Компьютерра, 2007 № 06 (674) | страница 41

Подземная жара

Под слоем земной коры толщиной всего в несколько десятков километров находится раскаленная мантия, простирающаяся до глубины 2900 км и переходящая в еще более горячее жидкое, а с глубины 5150 км - в твердое ядро планеты. Источник энергии, благодаря которому недра Земли так нагреты, до сих пор полностью не изучен. Не так давно американский геофизик М. Херндон высказал гипотезу о том, что в центре Земли находится естественный «ядерный реактор» из урана и плутония (или тория) диаметром всего 8 км. Так или иначе, но эта гипотеза, как утверждают, оказалась способной объяснить не только энергетику земного тепла, но и явления инверсии земного магнитного поля, происходящие каждые 200 тысяч лет.

Наиболее достоверные температурные данные относятся к самой верхней части земной коры, вскрываемой шахтами и буровыми скважинами до максимальных глубин на сегодня - 12 км (Кольская скважина). Нарастание температуры в градусах Цельсия на единицу глубины называют геотермическим градиентом. В среднем геотермический градиент составляет 20-30 °С на 1 км глубины. Так, при заложении Кольской скважины рассчитывали на геотермический градиент 10 °С на 1 км и, следовательно, на проектной глубине (15 км) ожидали температуру порядка 150 °С. Однако такой градиент был только до глубины 3 км, а далее он стал увеличиваться, и на 12 км температура достигла 220 °С. Предполагается, что на проектной глубине температура будет близка к 280 °С.

Исследователи утверждают, что на глубине порядка 400 км температура составляет 1600 °С, а в ядре - 4500-5000 °С.

Выработка электроэнергии за счет тепла горячей воды впервые в мире была осуществлена в СССР [http://www.gosresurs.ru/jurnal/viewdoc/168.html] в 1967 г. на опытно-промышленной Паратунской ГеоТЭС, спроектированной учеными Института теплофизики Сибирского отделения РАН. Ныне проблемами использования тепла Земли в нашей стране занимаются почти полсотни научных организациях. Стоимость работ, уже выполненных в этой области, превышает 4 млрд. долларов.

Геотермальные электростанции в настоящее время эксплуатируются более чем в двадцати странах мира. Установленная мощность ГеоТЭС составляет около 8000 МВт, и общая выработка геотермального электричества превысила 50 ТВт. В ряде стран вклад геотермальной электроэнергии оказался весьма значительным в балансе национальной энергетики (Филиппины - 21,5%, Эль-Сальвадор - 20%, Никарагуа - 17,2%, Исландия - 14,3%, Коста-Рика - 10,2%). Промышленные геотермальные тепловые станции в 2000 году действовали по крайней мере в 55 странах. Общая установленная мощность рассматриваемых систем превысила 17 ГВт, а в течение одного 2000 года было выработано более 45 ТВт.ч энергии.