浙江省地质勘查局

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地球内部储存着巨大的热能

2008-1-31发布

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　　地球内部储存着巨大的热能，这就是常说的地热。地壳表层的温度常随外界温度而有日变化和年受化，但从地表向下到达一定深度，具温度不随外界温度而变化，这一深度叫常温层。它的深度因地而异，在我国北方，温度具有年变化的深度大约在 30m 左右。在年常温层以下，地温随深度而增加，此增温规律可以用地热增温级或地热梯度表示。所谓地热增温级是在年常温层以下，温度每升高1℃时所增加的深度，单位是m/℃，例如，大庆的地热增温级为20m/℃，北京房山为50m/℃。地热增温级的平均数值是33m/℃。地热增温级的倒数叫地热梯度，即每深100m所增加的温度，单位是℃/100m。地热梯度的平均数值是3℃/100m。

　　地热增温的规律只适用于地壳部分或岩石圈。据地球物理资料推断，整个地球的平均温度约为2000℃。地热的主要来源是由放射性元素衰变而产生的，地球内的热能可以通过不同形式进行释放，如火山喷发、热水活动以及构造运动等都是消耗地热的形式。但地热释放最经常和持续的形式是地球内部热能从地球深部向地表的传输，这种现象称为大地热流。地球通过大地热流放热的现象是十分普遍的，只是单位面积（1cm2）的放热量很小，平均每秒钟只有 6.15×10-6J。热流量的单位为 4.1868×10-6J/cm2·s，通称地热流量单位（HFU）。虽然地表单位面积的每秒热流量很小，但整个地球表面在一年中的放热总量可以达到 9.63×1020-1.09×1021J，这个数字相当于燃烧300多亿吨煤放出的热量。可见地球本身是一个庞大的热库。地热流量或地热流值（Q）的计算公式是岩石导热率（K）和垂直地热梯度（dT/dZ）的乘积，即Q=K（dT/dZ），式中T代表温度，Z代表深度。一般是在室内测定岩心标本的导热率，在钻井中测量地热梯度，两个数值相乘，即得出地热流值。但用钻井岩心标本测定导热率存在很大困难，例如岩心标本离开它原来的位置，其温度、湿度和所受的压力等自然状态有了很大变化，有时岩心发生破裂，或者岩心取自松散岩层，凡此等等，都会使测量的数值产生很大误差。近年来研究成功一种地热流原位测定的仪器，特别适用于测量海底淤积层的导热率，大大推动了海洋地热流测定进度。到20世纪80年代末，全球地热值已测得1万多个，其中有2/3的数值是测自海洋。

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