შესავალი

ზომასთან შედარებით გლობუსი, დედამიწის ქერქი მისი რადიუსის 1/200-ია. მაგრამ ეს "ფილმი" არის ყველაზე რთული სტრუქტურით და მაინც ყველაზე იდუმალი ფორმირებაჩვენი პლანეტა. ქერქის მთავარი მახასიათებელი ის არის, რომ ის ემსახურება როგორც სასაზღვრო ფენას დედამიწასა და ჩვენს გარშემო მყოფებს შორის. გარე სივრცე. ამ გარდამავალ ზონაში სამყაროს ორ ელემენტს - კოსმოსსა და პლანეტის სუბსტანციას შორის - მუდმივად ხდებოდა ურთულესი ფიზიკური და ქიმიური პროცესები და, რაც აღსანიშნავია, ამ პროცესების კვალი მეტწილად შემორჩენილია.

სამუშაოს ძირითადი მიზნებია:

განვიხილოთ დედამიწის ქერქის ძირითადი ტიპები და მისი კომპონენტები;

განსაზღვრეთ ტექტონიკური სტრუქტურებიდედამიწის ქერქი;

განვიხილოთ დედამიწის ქერქისა და ქანების მინერალური შემადგენლობა.

დედამიწის ქერქის სტრუქტურა და სისქე

პირველი იდეები დედამიწის ქერქის არსებობის შესახებ გამოთქვა ინგლისელმა ფიზიკოსმა ვ. გილბერტმა 1600 წელს. მათ სთხოვეს დედამიწის შიდა ნაწილის ორ არათანაბარ ნაწილად გაყოფა: ქერქი ან გარსი და მყარი ბირთვი.

ამ იდეების განვითარებას შეიცავს ლ.დეკარტის, გ.ლაიბნიცის, ჯ.ბუფონის, მ.ვ.ლომონოსოვის და მრავალი სხვა უცხოელი და ადგილობრივი მეცნიერის ნაშრომები. დასაწყისში დედამიწის ქერქის შესწავლა ორიენტირებული იყო კონტინენტების დედამიწის ქერქის შესწავლაზე. აქედან გამომდინარე, ქერქის პირველი მოდელები ასახავდა კონტინენტური ტიპის ქერქის სტრუქტურულ თავისებურებებს.

ტერმინი „დედამიწის ქერქი“ შემოვიდა გეოგრაფიული მეცნიერებაავსტრიელი გეოლოგი ე. სუესი 1881 წელს (8) ამ ტერმინის გარდა, ამ ფენას აქვს კიდევ ერთი სახელი - სიალი, რომელიც შედგება აქ ყველაზე გავრცელებული ელემენტების პირველი ასოებისგან - სილიციუმი (სილიციუმი, 26%) და ალუმინი (ალუმინი, 7,45%). ) .

მე-20 საუკუნის პირველ ნახევარში დაიწყო წიაღის აგებულების შესწავლა სეისმოლოგიისა და სეისმოლოგიის გამოყენებით. 1909 წელს ხორვატიაში მომხდარი მიწისძვრის შედეგად სეისმური ტალღების ბუნების გაანალიზებისას, სეისმოლოგმა ა. მოჰოროვიჩიჩმა, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, გამოავლინა აშკარად გამოკვეთილი სეისმური საზღვარი დაახლოებით 50 კმ სიღრმეზე, რომელიც მან განსაზღვრა, როგორც დედამიწის ქერქის ერთადერთი. მოჰოროვიჩიჩის, მოჰოს ან მ) ზედაპირი.

1925 წელს ვ. კონრადმა დააფიქსირა მოჰოროვიჩის საზღვრის ზემოთ ქერქის შიგნით სხვა მონაკვეთის ზედაპირი, რომელმაც ასევე მიიღო მისი სახელი - კონრადის ზედაპირი, ან K ზედაპირი - საზღვარი "გრანიტის" და "ბაზალტის" ფენებს შორის არის კონრადის მონაკვეთი.

მეცნიერებმა შესთავაზეს 12 კმ სისქის ქერქის ზედა ფენას „გრანიტის ფენა“, ხოლო ქვედა ფენას 25 კმ სისქით – „ბაზალტი“ ეწოდოს. გაჩნდა დედამიწის ქერქის სტრუქტურის პირველი ორფენიანი მოდელი. Შემდგომი კვლევაშესაძლებელი გახდა ქერქის სისქის გაზომვა სხვადასხვა სფეროებშიკონტინენტები. აღმოჩნდა, რომ დაბლობ ადგილებში ეს არის 35? 45 კმ, მთაში კი 50-მდე იზრდება? 60 კმ ( მაქსიმალური სიმძლავრექერქი - პამირში დაფიქსირებული 75 კმ). დედამიწის ქერქის ასეთ გასქელებას ბ.გუტენბერგმა „მთის ფესვები“ უწოდა.

ასევე დადგინდა, რომ გრანიტის ფენას აქვს სეისმური ტალღის სიჩქარე 5 გრანიტებისთვის დამახასიათებელი 6 კმ/წმ, ქვედა კი 6? ბაზალტებისთვის დამახასიათებელი 7 კმ/წმ. გრანიტისა და ბაზალტის ფენებისგან შემდგარ დედამიწის ქერქს ეწოდა კონსოლიდირებული ქერქი, რომელზედაც არის კიდევ ერთი, ზედა, დანალექი ფენა. მისი სიმძლავრე იცვლებოდა 0-ის ფარგლებში? 5–6 კმ (ნალექი ფენის მაქსიმალური სისქე 20 × 25 კმ აღწევს).

კონტინენტების დედამიწის ქერქის სტრუქტურის შესწავლაში ახალი ნაბიჯი გადაიდგა სეისმური ტალღების მძლავრი ფეთქებადი წყაროების შემოღების შედეგად.

1954 წელს გ.ა. გამბურცევმა შეიმუშავა ღრმა სეისმური ჟღერადობის მეთოდი (GSZ), რამაც შესაძლებელი გახადა დედამიწის ნაწლავების „განათება“ 100 კმ სიღრმეზე.

დაიწყო სეისმური კვლევების ჩატარება სპეციალური პროფილების მიხედვით, რამაც მეცნიერებს საშუალება მისცა მიეღოთ უწყვეტი ინფორმაცია დედამიწის ქერქის აგებულების შესახებ. სეისმური კვლევა ჩატარდა ქ სანაპირო ზონებიზღვები და ოკეანეები და 60-იანი წლების დასაწყისში დაიწყო ოკეანის ფსკერის გლობალური კვლევები ამ მეთოდით. ფუნდამენტურად ორის არსებობის იდეა სხვადასხვა სახისქერქი: კონტინენტური და ოკეანეური.

GSZ-ის მასალებმა საბჭოთა გეოფიზიკოსებს (Yu.N.Godin, N.I.Pavlinkova, N.K.Bulin და ა.შ.) მისცა საშუალება, უარყოთ ყველგან კონრადის ზედაპირის არსებობის ცნება. ეს ასევე დაადასტურა კოლას სუპერ ღრმა ჭაბურღილის ბურღვამ, რომელმაც არ გამოავლინა გრანიტის ფენის ფსკერი გეოფიზიკოსების მიერ მითითებულ სიღრმეზე.

დაიწყო იდეების განვითარება რამდენიმე ინტერფეისის არსებობის შესახებ, როგორიცაა კონრადის ზედაპირი, რომელთა პოზიციები განისაზღვრა არა იმდენად კრისტალური ქანების შემადგენლობის ცვლილებით, არამედ მათი მეტამორფიზმის განსხვავებული ხარისხით. გამოთქმული იყო აზრები, რომ დედამიწის ქერქის გრანიტისა და ბაზალტის ფენების შემადგენლობაში არსებითი როლითამაშობენ მეტამორფული ქანები (იუ.ნ. გოდინი, ი.ა. რეზანოვი, ვ.ვ. ბელუსოვი და სხვ.).

სეისმური ტალღების სიჩქარის მატება აიხსნება ქანების ბაზისურობის ზრდით და დიდწილადმათი მეტამორფიზმი. ამრიგად, „გრანიტის“ ფენა უნდა შეიცავდეს არა მხოლოდ გრანიტოიდებს, არამედ მეტამორფულ ქანებს (როგორიცაა გნაისები, მიკოზური შისტები და ა.შ.), რომლებიც წარმოიქმნება პირველადი დანალექი საბადოებიდან. ფენას ეწოდა გრანიტ-მეტამორფული, ან გრანიტ-გნაისი. იგი გაგებული იყო, როგორც ცეცხლგამძლე და დანალექ-მეტამორფული ქანების ერთობლიობა, შემადგენლობა და ფაზის მდგომარეობარომლებიც იწვევენ ფიზიკურ პარამეტრებს უცვლელ გრანიტებთან ან გრანიტოიდებთან ახლოს, ე.ი. 2.58 რიგის სიმკვრივე? 2,64 გ/სმ და რეზერვუარის სიჩქარე 5,5? 6,3 კმ/წმ.

"ბაზალტის" ფენის შემადგენლობაში დაშვებული იყო მეტამორფიზმის ღრმა (გრანულიტური) ეტაპის ქანების არსებობა. მას უწოდეს გრანულიტ-მაფიური, გრანულიტ-ეკლოგიტური და ესმით, როგორც საშუალო, ძირითადი ან მსგავსი შემადგენლობის ანთებითი და მეტამორფირებული ქანების ერთობლიობა, რომელსაც აქვს ფიზიკური პარამეტრები: სიმკვრივე 2.8? 3.1 გ/სმ, რეზერვუარის სიჩქარე 6.6? 7,4 კმ/წმ. თუ ვიმსჯელებთ ექსპერიმენტული მონაცემებით, აფეთქების მილების ღრმა ქანების ფრაგმენტებით (ქსენოლითებით), ეს ფენა შეიძლება შედგებოდეს გრანულიტების, გაბროიდების, ძირითადი გნაისებისა და ეკლოგიტის მსგავსი ქანებისგან.

ტერმინები „გრანიტი“ და „ბაზალტის“ ფენა დარჩა მიმოქცევაში, მაგრამ ისინი ბრჭყალებში ჩასვეს, რითაც ხაზს უსვამდნენ მათი შემადგენლობისა და სახელწოდების პირობითობას.

კონტინენტების დედამიწის ქერქის სტრუქტურის შესახებ იდეების განვითარების თანამედროვე ეტაპი გასული საუკუნის 80-იან წლებში დაიწყო და ხასიათდება კონსოლიდირებული ქერქის სამშრიანი მოდელის შექმნით. რიგი ადგილობრივი (N.I. Pavlenkova, I.P. Kosminskaya) და უცხოელი (S. Mueller) მეცნიერების მიერ ჩატარებულმა კვლევებმა დაადასტურა, რომ კონტინენტების დედამიწის ქერქის სტრუქტურაში, დანალექი ფენის გარდა, აუცილებელია განასხვავოთ, შესაბამისად. მინიმუმ, სამი, არა ორი, ფენა: ზედა, შუა და ქვედა (სურ. 1).

ზედა ფენა, 8 ტევადობით? 15 კმ, აღინიშნება სეისმური ტალღების სიჩქარის მატება სიღრმით, ბლოკის აგებულებით, შედარებით მრავალრიცხოვანი ბზარების და ხარვეზების არსებობით. ერთადერთი ფენა 6.1 სიჩქარით? კ-ის საზღვარად განისაზღვრება 6,5 კმ/წმ. ზოგიერთი მეცნიერის აზრით, კონსოლიდირებული ქერქის ზედა ფენა შეესაბამება ქერქის ორშრიანი მოდელის გრანიტ-მეტამორფულ ფენას.

მეორე (შუა) ფენა 20 სიღრმემდე 25 კმ (ზოგჯერ 30 კმ-მდე) ხასიათდება დრეკადი ტალღების სიჩქარის უმნიშვნელო დაქვეითებით (დაახლოებით 6,4 კმ/წმ), სიჩქარის გრადიენტების არარსებობით. მისი ძირი გამოირჩევა კ-ის საზღვრად. ითვლება, რომ მეორე ფენა შედგება ბაზალტის ტიპის ქანებისგან, ამიტომ მისი იდენტიფიცირება შესაძლებელია ქერქის „ბაზალტის“ ფენასთან.

ნახ.1

მესამე (ქვედა) ფენა, რომელიც მიკვლეულია ქერქის ძირამდე, არის მაღალსიჩქარიანი (6,8 × 7,7 კმ/წმ). მას ახასიათებს თხელი ფენა და სიჩქარის გრადიენტის ზრდა სიღრმესთან ერთად. იგი წარმოდგენილია ულტრამაფიული ქანებით, ამიტომ არ შეიძლება მიეკუთვნებოდეს ქერქის „ბაზალტის“ ფენას. არსებობს ვარაუდები, რომ ქერქის ქვედა ფენა არის ზედა მანტიის ნივთიერების ტრანსფორმაციის პროდუქტი, ერთგვარი მანტიის ამინდის ზონა (N.I. Pavlenkova). AT კლასიკური მოდელიქერქის აგებულება, შუა და ქვედა ფენები ქმნიან გრანულიტ-მაფიკურ ფენას.

დედამიწის ქერქის სტრუქტურა და სისქე კონტინენტების სხვადასხვა რეგიონში გარკვეულწილად განსხვავდება. ამრიგად, დედამიწის ქერქისთვის დამახასიათებელია შემდეგი სტრუქტურული თავისებურებები, ღრმა პლატფორმის ჩაღრმავებები და წინა ღეროები: დანალექი ფენის დიდი სისქე (მთელი ქერქის სისქის ნახევარამდე); უფრო თხელი და მაღალსიჩქარიანი კონსოლიდირებული ქერქი ვიდრე პლატფორმების სხვა ნაწილებში; M ზედაპირის ამაღლებული პოზიცია. კონსოლიდირებული ქერქის ზედა („გრანიტის“) ფენა ხშირად იშლება ან მკვეთრად თხელდება მათში, ასევე საგრძნობლად მცირდება შუა ფენის სისქე.

ჩვენს ქვეყანაში, ნახშირწყალბადებით მდიდარ ქვეყანაში, გეოთერმული ენერგია არის ერთგვარი ეგზოტიკური რესურსი, რომელიც არსებული მდგომარეობის პირობებში, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ კონკურენციას გაუწევს ნავთობსა და გაზს. მიუხედავად ამისა, ენერგიის ამ ალტერნატიული ფორმის გამოყენება შესაძლებელია თითქმის ყველგან და საკმაოდ ეფექტურად.

გეოთერმული ენერგია არის დედამიწის ინტერიერის სითბო. იგი წარმოიქმნება სიღრმეში და დედამიწის ზედაპირზე გამოდის სხვადასხვა ფორმით და ინტენსივობით.

ნიადაგის ზედა ფენების ტემპერატურა ძირითადად დამოკიდებულია გარე (ეგზოგენურ) ფაქტორებზე - მზის შუქზე და ჰაერის ტემპერატურაზე. ზაფხულში და დღის განმავლობაში ნიადაგი გარკვეულ სიღრმეებამდე თბება, ხოლო ზამთარში და ღამით ცივდება ჰაერის ტემპერატურის ცვლილების შემდეგ და გარკვეული შეფერხებით, სიღრმის მატებასთან ერთად. ჰაერის ტემპერატურის ყოველდღიური რყევების გავლენა მთავრდება რამდენიმე ათეულ სანტიმეტრამდე სიღრმეზე. სეზონური რყევები იჭერს ნიადაგის უფრო ღრმა ფენებს - ათეულ მეტრამდე.

გარკვეულ სიღრმეზე - ათეულიდან ასეულ მეტრამდე - ნიადაგის ტემპერატურა უცვლელია, დედამიწის ზედაპირზე ჰაერის საშუალო წლიური ტემპერატურის ტოლფასი. ამის გადამოწმება ადვილია საკმაოდ ღრმა გამოქვაბულში ჩასვლით.

როდესაც ჰაერის საშუალო წლიური ტემპერატურა მოცემულ ზონაში ნულის ქვემოთაა, ეს ვლინდება როგორც მუდმივი ყინვა (უფრო ზუსტად, მუდმივი ყინვა). AT აღმოსავლეთ ციმბირიმთელი წლის განმავლობაში გაყინული ნიადაგების სისქე, ანუ სისქე ადგილებზე 200–300 მ აღწევს.

გარკვეული სიღრმიდან (მისი რუქაზე თითოეული წერტილისთვის) მზისა და ატმოსფეროს მოქმედება იმდენად სუსტდება, რომ პირველ რიგში მოდის ენდოგენური (შიდა) ფაქტორები და დედამიწის შიდა ნაწილი შიგნიდან თბება, რის გამოც ტემპერატურა იწყება. აწევა სიღრმესთან ერთად.

დედამიწის ღრმა ფენების გათბობა ძირითადად დაკავშირებულია იქ მდებარე რადიოაქტიური ელემენტების დაშლასთან, თუმცა სითბოს სხვა წყაროებსაც უწოდებენ, მაგალითად, ფიზიკურ-ქიმიურ, ტექტონიკურ პროცესებს დედამიწის ქერქისა და მანტიის ღრმა ფენებში. მაგრამ რაც არ უნდა იყოს მიზეზი, ქანების და მასთან დაკავშირებული თხევადი და აირისებრი ნივთიერებების ტემპერატურა იზრდება სიღრმესთან ერთად. მაღაროელები ამ ფენომენის წინაშე დგანან - ღრმა მაღაროებში ყოველთვის ცხელა. 1 კმ სიღრმეზე ოცდაათი გრადუსი სიცხე - ნორმალური ფენომენიდა ტემპერატურა კიდევ უფრო ღრმაა.

დედამიწის ინტერიერის სითბოს ნაკადი, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირს, მცირეა - საშუალოდ, მისი სიმძლავრეა 0,03–0,05 ვტ/მ 2, ანუ დაახლოებით 350 ვტ/მ 2 წელიწადში. ფონზე სითბოს ნაკადიმზისგან და მისგან გაცხელებული ჰაერისგან ეს შეუმჩნეველი რაოდენობაა: მზე ყველას აძლევს კვადრატული მეტრის დედამიწის ზედაპირიყოველწლიურად დაახლოებით 4000 კვტ/სთ, ანუ 10000-ჯერ მეტი (რა თქმა უნდა, ეს არის საშუალო, უზარმაზარი გავრცელებით პოლარულ და ეკვატორულ განედებს შორის და დამოკიდებულია სხვა კლიმატურ და ამინდის ფაქტორებზე).

პლანეტის უმეტეს ნაწილში სიღრმიდან ზედაპირისკენ სითბოს ნაკადის უმნიშვნელოობა დაკავშირებულია ქანების დაბალ თბოგამტარობასთან და მახასიათებლებთან. გეოლოგიური სტრუქტურა. მაგრამ არის გამონაკლისები - ადგილები, სადაც სითბოს ნაკადი მაღალია. ეს არის, უპირველეს ყოვლისა, გაზრდილი ტექტონიკური ხარვეზების ზონები სეისმური აქტივობადა ვულკანიზმი, სადაც დედამიწის შინაგანი ენერგია პოულობს გამოსავალს. ასეთ ზონებს ახასიათებს ლითოსფეროს თერმული ანომალიები, აქ დედამიწის ზედაპირამდე მიმავალი სითბოს ნაკადი შეიძლება იყოს მრავალჯერ და მასშტაბების რიგითობით უფრო ძლიერი ვიდრე "ჩვეულებრივი". ვულკანური ამოფრქვევებითა და წყლის ცხელი წყაროებით ზედაპირზე ამოდის უზარმაზარი სითბო.

სწორედ ეს უბნებია ყველაზე ხელსაყრელი გეოთერმული ენერგიის განვითარებისთვის. რუსეთის ტერიტორიაზე, ეს არის, პირველ რიგში, კამჩატკა, კურილის კუნძულებიდა კავკასია.

ამავდროულად, გეოთერმული ენერგიის განვითარება შესაძლებელია თითქმის ყველგან, რადგან სიღრმისეულად ტემპერატურის მატება საყოველთაო ფენომენია და ამოცანაა ნაწლავებიდან სითბოს „ამოღება“, ისევე როგორც იქიდან მინერალური ნედლეულის მოპოვება.

საშუალოდ ტემპერატურა იზრდება სიღრმესთან ერთად 2,5–3°C-ით ყოველ 100 მ-ზე.სხვადასხვა სიღრმეზე მდებარე ორ წერტილს შორის ტემპერატურული სხვაობის თანაფარდობას მათ შორის სიღრმის განსხვავებასთან გეოთერმული გრადიენტი ეწოდება.

ორმხრივი არის გეოთერმული საფეხური, ან სიღრმის ინტერვალი, რომლის დროსაც ტემპერატურა იზრდება 1°C-ით.

რაც უფრო მაღალია გრადიენტი და, შესაბამისად, რაც უფრო დაბალია საფეხური, მით უფრო უახლოვდება დედამიწის სიღრმის სიცხე ზედაპირს და მით უფრო პერსპექტიულია ეს ტერიტორია გეოთერმული ენერგიის განვითარებისთვის.

სხვადასხვა რაიონში, გეოლოგიური სტრუქტურისა და სხვა რეგიონალური და ადგილობრივი პირობებიდან გამომდინარე, ტემპერატურის ზრდის ტემპი სიღრმესთან ერთად შეიძლება მკვეთრად განსხვავდებოდეს. დედამიწის მასშტაბით, გეოთერმული გრადიენტებისა და საფეხურების მნიშვნელობების რყევები 25-ჯერ აღწევს. მაგალითად, ორეგონის შტატში (აშშ) გრადიენტი არის 150°C 1 კმ-ზე, ხოლო სამხრეთ აფრიკა- 6°C 1 კმ-ზე.

საკითხავია, როგორია ტემპერატურა დიდ სიღრმეზე - 5, 10 კმ თუ მეტი? თუ ტენდენცია გაგრძელდება, ტემპერატურა 10 კმ სიღრმეზე უნდა იყოს საშუალოდ 250-300°C. ამას მეტ-ნაკლებად ადასტურებს ულტრაღრმა ჭაბურღილების პირდაპირი დაკვირვებები, თუმცა სურათი გაცილებით რთულია, ვიდრე ტემპერატურის ხაზოვანი ზრდა.

მაგალითად, ბალტიის კრისტალურ ფარში გაბურღულ კოლას სუპერღრმა ჭაში, ტემპერატურა იცვლება 10°C/1 კმ სიჩქარით 3 კმ სიღრმემდე, შემდეგ კი გეოთერმული გრადიენტი 2-2,5-ჯერ მეტი ხდება. 7 კმ სიღრმეზე უკვე დაფიქსირდა ტემპერატურა 120°C, 10 კმ-ზე - 180°C, ხოლო 12 კმ-ზე - 220°C.

კიდევ ერთი მაგალითია ჩრდილოეთ კასპიაში გაშენებული ჭა, სადაც 500 მ სიღრმეზე დაფიქსირდა ტემპერატურა 42°C, 1,5 კმ - 70°C, 2 კმ - 80°C, 3 კმ - 108°C.

ვარაუდობენ, რომ გეოთერმული გრადიენტი მცირდება 20-30 კმ სიღრმიდან დაწყებული: 100 კმ სიღრმეზე სავარაუდო ტემპერატურაა დაახლოებით 1300-1500°C, 400 კმ სიღრმეზე - 1600°C, დედამიწაზე. ბირთვი (6000 კმ-ზე მეტი სიღრმე) - 4000–5000°C.

10-12 კმ-მდე სიღრმეზე ტემპერატურა იზომება გაბურღული ჭაბურღილების მეშვეობით; სადაც ისინი არ არსებობენ, იგი განისაზღვრება არაპირდაპირი ნიშნებით ისევე, როგორც უფრო დიდ სიღრმეებში. ასეთი არაპირდაპირი ნიშნებიშეიძლება იყოს სეისმური ტალღების გავლის ხასიათი ან ამოფრქვეული ლავის ტემპერატურა.

თუმცა, გეოთერმული ენერგიის მიზნებისათვის, მონაცემები 10 კმ-ზე მეტ სიღრმეზე ტემპერატურებზე ჯერ არ არის პრაქტიკული ინტერესი.

რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე ბევრი სითბოა, მაგრამ როგორ ავიმაღლოთ იგი? ზოგჯერ ბუნება თავად გვიგვარებს ამ პრობლემას ბუნებრივი გამაგრილებლის - გაცხელებულის დახმარებით თერმული წყლები, ზედაპირზე ამოსული ან ჩვენთვის ხელმისაწვდომ სიღრმეზე დაწოლა. ზოგიერთ შემთხვევაში, სიღრმეში წყალი თბება ორთქლის მდგომარეობამდე.

„თერმული წყლების“ ცნების მკაცრი განმარტება არ არსებობს. როგორც წესი, ისინი გულისხმობენ ცხელ მიწისქვეშა წყლებს თხევად მდგომარეობაში ან ორთქლის სახით, მათ შორის, რომლებიც დედამიწის ზედაპირზე მოდის 20 ° C-ზე მაღალი ტემპერატურით, ანუ, როგორც წესი, ჰაერის ტემპერატურაზე მაღალია.

მიწისქვეშა წყლების, ორთქლის, ორთქლის წყლის ნარევების სითბო არის ჰიდროთერმული ენერგია. შესაბამისად, მის გამოყენებაზე დაფუძნებულ ენერგიას ჰიდროთერმული ეწოდება.

სიტუაცია უფრო რთულია სითბოს წარმოებით პირდაპირ მშრალი ქანებიდან - ნავთობთერმული ენერგია, მით უმეტეს, რომ საკმარისად მაღალი ტემპერატურა, როგორც წესი, იწყება რამდენიმე კილომეტრის სიღრმიდან.

რუსეთის ტერიტორიაზე ნავთობთერმული ენერგიის პოტენციალი ასჯერ აღემატება ჰიდროთერმული ენერგიის პოტენციალს - შესაბამისად 3500 და 35 ტრილიონი ტონა სტანდარტული საწვავი. ეს სავსებით ბუნებრივია – დედამიწის სიღრმის სითბო ყველგანაა და ადგილობრივად გვხვდება თერმული წყლები. თუმცა, აშკარა ტექნიკური სირთულეების გამო, თერმული წყლების უმეტესი ნაწილი ამჟამად გამოიყენება სითბოს და ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად.

წყლის ტემპერატურა 20-30-დან 100°C-მდე ვარგისია გასათბობად, 150°C-დან და ზემოთ - და გეოთერმული ელექტროსადგურებში ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის.

ზოგადად, გეოთერმული რესურსები რუსეთის ტერიტორიაზე, ტონა სტანდარტული საწვავის ან ენერგიის სხვა საზომი ერთეულის მიხედვით, დაახლოებით 10-ჯერ აღემატება წიაღისეული საწვავის მარაგს.

თეორიულად, მხოლოდ გეოთერმულ ენერგიას შეუძლია სრულად დააკმაყოფილოს ქვეყნის ენერგეტიკული საჭიროებები. პრაქტიკულად ჩართულია ამ მომენტშიმისი ტერიტორიის უმეტესობაში ეს შეუძლებელია ტექნიკური და ეკონომიკური მიზეზების გამო.

მსოფლიოში გეოთერმული ენერგიის გამოყენება ყველაზე ხშირად ისლანდიასთან არის დაკავშირებული - ქვეყანა, რომელიც მდებარეობს შუა ატლანტიკური ქედის ჩრდილოეთ ბოლოში, უკიდურესად აქტიურ ტექტონიკურ და ვულკანურ ზონაში. ალბათ ყველას ახსოვს ძლიერი ამოფრქვევავულკანი Eyjafjallajokull ( ეიაფჯალაჯოკული) 2010 წელს.

სწორედ ამ გეოლოგიური თავისებურების წყალობით, ისლანდიას აქვს გეოთერმული ენერგიის უზარმაზარი მარაგი, მათ შორის ცხელი წყაროები, რომლებიც დედამიწის ზედაპირზე ამოდიან და გეიზერების სახითაც კი იღვრება.

ისლანდიაში მოხმარებული ენერგიის 60%-ზე მეტი ამჟამად დედამიწიდან არის აღებული. მათ შორის, გეოთერმული წყაროებიდან გამომდინარე, უზრუნველყოფილია გათბობის 90% და ელექტროენერგიის გამომუშავების 30%. ჩვენ ვამატებთ, რომ ქვეყანაში დარჩენილი ელექტროენერგია იწარმოება ჰიდროელექტროსადგურების მიერ, ანუ ასევე განახლებადი ენერგიის წყაროს გამოყენებით, რომლის წყალობით ისლანდია ჰგავს ერთგვარ გლობალურ გარემოსდაცვით სტანდარტს.

გეოთერმული ენერგიის „მოთვინიერებამ“ მე-20 საუკუნეში ისლანდიას მნიშვნელოვნად დაეხმარა ეკონომიკურად. გასული საუკუნის შუა ხანებამდე ის ძალიან ღარიბი ქვეყანა იყო, ახლა მსოფლიოში პირველ ადგილზეა დადგმული სიმძლავრისა და გეოთერმული ენერგიის წარმოებით ერთ სულ მოსახლეზე და ათეულშია გეოთერმული ენერგიის აბსოლუტური დადგმული სიმძლავრის მიხედვით. მცენარეები. თუმცა, მისი მოსახლეობა მხოლოდ 300 ათასი ადამიანია, რაც ამარტივებს ეკოლოგიურად კეთილდღეობაზე გადასვლის ამოცანას. სუფთა წყაროებიენერგია: მისი საჭიროება ზოგადად მცირეა.

ისლანდიის გარდა, გეოთერმული ენერგიის მაღალი წილი არსებობს ზოგადი ბალანსიელექტროენერგიის წარმოება უზრუნველყოფილია ახალ ზელანდიაში და სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიის კუნძულოვან სახელმწიფოებში (ფილიპინები და ინდონეზია), ცენტრალური ამერიკისა და აღმოსავლეთ აფრიკის ქვეყნებში, რომელთა ტერიტორია ასევე ხასიათდება მაღალი სეისმური და ვულკანური აქტივობით. ამ ქვეყნებისთვის, მათი განვითარების და საჭიროებების ამჟამინდელ დონეზე, გეოთერმული ენერგია მნიშვნელოვან წვლილს შეაქვს სოციალურ-ეკონომიკურ განვითარებაში.

გეოთერმული ენერგიის გამოყენებას აქვს ძალიან ხანგრძლივი ისტორია. ერთ-ერთი პირველი ცნობილი მაგალითები- იტალია, ადგილი ტოსკანის პროვინციაში, რომელსაც ახლა ლარდერელო ეძახიან, სადაც მე-19 საუკუნის დასაწყისში ენერგეტიკული მიზნებისთვის გამოიყენებოდა ადგილობრივი ცხელი თერმული წყლები, რომლებიც ბუნებრივად მიედინება ან ამოღებულია არაღრმა ჭაბურღილებიდან.

ბორის მჟავას მისაღებად აქ იყენებდნენ მიწისქვეშა წყაროების წყალს, მდიდარი ბორით. თავდაპირველად, ეს მჟავა მიიღება აორთქლების შედეგად რკინის ქვაბებში და ჩვეულებრივ შეშას საწვავად იღებდნენ ახლომდებარე ტყეებიდან, მაგრამ 1827 წელს ფრანჩესკო ლარდერელმა შექმნა სისტემა, რომელიც მუშაობდა თავად წყლების სიცხეზე. ამავდროულად, ბუნებრივი წყლის ორთქლის ენერგიის გამოყენება დაიწყო საბურღი დანადგარების მუშაობისთვის, ხოლო მე-20 საუკუნის დასაწყისში ადგილობრივი სახლებისა და სათბურების გასათბობად. იმავე ადგილას, ლარდერელოში, 1904 წელს, თერმული წყლის ორთქლი გაჩნდა ენერგიის წყაროელექტროენერგიის მისაღებად.

მე-19 საუკუნის ბოლოსა და მე-20 საუკუნის დასაწყისში იტალიის მაგალითი სხვა ქვეყნებმაც მოჰყვა. მაგალითად, 1892 წელს თერმული წყლები პირველად ადგილობრივი გასათბობად გამოიყენეს შეერთებულ შტატებში (Boise, აიდაჰო), 1919 წელს - იაპონიაში, 1928 წელს - ისლანდიაში.

შეერთებულ შტატებში პირველი ჰიდროთერმული ელექტროსადგური გამოჩნდა კალიფორნიაში 1930-იანი წლების დასაწყისში, ახალ ზელანდიაში - 1958 წელს, მექსიკაში - 1959 წელს, რუსეთში (მსოფლიოში პირველი ბინარული GeoPP) - 1965 წელს.

ძველი პრინციპი ახალ წყაროზე

ელექტროენერგიის გამომუშავებას სჭირდება წყლის უფრო მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე გათბობა, 150°C-ზე მეტი. გეოთერმული ელექტროსადგურის (GeoES) ფუნქციონირების პრინციპი მსგავსია ჩვეულებრივი თბოელექტროსადგურის (TPP) მუშაობის პრინციპის. სინამდვილეში, გეოთერმული ელექტროსადგური არის თბოელექტროსადგურის ტიპი.

თბოელექტროსადგურებში, როგორც წესი, ქვანახშირი, გაზი ან მაზუთი მოქმედებს, როგორც ენერგიის ძირითადი წყარო, ხოლო წყლის ორთქლი არის სამუშაო სითხე. საწვავი, იწვის, ათბობს წყალს ორთქლის მდგომარეობაში, რომელიც აბრუნებს ორთქლის ტურბინას და გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას.

GeoPP-ს შორის განსხვავება იმაში მდგომარეობს, რომ ენერგიის ძირითადი წყარო აქ არის დედამიწის ინტერიერის სითბო და სამუშაო ორგანოორთქლის სახით ელექტრული გენერატორის ტურბინის პირებში შედის "მზა" სახით პირდაპირ საწარმოო ჭიდან.

GeoPP-ის მუშაობის სამი ძირითადი სქემაა: პირდაპირი, მშრალი (გეოთერმული) ორთქლის გამოყენებით; არაპირდაპირი, ჰიდროთერმული წყლის საფუძველზე და შერეული ან ორობითი.

ამა თუ იმ სქემის გამოყენება დამოკიდებულია აგრეგაციის მდგომარეობაზე და ენერგიის გადამზიდველის ტემპერატურაზე.

უმარტივესი და, შესაბამისად, ათვისებული სქემებიდან პირველი არის პირდაპირი, რომლის დროსაც ჭაბურღილიდან გამომავალი ორთქლი პირდაპირ გადის ტურბინაში. მსოფლიოში პირველი GeoPP ლარდერელოში 1904 წელს ასევე მუშაობდა მშრალ ორთქლზე.

GeoPP-ით არაპირდაპირი სქემასამუშაო დღეებში ყველაზე გავრცელებულია. ისინი იყენებენ ცხელ მიწისქვეშა წყალს, რომელიც მაღალი წნევით ჩაედინება აორთქლებაში, სადაც მისი ნაწილი აორთქლდება და მიღებული ორთქლი ბრუნავს ტურბინას. ზოგიერთ შემთხვევაში, აგრესიული ნაერთებისგან გეოთერმული წყლისა და ორთქლის გასაწმენდად საჭიროა დამატებითი მოწყობილობები და სქემები.

გამონაბოლქვი ორთქლი შედის საინექციო კარგად ან გამოიყენება სივრცის გასათბობად - ამ შემთხვევაში პრინციპი იგივეა, რაც CHP-ის მუშაობის დროს.

ბინარულ GeoPP-ებში ცხელი თერმული წყალი ურთიერთქმედებს სხვა სითხესთან, რომელიც მოქმედებს როგორც სამუშაო სითხე დაბალი დუღილის წერტილით. ორივე სითხე გადადის სითბოს გადამცვლელში, სადაც თერმული წყალი აორთქლდება სამუშაო სითხეში, რომლის ორთქლები ატრიალებენ ტურბინას.

ეს სისტემა დახურულია, რაც ხსნის ატმოსფეროში გამონაბოლქვის პრობლემას. გარდა ამისა, შედარებით დაბალი დუღილის მქონე სამუშაო სითხეები შესაძლებელს ხდის ენერგიის პირველად წყაროდ არც თუ ისე ცხელი თერმული წყლების გამოყენებას.

სამივე სქემა იყენებს ჰიდროთერმული წყაროს, მაგრამ ნავთობთერმული ენერგიის გამოყენება შესაძლებელია ელექტროენერგიის წარმოებისთვისაც.

მიკროსქემის დიაგრამა ამ შემთხვევაში ასევე საკმაოდ მარტივია. აუცილებელია ორი ურთიერთდაკავშირებული ჭაბურღილის გაბურღვა - ინექცია და წარმოება. წყალი ჩაედინება საინექციო ჭაბურღილში. სიღრმეში თბება, შემდეგ გაცხელებული წყალი ან ძლიერი გაცხელების შედეგად წარმოქმნილი ორთქლი ზედაპირზე მიეწოდება საწარმოო ჭაბურღილის მეშვეობით. გარდა ამისა, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ გამოიყენება ნავთობთერმული ენერგია - გათბობისთვის თუ ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. დახურული ციკლი შესაძლებელია გამონაბოლქვი ორთქლისა და წყლის უკან საინექციო ჭაბურღილში გადატუმბვით ან განადგურების სხვა მეთოდით.

ასეთი სისტემის მინუსი აშკარაა: სამუშაო სითხის საკმარისად მაღალი ტემპერატურის მისაღებად აუცილებელია ჭაბურღილების გაბურღვა დიდ სიღრმეზე. და ეს არის სერიოზული ღირებულება და მნიშვნელოვანი სითბოს დაკარგვის რისკი, როდესაც სითხე მაღლა მოძრაობს. აქედან გამომდინარე, ნავთობთერმული სისტემები ჯერ კიდევ ნაკლებად გავრცელებულია, ვიდრე ჰიდროთერმული, თუმცა ნავთობთერმული ენერგიის პოტენციალი მასშტაბებით მაღალია.

ამჟამად, ეგრეთ წოდებული ნავთობთერმული ცირკულაციის სისტემების (PCS) შექმნის ლიდერი ავსტრალიაა. გარდა ამისა, გეოთერმული ენერგიის ეს მიმართულება აქტიურად ვითარდება აშშ-ში, შვეიცარიაში, დიდ ბრიტანეთში და იაპონიაში.

საჩუქარი ლორდ კელვინისგან

სითბოს ტუმბოს გამოგონებამ 1852 წელს ფიზიკოსმა უილიამ ტომპსონმა (იგივე ლორდ კელვინი) მისცა კაცობრიობას რეალური შესაძლებლობა გამოეყენებინა ნიადაგის ზედა ფენების დაბალი ხარისხის სითბო. სითბოს ტუმბოს სისტემა ან სითბოს მულტიპლიკატორი, როგორც მას ტომპსონმა უწოდა, ეფუძნება ფიზიკური პროცესისითბოს გადაცემა საწყისი გარემოგამაგრილებლისკენ. ფაქტობრივად, ის იყენებს იმავე პრინციპს, როგორც ნავთობთერმული სისტემებში. განსხვავება სითბოს წყაროშია, რასთან დაკავშირებითაც შეიძლება გაჩნდეს ტერმინოლოგიური კითხვა: რამდენად შეიძლება თბოტუმბო გეოთერმულ სისტემად მივიჩნიოთ? ფაქტია, რომ ზედა ფენებში, ათეულობით ან ასეულობით მეტრის სიღრმეზე, ქანები და მათში შემავალი სითხეები არ თბება. ღრმა სითბოდედამიწა, მაგრამ მზე. ამრიგად, ეს არის მზე ამ საქმეს- სითბოს პირველადი წყარო, თუმცა იგი, როგორც გეოთერმული სისტემებში, მიწიდან არის აღებული.

სითბოს ტუმბოს მოქმედება ეფუძნება ნიადაგის გაცხელებისა და გაგრილების შეფერხებას ატმოსფეროსთან შედარებით, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ტემპერატურული გრადიენტი ზედაპირულ და ღრმა ფენებს შორის, რომლებიც ინარჩუნებენ სითბოს ზამთარშიც კი, მსგავსი რა ხდება წყალსაცავებში. სითბოს ტუმბოების მთავარი დანიშნულება არის სივრცის გათბობა. სინამდვილეში, ეს არის "მაცივარი საპირისპირო". სითბოს ტუმბოც და მაცივარიც ურთიერთქმედებენ სამ კომპონენტთან: შიდა გარემო (პირველ შემთხვევაში - გაცხელებული ოთახი, მეორეში - გაციებული მაცივრის კამერა), გარე გარემო - ენერგიის წყარო და მაცივარი (მაცივარი), რომელიც ასევე არის გამაგრილებელი, რომელიც უზრუნველყოფს სითბოს გადაცემას ან სიცივეს.

დაბალი დუღილის წერტილის მქონე ნივთიერება მოქმედებს როგორც გამაგრილებელი, რაც საშუალებას აძლევს მას მიიღოს სითბო წყაროდან, რომელსაც აქვს თუნდაც შედარებით დაბალი ტემპერატურა.

მაცივარში თხევადი მაცივარი აორთქლებაში შემოდის დროსელის (წნევის რეგულატორის) მეშვეობით, სადაც წნევის მკვეთრი შემცირების გამო სითხე ორთქლდება. აორთქლება არის ენდოთერმული პროცესი, რომელიც მოითხოვს სითბოს გარედან შთანთქმას. შედეგად, სითბო მიიღება აორთქლების შიდა კედლებიდან, რაც უზრუნველყოფს გაგრილების ეფექტს მაცივრის კამერაში. აორთქლების შემდგომ, მაცივარი იწოვება კომპრესორში, სადაც ის უბრუნდება აგრეგაციის თხევად მდგომარეობას. ეს არის საპირისპირო პროცესი, რომელიც იწვევს მოპოვებული სითბოს გათავისუფლებას გარე გარემო. როგორც წესი ოთახში ყრიან, მაცივრის უკანა კედელი კი შედარებით თბილია.

სითბოს ტუმბო მუშაობს თითქმის ანალოგიურად, იმ განსხვავებით, რომ სითბო იღება გარე გარემოდან და შედის აორთქლების საშუალებით. შიდა გარემო-ოთახის გათბობის სისტემა.

რეალურ სითბოს ტუმბოში წყალი თბება, გადის მიწაში ჩაყრილ გარე წრედში ან წყალსაცავში, შემდეგ შედის აორთქლებაში.

აორთქლებაში სითბო გადადის შიდა წრედში, რომელიც სავსეა მაცივრით დაბალი დუღილის წერტილით, რომელიც აორთქლებაში გავლისას თხევადი მდგომარეობიდან აირისებურ მდგომარეობაში გადადის, იღებს სითბოს.

შემდეგ, აირისებრი გამაგრილებელი შედის კომპრესორში, სადაც ის შეკუმშულია მაღალი წნევადა ტემპერატურა, და შედის კონდენსატორში, სადაც სითბოს გაცვლა ხდება ცხელ გაზსა და გათბობის სისტემიდან გამაგრილებელს შორის.

კომპრესორს მუშაობისთვის სჭირდება ელექტროენერგია, თუმცა ტრანსფორმაციის კოეფიციენტი (მოხმარებული და წარმოებული ენერგიის თანაფარდობა) თანამედროვე სისტემებში საკმარისად მაღალია მათი ეფექტურობის უზრუნველსაყოფად.

ამჟამად სითბოს ტუმბოები ფართოდ გამოიყენება სივრცის გასათბობად, ძირითადად ეკონომიკურად განვითარებულ ქვეყნებში.

ეკო-კორექტული ენერგია

გეოთერმული ენერგია ითვლება ეკოლოგიურად, რაც ზოგადად მართალია. უპირველეს ყოვლისა, ის იყენებს განახლებად და პრაქტიკულად ამოუწურავ რესურსს. გეოთერმული ენერგია არ საჭიროებს დიდ ფართობებს, განსხვავებით დიდი ჰიდროელექტროსადგურებისგან ან ქარის ელექტროსადგურებისგან და არ აბინძურებს ატმოსფეროს, განსხვავებით ნახშირწყალბადის ენერგიისგან. GeoPP საშუალოდ იკავებს 400 მ 2 გამომუშავებული ელექტროენერგიის 1 გიგავატით. იგივე მაჩვენებელი ნახშირზე მომუშავე თბოელექტროსადგურისთვის, მაგალითად, არის 3600 მ 2. GeoPP-ების ეკოლოგიურ სარგებელს ასევე მიეკუთვნება წყლის დაბალი მოხმარება - 20 ლიტრი სუფთა წყალი 1 კვტ-ზე, ხოლო თბოელექტროსადგურებსა და ატომურ ელექტროსადგურებს დაახლოებით 1000 ლიტრი სჭირდებათ. გაითვალისწინეთ, რომ ეს არის "საშუალო" GeoPP-ის ეკოლოგიური მაჩვენებლები.

მაგრამ ჯერ კიდევ არსებობს უარყოფითი გვერდითი მოვლენები. მათ შორის ყველაზე ხშირად გამოირჩევა ხმაური, თერმული დაბინძურებაატმოსფერო და ქიმიური - წყალი და ნიადაგი, ასევე მყარი ნარჩენების წარმოქმნა.

გარემოს ქიმიური დაბინძურების ძირითადი წყარო თავად თერმული წყალია (თან მაღალი ტემპერატურადა მარილიანობა), ხშირად შეიცავს დიდი რაოდენობით ტოქსიკურ ნაერთებს და, შესაბამისად, არსებობს ჩამდინარე წყლებისა და საშიში ნივთიერებების განადგურების პრობლემა.

გეოთერმული ენერგიის ნეგატიური ზემოქმედება შეიძლება გამოვლინდეს რამდენიმე ეტაპად, ჭაბურღილების ბურღვით დაწყებული. აქ იგივე საფრთხეები ჩნდება, რაც ნებისმიერი ჭაბურღილის ბურღვისას: ნიადაგისა და მცენარეული საფარის განადგურება, ნიადაგისა და მიწისქვეშა წყლების დაბინძურება.

GeoPP-ის ფუნქციონირების ეტაპზე რჩება გარემოს დაბინძურების პრობლემები. თერმული სითხეები - წყალი და ორთქლი - ჩვეულებრივ შეიცავს ნახშირორჟანგს (CO 2), გოგირდის გოგირდს (H 2 S), ამიაკს (NH 3), მეთანს (CH 4), სუფრის მარილი(NaCl), ბორი (B), დარიშხანი (As), ვერცხლისწყალი (Hg). გარემოში მოხვედრისას ისინი დაბინძურების წყაროები ხდებიან. გარდა ამისა, აგრესიულმა ქიმიურმა გარემომ შეიძლება გამოიწვიოს GeoTPP სტრუქტურების კოროზიული დაზიანება.

ამავდროულად, GeoPP-ებში დამაბინძურებლების ემისიები საშუალოდ დაბალია, ვიდრე თბოსადგურებზე. მაგალითად, ნახშირორჟანგის ემისიები გამომუშავებულ ელექტროენერგიაზე 380 გ-მდეა GeoPP-ებზე, 1042 გ-მდე ნახშირზე მომუშავე თბოელექტროსადგურებზე, 906 გ-მდე საწვავზე და 453 გ-მდე გაზზე მომუშავე თბოელექტროსადგურებზე.

ჩნდება კითხვა: რა ვუყოთ ჩამდინარე წყალს? დაბალი მინერალიზაციით, გაციების შემდეგ, შესაძლებელია მისი გადაყრა ზედაპირული წყალი. სხვა გზა არის მისი უკან ამოტუმბვა წყალშემცველში საინექციო ჭაბურღილის მეშვეობით, რაც ამჟამად სასურველი და უპირატესი პრაქტიკაა.

წყალსაცავებიდან თერმული წყლის მოპოვებამ (ისევე როგორც ჩვეულებრივი წყლის ამოტუმბვა) შეიძლება გამოიწვიოს ჩაძირვა და გრუნტის მოძრაობა, გეოლოგიური ფენების სხვა დეფორმაციები და მიკრო მიწისძვრები. ასეთი ფენომენების ალბათობა, როგორც წესი, დაბალია, თუმცა დაფიქსირდა ცალკეული შემთხვევები (მაგალითად, GeoPP-ში შტაუფენ იმ ბრაისგაუს გერმანიაში).

ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ GeoPP-ების უმეტესობა განლაგებულია შედარებით იშვიათად დასახლებულ რაიონებში და მესამე სამყაროს ქვეყნებში, სადაც გარემოსდაცვითი მოთხოვნები ნაკლებად მკაცრია, ვიდრე განვითარებულ ქვეყნებში. გარდა ამისა, ამ დროისთვის GeoPP-ების რაოდენობა და მათი სიმძლავრე შედარებით მცირეა. გეოთერმული ენერგიის უფრო დიდი განვითარებით გარემოსდაცვითი რისკებიშეიძლება გაიზარდოს და გამრავლდეს.

რამდენია დედამიწის ენერგია?

გეოთერმული სისტემების მშენებლობის საინვესტიციო ხარჯები მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ფართო არჩევანი- 200-დან 5000 დოლარამდე 1 კვტ დადგმულ სიმძლავრეზე, ანუ ყველაზე იაფი ვარიანტები შედარებულია თბოელექტროსადგურის მშენებლობის ღირებულებასთან. ისინი, პირველ რიგში, დამოკიდებულია თერმული წყლების წარმოქმნის პირობებზე, მათ შემადგენლობაზე და სისტემის დიზაინზე. ღრმა ბურღვა, შექმნა დახურული სისტემაორი ჭაბურღილით, წყლის დამუშავების საჭიროებამ შეიძლება რამდენჯერმე გაამრავლოს ღირებულება.

მაგალითად, ნავთობთერმული ცირკულაციის სისტემის (PTS) შექმნაში ინვესტიციები შეფასებულია 1,6–4 ათასი დოლარით 1 კვტ დადგმულ სიმძლავრეზე, რაც აღემატება მშენებლობის ხარჯებს. ატომური ელექტროსადგურიდა შესადარებელია ქარისა და მზის ელექტროსადგურების მშენებლობის ღირებულებასთან.

GeoTPP-ის აშკარა ეკონომიკური უპირატესობა არის უფასო ენერგიის გადამზიდავი. შედარებისთვის, მოქმედი თბოელექტროსადგურის ან ატომური ელექტროსადგურის ხარჯების სტრუქტურაში საწვავი შეადგენს 50-80%-ს ან უფრო მეტს, რაც დამოკიდებულია ენერგიის მიმდინარე ფასებზე. აქედან გამომდინარე, გეოთერმული სისტემის კიდევ ერთი უპირატესობა: საოპერაციო ხარჯები უფრო სტაბილური და პროგნოზირებადია, რადგან ისინი არ არის დამოკიდებული ენერგიის ფასების გარე კონიუნქტურაზე. ზოგადად, GeoTPP-ის საოპერაციო ხარჯები შეფასებულია 2–10 ცენტად (60 კაპიკი–3 რუბლი) გამომუშავებული სიმძლავრის 1 კვტ/სთ-ზე.

მეორე ყველაზე დიდი (და ძალიან მნიშვნელოვანი) დანახარჯები ენერგორესურსების შემდეგ არის, როგორც წესი, ხელფასიქარხნის პერსონალი, რომელიც შეიძლება მკვეთრად განსხვავდებოდეს ქვეყნებსა და რეგიონებში.

საშუალოდ, 1 კვტ/სთ გეოთერმული ენერგიის ღირებულება შედარებულია თბოელექტროსადგურების ღირებულებასთან (რუსულ პირობებში - დაახლოებით 1 რუბლი / 1 კვტ/სთ) და ათჯერ აღემატება ჰიდროელექტროსადგურებში ელექტროენერგიის წარმოების ღირებულებას (5-10 კაპიკი). / 1 კვტ.სთ).

მაღალი ღირებულების მიზეზი არის ის, რომ თბო და ჰიდრავლიკური ელექტროსადგურებისგან განსხვავებით, GeoTPP-ს შედარებით მცირე სიმძლავრე აქვს. გარდა ამისა, აუცილებელია იმავე რეგიონში და მსგავს პირობებში მდებარე სისტემების შედარება. ასე, მაგალითად, კამჩატკაში, ექსპერტების აზრით, 1 კვტ/სთ გეოთერმული ელექტროენერგია 2-3-ჯერ იაფი ღირს, ვიდრე ადგილობრივ თბოელექტროსადგურებში წარმოებული ელექტროენერგია.

ინდიკატორები ეკონომიკური ეფექტურობაგეოთერმული სისტემის მუშაობა დამოკიდებულია, მაგალითად, იმაზე, საჭიროა თუ არა ჩამდინარე წყლების განკარგვა და რა გზებით ხდება ეს, შესაძლებელია თუ არა რესურსის ერთობლივი გამოყენება. Ისე, ქიმიური ელემენტებიდა თერმული წყლიდან ამოღებულმა ნაერთებმა შეიძლება მისცეს დამატებითი შემოსავალი. გავიხსენოთ ლარდერელოს მაგალითი: იქ პირველად იყო ქიმიური წარმოება და გეოთერმული ენერგიის გამოყენება თავდაპირველად დამხმარე ხასიათს ატარებდა.

გეოთერმული ენერგიის ფორვარდები

გეოთერმული ენერგია განსხვავებულად ვითარდება, ვიდრე ქარი და მზის. ამჟამად, ეს დიდწილად დამოკიდებულია თავად რესურსის ბუნებაზე, რომელიც მკვეთრად განსხვავდება რეგიონების მიხედვით, და ყველაზე მაღალი კონცენტრაციები უკავშირდება გეოთერმული ანომალიების ვიწრო ზონებს, რომლებიც ჩვეულებრივ ასოცირდება ტექტონიკური ხარვეზების ზონებთან და ვულკანიზმით.

გარდა ამისა, გეოთერმული ენერგია ტექნოლოგიურად ნაკლებად ტევადია ქართან შედარებით და მით უმეტეს მზის ენერგიასთან შედარებით: გეოთერმული სადგურების სისტემები საკმაოდ მარტივია.

მსოფლიო ელექტროენერგიის წარმოების მთლიან სტრუქტურაში გეოთერმული კომპონენტი 1%-ზე ნაკლებს შეადგენს, მაგრამ ზოგიერთ რეგიონსა და ქვეყანაში მისი წილი 25-30%-ს აღწევს. ასოციაციის გამო გეოლოგიური პირობებიგეოთერმული ენერგიის სიმძლავრეების მნიშვნელოვანი ნაწილი კონცენტრირებულია მესამე სამყაროს ქვეყნებში, სადაც არის ინდუსტრიის უდიდესი განვითარების სამი კლასტერი - სამხრეთ-აღმოსავლეთ აზიის კუნძულები, Ცენტრალური ამერიკადა აღმოსავლეთ აფრიკა. პირველი ორი რეგიონი წყნარი ოკეანის „დედამიწის ცეცხლის სარტყლის“ ნაწილია, მესამე კი აღმოსავლეთ აფრიკის რიფთან არის მიბმული. დიდი ალბათობით, გეოთერმული ენერგია განაგრძობს განვითარებას ამ სარტყლებში. უფრო შორეული პერსპექტივაა ნავთობთერმული ენერგიის განვითარება, დედამიწის ფენების სითბოს გამოყენებით, რომელიც მდებარეობს რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე. ეს თითქმის ყველგან გავრცელებული რესურსია, მაგრამ მისი მოპოვება დიდ ხარჯებს მოითხოვს, ამიტომ ნავთობთერმული ენერგია ძირითადად ვითარდება ეკონომიკურად და ტექნოლოგიურად ყველაზე ძლიერ ქვეყნებში.

ზოგადად, გეოთერმული რესურსების ყოვლისმომცველი და მისაღები დონის გათვალისწინებით ეკოლოგიური უსაფრთხოებაარსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ გეოთერმულ ენერგიას განვითარების კარგი პერსპექტივები აქვს. განსაკუთრებით ტრადიციული ენერგომატარებლების დეფიციტის მზარდი საფრთხის და მათზე ფასების ზრდის გამო.

კამჩატკიდან კავკასიამდე

რუსეთში გეოთერმული ენერგიის განვითარებას საკმაოდ გრძელი ისტორია აქვს და რიგ პოზიციებში ჩვენ მსოფლიო ლიდერებს შორის ვართ, თუმცა გეოთერმული ენერგიის წილი უზარმაზარი ქვეყნის მთლიან ენერგეტიკულ ბალანსში ჯერ კიდევ უმნიშვნელოა.

რუსეთში გეოთერმული ენერგიის განვითარების პიონერები და ცენტრები იყო ორი რეგიონი - კამჩატკა და ჩრდილოეთ კავკასია, და თუ პირველ შემთხვევაში ვსაუბრობთ ელექტროენერგიის ინდუსტრიაზე, მაშინ მეორეში - თერმული ენერგიის გამოყენებაზე. თერმული წყალი.

ჩრდილოეთ კავკასიაში - კრასნოდარის მხარეში, ჩეჩნეთში, დაღესტანში - თერმული წყლების სითბო ენერგეტიკული მიზნებისთვის გამოიყენებოდა ჯერ კიდევ დიდებამდე. სამამულო ომი. 1980-1990-იან წლებში გეოთერმული ენერგიის განვითარება რეგიონში, გასაგები მიზეზების გამო, შეჩერდა და ჯერ არ გამოსულა სტაგნაციის მდგომარეობიდან. მიუხედავად ამისა, გეოთერმული წყალმომარაგება ჩრდილოეთ კავკასიაში დაახლოებით 500 ათასი ადამიანის სითბოს უზრუნველყოფს და, მაგალითად, კრასნოდარის მხარეში მდებარე ქალაქი ლაბინსკი, სადაც 60 ათასი ადამიანი ცხოვრობს, მთლიანად თბება გეოთერმული წყლებით.

კამჩატკაში გეოთერმული ენერგიის ისტორია პირველ რიგში დაკავშირებულია GeoPP-ის მშენებლობასთან. პირველი მათგანი, რომელიც ჯერ კიდევ მუშაობს Pauzhetskaya და Paratunskaya სადგურებზე, აშენდა ჯერ კიდევ 1965-1967 წლებში, ხოლო Paratunskaya GeoPP 600 კვტ სიმძლავრის მქონე გახდა მსოფლიოში პირველი სადგური ორობითი ციკლით. ეს იყო საბჭოთა მეცნიერების ს. ეს ტექნოლოგია შემდგომში გახდა მსოფლიოში 400-ზე მეტი ბინარული GeoPP-ის პროტოტიპი.

Pauzhetskaya GeoPP-ის სიმძლავრე, რომელიც ექსპლუატაციაში შევიდა 1966 წელს, თავდაპირველად იყო 5 მეგავატი, შემდეგ კი გაიზარდა 12 მეგავატამდე. ამჟამად სადგურზე მიმდინარეობს ბინარული ბლოკის მშენებლობა, რომელიც მის სიმძლავრეს კიდევ 2,5 მეგავატით გაზრდის.

სსრკ-სა და რუსეთში გეოთერმული ენერგიის განვითარებას ხელს უშლიდა ენერგიის ტრადიციული წყაროების - ნავთობის, გაზის, ნახშირის ხელმისაწვდომობა, მაგრამ არასოდეს შეჩერებულა. ამ დროისთვის ყველაზე დიდი გეოთერმული ელექტროსადგური არის Verkhne-Mutnovskaya GeoPP საერთო სიმძლავრით 12 მგვტ სიმძლავრე, ექსპლუატაციაში შევიდა 1999 წელს და Mutnovskaya GeoPP სიმძლავრე 50 MW (2002).

Mutnovskaya და Verkhne-Mutnovskaya GeoPP უნიკალური ობიექტებია არა მხოლოდ რუსეთისთვის, არამედ გლობალური მასშტაბით. სადგურები განლაგებულია მუტნოვსკის ვულკანის ძირში, ზღვის დონიდან 800 მეტრის სიმაღლეზე და ექსტრემალურ პირობებში მუშაობს. კლიმატური პირობები, სადაც ზამთარი წელიწადში 9–10 თვეა. Mutnovsky GeoPP-ების აღჭურვილობა, რომელიც ამჟამად ერთ-ერთი ყველაზე თანამედროვეა მსოფლიოში, მთლიანად შეიქმნა ენერგეტიკის შიდა საწარმოებში.

ამჟამად, მუტნოვსკის სადგურების წილი ცენტრალური კამჩატკას ენერგო კერის ენერგიის მოხმარების მთლიან სტრუქტურაში 40%-ია. მომავალი წლების განმავლობაში იგეგმება სიმძლავრის გაზრდა.

ცალკე უნდა ითქვას რუსული ნავთობთერმული მოვლენებზე. ჩვენ ჯერ არ გვაქვს დიდი PDS, თუმცა, არსებობს მოწინავე ტექნოლოგიები დიდ სიღრმეზე ბურღვისთვის (დაახლოებით 10 კმ), რომელსაც ასევე არ აქვს ანალოგი მსოფლიოში. მათი შემდგომი განვითარება შესაძლებელს გახდის ნავთობთერმული სისტემების შექმნის ხარჯების მკვეთრად შემცირებას. ამ ტექნოლოგიებისა და პროექტების შემქმნელები არიან N. A. Gnatus, M. D. Khutorskoy (რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის გეოლოგიური ინსტიტუტი), A.S. Nekrasov (რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ეკონომიკური პროგნოზირების ინსტიტუტი) და კალუგას ტურბინის ქარხნის სპეციალისტები. ამჟამად, რუსეთში ნავთობთერმული ცირკულაციის სისტემის პროექტი საპილოტე ეტაპზეა.

რუსეთში გეოთერმული ენერგიის პერსპექტივები არსებობს, თუმცა ისინი შედარებით შორსაა: ამ დროისთვის პოტენციალი საკმაოდ დიდია და ტრადიციული ენერგიის პოზიცია ძლიერია. ამავდროულად, ქვეყნის რიგ შორეულ რეგიონებში გეოთერმული ენერგიის გამოყენება ეკონომიკურად მომგებიანია და მოთხოვნადია ახლაც. ეს არის მაღალი გეოენერგეტიკული პოტენციალის მქონე ტერიტორიები (ჩუკოტკა, კამჩატკა, კურილესი - რუსული ნაწილიწყნარი ოკეანის „დედამიწის ცეცხლოვანი სარტყელი“, სამხრეთ ციმბირის და კავკასიის მთები) და ამავე დროს მოშორებული და მოწყვეტილია ცენტრალიზებული ენერგიის მიწოდებისგან.

სავარაუდოა, რომ უახლოეს ათწლეულებში გეოთერმული ენერგია ჩვენს ქვეყანაში სწორედ ასეთ რეგიონებში განვითარდება.

”ჩვენ ზუსტად არ ვიცით, როდის გაჩნდა ხმელეთის მაგნეტიზმი, მაგრამ ეს შეიძლებოდა მომხდარიყო მანტიის და გარე ბირთვის ჩამოყალიბებიდან მალევე. გეოდინამოს ჩართვისთვის საჭიროა გარე სათესლე ველი და არა აუცილებლად ძლიერი. ეს როლი მაგალითად, შეიძლება აიღონ მზის მაგნიტური ველი, ან ბირთვში წარმოქმნილი დენების ველი თერმოელექტრული ეფექტის გამო. საბოლოო ანალიზში, ეს არც თუ ისე მნიშვნელოვანია, არსებობდა მაგნიტიზმის საკმარისი წყაროები. ასეთი ველის არსებობა და შემოვლითი გზაგამტარი თხევადი დინებები, პლანეტარული დინამოს გაშვება უბრალოდ გარდაუვალი ხდება"

დევიდ სტივენსონი, კალიფორნიის ფსიქოლოგიური ინსტიტუტის პროფესორი - პლანეტარული მაგნეტიზმის უდიდესი სპეციალისტი

დედამიწა ამოუწურვის უზარმაზარი გენერატორია ელექტრული ენერგია

ჯერ კიდევ მე-16 საუკუნეში ინგლისელი ექიმიდა ფიზიკოსი უილიამ გილბერტი ვარაუდობს, რომ გლობუსი გიგანტური მაგნიტია, ხოლო ცნობილი ფრანგი მეცნიერი ანდრე მარი ამპერი (1775-1836), რომლის სახელიც მიენიჭება ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც განსაზღვრავს ელექტრული დენის სიძლიერეს, ამტკიცებდა, რომ ჩვენი პლანეტა არის უზარმაზარი დინამო, რომელიც გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას. ამავდროულად, დედამიწის მაგნიტური ველი არის ამ დენის წარმოებული, რომელიც მიედინება დედამიწის ირგვლივ დასავლეთიდან აღმოსავლეთისკენ და ამ მიზეზით დედამიწის მაგნიტური ველი მიმართულია სამხრეთიდან ჩრდილოეთისაკენ. უკვე მე-20 საუკუნის დასაწყისში, ცნობილი მეცნიერისა და ექსპერიმენტატორის ნიკოლა ტესლას მიერ ჩატარდა მნიშვნელოვანი რაოდენობის პრაქტიკული ექსპერიმენტები, დადასტურდა W. Gilbert-ისა და A.Ampère-ის ვარაუდები. ნ.ტესლას ზოგიერთ ექსპერიმენტზე და მათ პრაქტიკულ შედეგებზე მოგვიანებით, უშუალოდ ამ სტატიაში ვისაუბრებთ.

საინტერესო მონაცემები სიღრმეში მომდინარე უზარმაზარი, ზომით, ელექტრული დენების შესახებ ოკეანის წყლები, მოხსენებული ნაშრომიდან "გადაიარე ღრუბლები" (ჟურნალი "გამომგონებელი და რაციონალიზატორი" No 11. 1980 წ.), ტექნიკურ მეცნიერებათა კანდიდატი, სამეცნიერო ნაშრომების ავტორი მექანიკური ინჟინერიის, აკუსტიკა, ლითონის ფიზიკა, რადიოტექნიკის ტექნოლოგია დარგებში. 40-ზე მეტი გამოგონების ავტორი - ალფტან ერმინინგელტ ალექსეევიჩი. ჩნდება ბუნებრივი კითხვა: „რა არის ეს ბუნებრივი დინამო და შესაძლებელია თუ არა ამ გენერატორის ამოუწურავი ენერგიის გამოყენება? ელექტრო დენიადამიანის ინტერესებიდან გამომდინარე?" ამ სტატიის მიზანია იპოვოთ პასუხები ამ და ამ თემასთან დაკავშირებულ სხვა კითხვებზე.

ნაწილი 1 რა არის დედამიწის შიგნით ელექტრული დენის ძირითადი მიზეზი? როგორია ელექტრული და მაგნიტური ველების პოტენციალი დედამიწის ზედაპირზე ზემოთ, ჩვენი პლანეტის შიგნით ელექტრული დენის გადინების გამო?

დედამიწის შიდა სტრუქტურა, მისი ნაწლავები და დედამიწის ქერქი ჩამოყალიბდა მილიარდობით წლის განმავლობაში. საკუთარი გრავიტაციული ველის გავლენით მისი ნაწლავები გაცხელდა და ამან განაპირობა დედამიწის ნაწლავებისა და მისი გარსის შიდა სტრუქტურის დიფერენციაცია - დედამიწის ქერქის აგრეგატური მდგომარეობის, ქიმიური შემადგენლობისა და. ფიზიკური თვისებებირის შედეგადაც დედამიწის ნაწლავებმა და მისმა დედამიწასთან ახლოს სივრცემ შეიძინა შემდეგი სტრუქტურა:

დედამიწის ბირთვი, რომელიც მდებარეობს შიდა დედამიწის სფეროს ცენტრში;
- Მანტია;
- Დედამიწის ქერქი;
- ჰიდროსფერო;
- ატმოსფერო;
- მაგნიტოსფერო

დედამიწის ქერქი, მანტია და დედამიწის ბირთვის შიდა ნაწილი მყარი მატერიისგან შედგება. დედამიწის ბირთვის გარე ნაწილი ძირითადად შედგება რკინის მდნარი მასისგან, ნიკელის, სილიკონის და მცირე რაოდენობით სხვა ელემენტების დამატებით. დედამიწის ქერქის ძირითადი ტიპი არის კონტინენტური და ოკეანეური; მატერიკიდან ოკეანეში გარდამავალ ზონაში განვითარებულია შუალედური ქერქი.

დედამიწის ბირთვი არის პლანეტის ცენტრალური, ღრმა გეოსფერო. ბირთვის საშუალო რადიუსი დაახლოებით 3,5 ათასი კილომეტრია. თავად ბირთვი შედგება გარე და შიდა ნაწილისაგან (ქვებირთვი). ბირთვის ცენტრში ტემპერატურა დაახლოებით 5000 გრადუს ცელსიუსს აღწევს, სიმკვრივე დაახლოებით 12,5 ტონა/მ2, წნევა კი 361 გპა-მდე. AT ბოლო წლებიგაჩნდა ახალი, დამატებითი ინფორმაცია დედამიწის ბირთვის შესახებ. როგორც მეცნიერებმა პოლ რიჩარდსმა (ლიმონტე-დოჰერტის დედამიწის ობსერვატორია) და ქსიაოდონგ სონგმა (ილინოისის უნივერსიტეტი) დაადგინეს, პლანეტის რკინის გამდნარი ბირთვი, როდესაც ის დედამიწის ღერძის გარშემო ბრუნავს, 0,25-ით აჭარბებს დანარჩენი გლობუსის ბრუნვას. -0,5 გრადუსი წელიწადში. განისაზღვრა ბირთვის მყარი, შიდა ნაწილის დიამეტრი (ქვებირთვი). ის 2,414 ათასი კილომეტრია (ჟურნალი „აღმოჩენები და ჰიპოთეზები“, ნოემბერი. 2005 წ. კიევი).

ამჟამად წამოიჭრება შემდეგი ძირითადი ჰიპოთეზა, რომელიც ხსნის ელექტრული დენის წარმოქმნას დედამიწის ბირთვის გამდნარი გარე გარსის შიგნით. ამ ჰიპოთეზის არსი შემდეგია: დედამიწის ბრუნვა მისი ღერძის გარშემო იწვევს ტურბულენტობის წარმოქმნას ბირთვის გარე, გამდნარ გარსში, რაც, თავის მხრივ, იწვევს ელექტრული დენის გაჩენას, რომელიც მიედინება დნობის შიგნით. რკინის. მე ვფიქრობ, რომ ჰიპოთეზის სახით შეგვიძლია შემდეგი დაშვება. ვინაიდან დედამიწის ბირთვის გარსის გარე, გამდნარი ნაწილი მუდმივ მოძრაობაშია როგორც მის ქვე-ბირთთან, ასევე გარე ნაწილთან - დედამიწის მანტიასთან მიმართებაში, და ეს პროცესი მიმდინარეობს ძალიან ხანგრძლივი პერიოდიდროთა განმავლობაში მოხდა დედამიწის ბირთვის გამდნარი, გარე ნაწილის ელექტროლიზი. ელექტროლიზის პროცესის შედეგად წარმოიშვა თავისუფალი ელექტრონების მიმართული მოძრაობა, რომლებიც დიდი რაოდენობით არის რკინის გამდნარ მასაში, რის შედეგადაც წარმოიქმნა უზარმაზარი ელექტრული დენი გარე დახურულ წრეში. ბირთვი, როგორც ჩანს, მისი ღირებულება შეიძლება შეფასდეს არანაკლებ ასობით მილიონი ამპერით და უფრო მაღალი. Შემობრუნდი ძალის ხაზებიწარმოიქმნა ელექტრული დენი, წარმოიქმნა მაგნიტური ველის ხაზები, რომლებიც გადაინაცვლეს ელექტრული დენის ძალის ხაზებთან შედარებით 90 გრადუსით. დედამიწის უზარმაზარ სისქეზე გავლის შემდეგ, ელექტრული და მაგნიტური ველების სიძლიერე მნიშვნელოვნად შემცირდა. და თუ კონკრეტულად ვისაუბრებთ დედამიწის მაგნიტური ველის ხაზების სიძლიერეზე, მაშინ მის მაგნიტურ პოლუსებზე დედამიწის მაგნიტური ველის სიძლიერე არის 0,63 გაუსი.

ზემოაღნიშნული ჰიპოთეზების გარდა, ვიმედოვნებ, მიზანშეწონილი იქნება ფრანგი მეცნიერების კვლევის შედეგების მოყვანა, როგორც ეს აღწერილია ავტორი ლეონიდ პოპოვის სტატიაში „დედამიწის ბირთვი“. სტატიის სრული ტექსტი განთავსებულია ინტერნეტში, მე კი მითითებული ტექსტის მხოლოდ მცირე ნაწილს მოგცემთ.

"ჯოზეფის, ფურიესა და ლიონის უნივერსიტეტების მკვლევართა ჯგუფი ამტკიცებს, რომ დედამიწის შიდა ბირთვი მუდმივად კრისტალიზდება დასავლეთში და დნება აღმოსავლეთში. შიდა ბირთვის მთელი მასა ნელ-ნელა გადადის დასავლეთიდან დასავლეთისკენ. აღმოსავლეთით წელიწადში 1,5 სმ სიჩქარით.შინაგანის ასაკი მყარი სხეულიბირთვი 2-4 მილიარდი წლისაა, დედამიწა კი 4,5 მილიარდი წელია.

გამაგრების და დნობის ასეთი ძლიერი პროცესები, ცხადია, არ შეიძლება გავლენა იქონიოს კონვექციურ ნაკადებზე გარე ბირთვში. ეს ნიშნავს, რომ ისინი გავლენას ახდენენ როგორც პლანეტარული დინამოზე, ასევე დედამიწის მაგნიტურ ველზე და მანტიის ქცევაზე და კონტინენტების მოძრაობაზე.

განა ეს არ არის ბირთვის და დანარჩენი პლანეტის ბრუნვის სიჩქარეს შორის შეუსაბამობის გასაღები და მაგნიტური პოლუსების აჩქარებული ცვლა? (ინტერნეტი, სტატიის თემა „დედამიწის ბირთვი“ გამუდმებით ინელებს საკუთარ თავს." ავტორი ლეონიდ პოპოვი. 9 აგვისტო, 2010 წ.)

ჯეიმს მაქსველის (1831-1879) განტოლებების მიხედვით, ელექტრული დენის ძალის ხაზები იქმნება მაგნიტური ველის ხაზების გარშემო, რომლებიც ემთხვევა მათ მიმართულებას პლანეტის გარე გამდნარი ბირთვის შიგნით მიმდინარე მოძრაობის მიმართულებას. შესაბამისად, როგორც დედამიწის სხეულის შიგნით, ისე დედამიწის მახლობლად ზედაპირის ირგვლივ, უნდა იყოს ელექტრული ველის ხაზები და რაც უფრო შორს არის ელექტრული (ისევე როგორც მაგნიტური ველი) დედამიწის ბირთვიდან, მით უფრო დაბალია ინტენსივობა. მისი ძალის ხაზებიდან. სინამდვილეში ასე უნდა იყოს და ამ ვარაუდის რეალური დადასტურებაა.

გავხსნათ „ფიზიკის სახელმძღვანელო“ ავტორის ა.ს. ენოკოვიჩი (მოსკოვი. Prosveshchenie Publishing House, 1990) და იხილეთ ცხრილი 335 „დედამიწის ფიზიკური პარამეტრები“ მოცემული მონაცემები. Კითხვა:
- ელექტრული ველის სიძლიერე
პირდაპირ დედამიწის ზედაპირზე - 130 ვოლტი / მ;
- დედამიწის ზედაპირზე 0,5 კმ სიმაღლეზე - 50 ვოლტი/მ;
- დედამიწის ზედაპირიდან 3 კმ სიმაღლეზე - 30 ვოლტი/მ;
- დედამიწის ზედაპირიდან 12 კმ სიმაღლეზე - 2,5 ვოლტი/მ;

აქ არის ღირებულება ელექტრული მუხტიდედამიწა - 57-10 მეოთხე ხარისხის კულონში.

შეგახსენებთ, რომ ელექტროენერგიის ერთეული 1 კულონი უდრის გავლილი ელექტროენერგიის რაოდენობას განივი მონაკვეთი 1 ამპერის დენზე 1 წამის განმავლობაში.

დედამიწის მაგნიტური და ელექტრული ველების შესახებ ინფორმაციის მატარებელ თითქმის ყველა წყაროში აღნიშნულია, რომ ისინი პულსირებულ ხასიათს ატარებენ.

ნაწილი 2. პლანეტის მაგნიტური და ელექტრული ძალის ველების პულსაციის წარმოქმნის მიზეზები.

ცნობილია, რომ დედამიწის მაგნიტური ველის ინტენსივობა არ არის მუდმივი და იზრდება განედთან ერთად. დედამიწის მაგნიტური ველის ძალის ხაზების მაქსიმალური ინტენსივობა შეინიშნება მის პოლუსებზე, მინიმალური - პლანეტის ეკვატორზე. ის არ რჩება მუდმივი დღის განმავლობაში დედამიწის ყველა განედზე. მაგნიტური ველის ყოველდღიური პულსაციები გამოწვეულია მრავალი მიზეზით: მზის აქტივობის ციკლური ცვლილებები; დედამიწის ორბიტალური მოძრაობა მზის გარშემო; დედამიწის ყოველდღიური ბრუნვა საკუთარი ღერძის გარშემო; მზის სისტემის სხვა პლანეტების მიზიდულობის ძალების (გრავიტაციული ძალების) დედამიწის გარე ბირთვის მდნარ მასაზე გავლენა. სავსებით ნათელია, რომ მაგნიტური ველის ძალის ხაზების ინტენსივობის პულსაციები, თავის მხრივ, იწვევს პლანეტის ელექტრული ველის პულსაციას. ჩვენი დედამიწა, მზის გარშემო ორბიტალური ბრუნვის დროს, თითქმის წრიულ ორბიტაზე, ან უახლოვდება მზის სისტემის სხვა პლანეტებს, რომლებიც მზის გარშემო ბრუნავენ თავიანთ ორბიტაზე, შემდეგ კი შორდება მათ მაქსიმალურ დისტანციებზე. მოდით განვიხილოთ კონკრეტულად როგორ იცვლება დედამიწასა და სხვა პლანეტებს შორის მინიმალური და მაქსიმალური მანძილი. მზის სისტემა, როდესაც ისინი მოძრაობენ თავიანთ ორბიტაზე მზის გარშემო:

მინიმალური მანძილი დედამიწასა და მერკურის შორის არის 82x10 მ-ის მე-9 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 217x10 მე-9 გრადუსამდე მ;
- მინიმალური მანძილი დედამიწასა და ვენერას შორის არის 38x10 მ-ის მე-9 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 261x10 მე-9 გრადუსამდე მ;
- მინიმალური მანძილი დედამიწასა და მარსს შორის არის 56x10 მ-ის მე-9 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 400x10 მე-9 გრადუსამდე მ;
- მინიმალური მანძილი დედამიწასა და იუპიტერს შორის არის 588x10 მ-ის მე-9 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 967x10 მე-9 გრადუსამდე მ;
- დედამიწასა და სატურნს შორის მინიმალური მანძილი არის 1199x10 მ-ის მე-9 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 1650x10 მე-9 გრადუსამდე მ;
- დედამიწასა და ურანს შორის მინიმალური მანძილი არის 2568x10 მ-ის მე-9 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 3153x10 მე-9 გრადუსამდე მ;
- დედამიწასა და ნეპტუნს შორის მინიმალური მანძილი არის 4309x10 მ-ის მე-9 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 4682x10 მე-9 გრადუსამდე მ;
- მინიმალური მანძილი დედამიწასა და მთვარეს შორის არის 3,56x10 მ-ის მე-8 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 4,07x10 მე-8 გრადუსი მ;
- დედამიწასა და მზეს შორის მინიმალური მანძილი არის 1,47x10 მ-ის მე-11 ხარისხამდე;
-მათ შორის მაქსიმალური მანძილი არის 1,5x10 მე-11 გრადუსამდე მ;

გამოყენება ცნობილი ფორმულანიუტონი და მასში ჩანაცვლებული მონაცემები მზის სისტემის პლანეტებსა და დედამიწას შორის მაქსიმალური და მინიმალური მანძილის შესახებ, მონაცემები დედამიწასა და მთვარეს, დედამიწასა და მზეს შორის მინიმალური და მაქსიმალური მანძილის შესახებ, აგრეთვე საცნობარო მონაცემები მზის სისტემის, მთვარისა და მზის პლანეტების მასები და მონაცემები სიდიდის გრავიტაციული მუდმივის შესახებ, ჩვენ განვსაზღვრავთ მინიმუმს და მაქსიმალური მნიშვნელობებიგრავიტაციული ძალები (გრავიტაციული ძალები), რომლებიც მოქმედებენ ჩვენს პლანეტაზე და, შესაბამისად, მის გამდნარ ბირთვზე, ორბიტალური მოძრაობადედამიწა მზის გარშემო და დედამიწის გარშემო მთვარის ორბიტული მოძრაობის დროს:

მერკურისა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 1,77x10 კგ-ის მე-15 ხარისხამდე;
- შესაბამისი მაქსიმალური მანძილიმათ შორის - 2.5x10 მე-14 გრადუსამდე კგ;
- ვენერასა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 1,35x10 კგ-ის მე-17 ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი -2,86x10 მე-15 გრადუს კგ-მდე;
- მარსსა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 8,5x10 კგ-ის მე-15 ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი - 1,66x10 კგ მე-14 ხარისხამდე;
- იუპიტერსა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 2,23x10 კგ-ის მე-17 ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი - 8,25x10 კგ მე-16 ხარისხამდე; - სატურნსა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 1,6x10 კგ-ის მე-16 ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი - 8,48x10 კგ მე-15 ხარისხამდე;
- ურანსა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 5,31x10 კგ-ის მე-14 ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი - 3,56x10 კგ მე-16 ხარისხამდე;
- ნეპტუნსა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 2,27x10 კგ-ის მე-14 ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი - 1,92x10 კგ მე-14 ხარისხამდე;
- მთვარესა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 2,31x10 კგ-ის მე-19 ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი - 1,77x10 კგ მე-19 ხარისხამდე;
- მზესა და დედამიწას შორის მიზიდულობის ძალის სიდიდე, მათ შორის მინიმალური მანძილის შესაბამისი - 3,69x10 კგ-ის 21-ე ხარისხამდე;
- მათ შორის მაქსიმალური მანძილის შესაბამისი - 3,44x10 21 გრადუსამდე კგ;

შეიძლება დავინახოთ, რა უზარმაზარი სიდიდეები მოქმედებენ გრავიტაციული ძალები დედამიწის გარე, გამდნარ ბირთვზე. შეიძლება მხოლოდ წარმოვიდგინოთ, როგორ მოქმედებენ ეს შემაშფოთებელი ძალები ერთდროულად სხვადასხვა პარტიებირკინის ამ დნობის მასაზე ან შეკუმშოთ ან გაზარდოთ მისი განივი მონაკვეთი და, შედეგად, გამოიწვიოს პლანეტის ელექტრული და მაგნიტური ველის სიძლიერის პულსაცია. ეს პულსაციები პერიოდული ხასიათისაა, მათი სიხშირის სპექტრი მდგომარეობს ინფრაბგერით და ძალიან დაბალი სიხშირეები.

ასევე, ელექტრული და მაგნიტური ველების პულსაციის ფორმირების პროცესზე გავლენას ახდენს, თუმცა ნაკლებად, დედამიწის ყოველდღიური ბრუნვა საკუთარი ღერძის გარშემო. მართლაც, პლანეტების, მთვარის, მზის გრავიტაციული ძალები, რომლებიც დღის ამ კონკრეტულ მონაკვეთში იმყოფებიან გვერდიდან შუბლის ზედაპირიდედამიწას აქვს გარკვეულწილად უფრო შემაშფოთებელი ეფექტი პლანეტის ბირთვის დნობის მასაზე, ვიდრე ბირთვის მასის უკანა მხარეს (უკანა) ყოველდღიური დროის იმავე პერიოდში. ამავდროულად, მზისკენ მიმართული ბირთვის ნაწილი (მთვარე, პლანეტა) გადაჭიმულია შემაშფოთებელი ზემოქმედების ობიექტისკენ და ამავდროულად შეკუმშულია რკინის გამდნარი მასის უკანა (უკანა) მხარე. დედამიწის ცენტრალური მყარი ქვე ბირთვისკენ, ამცირებს მის განივი მონაკვეთს.

ნაწილი 3 შეიძლება თუ არა დედამიწის ელექტრული ველის გამოყენება პრაქტიკული მიზნებისთვის?

სანამ ამ კითხვაზე პასუხს მივიღებთ, ვცადოთ გონებრივი ვირტუალური ექსპერიმენტის ჩატარება, რომლის არსი შემდეგია. განვათავსებთ 0,5კმ სიმაღლეზე. დედამიწის ზედაპირიდან (გონებრივად, რა თქმა უნდა) ლითონის ელექტროდი, რომლის როლს შეასრულებს ბრტყელი ლითონის ფირფიტა 1x1 მ2 ფართობით. მოდით მივმართოთ ამ ფირფიტას დედამიწის ელექტრული ველის ძალის ხაზებთან მიმართებაში ისე, რომ მათ შეაღწიონ მის ზედაპირზე, ანუ ამ ფირფიტის ზედაპირი დაყენებული იყოს დასავლეთიდან მიმართული ელექტრული ველის ძალის ხაზების პერპენდიკულურად. აღმოსავლეთით. მეორე, ზუსტად იგივე ელექტროდს, იმავე გზით განვათავსებთ პირდაპირ დედამიწის ზედაპირზე. მოდით გავზომოთ ელექტრული პოტენციალის სხვაობა ამ ელექტროდებს შორის. ფიზიკის სახელმძღვანელოდან ზემოთ მოყვანილი მონაცემების მიხედვით, ეს გაზომილი ელექტრული პოტენციალი უნდა იყოს 130ვ-50ვ=80ვოლტი.

გავაგრძელოთ სააზროვნო ექსპერიმენტი, ოდნავ შევცვალოთ საწყისი პირობები. ჩვენ დავამონტაჟებთ ლითონის ელექტროდს, რომელიც პირდაპირ დედამიწის ზედაპირზე მდებარეობდა, მის ზედაპირზე და ფრთხილად დავაფქვავთ. მოდით, მეორე ლითონის ელექტროდი ჩავუშვათ ლილვში 0,5 კმ სიღრმეზე და, როგორც წინა შემთხვევაში, მივმართოთ მას დედამიწის ელექტრული ველის ძალის ხაზებთან მიმართებაში. მოდით კვლავ გავზომოთ ელექტრული პოტენციალის სიდიდე ამ ელექტროდებს შორის. ჩვენ უნდა დავინახოთ მნიშვნელოვანი განსხვავება დედამიწის ელექტრული ველის გაზომილი პოტენციალების სიდიდეებში. და რაც უფრო ღრმად, დედამიწის შიგნით, ჩვენ დავამცირებთ მეორე ელექტროდს, მით უფრო მაღალი იქნება პლანეტის ელექტრული ველის გაზომილი პოტენციური განსხვავებების მნიშვნელობები. და თუ შეგვეძლო გავზომოთ ელექტრული პოტენციალების განსხვავება დედამიწის გარე თხევადი ბირთვსა და მის ზედაპირს შორის, მაშინ, როგორც ჩანს, ეს პოტენციური განსხვავებები, როგორც ძაბვაში, ასევე სიმძლავრეში, საკმარისი უნდა იყოს მთელი მოსახლეობის ელექტრომოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. ჩვენი პლანეტა.

მაგრამ ყველაფერი, რაზეც ვისაუბრეთ, სამწუხაროდ, კვლავ განიხილება ვირტუალური, სააზროვნო ექსპერიმენტების სფეროში. ახლა კი მოდით მივმართოთ პრაქტიკული ექსპერიმენტების შედეგებს, რომლებიც ჩატარდა მე-20 საუკუნის დასაწყისში ნიკოლა ტესლას მიერ და გამოქვეყნდა მის ნაშრომებში.

კოლორადოს სპრინგსში (აშშ) თავის ლაბორატორიაში, რომელიც აშენდა ვარდენკლიფის რაიონში, ნ.ტესლამ მოაწყო ექსპერიმენტები, რამაც შესაძლებელი გახადა ინფორმაციის გადაცემა დედამიწის სისქის მეშვეობით მის მოპირდაპირე მხარეს. დაგეგმილი ექსპერიმენტის წარმატებით განხორციელების საფუძვლად ნ.ტესლამ შესთავაზა პლანეტის ელექტრული პოტენციალის გამოყენება, ვინაიდან ცოტა ადრე დარწმუნდა, რომ დედამიწა ელექტრული დამუხტული იყო.

დაგეგმილი ექსპერიმენტების განსახორციელებლად, მისი წინადადებით, აშენდა კოშკ-ანტენები, 60 მეტრამდე სიმაღლით, მათ თავზე სპილენძის ნახევარსფეროთი. ეს სპილენძის ნახევარსფეროები ასრულებდნენ იმავე ლითონის ელექტროდის როლს, რაზეც ზემოთ ვისაუბრეთ. აშენებული კოშკების საძირკველი მიწისქვეშეთში 40 მეტრის სიღრმეზე გადიოდა, სადაც დედამიწის ჩამარხული ზედაპირი მეორე ელექტროდის როლს ასრულებდა. ექსპერიმენტების შედეგი ნ.ტესლამ აღწერა თავის გამოქვეყნებულ სტატიაში „ელექტრული ენერგიის უსადენო გადაცემა“ (1904 წლის 5 მარტი). ის წერდა: „შესაძლებელია არა მხოლოდ სატელეგრაფო შეტყობინებების გაგზავნა მავთულის გარეშე, არამედ ადამიანის ხმის სუსტი მოდულაციების გადაცემა მთელ მსოფლიოში და, უფრო მეტიც, ენერგიის შეუზღუდავი რაოდენობით გადაცემა ნებისმიერ მანძილზე და დანაკარგის გარეშე“.

და შემდგომ, იმავე სტატიაში: „ივნისის შუა რიცხვებში, სხვა სამუშაოსთვის მომზადებისას, მე დავაყენე ჩემი ერთ-ერთი დამამცირებელი ტრანსფორმატორი, რომლის მიზანი იყო ინოვაციური გზით, ექსპერიმენტულად განვსაზღვროთ დედამიწის ელექტრული პოტენციალი და. მისი პერიოდული და შემთხვევითი რყევების შესწავლა ამ ნაწილმა ჩამოაყალიბა მაღალი მგრძნობიარე, ავტომატურად მოქმედი მოწყობილობა, რომელიც აკონტროლებს ჩამწერს, დაკავშირებული იყო მეორად წრესთან, ხოლო პირველადი წრე დედამიწის ზედაპირთან... აღმოჩნდა, რომ დედამიწა, ფაქტიურადეს სიტყვა ცხოვრობს ელექტრული ვიბრაციებით.

დამაჯერებელი მტკიცებულება იმისა, რომ დედამიწა მართლაც ამოუწურავი ელექტრული ენერგიის უზარმაზარი ბუნებრივი გენერატორია და ეს ენერგია პულსირებულ ჰარმონიულ ხასიათს ატარებს. განსახილველ თემაზე რამდენიმე სტატიიდან ზოგიერთში ვარაუდობენ, რომ მიწისძვრები, აფეთქებები მაღაროებში და ნავთობის მწარმოებელ ოფშორულ პლატფორმებზე, ეს ყველაფერი ხმელეთის ელექტროენერგიის გამოვლინების შედეგია.

ჩვენს პლანეტაზე მნიშვნელოვანი რაოდენობაა ღრუ ბუნებრივი წარმონაქმნებიდედამიწის სიღრმეში გასვლისას, ასევე არსებობს ღრმა მაღაროების მნიშვნელოვანი რაოდენობა, სადაც შეიძლება ჩატარდეს პრაქტიკული კვლევა, რათა დადგინდეს ჩვენი პლანეტის ბუნებრივი გენერატორის მიერ წარმოქმნილი ელექტრო ენერგიის გამოყენების შესაძლებლობები. მხოლოდ იმის იმედია, რომ ასეთი კვლევები ოდესმე განხორციელდება.

ნაწილი 4. რა ემართება დედამიწის ელექტრულ ველს, როდესაც ხაზოვანი ელვა მიედინება მის ზედაპირზე?

ნ.ტესლას მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტების შედეგები დამაჯერებლად ადასტურებს, რომ ჩვენი პლანეტა არის ამოუწურავი ელექტრო ენერგიის ბუნებრივი გენერატორი. უფრო მეტიც, ამ ენერგიის მაქსიმალური პოტენციალი შეიცავს პლანეტის გარე ბირთვის გამდნარ მეტალის გარსში და მცირდება, როცა ის უახლოვდება მის ზედაპირს და დედამიწის ზედაპირს მიღმა. N.Tesla-ს მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტების შედეგები ასევე დამაჯერებლად ადასტურებს, რომ დედამიწის ელექტრული და მაგნიტური ველები პერიოდული პულსირებული ხასიათისაა და პულსაციის სიხშირეების სპექტრი დევს ინფრაბგერითი და ძალიან დაბალი სიხშირის დიაპაზონში. და ეს ნიშნავს შემდეგს - დედამიწის პულსირებულ ელექტრულ ველზე მოქმედებით ჰარმონიული რხევების გარე წყაროს დახმარებით, დედამიწის ელექტრული ველის ბუნებრივ პულსაციასთან ახლოს ან სიხშირით ტოლი, შესაძლებელია მივაღწიოთ ფენომენს. მათი რეზონანსი. ნ.ტესლა წერდა: „ელექტრული ტალღების უმნიშვნელო რაოდენობამდე დაყვანისას და მიღწევისას აუცილებელი პირობებირეზონანსი, წრე (ზემოთ განხილული) იმუშავებს, როგორც უზარმაზარი ქანქარა, რომელიც განუსაზღვრელი ვადით ინახავს თავდაპირველი ამაღელვებელი პულსების ენერგიას და დედამიწისა და მისი გამტარი ატმოსფეროს გამოსხივების შედეგებს რადიაციის ერთგვაროვან ჰარმონიულ რხევებზე, რაც, როგორც ტესტები რეალურ პირობებში. ჩვენება, შეიძლება განვითარდეს იმდენად, რამდენადაც ისინი გადააჭარბებენ სტატიკური ელექტროენერგიის ბუნებრივი გამოვლინებით მიღწეულს" (სტატია "ელექტრული ენერგიის უსადენო გადაცემა "1904 წლის 6 მარტი).

და რა არის ვიბრაციების რეზონანსი? „რეზონანსი არის სტაბილური მდგომარეობის ამპლიტუდის მკვეთრი ზრდა იძულებითი ვიბრაციებიროდესაც გარე ჰარმონიული ზემოქმედების სიხშირე უახლოვდება სისტემის ერთ-ერთი ბუნებრივი რხევის სიხშირეს“ (საბჭოთა ენციკლოპედიური ლექსიკონი, გამოცემა „საბჭოთა ენციკლოპედია“. მოსკოვი. 1983 წ.)

ნიკოლა ტესლამ თავის ექსპერიმენტებში გამოიყენა როგორც ბუნებრივი, ისე ხელოვნური ხაზოვანი ელვისებური გამონადენი, რომელიც მან და მისმა თანაშემწეებმა ექსპერიმენტულად შექმნეს მის ლაბორატორიაში, როგორც გარეგანი გავლენის წყარო დედამიწის შიგნით რეზონანსული პირობების მისაღწევად.
რა არის ხაზოვანი ელვა და როგორ შეიძლება მისი გამოყენება გარე წყაროჰარმონიული რხევები, რომლებსაც შეუძლიათ დედამიწის შიგნით რხევების რეზონანსის შექმნა?

გავხსნათ „ფიზიკის სახელმძღვანელო“, ცხრილი 240. ელვის ფიზიკური პარამეტრები:
- ელვისებური გამონადენის ხანგძლივობა (საშუალო), C - 0,2 წმ.
(შენიშვნა. ელვას თვალი აღიქვამს, როგორც ერთ მოციმციმე, სინამდვილეში ეს არის წყვეტილი გამონადენი, რომელიც შედგება ცალკეული გამონადენები-პულსებისაგან, რომელთა რიცხვი არის 2-3, მაგრამ შეიძლება მიაღწიოს 50-მდე).
- ელვისებური არხის დიამეტრი (საშუალო), სმ - 16.
- ელვისებური დენის სიძლიერე (ტიპიური მნიშვნელობა), A - 2x10 მე-4 ხარისხამდე.
- საშუალო სიგრძეელვა (ღრუბელსა და დედამიწას შორის), კმ - 2 - 3.
- პოტენციური განსხვავება ელვის შემთხვევაში, V - 4x10-მდე მე-9 გრადუსამდე.
- ნომერი ელვისებური გამონადენიდედამიწაზე 1 წამში - დაახლოებით 100.
ამრიგად, ელვა არის დიდი სიმძლავრის და ხანმოკლე ხანგრძლივობის ელექტრული იმპულსი. პულსის ტექნოლოგიის სფეროში მომუშავე სპეციალისტებს შეუძლიათ დაადასტურონ შემდეგი ფაქტი - რაც უფრო მოკლეა პულსის ხანგრძლივობა (რაც უფრო მოკლეა პულსი), მით უფრო მდიდარია ჰარმონიული ელექტრული რხევების სიხშირის სპექტრი, რომლებიც ქმნიან ამ პულსს. მაშასადამე, ელვა, რომელიც არის ელექტრული ენერგიის მოკლევადიანი იმპულსი, მოიცავს უამრავ ჰარმონიულ ელექტრულ რხევებს, რომლებიც დევს სიხშირის ფართო დიაპაზონში, მათ შორის ინფრადაბალი და ძალიან დაბალი სიხშირეების ჩათვლით. ამ შემთხვევაში, მაქსიმალური პულსის სიმძლავრე ნაწილდება ზუსტად ამ სიხშირეების რეგიონში. და ეს ფაქტი ნიშნავს, რომ ჰარმონიულ რხევებს, რომლებიც წარმოიქმნება, როდესაც წრფივი ელვა მიედინება დედამიწის ზედაპირზე, შეუძლია უზრუნველყოს რეზონანსი დედამიწის ელექტრული ველის საკუთარ პერიოდულ რხევებთან (პულსაციასთან) ურთიერთქმედებისას. 1904 წლის 8 მარტს დათარიღებულ სტატიაში „მართული ელვა“ ნ.ტესლა წერდა: „მიწის მდგარი ტალღების აღმოჩენა აჩვენებს, რომ მიუხედავად მისი უზარმაზარი ზომისა (იგულისხმება დედამიწის ზომა), მთელ პლანეტას შეიძლება დაექვემდებაროს ისეთი რეზონანსული ვიბრაციები, როგორიცაა. პატარა მარეგულირებელი ჩანგალი, რომელიც ელექტრული ვიბრაციები, მოცემული მისი ფიზიკური მახასიათებლებისა და ზომების შესაბამისად, გადის მასში დაუბრკოლებლად. ცნობილია, რომ თავიანთ ექსპერიმენტებში, რეზონანსის ფენომენის მისაღწევად, ნ. ტესლამ და მისმა თანაშემწეებმა შექმნეს ხელოვნური ხაზოვანი ელვა (ნაპერწკლების გამონადენი) 3 მეტრზე ცოტა სიგრძის ძალიან მოკლე ხანგრძლივობით) და ელექტრული პოტენციალი აღემატება. ორმოცდაათი მილიონი ვოლტი.

და აქ ჩნდება ძალიან საინტერესო კითხვა: "ნუთუ ტუნგუსკის მეტეორიტი არ არის დედამიწის ელექტრულ ველზე ბუნებრივი ხაზოვანი ელვის რეზონანსული ეფექტის შედეგი?" ნ.ტესლას ლაბორატორიაში შექმნილი ხელოვნური წრფივი ელვის გავლენის საკითხი ტუნგუსკას მეტეორიტის გარეგნობაზე აქ არ განიხილება, ვინაიდან ტუნგუსკის მეტეორიტის მოვლენებთან დაკავშირებული დროის განმავლობაში ნ.ტესლას ლაბორატორია არ ყოფილა. უფრო დიდხანს მუშაობს.

აი, როგორ აღწერენ მოვლენებს, რომლებიც დაკავშირებულია ე.წ ტუნგუსკის მეტეორიტიამ მოვლენის მოწმეები. 1908 წლის 17 (30) ივნისს, დაახლოებით დილის 7 საათზე, უზარმაზარი ცეცხლოვანი ბურთი გადაეფარა მდინარე იენისეის აუზის ტერიტორიას. მისი ფრენა დასრულდა დიდი ძალააფეთქება, რომელიც მოხდა დედამიწის ზედაპირიდან 7-დან 10 კმ-მდე სიმაღლეზე. აფეთქების სიმძლავრე, როგორც ექსპერტებმა მოგვიანებით დაადგინეს, დაახლოებით შეესაბამებოდა წყალბადის ბომბის აფეთქების ძალას 10-დან 40 მეგატონამდე ტროტილის ექვივალენტი.

განსაკუთრებული ყურადღება მივაქციოთ იმ ფაქტს, რომ ეს მოვლენა მოხდა ზაფხულის პერიოდში, ანუ ზაფხულის ხშირი ჭექა-ქუხილის ფორმირების დროს, რომელსაც თან ახლავს ელვისებური გამონადენი. ჩვენ ვიცით, რომ ეს იყო ხაზოვანი ელვის გამონადენი დედამიწის ზედაპირზე, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს რეზონანსული ფენომენებიდედამიწის შიგნით, რამაც, თავის მხრივ, შეიძლება ხელი შეუწყოს უზარმაზარი ელექტროენერგიის ბურთის ელვის წარმოქმნას. როგორც გამოთქმული ვერსიის დადასტურება და არა მხოლოდ ჩემს მიერ, მივმართოთ "ენციკლოპედიურ ლექსიკონს": "ბურთის ელვა არის მანათობელი სფეროიდი, რომლის დიამეტრი 10 სმ ან მეტია, ჩვეულებრივ წარმოიქმნება წრფივი ელვისებური დარტყმის შემდეგ და შედგება, როგორც ჩანს. არაწონასწორობის პლაზმის“. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. მივმართოთ ნ.ტესლას სტატიას „საუბარი პლანეტასთან“ 1901 წლის 9 თებერვლით. აი, ამონარიდი ამ სტატიიდან: „მე უკვე დავამტკიცე გადამწყვეტი ტესტების საშუალებით ჩემი სისტემის გამოყენებით სიგნალის გადაცემის პრაქტიკული მიზანშეწონილობა დედამიწის ერთი წერტილიდან მეორე წერტილამდე, რაც არ უნდა შორს იყოს ერთმანეთისგან, და მალე მოვაქცევ არამორწმუნეებს. ყველანაირი მიზეზი მაქვს, რომ მივულოცო ჩემს თავს ის ფაქტი, რომ ამ ექსპერიმენტების დროს, რომელთაგან ბევრი იყო უკიდურესად დახვეწილი და სარისკო, არც მე და არც ჩემს თანაშემწეებს არანაირი დაზიანება არ მივიღეთ. უჩვეულო ფენომენები. რხევების გარკვეული ჩარევის გამო, ნამდვილ ცეცხლოვან ბურთებს შეეძლოთ უზარმაზარი დისტანციებზე გადახტომა და თუ ვინმე მათ გზაზე ან ახლოს იქნებოდა, ის მყისიერად განადგურდებოდა.

როგორც ვხედავთ, ჯერ კიდევ ნაადრევია ტუნგუსკას მეტეორიტთან დაკავშირებულ ზემოთ აღწერილ მოვლენებში ბურთის ელვის მონაწილეობის გამორიცხვა. ზაფხულის ხშირი ჭექა-ქუხილი, რომელიც ხდება წელიწადის ამ დროს, ხაზოვანმა ელვამ შეიძლება გამოიწვიოს ბურთის ელვა და შეიძლება მოხდეს მდინარე იენისეის აუზის შორს და შემდეგ, დიდი სიჩქარით „მოგზაურობდეს“ დედამიწის ელექტრული ველის ძალის გასწვრივ, დასრულდეს. იმ ტერიტორიაზე, სადაც ზემოაღნიშნული მოვლენები მოხდა.

დასკვნა
ბუნებრივი ენერგეტიკული რესურსებიპლანეტები განუწყვეტლივ მცირდება. აქტიური ძიებაა ალტერნატიული წყაროებიენერგია, რომელიც საშუალებას იძლევა ჩაანაცვლოს გაუჩინარებული. როგორც ჩანს, დადგა დრო ჩაერთოს ღრმა კვლევაში, როგორც თეორიულად, ასევე პრაქტიკულად, ელექტრული ენერგიის ბუნებრივი გენერატორის ელექტრული პოტენციალის გამოყენების შესაძლებლობის განსაზღვრაში ადამიანის ინტერესებში. და თუ დადასტურდება, რომ ასეთი შესაძლებლობა არსებობს და, ამავდროულად, დედამიწის გენერატორი, მისი ენერგიის გამოყენების შედეგად, არ დაზარალდება, მაშინ სავსებით შესაძლებელია, რომ პლანეტების ელექტრული ველი მოემსახუროს ადამიანებს. როგორც ენერგიის ერთ-ერთი ალტერნატიული წყარო.

კლეშევიჩ V.A. 2011 წლის სექტემბერი-ნოემბერი (ხარკოვი)

კონტინენტები ერთ დროს წარმოიქმნებოდა დედამიწის ქერქის მასივებისგან, რომელიც ამა თუ იმ ხარისხით, ხმელეთის სახით ამოდის წყლის დონის ზემოთ. დედამიწის ქერქის ეს ბლოკები იშლება, მოძრაობს და ანადგურებს მათ ნაწილებს მილიონ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, რათა გამოჩნდნენ ის სახით, როგორიც ახლა ვიცით.

დღეს განვიხილავთ დედამიწის ქერქის უდიდეს და უმცირეს სისქეს და მისი სტრუქტურის თავისებურებებს.

ცოტა რამ ჩვენი პლანეტის შესახებ

ჩვენი პლანეტის ფორმირების დასაწყისში აქ მოქმედებდა მრავალი ვულკანი, იყო მუდმივი შეჯახება კომეტებთან. მხოლოდ მას შემდეგ, რაც დაბომბვა შეჩერდა, პლანეტის ცხელი ზედაპირი გაიყინა.
ანუ მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ თავდაპირველად ჩვენი პლანეტა უნაყოფო უდაბნო იყო წყლისა და მცენარეულობის გარეშე. საიდან მოვიდა ამდენი წყალი ჯერ კიდევ საიდუმლოა. მაგრამ არც ისე დიდი ხნის წინ, მიწისქვეშეთში აღმოაჩინეს წყლის დიდი მარაგი, შესაძლოა სწორედ ისინი გახდნენ ჩვენი ოკეანეების საფუძველი.

სამწუხაროდ, ყველა ჰიპოთეზა ჩვენი პლანეტის წარმოშობისა და მისი შემადგენლობის შესახებ უფრო ვარაუდებია, ვიდრე ფაქტები. ა.ვეგენერის განცხადებით, თავდაპირველად დედამიწა დაფარული იყო გრანიტის თხელი ფენით, რომელიც პალეოზოურ ეპოქაში გადაკეთდა მატერიკზე პანგეაში. მეზოზოურ ეპოქაში პანგეამ დაიწყო ნაწილებად დაყოფა, ჩამოყალიბებული კონტინენტები თანდათან ცურავდნენ ერთმანეთისგან. წყნარი ოკეანევეგენერი აცხადებს, რომ არის პირველადი ოკეანის ნარჩენი, ხოლო ატლანტიკური და ინდოეთი განიხილება როგორც მეორეხარისხოვანი.

დედამიწის ქერქი

დედამიწის ქერქის შემადგენლობა პრაქტიკულად ჰგავს ჩვენი მზის სისტემის პლანეტების შემადგენლობას - ვენერა, მარსი და ა.შ. ბოლოს და ბოლოს, იგივე ნივთიერებები ემსახურებოდა მზის სისტემის ყველა პლანეტას. ახლახან კი მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ დედამიწის შეჯახებამ სხვა პლანეტასთან, სახელად თეა, გამოიწვია ორი ციური სხეულის შერწყმა და მთვარე წარმოიქმნა გატეხილი ფრაგმენტიდან. ეს განმარტავს, თუ რატომ არის მთვარის მინერალური შემადგენლობა ჩვენი პლანეტის მსგავსი. ქვემოთ განვიხილავთ დედამიწის ქერქის სტრუქტურას - მისი ფენების რუკას ხმელეთზე და ოკეანეში.

ქერქი დედამიწის მასის მხოლოდ 1%-ს შეადგენს. იგი ძირითადად შედგება სილიციუმის, რკინის, ალუმინის, ჟანგბადის, წყალბადის, მაგნიუმის, კალციუმის და ნატრიუმის და 78 სხვა ელემენტისგან. ვარაუდობენ, რომ მანტიასთან და ბირთვთან შედარებით, დედამიწის ქერქი არის თხელი და მყიფე გარსი, რომელიც ძირითადად შედგება მსუბუქი ნივთიერებებისგან. მძიმე ნივთიერებები, გეოლოგების აზრით, ეშვება პლანეტის ცენტრში და უმძიმესი კონცენტრირებულია ბირთვში.

დედამიწის ქერქის სტრუქტურა და მისი ფენების რუკა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

კონტინენტური ქერქი

დედამიწის ქერქს აქვს 3 ფენა, რომელთაგან თითოეული ფარავს წინა ფენებს არათანაბარი ფენებით. მისი ზედაპირის უმეტესი ნაწილი კონტინენტური და ოკეანის დაბლობებია. კონტინენტებს ასევე აკრავს თარო, რომელიც ციცაბო მოსახვევის შემდეგ გადადის კონტინენტურ ფერდობზე (კონტინენტის წყალქვეშა ზღვრის ფართობი).
მიწიერი კონტინენტური ქერქიიყოფა ფენებად:

1. დანალექი.
2. გრანიტი.
3. ბაზალტი.

დანალექი ფენა დაფარულია დანალექი, მეტამორფული და ანთებითი ქანებით. კონტინენტური ქერქის სისქე ყველაზე მცირე პროცენტია.

კონტინენტური ქერქის სახეები

დანალექი ქანები არის აკუმულაციები, რომლებიც მოიცავს თიხას, კარბონატს, ვულკანოგენურ ქანებს და სხვა მყარ ნივთიერებებს. ეს არის ერთგვარი ნალექი, რომელიც წარმოიქმნება გარკვეული ბუნებრივი პირობებირაც ადრე არსებობდა დედამიწაზე. ის მკვლევარებს საშუალებას აძლევს გამოიტანონ დასკვნები ჩვენი პლანეტის ისტორიის შესახებ.

გრანიტის ფენა შედგება ანთებითი და მეტამორფული ქანებისგან, რომლებიც მსგავსია გრანიტის თვისებებით. ანუ, არა მხოლოდ გრანიტი ქმნის დედამიწის ქერქის მეორე ფენას, არამედ ეს ნივთიერებები ძალიან ჰგავს მას შემადგენლობით და აქვთ დაახლოებით იგივე სიძლიერე. მისი გრძივი ტალღების სიჩქარე 5,5-6,5 კმ/წმ აღწევს. იგი შედგება გრანიტების, შისტებისგან, გნაისებისგან და ა.შ.

ბაზალტის ფენა შედგება ბაზალტის შემადგენლობით მსგავსი ნივთიერებებისგან. ის უფრო მკვრივია გრანიტის ფენასთან შედარებით. ბაზალტის ფენის ქვეშ მიედინება მყარი ნივთიერებების ბლანტი მანტია. პირობითად, მანტია გამოყოფილია ქერქისგან ეგრეთ წოდებული მოჰოროვიჩის საზღვრით, რომელიც, ფაქტობრივად, ჰყოფს სხვადასხვა ქიმიური შემადგენლობის ფენებს. ახასიათებს სეისმური ტალღების სიჩქარის მკვეთრი მატება.
ანუ, დედამიწის ქერქის შედარებით თხელი ფენა არის მყიფე ბარიერი, რომელიც გვყოფს წითლად გახურებული მანტიისგან. თავად მანტიის სისქე საშუალოდ 3000 კმ-ია. მანტიასთან ერთად მოძრაობენ და ტექტონიკური ფილები, რომლებიც, როგორც ლითოსფეროს ნაწილი, დედამიწის ქერქის ნაწილია.

ქვემოთ განვიხილავთ კონტინენტური ქერქის სისქეს. 35 კმ-მდეა.

კონტინენტური ქერქის სისქე

დედამიწის ქერქის სისქე 30-დან 70 კმ-მდე მერყეობს. და თუ ვაკეების ქვეშ მისი ფენა მხოლოდ 30-40 კმ-ია, მაშინ ქვეშ მთის სისტემებიაღწევს 70 კმ. ჰიმალაის ქვეშ ფენის სისქე 75 კმ-ს აღწევს.

კონტინენტური ქერქის სისქე 5-დან 80 კმ-მდეა და პირდაპირ დამოკიდებულია მის ასაკზე. ამრიგად, ცივი უძველესი პლატფორმები (აღმოსავლეთ ევროპული, ციმბირული, დასავლეთ ციმბირული) საკმაოდ მაღალი სისქეა - 40-45 კმ.

უფრო მეტიც, თითოეულ ფენას აქვს საკუთარი სისქე და სისქე, რომელიც შეიძლება განსხვავდებოდეს მატერიკზე სხვადასხვა ადგილებში.

კონტინენტური ქერქის სისქეა:

1. დანალექი ფენა - 10-15 კმ.

2. გრანიტის ფენა - 5-15 კმ.

3. ბაზალტის ფენა - 10-35 კმ.

დედამიწის ქერქის ტემპერატურა

ტემპერატურა მატულობს, რაც უფრო ღრმად შედიხარ მასში. ითვლება, რომ ბირთვის ტემპერატურა 5000 C-მდეა, მაგრამ ეს მაჩვენებლები პირობითად რჩება, რადგან მისი ტიპი და შემადგენლობა ჯერ კიდევ უცნობია მეცნიერებისთვის. რაც უფრო ღრმად შედიხართ დედამიწის ქერქში, მისი ტემპერატურა ყოველ 100 მ-ზე იზრდება, მაგრამ მისი რიცხვები განსხვავდება ელემენტების შემადგენლობისა და სიღრმის მიხედვით. ოკეანის ქერქს უფრო მაღალი ტემპერატურა აქვს.

ოკეანის ქერქი

თავდაპირველად, მეცნიერთა აზრით, დედამიწა დაფარული იყო ქერქის ოკეანის ფენით, რომელიც გარკვეულწილად განსხვავდება სისქეთა და შემადგენლობით კონტინენტური ფენისგან. სავარაუდოდ წარმოიქმნა მანტიის ზედა დიფერენცირებული შრედან, ანუ შემადგენლობით ძალიან ახლოსაა მასთან. ოკეანის ტიპის დედამიწის ქერქის სისქე 5-ჯერ ნაკლებია კონტინენტური ტიპის სისქეზე. ამავე დროს, მისი შემადგენლობა ზღვებისა და ოკეანეების ღრმა და არაღრმა რაიონებში უმნიშვნელოდ განსხვავდება ერთმანეთისგან.

კონტინენტური ქერქის ფენები

ოკეანის ქერქის სისქე არის:

1. ოკეანის წყლის ფენა, რომლის სისქე 4 კმ.

2. ფხვიერი ნალექის ფენა. სისქე 0,7 კმ.

3. ბაზალტებისაგან შემდგარი ფენა კარბონატული და სილიციუმის ქანებით. საშუალო სიმძლავრე 1,7 კმ. მკვეთრად არ გამოირჩევა და ახასიათებს დანალექი ფენის დატკეპნა. მისი სტრუქტურის ამ ვერსიას სუბოკეანური ეწოდება.

4. ბაზალტის ფენა, არ განსხვავდება კონტინენტური ქერქი. ამ ფენაში ოკეანის ქერქის სისქე 4,2 კმ-ია.

ოკეანის ქერქის ბაზალტური ფენა სუბდუქციის ზონებში (ზონა, რომელშიც ქერქის ერთი ფენა შთანთქავს მეორეს) იქცევა ეკლოგიტებად. მათი სიმჭიდროვე იმდენად მაღალია, რომ ისინი 600 კმ-ზე მეტ სიღრმეზე იძირებიან ქერქში, შემდეგ კი ქვედა მანტიაში.

იმის გათვალისწინებით, რომ დედამიწის ქერქის უმცირესი სისქე შეინიშნება ოკეანეების ქვეშ და არის მხოლოდ 5-10 კმ, მეცნიერები დიდი ხანია ავითარებენ იდეას, დაეწყოთ ქერქის ბურღვა ოკეანეების სიღრმეზე, რაც საშუალებას მოგვცემს უფრო დეტალურად შევისწავლოთ. შიდა სტრუქტურაᲓედამიწა. თუმცა, ოკეანის ქერქის ფენა ძალიან ძლიერია და ოკეანის სიღრმეზე კვლევა ამ ამოცანას კიდევ უფრო ართულებს.

დასკვნა

დედამიწის ქერქი ალბათ ერთადერთი ფენაა, რომელიც კაცობრიობამ დეტალურად შეისწავლა. მაგრამ ის, რაც მის ქვეშ დევს, მაინც აწუხებს გეოლოგებს. შეიძლება მხოლოდ იმედი ვიქონიოთ, რომ ერთ დღეს ჩვენი დედამიწის შეუსწავლელი სიღრმეები შეისწავლება.

მათ. კაპიტონოვი

დედამიწის ბირთვული სითბო

დედამიწის სითბო

დედამიწა საკმაოდ ძლიერ გახურებული სხეულია და სითბოს წყაროა. ის თბება, პირველ რიგში, მზის რადიაციის გამო, რომელსაც შთანთქავს. მაგრამ დედამიწას ასევე აქვს საკუთარი თერმული რესურსი, რომელიც შედარებულია მზისგან მიღებულ სითბოსთან. ითვლება, რომ დედამიწის ამ საკუთარ ენერგიას აქვს შემდეგი წარმოშობა. დედამიწა გაჩნდა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ, მზის წარმოქმნის შემდეგ პროტოპლანეტარული აირის მტვრის დისკიდან, რომელიც ბრუნავს მის გარშემო და კონდენსაციას ახდენს. მისი ფორმირების ადრეულ ეტაპზე დედამიწის ნივთიერება გაცხელდა შედარებით ნელი გრავიტაციული შეკუმშვის გამო. დიდი როლი თერმული ბალანსიდედამიწას ასევე ეთამაშა ენერგია, რომელიც გამოთავისუფლებული იყო მასზე პატარა კოსმოსური სხეულების დაცემისას. ამიტომ, ახალგაზრდა დედამიწა დნობდა. გაციების შემდეგ იგი თანდათან მივიდა ახლანდელ მდგომარეობამდე მყარი ზედაპირით, რომლის მნიშვნელოვანი ნაწილი დაფარულია ოკეანეებით და ზღვის წყლები. ეს რთული გარე ფენადაურეკა დედამიწის ქერქიხოლო საშუალოდ ხმელეთზე მისი სისქე დაახლოებით 40 კმ-ია, ხოლო ოკეანის წყლებში - 5-10 კმ. მეტი ღრმა ფენამიწამ დაურეკა მანტიაასევე შედგება მყარი. იგი ვრცელდება თითქმის 3000 კმ სიღრმეზე და შეიცავს დედამიწის მატერიის ძირითად ნაწილს. და ბოლოს, დედამიწის ყველაზე შიდა ნაწილი მისია ბირთვი. იგი შედგება ორი ფენისგან - გარე და შიდა. გარე ბირთვიეს არის გამდნარი რკინისა და ნიკელის ფენა 4500-6500 K ტემპერატურაზე 2000-2500 კმ სისქით. შიდა ბირთვი 1000-1500 კმ რადიუსით არის მყარი რკინა-ნიკელის შენადნობი, რომელიც თბება 4000-5000 K ტემპერატურაზე, სიმკვრივით დაახლოებით 14 გ / სმ 3, რომელიც წარმოიშვა უზარმაზარი (თითქმის 4 მილიონი ბარი) წნევით.
დედამიწის შიდა სითბოს გარდა, რომელიც მემკვიდრეობით მიიღო მისი ფორმირების ადრეული ცხელი ეტაპიდან და რომლის რაოდენობაც დროთა განმავლობაში უნდა შემცირდეს, არის კიდევ ერთი, გრძელვადიანი, რომელიც დაკავშირებულია ბირთვების რადიოაქტიურ დაშლასთან ხანგრძლივი ნახევრად. სიცოცხლე - უპირველეს ყოვლისა, 232 Th, 235 U, 238 U და 40 K. ამ დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია - ისინი შეადგენს დედამიწის რადიოაქტიური ენერგიის თითქმის 99%-ს - მუდმივად ავსებს დედამიწის თერმულ რეზერვებს. ზემოაღნიშნული ბირთვები შეიცავს ქერქსა და მანტიაში. მათი დაშლა იწვევს დედამიწის როგორც გარე, ისე შიდა ფენების გათბობას.
დედამიწის შიგნით არსებული უზარმაზარი სითბოს ნაწილი მუდმივად გამოდის მის ზედაპირზე, ხშირად ძალიან ფართომასშტაბიანი ვულკანური პროცესების დროს. ცნობილია სითბოს ნაკადი, რომელიც მიედინება დედამიწის სიღრმიდან მის ზედაპირზე. ეს არის (47±2)·10 12 ვატი, რაც უდრის სითბოს, რომელსაც შეუძლია გამოიმუშაოს 50 ათასი ატომური ელექტროსადგური (ერთი ატომური ელექტროსადგურის საშუალო სიმძლავრე დაახლოებით 10 9 ვატია). ჩნდება კითხვა, თამაშობს თუ არა რადიოაქტიური ენერგია რაიმე მნიშვნელოვან როლს დედამიწის მთლიან თერმულ ბიუჯეტში და თუ ასეა, რა როლი აქვს? ამ კითხვებზე პასუხი დიდი დროუცნობი დარჩა. ახლა არის ამ კითხვებზე პასუხის გაცემის შესაძლებლობა. აქ მთავარი როლი ეკუთვნის ნეიტრინოებს (ანტინეიტრინოებს), რომლებიც წარმოიქმნება პროცესებში რადიოაქტიური დაშლაბირთვები, რომლებიც ქმნიან დედამიწის ნივთიერებას და რომლებიც ე.წ გეო-ნეიტრინო.

გეო-ნეიტრინო

გეო-ნეიტრინოარის ნეიტრინოების ან ანტინეიტრინოების ერთობლივი სახელწოდება, რომლებიც გამოიყოფა დედამიწის ზედაპირის ქვეშ მდებარე ბირთვების ბეტა დაშლის შედეგად. ცხადია, უპრეცედენტო შეღწევადობის უნარის გამო, ამ (და მხოლოდ მათ) რეგისტრაციას მიწისზე დაფუძნებული ნეიტრინო დეტექტორებით შეუძლია ობიექტური ინფორმაციის მიწოდება რადიოაქტიური დაშლის პროცესების შესახებ, რომლებიც ხდება დედამიწის სიღრმეში. ასეთი დაშლის მაგალითია β - 228 Ra ბირთვის დაშლა, რომელიც არის ხანგრძლივი 232 Th ბირთვის α დაშლის პროდუქტი (იხ. ცხრილი):

228 Ra ბირთვის ნახევარგამოყოფის პერიოდი (T 1/2) არის 5,75 წელი, გამოთავისუფლებული ენერგია კი დაახლოებით 46 კევ. ანტინეიტრინოების ენერგეტიკული სპექტრი უწყვეტია ზედა ზღვართან ახლოს გამოთავისუფლებულ ენერგიასთან.
232 Th, 235 U, 238 U ბირთვების დაშლა არის თანმიმდევრული დაშლის ჯაჭვები, რომლებიც ქმნიან ე.წ. რადიოაქტიური სერია. ასეთ ჯაჭვებში α-დაშლა იკვეთება β −-დაშლებთან, ვინაიდან α-დაშლის დროს საბოლოო ბირთვები აღმოჩნდება გადატანილი β-სტაბილურობის ხაზიდან ნეიტრონებით გადატვირთული ბირთვების რეგიონში. ყოველი მწკრივის ბოლოში თანმიმდევრული დაშლის ჯაჭვის შემდეგ, წარმოიქმნება სტაბილური ბირთვები პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობით მაგიურ რიცხვებთან ახლოს ან ტოლი (Z = 82,ნ= 126). ასეთი საბოლოო ბირთვები ტყვიის ან ბისმუტის სტაბილური იზოტოპებია. ამრიგად, T 1/2-ის დაშლა მთავრდება ორმაგად ჯადოსნური ბირთვის ფორმირებით 208 Pb, ხოლო 232 Th → 208 Pb გზაზე ხდება ექვსი α-დაშლა, მონაცვლეობით ოთხი β - დაშლით (ჯაჭვში 238 U → 206 Pb, რვა α- და ექვსი β - - იშლება; არის შვიდი α- და ოთხი β − დაშლა 235 U → 207 Pb ჯაჭვში). ამრიგად, ანტინეიტრინოების ენერგეტიკული სპექტრი თითოეული რადიოაქტიური სერიიდან არის ნაწილობრივი სპექტრების სუპერპოზიცია ცალკეული β − დაშლისგან, რომლებიც ქმნიან ამ სერიას. 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K დაშლის დროს წარმოქმნილი ანტინეიტრინოების სპექტრები ნაჩვენებია ნახ. 1. 40 K დაშლა არის ერთი β − დაშლა (იხ. ცხრილი). უდიდესი ენერგია(3,26 მევ-მდე) ანტინეიტრინოები აღწევს დაშლისას
214 Bi → 214 Po, რომელიც არის ბმული 238 U რადიოაქტიური სერიიდან. 232 Th → 208 Pb სერიის ყველა დაშლის ბმულის გავლისას გამოთავისუფლებული ჯამური ენერგია არის 42,65 მევ. რადიოაქტიური სერიებისთვის 235 U და 238 U, ეს ენერგიები არის 46,39 და 51,69 მევ, შესაბამისად. დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია
40 K → 40 Ca არის 1,31 მევ.

232 Th, 235 U, 238 U, 40 K ბირთვების მახასიათებლები

ბირთვი	Გაზიარება % ნარევში იზოტოპები	ბირთვების რაოდენობა ეხება. Si ბირთვები	T 1/2 მილიარდი წელი	პირველი ლინკები გაფუჭება
232-ე	100	0.0335	14.0
235 U	0.7204	6.48 10 -5	0.704
238 U	99.2742	0.00893	4.47
40K	0.0117	0.440	1.25

დედამიწის მატერიის შემადგენლობაში შემავალი 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K ბირთვების დაშლის საფუძველზე გეო-ნეიტრინო ნაკადის შეფასებას მივყავართ 10 6 სმ რიგის მნიშვნელობამდე. -2 წმ -1. ამ გეო-ნეიტრინოების დარეგისტრირებით, შეგიძლიათ მიიღოთ ინფორმაცია რადიოაქტიური სითბოს როლის შესახებ დედამიწის მთლიან სითბოს ბალანსში და შეამოწმოთ ჩვენი იდეები ხმელეთის ნივთიერების შემადგენლობაში ხანგრძლივი რადიოიზოტოპების შემცველობის შესახებ.

ბრინჯი. 1. ანტინეიტრინოების ენერგეტიკული სპექტრები ბირთვული დაშლისგან

232 Th, 235 U, 238 U, 40 K ნორმალიზებულია ძირითადი ბირთვის ერთ დაშლამდე

რეაქცია გამოიყენება ელექტრონული ანტინეიტრინოების დასარეგისტრირებლად

P → e + + n, (1)

რომელშიც ფაქტობრივად აღმოაჩინეს ეს ნაწილაკი. ამ რეაქციის ბარიერი არის 1.8 მევ. მაშასადამე, ზემოაღნიშნულ რეაქციაში შეიძლება დარეგისტრირდეს მხოლოდ დაშლის ჯაჭვებში წარმოქმნილი გეო-ნეიტრინოები, რომლებიც იწყება 232 Th და 238 U ბირთვებიდან. განსახილველი რეაქციის ეფექტური განივი მონაკვეთი უკიდურესად მცირეა: σ ≈ 10 -43 სმ 2. აქედან გამომდინარეობს, რომ ნეიტრინოს დეტექტორი, რომლის მგრძნობიარე მოცულობაა 1 მ 3, აღრიცხავს არაუმეტეს რამდენიმე მოვლენას წელიწადში. აშკარაა, რომ ნეიტრინოს დეტექტორები საჭიროა გეო-ნეიტრინო ნაკადების საიმედოდ დასაფიქსირებლად. დიდი მოცულობაგანთავსებულია მიწისქვეშა ლაბორატორიებში მაქსიმალური ფონის დაცვისთვის. გეონეიტრინოების რეგისტრაციისთვის მზის და რეაქტორული ნეიტრინოების შესასწავლად შექმნილი დეტექტორების გამოყენების იდეა გაჩნდა 1998 წელს. ამჟამად, არსებობს ორი დიდი მოცულობის ნეიტრინო დეტექტორი, რომელიც იყენებს თხევადი სკინტილატორს და შესაფერისია პრობლემის გადასაჭრელად. ეს არის KamLAND ექსპერიმენტების ნეიტრინო დეტექტორები (იაპონია, ) და ბორექსინო (იტალია, ). ქვემოთ განვიხილავთ Borexino დეტექტორის მოწყობილობას და ამ დეტექტორზე მიღებულ შედეგებს გეო-ნეიტრინოების რეგისტრაციის შესახებ.

ბორექსინოს დეტექტორი და გეო-ნეიტრინოების რეგისტრაცია

Borexino ნეიტრინოს დეტექტორი მდებარეობს ცენტრალურ იტალიაში გრან სასოს ქედის ქვეშ მიწისქვეშა ლაბორატორიაში, რომლის მწვერვალები 2,9 კმ-ს აღწევს (ნახ. 2).

ბრინჯი. ნახ. 2. ნეიტრინო ლაბორატორიის მდებარეობის დიაგრამა გრან სასოს ქედის ქვეშ (ცენტრალური იტალია)

Borexino არის არასეგმენტირებული მასიური დეტექტორი, რომლის აქტიური საშუალებაა
280 ტონა ორგანული თხევადი სკინტილატორი. იგი ავსებდა ნეილონის სფერულ ჭურჭელს 8,5 მ დიამეტრის (სურ. 3). სკინტილატორი იყო ფსევდოკუმენი (C 9 H 12) სპექტრის ცვლის PPO დანამატით (1.5 გ/ლ). სცინტილატორის შუქს აგროვებს 2212 რვა დიუმიანი ფოტომულტიპლიკატორი (PMT), რომელიც განთავსებულია უჟანგავი ფოლადის სფეროზე (SSS).

ბრინჯი. 3. ბორექსინოს დეტექტორის მოწყობილობის სქემა

ნეილონის ჭურჭელი ფსევდოკუმენით არის შიდა დეტექტორი, რომლის ამოცანაა ნეიტრინოების (ანტინეიტრინოს) რეგისტრაცია. შიდა დეტექტორი გარშემორტყმულია ორი კონცენტრული ბუფერული ზონით, რომლებიც იცავს მას გარე გამა სხივებისა და ნეიტრონებისგან. შიდა ზონა ივსება არასინტილაციური საშუალებით, რომელიც შედგება 900 ტონა ფსევდოკუმენისგან დიმეთილ ფტალატის დანამატებით სცინტილაციების ჩაქრობის მიზნით. გარე ზონა მდებარეობს SNS-ის თავზე და არის წყლის ჩერენკოვის დეტექტორი, რომელიც შეიცავს 2000 ტონა ულტრასუფთა წყალს და წყვეტს სიგნალებს ობიექტში გარედან შემავალი მიონებისგან. თითოეული ურთიერთქმედებისთვის, რომელიც ხდება შიდა დეტექტორში, განისაზღვრება ენერგია და დრო. დეტექტორის კალიბრაციამ სხვადასხვა რადიოაქტიური წყაროს გამოყენებით შესაძლებელი გახადა ძალიან ზუსტად განესაზღვრა მისი ენერგეტიკული მასშტაბი და სინათლის სიგნალის განმეორებადობის ხარისხი.
Borexino არის ძალიან მაღალი რადიაციული სისუფთავის დეტექტორი. ყველა მასალა მკაცრად იყო შერჩეული და სკინტილატორი გაიწმინდა შიდა ფონის შესამცირებლად. მაღალი რადიაციული სისუფთავის გამო, Borexino არის შესანიშნავი დეტექტორი ანტინეიტრინოების გამოსავლენად.
რეაქციაში (1) პოზიტრონი იძლევა მყისიერ სიგნალს, რომელსაც გარკვეული დროის შემდეგ მოჰყვება წყალბადის ბირთვის მიერ ნეიტრონის დაჭერა, რაც იწვევს γ-კვანტის გამოჩენას 2,22 მევ ენერგიით, რაც ქმნის სიგნალი დაგვიანებულია პირველთან შედარებით. ბორექსინოში ნეიტრონის დაჭერის დრო დაახლოებით 260 μs-ია. მყისიერი და დაგვიანებული სიგნალები კორელაციაშია სივრცეში და დროში, რაც უზრუნველყოფს ე.-ით გამოწვეული მოვლენის ზუსტ ამოცნობას.
რეაქციის ბარიერი (1) არის 1,806 მევ და, როგორც ჩანს ნახ. 1, 40 K და 235 U-ის დაშლის ყველა გეო-ნეიტრინო ამ ზღურბლზე დაბალია და გეო-ნეიტრინოების მხოლოდ ნაწილი, რომელიც წარმოიშვა 232 Th და 238 U-ის დაშლის დროს, შეიძლება აღმოჩენილი იყოს.
ბორექსინოს დეტექტორმა პირველად აღმოაჩინა სიგნალები გეო-ნეიტრინოებიდან 2010 წელს და ახლახან გამოაქვეყნა ახალი შედეგები 2056 დღის დაკვირვების საფუძველზე 2007 წლის დეკემბრიდან 2015 წლის მარტამდე. ქვემოთ წარმოგიდგენთ მიღებულ მონაცემებს და მათი განხილვის შედეგებს სტატიაზე დაყრდნობით.
ექსპერიმენტული მონაცემების ანალიზის შედეგად გამოვლინდა ელექტრონული ანტინეიტრინოების 77 კანდიდატი, რომლებმაც გაიარეს შერჩევის ყველა კრიტერიუმი. e-ს სიმულაციური მოვლენების ფონი შეფასდა . ამრიგად, სიგნალი/ფონის თანაფარდობა იყო ≈100.
ძირითადი ფონის წყარო იყო რეაქტორის ანტინეიტრინოები. ბორექსინოსთვის სიტუაცია საკმაოდ ხელსაყრელი იყო, რადგან გრან სასოს ლაბორატორიის მახლობლად არ არის ბირთვული რეაქტორები. გარდა ამისა, რეაქტორის ანტინეიტრინოები უფრო ენერგიულია, ვიდრე გეო-ნეიტრინო, რამაც შესაძლებელი გახადა ამ ანტინეიტრინოების გამოყოფა პოზიტრონიდან სიგნალის სიძლიერით. გეო-ნეიტრინოების და რეაქტორული ანტინეიტრინოების წვლილის ანალიზის შედეგები ჩაწერილი მოვლენების საერთო რაოდენობაში e-დან ნაჩვენებია ნახ. 4. ამ ანალიზით მოცემული რეგისტრირებული გეონეიტრინოების რაოდენობა (დაჩრდილული ტერიტორია შეესაბამება მათ ნახ. 4-ში) უდრის . ანალიზის შედეგად მოპოვებული გეონეიტრინოების სპექტრში ორი ჯგუფი ჩანს – ნაკლებად ენერგიული, უფრო ინტენსიური და უფრო ენერგიული, ნაკლებად ინტენსიური. აღწერილი კვლევის ავტორები ამ ჯგუფებს უკავშირებენ, შესაბამისად, თორიუმის და ურანის დაშლას.
განხილულ ანალიზში ჩვენ გამოვიყენეთ თორიუმის და ურანის მასების თანაფარდობა დედამიწის მატერიაში.
m(Th)/m(U) = 3.9 (ცხრილში ეს მნიშვნელობა არის ≈3.8). ეს მაჩვენებელი ასახავს ამ ქიმიური ელემენტების ფარდობით შემცველობას ქონდრიტებში - მეტეორიტების ყველაზე გავრცელებულ ჯგუფში (დედამიწაზე ჩამოვარდნილი მეტეორიტების 90%-ზე მეტი სწორედ ამ ჯგუფს ეკუთვნის). ითვლება, რომ ქონდრიტების შემადგენლობა, გარდა მსუბუქი აირებისა (წყალბადი და ჰელიუმი), იმეორებს მზის სისტემის და პროტოპლანეტარული დისკის შემადგენლობას, საიდანაც შეიქმნა დედამიწა.

ბრინჯი. ნახ. 4. პოზიტრონებიდან გამომავალი სინათლის სპექტრი ფოტოელექტრონების რაოდენობის ერთეულებში ანტინეიტრინო კანდიდატი მოვლენებისთვის (ექსპერიმენტული წერტილები). დაჩრდილული ტერიტორია არის გეო-ნეიტრინოების წვლილი. მყარი ხაზი არის რეაქტორის ანტინეიტრინოების წვლილი.