ГЕОТЕРМИКА

ГЕОТЕРМИКА геотермия
(от гео... и греч. therme - тепло), раздел физики Земли, изучающий тепловое
состояние и тепловую историю земных недр. Солнечное тепло проникает только
в самые верхние слои земной коры. Суточные колебания темп-ры почвы распространяются
на глубину 1,2-1,5 м, годовые на 10-20 м. Далее теплота, связанная с солнечным
излучением, не проникает, однако с увеличением глубины установлен закономерный
рост темп-ры (см. Геотермический градиент), что свидетельствует о существовании
источников теплоты внутри Земли. Тепловой поток непрерывно поступает из
недр к поверхности Земли и рассеивается в окружающем пространстве. Плотность
теплового потока определяется произведением геотермич. градиента на коэфф.
теплопроводности. Значит, часть теплового потока составляет радиогенная
теплота, т. е. теплота, выделяемая при распаде радиоактивных элементов,
содержащихся в Земле.

Непосредственное измерение
темп-ры недр в пределах суши производится в шахтах и буровых скважинах
электротермометрами; для измерений на морском дне употребляют термоградиентографы.
Теплопроводность горных пород определяется на основании изучения образцов
в лабораториях. Измерения показывают, что изменение темп-ры с глубиной
в разных местах колеблется от 0,006 до 0,15 град/м. Плотность теплового
потока более постоянна и тесно связана с текто-нич. строением. Она очень
редко выходит за пределы 0,025-0,1 вт/м² (0,6- 2,4 мккал/см²•сек),
отдельные значения доходят до 0,3 вт/м² (8 мккал/см² •
сек). Для докембрийских кристаллич. щитов характерны малые значения [до
0,04 вт/м² (0,9 мккал/см²•сек)], для платформ - средние
[0,05-0,06 вт/м² (1,1- 1,5 мккал/см²•сек)], для тектонически
активных областей (срединноокеани-ческие хребты, рифты, области современного
орогенеза) - повышенные значения [0,07-0,1 вт/м²(1,7-2,6 мккал/см²•сек)].
В среднем и для океанов, и для материков, и для Земли в целом получаются
одинаковые значения [ок. 0,05 вт/м² (1,2 мккал/см²•
сек)], однако эта цифра не очень надёжна, т. к. большая часть поверхности
Земли ещё не обследована.

Непосредственное измерение
темп-ры в Земле возможно только до глубины неск. км. Далее темп-ру оценивают
косвенно, по темп-ре лав вулканов и по нек-рым геофизич. данным. Глубже
400 км определяются лишь вероятные пределы темп-ры. При этом учитывается,
что в Гутенберга слое темп-pa близка к точке плавления, а глубже темп-pa
плавления повышается (благодаря росту давления) быстрее, чем фактич. темп-pa,
и у границы ядра Земли вещество недр остаётся твёрдым, хотя ядро (кроме
субъядра) расплавлено. Вероятны след,
пределы темп-р на разных глубинах:.

Таким образом, геотермич.
градиент с глубиной сильно уменьшается. Мощность всего теплового потока,
идущего из Земли, ок. 2,5•10¹³ вт, что примерно в 30 раз больше
мощности всех электростанций мира, но в 4 тыс. раз меньше количества теплоты,
получаемой Землёй от Солнца. Поэтому теплота, поступающая из недр Земли,
не влияет на климат.

Для выяснения тепловой истории
Земли необходимы данные о первоначальном содержании радиоактивных элементов
в различных оболочках Земли, о их перемещении из одной геосферы в другую,
об энергии и темпах их распада, возрасте Земли, о количестве теплоты, полученном
планетой в процессе её образования, данные о количестве теплоты, выделяемой
и поглощаемой при различных механич., физич. и химич. процессах в недрах
Земли. Должны быть учтены также: различные коэфф. теплопроводности и удельной
теплоёмкости вещества земных недр, темп-ры и давления на разных глубинах
и на поверхности Земли.

Расчётные данные позволяют
нарисовать такую картину тепловой истории Земли. Сразу после образования
планеты из роя метеорных тел темп-pa её недр была, вероятно, 700-2000°С.
Расчёты для Земли с силикатным ядром показывают, что она никогда не была
расплавленной, кроме ядра и, быть может, слоя Гутенберга. Глубокие недра
Земли медленно нагреваются (на несколько градусов за 10⁷ лет),
а верхние слои её (несколько сот километров) ещё медленнее остывают.

Геотермич. исследования имеют
большое теоретич. значение для разных наук о Земле. В частности, велика
их роль в построении и оценке тектонич. гипотез. Так, напр., данные Г.
приходят в противоречие с гипотезой тепловой контракции (см. Контракционная
гипотеза) и некоторыми другими гипотезами, к-рые предполагают, что выходы
теплоты из Земли гораздо больше наблюдаемых. Геотермические измерения используются
и для практических целей. Они помогают в разведке нефти и других полезных
ископаемых, в подготовке к использованию внутр. тепла Земли для пром. и
бытовых целей.

Лит.: Геотермические исследования.
[Сб. ст.], М., 1964; Магницкий В. А., Внутреннее строение и физика Земли,
[М.], 1965; Геотермические исследования и использование тепла Земли, [Труды
2-го совещания по геотермическим исследованиям в СССР], М., 1966; Любимова
Е. А., Термика Земли и Луны, М., 1968; Вакин Е. А., Поляк Б. Г.,Сугробов
В.М., Основные проблемы геотермии вулканических областей, в сб.: Вулканизм,
гидротермы и глубины Земли, Петропавловск-Камчатский, 1969. Е. А. Любимова,
И. М. Кутасов, Е. Н. Люстих.

<ГЕОТЕРМИЧЕСКАЯ СТУПЕНЬ,
увели чение глубины в земной коре (в метрах), соответствующее повышению
темп-ры горных пород на 1°С. В среднем Г. с. равна 30-40
л; в кристаллич. породах в неск. раз больше (до 120-200 м), чем в осадочных.
Колеблется в значит, пределах в зависимости от глубины и места (от 5 до
150 м). Для Москвы средняя величина Г. с. равна 38,4 м. Измерение прироста
темп-ры горных пород с увеличением глубин их залегания устанавливается
геотермическим градиентом.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я