Геотермальная деятельность
Геотермальная деятельность — это группа естественных процессов теплопередачи, происходящих на поверхности Земли и вызванных наличием избыточного тепла в недрах пострадавшего района, обычно вызванного наличием под землей магматического внедрения . [2] Геотермальная активность может проявляться в множестве различных явлений, включая, среди прочего, повышенную температуру поверхности, различные формы гидротермальной активности, наличие фумарол, выделяющих горячие вулканические газы .
Фоновая физика
[ редактировать ]Геотермальная активность в основном проявляется в вулканических провинциях, где она подпитывается наличием магматического очага. В некоторых редких случаях это может быть вызвано подземными пожарами или крупными отложениями радиоактивных элементов. Другими источниками внутреннего нагрева могут быть гравитационная дифференциация веществ, приливное трение , метаморфизм или фазовые переходы . Выделение тепла на поверхность происходит либо в виде кондуктивного теплового потока, либо в виде конвективного переноса тепла грунтовыми водами или газами . [3]
Виды геотермальной активности
[ редактировать ]Фумаролы и жерла
[ редактировать ]Фумаролы, или жерла вулканов, представляют собой отверстия в земле, из которых вулканические пары и газы выходят в атмосферу. Геотермически активные области часто располагаются над активным магматическим очагом , из которого постоянно выделяются горячие газы, которые выходят на поверхность через полости в породе. Там, где эти полости достигают поверхности, они образуют фумаролы. Области, где сконцентрированы эти жерла, известны как фумарольные поля. Фумаролы имеют тенденцию образовывать концентрированные отложения серных минералов, которые выпадают во взвешенном состоянии, когда вулканические газы остывают на воздухе. [4]
Ледяные котлы
[ редактировать ]Ледяные котлы - это особенность, которая возникает, когда ледяная шапка подвергается воздействию геотермального нагрева, либо в результате активного вулканизма, либо непрерывного производства тепла из активной геотермальной области. Ледяные котлы могут иметь разный внешний вид. Они варьируются от гладкой вмятины на ледяной шапке до глубоких ям с очень крутыми стенками, образованными концентрическими кольцами трещин . Ширина ледяных котлов может составлять от 50 метров до примерно 10 километров, а глубина — от нескольких метров до сотен метров. Форма котла может быть стабильной или весьма изменчивой и не связана с природой лежащего под ней источника тепла. [5]
Гидротермальная деятельность
[ редактировать ]Геотермальное тепло и грунтовые воды могут взаимодействовать несколькими способами.
Гейзеры
[ редактировать ]Гейзеры — наиболее известный гидротермальный объект. они возникают, когда грунтовые воды в подземных полостях перегреваются под покровом более холодных поверхностных вод. Когда перегретая вода выходит на поверхность, она превращается в пар, в результате чего давление под ней внезапно падает, что вызывает цепную реакцию, при которой большая часть воды в системе питания гейзера сразу превращается в пар.
Существует два основных типа гейзеров. Гейзеры-фонтаны, которые извергаются сильными струями из бассейна, и гейзеры-конусы, которые извергаются устойчивыми струями в течение нескольких минут из агломерационного конуса кремниевого материала, отложившегося вокруг главного источника. [6]
Горячие источники и грязевые котлы
[ редактировать ]
В других районах нагретые грунтовые воды собираются в бассейны, образуя горячие источники. [7] Там, где имеется очень мало грунтовых вод, подъем горячих грунтовых вод в сочетании с микробной активностью приводит к образованию грязевых котлов. [8] Поведение этих грязевых котлов может варьироваться в зависимости от сезонного цикла в зависимости от количества осадков и уровня грунтовых вод. [9] [10]
Гидротермальные взрывы
[ редактировать ]Гидротермальные взрывы происходят, когда масса перегретой воды не может достичь поверхности, вызывая повышение давления под землей до тех пор, пока не будет достигнута критическая точка и не произойдет взрыв, выбрасывающий перегретую воду вместе с породой. [11]
См. также
[ редактировать ]- Геотермальная энергия – тепловая энергия, вырабатываемая и хранящаяся на Земле.
- Геотермический градиент - скорость повышения температуры с глубиной в недрах Земли.
- Геотермальное отопление - Использование геотермальной энергии для отопления.
- Геотермальная энергия - энергия, вырабатываемая геотермальной энергией.
- Магматическая интрузия - Тело интрузивных магматических пород.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «гейзер | Этимология, происхождение и значение слова гейзер по этимонлайну» . www.etymonline.com . Проверено 23 марта 2023 г.
- ^ "Лаборатория тепломассопереноса // Геологический институт РАН" . geotherm.ginras.ru (in Russian) . Retrieved 2023-03-22 .
- ^ "Геотермальная активность // ГОСТ 19431-84 ГОСТ 21027-75 ГОСТ 32144-2013 ГОСТ 24291-90 ГОСТ Р 57114-2016 ГОСТ 19880-74" . www.panpwr.ru (in Russian) . Retrieved 2023-03-22 .
- ^ Филпоттс, Энтони Р. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии . Джей Дж. Аг (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-88006-0 . ОСЛК 231581100 .
- ^ Гудмундссон, Магнус Т. (2015), «Ледяной котел» , в Харгитае, Хенрик; Керестури, Акос (ред.), Энциклопедия планетарных форм рельефа , Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer, стр. 107–100. 953–958, doi : 10.1007/978-1-4614-3134-3_192 , ISBN 978-1-4614-3134-3 , получено 24 апреля 2023 г.
- ^ «Гидротермальные объекты — Йеллоустонский национальный парк» . www.nps.gov . Служба национальных парков . Проверено 2 апреля 2023 г.
- ^ О'Бэнион, К.; Холл, К. (14 июля 1980 г.). «Геотермальная энергия и земельные ресурсы: конфликты и ограничения в КГРА Гейзерс-Калистога» . дои : 10.2172/6817678 . ОСТИ 6817678 . S2CID 129626036 .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Далквист, Греция; Кокс, AD (01 декабря 2016 г.). «Что в грязи?: Взаимодействие воды, камней и микробов в термальных грязевых котлах и источниках» . Тезисы осеннего собрания АГУ . 2016 : B21E–0469. Бибкод : 2016AGUFM.B21E0469D .
- ^ «Грязевые котлы — виртуальный центр для посетителей Old Faithful» . www.nps.gov . Проверено 21 апреля 2023 г.
- ^ Линч, ДК; Худнут, К.В. (01 августа 2008 г.). «Линеамент грязевого котла Вистер: продолжение на юго-восток или заброшенный участок разлома Сан-Андреас?» . Бюллетень Сейсмологического общества Америки . 98 (4): 1720–1729. Бибкод : 2008BuSSA..98.1720L . дои : 10.1785/0120070252 . ISSN 0037-1106 .
- ^ «Гидротермальные взрывы | Геологическая служба США» . www.usgs.gov . Проверено 18 июля 2023 г.