地球内储存巨大的热量,为什么地球表面没有起火?我们为什么能在地球表面生存呢?下面来给地球做个“解剖”,就能够知道原因了。
先了解一下地球的内部结构。地球内部是一个高温高压的世界,是一个大型“热库”,蕴藏着无比巨大的热能。它的构造就像是一个半熟的鸡蛋,主要分为三层。地球的外表相当于蛋壳,这部分叫作“地壳”,它的厚度各处很不均一,由几千米到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作“地核”,地核又分为外地核和内地核。
在地壳中,地热的分布可分为可变温度带、常温带和增温带。顾名思义可变温度带,就是温度会变化的地带,该地带由于受太阳辐射的影响,其温度随着昼夜、年份、世纪遵循一定规律的变化,这一地带很薄,大约是从地表到地下15~20米;常温带,这一地层的温度基本保持一个固定的值,它位于可变温度带以下,深度一般为地下20~30米;增温带,位于常温带以下,在这一层内,地层的温度随深度增加而不断的升高,其热量主要来自于地幔和地核。这三个温度带是依次连续的,并没有明确的界限。而在地球内部地壳、地幔和地核之间温度状况差别很大。在地壳的表面是常温带,地温随着离地表的深度增加而不断升高,越深越热。平均地下每加深100米,温度升高3℃,到达一定的温度后,温度升高的幅度逐渐变小。一般来说,地壳底部至地幔上部的温度大约在1100~1300℃,地核的温度大约在2000~5000℃。举个例子,80℃的热水大致就埋藏在2000~2500米的地下,如果我们可以在2000~2500米的地下打口井,就可以直接抽出热水喝了。这不是异想天开,随着科技进步,可能再过几十年我们就可以直接喝到地下热水啦!
地热资源根据开发深度不同,可划分为浅层地热(距地表200米以内)、深层地热(距地表200~3000米,也称为常规地热)以及增强型地热(也称为干热岩)三种。而按温度划分,地热资源可以分为高温(>150℃)、中温(90~150℃)和低温(25~90℃)三种类型。其中高温地热资源主要用于发电,中温和低温的地热资源以直接利用为主,多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。对于25℃以下的浅层地热,可利用地源热泵进行供暖、制冷。此外,地热资源也是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源,还是医疗热矿水、饮用矿泉水和生活用水的水源。
在地球表面有的地方有温泉,有的地方没有温泉,根据这一差别我们把地球表面划分为“正常地热区”和“异常地热区”。在正常地热区,地下较高温度的热水或岩浆懒惰地隐藏在地壳的较深处,很难把热量传递到地球的表面。在异常地热区,较高温度的热水或蒸汽埋藏在地壳的较浅部位,有的甚至天然地直接冒出地表,那些天然冒出的地下热水或蒸汽就形成了我们常见的温泉。温泉是在当前技术水平下最容易利用的一种地热资源。在异常地热区,除温泉外,人们也容易通过钻井等人工方法把地下热水或蒸汽引到地面上来加以利用。一般认为,地下热水和地热蒸汽主要是雨雪渗入地球内部的岩浆处,热的岩石把雨水加热成地下热水和地热蒸汽。