни ученые полагали, что причиной земного жара является самовозгорание пластов угля, нефти или химических соединений. Однако расчеты показали, что этих ресурсов недостаточно для разогрева недр до наблюдаемых температур.
С открытием радиоактивности появилась новая, многообещающая теория: глубинный жар — результат распада радиоактивных элементов. Но и она не дала полного ответа. Оказалось, что в раскаленной лаве вулканов, которая является прямым продуктом глубинной энергии, содержание радиоактивных веществ крайне мало. Таким образом, точная природа энергии, разогревающей Землю изнутри, до сих пор остается одной из нерешенных фундаментальных научных проблем.
Геотермия: энергия самой Земли
Сегодня это явление обозначают термином «геотермальная энергия», происходящим от греческих слов «земля» и «тепло». По сути, это констатация факта: Земля разогревается благодаря собственному, земному теплу, происхождение которого еще предстоит полностью объяснить. Невозможно мириться с тем, что такие колоссальные энергетические ресурсы, проявляющиеся в виде вулканов-«горелок» и гейзеров — природных систем парового отопления, — растрачиваются впустую.
Освоение геотермальных ресурсов
Человечество уже делает первые шаги в использовании этого дара планеты. Изучением различных проявлений геотермальной энергии — вулканов, гейзеров, горячих источников и тепловых потоков — занимаются целые армии ученых: географы, геофизики, вулканологи и гидрогеологи.
Практическое применение также набирает обороты. В таких странах, как Италия, Исландия, Новая Зеландия и России (на Камчатке), горячие подземные воды и пар давно используются для отопления жилых домов и обогрева парников. Созданы и успешно работают первые геотермальные электростанции, преобразующие тепловую энергию недр в электричество.
Перспективы новой науки
Исследование геотермальной энергии имеет огромное значение как для фундаментальной науки, помогая понять процессы, происходящие в недрах Земли, так и для решения практических задач энергетики будущего. Геотермия — это молодая и динамично развивающаяся область знаний, и ее потенциал для обеспечения человечества чистой и возобновляемой энергией поистине велик.