Persone che ricevono energia dalla terra. Spessore della crosta terrestre

Ciascuno degli elementi ha un campo energetico specifico che può essere utilizzato per rafforzare e mantenere un’aura umana sana.

Anche il nostro pianeta, il suolo che è sempre sotto i nostri piedi, non fa eccezione, quindi le persone che ricevono energia dalla terra stanno diventando sempre più comuni nel mondo dell'esoterismo. Sin dai tempi antichi, è la terra che ha il potere della fertilità e del trionfo della vita, attrae in senso letterale e non solo dà forza, ma assorbe anche la negatività.

Caratteristiche energetiche

L'energia della Terra, di regola, penetra nel corpo umano attraverso i tre chakra principali situati nella parte inferiore del corpo. È possibile ricevere i flussi dal chakra nel coccige o attraverso le piante dei piedi, ma ciò richiede frequenti camminate sull'erba o sui cumuli di sabbia.

I centri energetici superiori, a loro volta, assorbono il potere del Cosmo, e nel punto nodale centrale tutti i flussi convergono e si armonizzano. Quando si verifica un qualche tipo di cambiamento e una delle energie comincia a mancare, lo squilibrio si manifesta non solo a livello spirituale.

Esiste un'altra versione secondo la quale l'energia della terra entra nel corpo attraverso un flusso energetico longitudinale ascendente. La forza del sole entra nel corpo dall'alto. Quindi ciascuna delle energie si disperde in tutto il corpo grazie a piccoli canali.

Il sistema energetico ricorda la struttura del sistema nervoso, quindi ogni cellula umana riceve la quantità necessaria di energia terrestre.

Tra alcuni bioenergetici è generalmente accettato che il flusso energetico della terra sia diviso in due tipi. L’energia manifesta è planetaria e l’energia nascosta è Divina. Nel primo caso stiamo parlando della forza dominante con l'aiuto della quale esiste la vita sul nostro pianeta. Tuttavia, l’energia planetaria può anche essere individuale, relativa a diversi elementi degli elementi.

Il potere manifestato della terra è l'energia che circonda sempre il nostro spazio sotto forma di basse vibrazioni percepite dagli esseri umani.

Flussi energetici di questo tipo possono essere considerati montagne, alberi e altri elementi della terra con una struttura densa. L'energia planetaria entra nel corpo umano dal cibo, dall'acqua, dal fuoco, dall'aria, dai minerali e dalle piante. È necessario per la guarigione e l'armonizzazione del corpo. A causa di questi flussi, viene effettuata la messa a terra delle energie cosmiche e solari, che in grandi quantità potrebbero danneggiare l'uomo se non fosse per il nostro pianeta.

Per quanto riguarda l'energia non manifesta, anch'essa ha diversi livelli.

• In primo luogo, c'è l'aura della Terra, un flusso che circonda il pianeta, che immagazzina una vibrazione unica e attraversa tutta la vita sulla terra, anche attraverso i sottili gusci degli individui.
• In secondo luogo, il flusso Divino può riguardare anche solo l'elemento terra e passare attraverso gli involucri fisici, proteggendo l'energia umana.

C'è un'opinione secondo cui il corpo stesso dell'individuo è una raccolta di energia planetaria appartenente a diversi elementi. Ma in ogni persona c'è anche il potere divino della terra, che aiuta a comunicare con Sé Superiore... È questa energia che distingue una persona dagli altri esseri viventi. A sua volta, la fusione delle energie planetarie e divine della terra garantisce il rinnovamento del corpo fisico, la sua trasformazione attraverso nuove cellule. Questa armonia energetica consente a una persona di sopravvivere in condizioni di abbondanza di energia materiale.

Parte dei flussi divini dalla terra vengono inviati alle cellule umane per l'autoguarigione. Questa energia aiuta la circolazione sanguigna e la funzione cerebrale.

L'energia divina emanata dalla Terra dona sviluppo mentale all'individuo. Guida i suoi pensieri filosofici sulla morte e sulla vita, sul suo posto nel mondo. Se manca questa forza terrena, l'esistenza umana somiglia alla semplice inerzia animale, al dominio degli istinti. Ma, di regola, questo flusso di terra penetra facilmente nel corpo attraverso i canali del cervello (sia ossa, colonna vertebrale e cervello).

I punti di entrata e di uscita di questo tipo di energia si trovano sulle dita di una persona. Il nostro pianeta, infatti, fa passare le proprie forze attraverso il corpo dell’individuo per poi uscire nello Spazio, dove avverrà il più grande scambio energetico necessario all’Universo.

L'energia divina terrena molto spesso affronta la difficoltà di lasciare una persona. Molte persone bloccano questo flusso dentro di sé a causa dell’ansia, degli sconvolgimenti personali o sociali. La tensione nervosa crea un ingorgo nel punto di partenza dei flussi della terra nello Spazio, da cui l'individuo soffre di debolezza, emicranie, dolori cardiaci e vertigini. Questo ingorgo energetico può essere rimosso cambiando la situazione e creando un’atmosfera calma. Potrebbe anche essere necessario attrarre l'energia della terra come elemento (cioè energia manifesta).

Esiste anche un altro tipo di energia terrena di origine divina. Viene dal passato, dall'albero genealogico della personalità. Qui è coinvolta la potenza del pianeta, così come l'energia grazie alla quale è stata concepita la razza umana. Quando questo tipo di energia è presente in quantità minime, il soggetto può avere ritardi di sviluppo e presentare disabilità fisiche fin dall'infanzia.

L'energia della terra proveniente dall'Albero della Famiglia a volte non entra nel corpo umano a causa della contaminazione del canale del parto, che soffre di maledizioni, dell'energia di una vita peccaminosa e di grandi ristagni energetici. Questa energia è necessaria all'individuo per il suo sviluppo spirituale e la crescita dei poteri mistici. Prima entra nel cervello attraverso un canale, quindi lava la colonna vertebrale e si disperde lungo le terminazioni nervose in tutte le cellule e parti del corpo.

La forza dell'energia terrena dell'Albero genealogico dipende direttamente dal desiderio della persona stessa, quindi, con il giusto livello di preparazione, puoi curarti con un tale flusso, utilizzando l'attività del subconscio e della coscienza.

Si ritiene inoltre che questo tipo di energia proveniente dalla terra possa aiutare nella transizione alla quarta dimensione. Questi flussi rivelano le possibilità di nuove vibrazioni, promuovono la telecinesi, la levitazione, ecc.

Ciascuno dei tipi di flusso Divino terreno deve essere bilanciato nel corpo umano dall'energia del Cosmo (anch'essa di tipo Divino). Ma solo l'individuo stesso può controllare queste vibrazioni, facendole passare attraverso il suo corpo e creando uno specifico programma di azione energetica. Un programma significa un'espressione specifica di volontà indirizzata al flusso dell'energia divina. In altre parole, l’energia non manifestata della terra può soddisfare i desideri e altro ancora. Con il suo aiuto, puoi purificarti da germi e batteri, impurità del sangue e alleviare gli spasmi vascolari.

L'energia planetaria di solito obbedisce alle vibrazioni più elevate dell'energia Divina della terra, perché sono dirette dai pensieri dell'individuo e lavorano con l'inquinamento energetico e gli atteggiamenti negativi. I sostenitori di questo concetto ricorrono spesso al lavoro con l'energia terrena di tipo Divino attraverso minerali speciali sotto forma di uova. Con il loro aiuto, puoi aprire nuovi canali nel corpo ed eliminare emozioni non necessarie, oltre a ripristinare le strutture dei tessuti nel corpo.

Vale la pena notare che, dal punto di vista di alcuni scienziati, anche l'energia terrena è divisa in libera e potenziale. Il primo tipo è disponibile per l'uomo al contatto con la natura, il secondo fornisce gravità e non viene trasmesso agli esseri viventi per evitare il caos. Nel corpo di un individuo, l'energia della terra garantisce la circolazione di altri tipi di energia e mette in guardia contro la carenza di energia e controlla anche il metabolismo. L'energia del nostro pianeta funge da base per tutta la vitalità umana, è proprio questa energia che è idealmente combinata con qualsiasi organismo.

Quando si parla dei tipi di energia terrena, non si può ignorare il lato negativo delle forze del nostro pianeta. Gli spiriti oscuri stanno cambiando l'energia della superficie terrestre in molti luoghi. Per questo motivo, l’aura luminosa di una persona può soffrire se trascorre molto tempo in un territorio geopatogeno. Le cosiddette aree di vampirismo tolgono energia e distruggono sia l'involucro eterico che quello fisico. In questi punti della terra si accumulano anche molta energia necrotica e forze distruttive. Tale energia terrena è utile solo per stregoni e sensitivi neri.

Il sostegno dal suolo e la sua mancanza

I flussi dalla superficie terrestre vengono costantemente emessi, ma non tutta l'energia raggiunge una persona. Nel mondo moderno, le persone camminano raramente, soprattutto a piedi nudi; interagiscono poco con la natura. Da qui la perdita di legami con gli antenati, la perdita di resistenza e forza naturale. Ma il sostegno della terra basterebbe per l’intera società. Più le persone comunicano con la terra, più potere ricevono da essa.

Se una persona manca di energia terrestre, è depressa. La gioia di vivere e il piacere sfuggono a un tale individuo, inizia ad avere problemi nella sfera sessuale, nel campo della finanza. La mancanza di tale forza naturale impedisce la realizzazione dei sogni e la realizzazione di progetti. La stabilità e la stabilità scompaiono, il che significa che una persona si trasforma in un soggetto irritabile e insicuro, un osservatore passivo delle sue difficoltà. L'individuo comincia a percepirsi come un estraneo nella propria vita, perde se stesso e l'energia fondamentale della vita, precipitando in uno stato di nervosismo, paura e illusioni.

L'energia della superficie terrestre viene utilizzata per nutrire tutte le parti del corpo; esse si sviluppano e si rinnovano a livello molecolare. Ma la cosa più importante è che l'energia della terra può essere utilizzata per sviluppare qualità spirituali come misericordia, reattività, calma, gentilezza, armonia e persino istinto materno. La mancanza di energia terrena nel corpo porta a malattie del sistema cardiovascolare, guasti emotivi e interruzioni del biocampo.

Il potere della terra può essere utilizzato efficacemente per la ricarica generale del corpo e per le procedure di guarigione. L'impatto di questa energia su una persona può essere visto, ad esempio, nelle chiese e nelle cattedrali, dove il soffitto a cupola raccoglie tutta l'energia dalla superficie della terra. Questa energia è esaltata dalla doratura e dallo stagno che rivestono le cupole. Inoltre, la gravità aiuta a ripristinare il desiderio sessuale. Per fare questo, è utile utilizzare l'automassaggio con i palmi delle mani, che distribuisce l'energia in tutto il corpo e previene la comparsa di buchi energetici nel biocampo.

Quindi, la terra è un simbolo di vita benefica, rinascita e protezione, cura e moderazione. È grazie alla sua energia che puoi rivolgerti alle antiche risorse della tua specie per ritrovare la salute perduta o ripristinare il tuo stato materiale.

Come sentire il potere della terra

Per assorbire l'energia naturale dal pianeta, le persone ricorrono a metodi diversi. Alcune tecniche assomigliano al semplice rilassamento, altre sono complicate meditazioni di concentrazione e altre ancora sono una forma di svago attivo. Ognuno può scegliere qualcosa di proprio gradimento.

Tocca diversi elementi degli elementi della terra più spesso possibile

I contatti devono essere coscienti, cioè Devi formulare mentalmente il tuo desiderio di ricaricarti con energia utile. Anche le pietre possono essere usate come fonte di potere terreno.

Non è meno utile abbracciare alberi e coltivare piante nella tua zona, contemplando periodicamente il loro processo di sviluppo.

Fai una passeggiata nella natura

Puoi andare in un parco vicino o guidare fino alla foresta più vicina. La passeggiata deve essere appartata e silenziosa, serve a distogliere la mente dal caos cittadino e dalle difficoltà quotidiane. Cerca di risvegliare in te stesso l'energia della contemplazione e di assorbire il sostegno della terra.

Vai a piedi nudi

È già stato indicato sopra che il flusso principale di energia terrena entra attraverso i piedi di una persona durante il contatto diretto con la superficie. Se toccare il suolo con i palmi delle mani non ti sembra sufficiente, puoi toglierti le scarpe nei tratti non asfaltati della strada e camminare.

È anche sufficiente stare su tale terreno con gli occhi chiusi, rilassarsi e immaginare come si riempiono i canali energetici nel corpo. In estate potrete correre a piedi nudi sull'erba e ammirare il cielo terso. Cerca di posizionare i piedi alla larghezza delle spalle ed evita di sforzare le braccia con movimenti inutili.

Visualizza l'energia che entra

Camminando in un angolo tranquillo della natura o stando a piedi nudi su un terreno pulito, si può immaginare come un flusso energetico salga dalle profondità della terra ed entri nel corpo attraverso i piedi, penetrando nella colonna vertebrale e salendo fino alla sommità della testa.

Quindi l'energia inizia a muoversi dall'alto verso il basso e di nuovo entra negli strati profondi del pianeta. La visualizzazione dello scambio energetico naturale può essere completata rilassandosi sull'erba in posizione sdraiata con le gambe e le braccia divaricate.

Medita come un albero

Immagina di essere parte della terra e di ricevere tutti i minerali e le vitamine necessari dal suolo. Senti come l'energia viene risucchiata dalla terra attraverso il sistema radicale dell'albero in cui sono diventati i tuoi piedi.

La parte superiore della tua testa è una corona che va in alto tra le nuvole. Puoi anche sdraiarti a terra d'estate e, vestito con abiti leggeri, sentire quasi a livello fisico la saturazione del tuo spazio energetico con le forze del pianeta, la sua cura e stabilità. Allo stesso tempo, è importante non dimenticare la corretta respirazione.

Se mediti in posizione eretta, allarga le gambe, immaginando come le pietre ti inchiodano a terra. Posiziona i palmi delle mani sulle cosce, dita divaricate. Ad ogni espirazione, la tua energia andrà nelle profondità del pianeta e lì verrà purificata. Dopo il rinnovamento, riempie il tuo corpo mentre inspiri. Respira profondamente con lo stomaco, lascia che l'aria rivitalizzi il tuo corpo e lascia che i morbidi flussi della terra scorrano attraverso i tuoi piedi fino ai polmoni.

Al termine di questa pratica, potrai immaginarti nel punto del pianeta in cui ti senti più calmo. Riposa lì e ritorna alla realtà.

Fai dei bagni di fango

Sorprendentemente, la fonte dell'energia terrena non sono solo cumuli di sabbia o terra, ma anche altre sostanze. Sporcarsi nel fango o nell'argilla medicinale non è solo benefico dal punto di vista medico, ma anche divertente.

Inoltre, questo tipo di bagno restituisce perfettamente al corpo la forza perduta della terra. Non è un caso che i bambini gattonino nel fango o nell'erba con grande piacere.

Organizzare giorni di digiuno

L'energia della terra è immagazzinata in molti prodotti naturali e liquidi. Pertanto, almeno una volta alla settimana, puoi organizzare la cosiddetta giornata del cibo vivo. Consuma i doni del pianeta, utilizzando, ad esempio, acqua di sorgente pulita e frutta o verdura non trasformata. Allo stesso tempo, è consigliabile ringraziare la terra per tutti i suoi doni generosi.

Guarda l'alba

Con l'inizio di ogni giorno, puoi immediatamente stare a piedi nudi sulla nuda terra, girando la faccia verso est. Successivamente, dovresti ringraziare sia il sole che il pianeta, così come te stesso e la vita stessa per l'opportunità di nuovi traguardi.

Fondersi con la terra

Stare nella natura con gli occhi chiusi, preferibilmente a piedi nudi. Immagina i tuoi piedi a forma di grandi palline, parzialmente sepolte nel terreno. Inspira profondamente, immaginando il flusso di energia attraverso queste sfere nel corpo. Trattenete il respiro in modo che il potere della terra si diffonda in tutto il vostro corpo. Quando espiri, restituisci parte dell'energia.

Se hai una forma fisica sufficiente e non hai pressioni psicologiche, puoi alzarti in piedi, allargare le gambe all'altezza delle spalle, piegare leggermente le ginocchia e, chiudendo gli occhi, accovacciarti. Immagina che l'energia delle gambe si fonda con i flussi della terra.

Senti come il tuo corpo sta lentamente affondando negli strati più profondi della terra.

Usa la pratica dello yoga

Sedersi all'aperto in un angolo ombreggiato e tranquillo con le gambe incrociate e le mani sulle ginocchia. Collega gli indici ai pollici ed estendi le braccia, toccando il terreno con le dita rimanenti. Respira lentamente e profondamente, sentendo che l'energia della terra penetra nel tuo corpo attraverso la punta delle dita ad ogni respiro.

Rilassati il ​​più possibile e scarta i pensieri inutili.

Ricevi l'energia della terra insieme all'energia solare

Ritirati la mattina presto in un posto tranquillo. Strofina le mani. Quindi immagina di avere un'altra mano e strofina mentalmente i tuoi veri palmi con loro, in modo che i canali energetici si aprano lì.

Prova ad accarezzare le pareti di questi canali, ad espanderli e ad aumentare la loro sensibilità in relazione alle azioni del secondo paio di mani. Quindi devi visualizzare una sfera luminosa che impasterai con mani immaginarie. La palla aumenta il diametro dei canali energetici e inizia a muoversi lungo di essi, effettuando così la pulizia.

Allo stesso modo, immagini i canali sulle piante dei tuoi piedi, massaggiandoli con i palmi mentali e purificandoli con una sfera di luce. Quindi, rimani all'alba, concentrandoti sui canali che hai tra le mani. Senti come i tuoi palmi diventano senza peso, sono pronti a ricevere energia.

Quindi concentrati sui piedi e fai lo stesso. Ora l'energia del sole comincia a fluire attraverso le mani e il flusso della terra penetra attraverso i canali dei piedi. L'energia è morbida e calda, gli arti pulsano e si riscaldano.

Ti senti pulito, energico e rinvigorito. La fatica lascia il corpo.

Nutretevi dei flussi della Terra e dello Spazio allo stesso tempo

Questo esercizio ti aiuta a fare il pieno di energia prima dell'attività fisica o mentale. Prendi una posizione seduta con la colonna vertebrale dritta, premi i piedi sul pavimento e punta i palmi delle mani verso l'alto. Chiudi le palpebre. Visualizza pesanti correnti di forza terrena che fluiscono nel corpo attraverso i piedi. L'energia entra nella colonna vertebrale, da lì va alle braccia e alla testa.

Allo stesso tempo, un'onda cosmica di leggerezza e luce scende su di te dalla sommità della testa fino alla colonna vertebrale, arrivando fino ai piedi. Le energie si incontrano nella parte inferiore della colonna vertebrale e si intrecciano. Riempiono tutto il corpo di forza. Se hai intenzione di impegnarti in attività spirituali, immagina come l'energia esce dalla tua testa o dalle tue mani (nel caso della scrittura).

Per il lavoro fisico, è necessario visualizzare il flusso attraverso le gambe e le braccia.

Le persone che ricevono energia dalla terra, come risultato di tali esercizi, diventano individui armoniosi.

È necessario ricordare che le forze del pianeta a livello fisico sviluppano una persona, rafforzando la sua immunità e il suo sistema muscolare. Ma la cosa più importante è che il flusso terreno di energia aiuta a lavorare sulla tua coscienza, anima e cuore. Unendoti regolarmente con il potere del pianeta, puoi raggiungere la longevità, stabilire un contatto con i tuoi antenati e scoprire abilità paranormali.

Nel nostro Paese, ricco di idrocarburi, l'energia geotermica è una sorta di risorsa esotica che, data la situazione attuale, difficilmente potrà competere con petrolio e gas. Tuttavia, questo tipo di energia alternativa può essere utilizzata quasi ovunque e in modo abbastanza efficace.

L'energia geotermica è il calore dell'interno della terra. Viene prodotto nelle profondità e raggiunge la superficie della Terra in diverse forme e con diverse intensità.

La temperatura degli strati superiori del suolo dipende principalmente da fattori esterni (esogeni): illuminazione solare e temperatura dell'aria. In estate e durante il giorno il terreno si riscalda fino a determinate profondità, mentre in inverno e di notte si raffredda in seguito agli sbalzi della temperatura dell'aria e con un certo ritardo che aumenta con la profondità. L'influenza delle fluttuazioni giornaliere della temperatura dell'aria termina a profondità da poche a diverse decine di centimetri. Le fluttuazioni stagionali colpiscono gli strati più profondi del terreno, fino a decine di metri.

Ad una certa profondità, da decine a centinaia di metri, la temperatura del suolo rimane costante, pari alla temperatura media annuale dell'aria sulla superficie terrestre. Puoi verificarlo facilmente scendendo in una grotta abbastanza profonda.

Quando la temperatura media annuale dell'aria in una determinata area è inferiore allo zero, si manifesta come permafrost (più precisamente, permafrost). Nella Siberia orientale, lo spessore, cioè lo spessore, dei terreni ghiacciati tutto l'anno in alcuni luoghi raggiunge i 200-300 m.

A partire da una certa profondità (diversa per ogni punto della mappa), l'azione del Sole e dell'atmosfera si indebolisce tanto che intervengono prima i fattori endogeni (interni) e l'interno della terra si riscalda dall'interno, tanto che la temperatura comincia a salire con profondità.

Il riscaldamento degli strati profondi della Terra è associato principalmente al decadimento degli elementi radioattivi che vi si trovano, sebbene siano chiamate anche altre fonti di calore, ad esempio processi fisico-chimici e tettonici negli strati profondi della crosta e del mantello terrestre. Ma qualunque sia la ragione, la temperatura delle rocce e delle sostanze liquide e gassose ad esse associate aumenta con la profondità. I minatori devono affrontare questo fenomeno: fa sempre caldo nelle miniere profonde. A una profondità di 1 km, il calore di trenta gradi è normale, e più in profondità la temperatura è ancora più alta.

Il flusso di calore dall'interno della terra che raggiunge la superficie terrestre è piccolo: in media la sua potenza è di 0,03–0,05 W/m2, ovvero circa 350 Wh/m2 all'anno. Sullo sfondo del flusso di calore del Sole e dell'aria da esso riscaldata, questo è un valore impercettibile: il Sole fornisce ogni metro quadrato di superficie terrestre circa 4000 kWh all'anno, cioè 10.000 volte di più (ovviamente, questo è in media, con un'enorme differenza tra le latitudini polari ed equatoriali e in funzione di altri fattori climatici e meteorologici).

L'insignificanza del flusso di calore dall'interno alla superficie nella maggior parte del pianeta è associata alla bassa conduttività termica delle rocce e alle peculiarità della struttura geologica. Ma ci sono delle eccezioni: luoghi in cui il flusso di calore è elevato. Si tratta innanzitutto di zone di faglie tettoniche, di maggiore attività sismica e di vulcanismo, dove trova sbocco l’energia dell’interno della terra. Tali zone sono caratterizzate da anomalie termiche della litosfera; qui il flusso di calore che raggiunge la superficie terrestre può essere molte volte e persino ordini di grandezza più potente del “normale”. In queste zone le eruzioni vulcaniche e le sorgenti termali portano in superficie enormi quantità di calore.

Queste sono le aree più favorevoli allo sviluppo dell'energia geotermica. Sul territorio della Russia si tratta, prima di tutto, della Kamchatka, delle Isole Curili e del Caucaso.

Allo stesso tempo, lo sviluppo dell'energia geotermica è possibile quasi ovunque, poiché l'aumento della temperatura con la profondità è un fenomeno universale e il compito è “estrarre” il calore dalle profondità, proprio come da lì vengono estratte le materie prime minerali.

In media, la temperatura aumenta con la profondità di 2,5–3°C ogni 100 m. Il rapporto tra la differenza di temperatura tra due punti che si trovano a profondità diverse e la differenza di profondità tra loro è chiamato gradiente geotermico.

Il reciproco è il gradino geotermico, ovvero l'intervallo di profondità in cui la temperatura aumenta di 1°C.

Più alto è il gradiente e, di conseguenza, più basso è il livello, più il calore delle profondità della Terra si avvicina alla superficie e più questa zona è promettente per lo sviluppo dell’energia geotermica.

In diverse aree, a seconda della struttura geologica e di altre condizioni regionali e locali, il tasso di aumento della temperatura con la profondità può variare notevolmente. Su scala terrestre, le fluttuazioni nell'entità dei gradienti e dei gradini geotermici raggiungono 25 volte. Ad esempio, in Oregon (USA) la pendenza è di 150°C per 1 km, e in Sud Africa - 6°C per 1 km.

La domanda è: qual è la temperatura a grandi profondità: 5, 10 km o più? Se la tendenza continua, le temperature a una profondità di 10 km dovrebbero avere una media di circa 250–300°C. Ciò è più o meno confermato dalle osservazioni dirette in pozzi ultraprofondi, sebbene il quadro sia molto più complicato di un aumento lineare della temperatura.

Ad esempio, nel pozzo superprofondo di Kola, perforato nello scudo cristallino del Baltico, la temperatura fino a una profondità di 3 km cambia ad una velocità di 10°C/1 km, e quindi il gradiente geotermico diventa 2–2,5 volte maggiore. Ad una profondità di 7 km è stata già registrata una temperatura di 120°C, a 10 km - 180°C e a 12 km - 220°C.

Un altro esempio è un pozzo perforato nella regione del Caspio settentrionale, dove a 500 m di profondità è stata registrata una temperatura di 42°C, a 1,5 km - 70°C, a 2 km - 80°C, a 3 km - 108°C .

Si assume che il gradiente geotermico decresce a partire da una profondità di 20–30 km: a 100 km di profondità le temperature stimate sono di circa 1300–1500°C, a 400 km - 1600°C, nel sottosuolo terrestre nucleo (profondità superiore a 6000 km) - 4000–5000° C.

A profondità fino a 10-12 km, la temperatura viene misurata attraverso pozzi trivellati; dove non sono presenti, è determinata da segni indiretti allo stesso modo che a profondità maggiori. Tali segnali indiretti possono essere la natura del passaggio delle onde sismiche o la temperatura della lava in eruzione.

Tuttavia, ai fini dell’energia geotermica, i dati sulle temperature a profondità superiori a 10 km non sono ancora di interesse pratico.

C'è molto calore a una profondità di diversi chilometri, ma come sollevarlo? A volte la natura stessa risolve questo problema per noi con l'aiuto di un refrigerante naturale: acque termali riscaldate che emergono in superficie o si trovano a una profondità a noi accessibile. In alcuni casi, l'acqua nelle profondità viene riscaldata allo stato di vapore.

Non esiste una definizione rigorosa del concetto di “acque termali”. Si intendono di norma le acque calde sotterranee allo stato liquido o sotto forma di vapore, comprese quelle che giungono alla superficie della Terra con una temperatura superiore a 20°C, cioè di norma superiore alla temperatura dell'aria .

Il calore dell'acqua sotterranea, del vapore e delle miscele vapore-acqua è energia idrotermale. Di conseguenza, l'energia basata sul suo utilizzo è chiamata idrotermale.

La situazione è più complicata con l'estrazione del calore direttamente dalle rocce secche: l'energia petrotermica, soprattutto perché temperature sufficientemente elevate, di regola, iniziano da profondità di diversi chilometri.

Sul territorio della Russia, il potenziale dell'energia petroltermica è cento volte superiore a quello dell'energia idrotermale: rispettivamente 3.500 e 35 trilioni di tonnellate di carburante standard. Questo è del tutto naturale: il calore delle profondità della Terra è disponibile ovunque e le acque termali si trovano localmente. Tuttavia, a causa di evidenti difficoltà tecniche, attualmente le acque termali vengono utilizzate soprattutto per produrre calore ed elettricità.

Le acque con temperature comprese tra 20–30 e 100°C sono adatte per il riscaldamento, temperature da 150°C e superiori sono adatte per la produzione di elettricità nelle centrali geotermiche.

In generale, le risorse geotermiche in Russia, in termini di tonnellate di combustibile equivalente o di qualsiasi altra unità di misura dell’energia, sono circa 10 volte superiori alle riserve di combustibili fossili.

Teoricamente solo l'energia geotermica potrebbe soddisfare pienamente il fabbisogno energetico del Paese. In pratica, al momento, nella maggior parte del suo territorio ciò non è fattibile per ragioni tecniche ed economiche.

Nel mondo, l’uso dell’energia geotermica è spesso associato all’Islanda, un paese situato all’estremità settentrionale della dorsale medio-atlantica, in una zona tettonica e vulcanica estremamente attiva. Probabilmente tutti ricordano la potente eruzione del vulcano Eyjafjallajökull ( Eyjafjallajökull) nell'anno 2010.

È grazie a questa specificità geologica che l'Islanda dispone di enormi riserve di energia geotermica, tra cui sorgenti termali che emergono sulla superficie della Terra e sgorgano anche sotto forma di geyser.

In Islanda, oltre il 60% di tutta l’energia consumata proviene attualmente dalla Terra. Le fonti geotermiche forniscono il 90% del riscaldamento e il 30% della produzione di elettricità. Aggiungiamo che il resto dell’elettricità del Paese è prodotta da centrali idroelettriche, cioè utilizzando anche una fonte di energia rinnovabile, facendo sembrare l’Islanda una sorta di standard ambientale globale.

L’addomesticamento dell’energia geotermica nel 20° secolo ha portato grandi benefici economici all’Islanda. Fino alla metà del secolo scorso era un Paese molto povero, ora è al primo posto al mondo per capacità installata e produzione di energia geotermica pro capite ed è tra i primi dieci per capacità installata assoluta di centrali geotermiche . Tuttavia, la sua popolazione conta solo 300mila persone, il che semplifica il compito di passare a fonti energetiche rispettose dell'ambiente: il suo fabbisogno è generalmente ridotto.

Oltre all'Islanda, una quota elevata dell'energia geotermica nel bilancio complessivo della produzione di elettricità è fornita in Nuova Zelanda e nei paesi insulari del sud-est asiatico (Filippine e Indonesia), nei paesi dell'America centrale e dell'Africa orientale, il cui territorio è anche caratterizzato da un’elevata attività sismica e vulcanica. Per questi paesi, al loro attuale livello di sviluppo e di fabbisogno, l’energia geotermica fornisce un contributo significativo allo sviluppo socio-economico.

L’utilizzo dell’energia geotermica ha una storia molto lunga. Uno dei primi esempi conosciuti è l'Italia, una località della provincia della Toscana, oggi chiamata Larderello, dove all'inizio del XIX secolo le acque termali calde locali, che sgorgavano naturalmente o estratte da pozzi poco profondi, venivano utilizzate a fini energetici.

Qui veniva utilizzata l'acqua delle sorgenti sotterranee, ricca di boro, per ottenere l'acido borico. Inizialmente questo acido veniva ottenuto per evaporazione in caldaie di ferro, e come combustibile veniva presa legna ordinaria dei boschi vicini, ma nel 1827 Francesco Larderel creò un sistema che lavorava sul calore delle acque stesse. Allo stesso tempo, l'energia del vapore acqueo naturale cominciò ad essere utilizzata per il funzionamento degli impianti di perforazione e, all'inizio del XX secolo, per il riscaldamento di case e serre locali. Lì, a Larderello, nel 1904, il vapore acqueo termale divenne fonte di energia per la generazione di energia elettrica.

L'esempio dell'Italia fu seguito da molti altri paesi tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo. Ad esempio, nel 1892, le acque termali furono utilizzate per la prima volta per il riscaldamento locale negli Stati Uniti (Boise, Idaho), nel 1919 in Giappone e nel 1928 in Islanda.

Negli Stati Uniti, la prima centrale elettrica funzionante con energia idrotermale è apparsa in California all'inizio degli anni '30, in Nuova Zelanda - nel 1958, in Messico - nel 1959, in Russia (il primo GeoPP binario al mondo) - nel 1965.

Vecchio principio su una nuova fonte

La produzione di elettricità richiede una temperatura della fonte idroelettrica più elevata rispetto a quella per il riscaldamento: oltre 150°C. Il principio di funzionamento di una centrale geotermica (GeoPP) è simile al principio di funzionamento di una centrale termica convenzionale (CHP). In effetti, una centrale geotermica è un tipo di centrale termica.

Nelle centrali termoelettriche, la fonte di energia primaria è solitamente carbone, gas o olio combustibile e il fluido di lavoro è il vapore acqueo. Il carburante, quando bruciato, riscalda l'acqua trasformandola in vapore, che fa ruotare una turbina a vapore, che genera elettricità.

La differenza tra un GeoPP è che qui la fonte primaria di energia è il calore dell'interno della terra e il fluido di lavoro sotto forma di vapore viene fornito alle pale della turbina del generatore elettrico in forma “pronta” direttamente dal pozzo di produzione .

Esistono tre principali schemi operativi per i GeoPP: diretto, utilizzando vapore secco (geotermico); indiretto, a base di acqua idrotermale, e misto o binario.

L'uso dell'uno o dell'altro schema dipende dallo stato di aggregazione e dalla temperatura del vettore energetico.

Lo schema più semplice e quindi il primo tra quelli padroneggiati è quello diretto, in cui il vapore proveniente dal pozzo viene fatto passare direttamente attraverso la turbina. Anche la prima centrale geoelettrica del mondo, a Larderello nel 1904, funzionava con vapore secco.

I GeoPP con uno schema operativo indiretto sono i più comuni ai nostri tempi. Utilizzano acqua calda sotterranea, che viene pompata ad alta pressione in un evaporatore, dove parte di essa viene evaporata e il vapore risultante fa ruotare una turbina. In alcuni casi sono necessari dispositivi e circuiti aggiuntivi per purificare l'acqua geotermica e il vapore dai composti aggressivi.

Il vapore di scarico entra nel pozzo di iniezione o viene utilizzato per riscaldare i locali: in questo caso il principio è lo stesso di quando si utilizza una centrale termoelettrica.

Nei GeoPP binari, l'acqua termale calda interagisce con un altro liquido che svolge le funzioni di un fluido di lavoro con un punto di ebollizione inferiore. Entrambi i fluidi vengono fatti passare attraverso uno scambiatore di calore, dove l'acqua termale fa evaporare il fluido di lavoro, i cui vapori fanno ruotare la turbina.

Questo sistema è chiuso, il che risolve il problema delle emissioni nell'atmosfera. Inoltre, fluidi di lavoro con punto di ebollizione relativamente basso consentono di utilizzare acque termali non molto calde come fonte primaria di energia.

Tutti e tre gli schemi utilizzano una fonte idrotermale, ma l’energia petrotermica può essere utilizzata anche per generare elettricità.

Anche lo schema elettrico in questo caso è abbastanza semplice. È necessario perforare due pozzi interconnessi: iniezione e produzione. L'acqua viene pompata nel pozzo di iniezione. In profondità viene riscaldato, quindi l'acqua riscaldata o il vapore formato a seguito del forte riscaldamento vengono forniti in superficie attraverso il pozzo di produzione. Quindi tutto dipende da come viene utilizzata l'energia petrotermica: per il riscaldamento o per la generazione di elettricità. È possibile un ciclo chiuso pompando il vapore di scarico e l'acqua nel pozzo di iniezione o in un altro metodo di smaltimento.

Lo svantaggio di un tale sistema è evidente: per ottenere una temperatura del fluido di lavoro sufficientemente elevata, è necessario perforare pozzi a grandi profondità. E questi sono costi gravi e il rischio di perdite di calore significative quando il fluido si muove verso l'alto. Pertanto i sistemi petrotermici sono ancora meno diffusi rispetto a quelli idrotermali, anche se le potenzialità dell’energia petrotermica sono ordini di grandezza superiori.

Attualmente, il leader nella creazione dei cosiddetti sistemi di circolazione petrotermica (PCS) è l'Australia. Inoltre, quest'area dell'energia geotermica si sta sviluppando attivamente negli Stati Uniti, in Svizzera, in Gran Bretagna e in Giappone.

Regalo di Lord Kelvin

L'invenzione della pompa di calore nel 1852 da parte del fisico William Thompson (alias Lord Kelvin) fornì all'umanità una reale opportunità di utilizzare il calore di bassa qualità degli strati superiori del suolo. Un sistema a pompa di calore, o moltiplicatore di calore come lo chiamava Thompson, si basa sul processo fisico di trasferimento del calore dall'ambiente a un refrigerante. In sostanza, utilizza lo stesso principio dei sistemi petrotermici. La differenza sta nella fonte di calore, che può sollevare una questione terminologica: fino a che punto una pompa di calore può essere considerata un sistema geotermico? Il fatto è che negli strati superiori, a profondità da decine a centinaia di metri, le rocce e i fluidi in esse contenuti vengono riscaldati non dal calore profondo della terra, ma dal sole. È quindi il sole in questo caso la fonte primaria di calore, sebbene esso venga prelevato, come nei sistemi geotermici, dal suolo.

Il funzionamento di una pompa di calore si basa sul ritardo nel riscaldamento e raffreddamento del suolo rispetto all'atmosfera, con conseguente formazione di un gradiente di temperatura tra la superficie e gli strati più profondi che trattengono il calore anche in inverno, proprio come avviene nei serbatoi . Lo scopo principale delle pompe di calore è il riscaldamento degli ambienti. In sostanza, è un “frigorifero al contrario”. Sia la pompa di calore che il frigorifero interagiscono con tre componenti: l'ambiente interno (nel primo caso - una stanza riscaldata, nel secondo - la camera raffreddata del frigorifero), l'ambiente esterno - una fonte di energia e un refrigerante (refrigerante) , che è anche un liquido refrigerante che garantisce il trasferimento di calore o freddo.

Una sostanza con un punto di ebollizione basso agisce come un refrigerante, che gli consente di prelevare calore da una fonte che ha anche una temperatura relativamente bassa.

Nel frigorifero, il refrigerante liquido scorre attraverso una valvola a farfalla (regolatore di pressione) nell'evaporatore, dove a causa di una forte diminuzione della pressione, il liquido evapora. L'evaporazione è un processo endotermico che richiede l'assorbimento di calore dall'esterno. Di conseguenza, il calore viene rimosso dalle pareti interne dell'evaporatore, garantendo un effetto rinfrescante nella camera del frigorifero. Successivamente, il refrigerante viene aspirato dall'evaporatore nel compressore, dove viene riportato allo stato liquido. Si tratta di un processo inverso che porta al rilascio del calore rimosso nell'ambiente esterno. Di norma, viene gettato in casa e la parete posteriore del frigorifero è relativamente calda.

Una pompa di calore funziona quasi allo stesso modo, con la differenza che il calore viene prelevato dall'ambiente esterno e attraverso l'evaporatore entra nell'ambiente interno - il sistema di riscaldamento ambientale.

In una vera pompa di calore, l'acqua viene riscaldata passando attraverso un circuito esterno posto nel terreno o nel serbatoio, per poi entrare nell'evaporatore.

Nell'evaporatore il calore viene ceduto ad un circuito interno riempito con un refrigerante a basso punto di ebollizione, il quale, passando attraverso l'evaporatore, passa dallo stato liquido a quello gassoso, sottraendo calore.

Successivamente, il refrigerante gassoso entra nel compressore, dove viene compresso ad alta pressione e temperatura, ed entra nel condensatore, dove avviene lo scambio di calore tra il gas caldo e il liquido refrigerante proveniente dall'impianto di riscaldamento.

Il compressore necessita di energia elettrica per funzionare, ma il rapporto di trasformazione (il rapporto tra energia consumata ed energia prodotta) nei sistemi moderni è sufficientemente elevato da garantirne l'efficienza.

Attualmente, le pompe di calore sono ampiamente utilizzate per il riscaldamento degli ambienti, soprattutto nei paesi economicamente sviluppati.

Energia eco-corretta

L’energia geotermica è considerata rispettosa dell’ambiente, il che è generalmente vero. Innanzitutto utilizza una risorsa rinnovabile e praticamente inesauribile. L’energia geotermica non richiede grandi superfici, a differenza delle grandi centrali idroelettriche o dei parchi eolici, e non inquina l’atmosfera, a differenza dell’energia da idrocarburi. In media, un GeoPP occupa 400 m 2 in termini di 1 GW di elettricità generata. La stessa cifra per una centrale termoelettrica a carbone, ad esempio, è di 3600 m2. I vantaggi ambientali dei GeoPP includono anche il basso consumo di acqua: 20 litri di acqua dolce per 1 kW, mentre le centrali termoelettriche e nucleari richiedono circa 1000 litri. Si noti che questi sono gli indicatori ambientali del GeoPP “medio”.

Ma ci sono ancora effetti collaterali negativi. Tra questi vengono spesso identificati il ​​rumore, l'inquinamento termico dell'atmosfera e l'inquinamento chimico dell'acqua e del suolo, nonché la formazione di rifiuti solidi.

La principale fonte di inquinamento chimico dell'ambiente è l'acqua termale stessa (ad alta temperatura e mineralizzazione), spesso contenente grandi quantità di composti tossici, e quindi esiste un problema di smaltimento delle acque reflue e delle sostanze pericolose.

Gli effetti negativi dell’energia geotermica possono essere rintracciati in diverse fasi, a cominciare dalla perforazione dei pozzi. Qui sorgono gli stessi pericoli della perforazione di qualsiasi pozzo: distruzione del suolo e della copertura vegetale, contaminazione del suolo e delle falde acquifere.

Nella fase di funzionamento del GeoPP permangono problemi di inquinamento ambientale. I fluidi termici - acqua e vapore - contengono solitamente anidride carbonica (CO 2), solfuro di zolfo (H 2 S), ammoniaca (NH 3), metano (CH 4), sale da cucina (NaCl), boro (B), arsenico (As ), mercurio (Hg). Quando rilasciati nell’ambiente esterno diventano fonti di inquinamento. Inoltre, un ambiente chimico aggressivo può causare la distruzione corrosiva delle strutture delle centrali geotermiche.

Allo stesso tempo, le emissioni di inquinanti dei GeoPP sono in media inferiori rispetto a quelle delle centrali termoelettriche. Ad esempio, le emissioni di anidride carbonica per ogni kilowattora di elettricità generata arrivano fino a 380 g nei GeoPP, 1042 g nelle centrali termoelettriche alimentate a carbone, 906 g nelle centrali elettriche alimentate a petrolio e 453 g nelle centrali termoelettriche alimentate a gas. .

La domanda sorge spontanea: cosa fare con le acque reflue? Se la mineralizzazione è bassa può essere scaricato nelle acque superficiali dopo il raffreddamento. Un'altra possibilità è quella di pomparlo nuovamente nella falda acquifera attraverso un pozzo di iniezione, che attualmente viene utilizzato preferibilmente e prevalentemente.

L'estrazione dell'acqua termale dalle falde acquifere (così come l'estrazione dell'acqua ordinaria) può causare cedimenti e movimenti del suolo, altre deformazioni degli strati geologici e micro-terremoti. La probabilità che si verifichino tali fenomeni è generalmente bassa, anche se sono stati registrati casi isolati (ad esempio nel GeoPP di Staufen im Breisgau in Germania).

Va sottolineato che la maggior parte dei GeoPP sono situati in aree relativamente scarsamente popolate e nei paesi del terzo mondo, dove i requisiti ambientali sono meno rigorosi rispetto ai paesi sviluppati. Inoltre, al momento il numero di GeoPP e le loro capacità sono relativamente piccoli. Con lo sviluppo su larga scala dell’energia geotermica, i rischi ambientali potrebbero aumentare e moltiplicarsi.

Quanto vale l'energia della Terra?

I costi di investimento per la costruzione di sistemi geotermici variano in un intervallo molto ampio: da 200 a 5.000 dollari per 1 kW di capacità installata, ovvero le opzioni più economiche sono paragonabili al costo di costruzione di una centrale termica. Dipendono innanzitutto dalle condizioni di presenza delle acque termali, dalla loro composizione e dalla progettazione del sistema. La perforazione a grandi profondità, la creazione di un sistema chiuso con due pozzi e la necessità di purificare l'acqua possono aumentare notevolmente i costi.

Ad esempio, gli investimenti nella creazione di un sistema di circolazione petrotermica (PCS) sono stimati a 1,6-4 mila dollari per 1 kW di capacità installata, che supera i costi di costruzione di una centrale nucleare ed è paragonabile ai costi di costruzione di impianti eolici e di energia elettrica. centrali solari.

L’ovvio vantaggio economico di GeoTES è l’energia gratuita. Per fare un confronto, nella struttura dei costi di una centrale termoelettrica o nucleare in esercizio, il carburante rappresenta il 50-80% o anche di più, a seconda dei prezzi attuali dell’energia. Da qui un altro vantaggio del sistema geotermico: i costi operativi sono più stabili e prevedibili, poiché non dipendono dalle condizioni esterne dei prezzi dell’energia. In generale, i costi operativi delle centrali geotermiche sono stimati tra 2 e 10 centesimi (60 centesimi – 3 rubli) per 1 kWh di energia prodotta.

La seconda voce di spesa più importante dopo l’energia (e molto significativa) è, di norma, la retribuzione del personale degli impianti, che può variare notevolmente da un paese all’altro e da una regione all’altra.

In media, il costo di 1 kWh di energia geotermica è paragonabile a quello delle centrali termoelettriche (in Russia - circa 1 rublo/1 kWh) e dieci volte superiore al costo di generazione di elettricità in una centrale idroelettrica (5-10 centesimi/1 kWh ).

Parte del motivo dei costi elevati è che, a differenza delle centrali termiche e idrauliche, le centrali geotermiche hanno una capacità relativamente piccola. Inoltre, è necessario confrontare sistemi situati nella stessa regione e in condizioni simili. Ad esempio, in Kamchatka, secondo gli esperti, 1 kWh di elettricità geotermica costa 2-3 volte meno dell'elettricità prodotta nelle centrali termoelettriche locali.

Gli indicatori dell’efficienza economica di un sistema geotermico dipendono ad esempio dalla necessità e dalle modalità di smaltimento delle acque reflue e dalla possibilità di un utilizzo combinato delle risorse. Pertanto, gli elementi chimici e i composti estratti dall’acqua termale possono fornire entrate aggiuntive. Ricordiamo l'esempio di Larderello: lì la produzione chimica era primaria, e l'utilizzo dell'energia geotermica inizialmente aveva carattere ausiliario.

L'energia geotermica avanti

L’energia geotermica si sta sviluppando in modo leggermente diverso rispetto all’energia eolica e solare. Attualmente, dipende in misura molto maggiore dalla natura della risorsa stessa, che varia notevolmente da regione a regione, e le concentrazioni più elevate sono associate a zone ristrette di anomalie geotermiche, solitamente associate ad aree di faglie tettoniche e vulcanismo.

Inoltre, l’energia geotermica è meno intensiva dal punto di vista tecnologico rispetto all’energia eolica e, soprattutto, all’energia solare: i sistemi di stazioni geotermiche sono piuttosto semplici.

Nella struttura complessiva della produzione elettrica globale, la componente geotermica rappresenta meno dell’1%, ma in alcune regioni e paesi la sua quota raggiunge il 25-30%. A causa della connessione con le condizioni geologiche, una parte significativa della capacità di energia geotermica è concentrata nei paesi del terzo mondo, dove si trovano tre cluster di maggiore sviluppo del settore: le isole del sud-est asiatico, dell'America centrale e dell'Africa orientale. Le prime due regioni sono comprese nella “cintura di fuoco della Terra” del Pacifico, la terza è legata al Rift dell'Africa Orientale. È molto probabile che l’energia geotermica continuerà a svilupparsi in queste cinture. Una prospettiva più lontana è lo sviluppo dell'energia petrotermica, che sfrutta il calore degli strati della terra che si trovano a diversi chilometri di profondità. Si tratta di una risorsa quasi onnipresente, ma la sua estrazione richiede costi elevati, per questo l’energia petroltermica si sta sviluppando soprattutto nei paesi economicamente e tecnologicamente più potenti.

In generale, data l’ampia distribuzione delle risorse geotermiche e un livello accettabile di sicurezza ambientale, vi è motivo di ritenere che l’energia geotermica abbia buone prospettive di sviluppo. Soprattutto con la crescente minaccia di una carenza di risorse energetiche tradizionali e del loro aumento dei prezzi.

Dalla Kamchatka al Caucaso

In Russia, lo sviluppo dell'energia geotermica ha una storia abbastanza lunga e in numerose posizioni siamo tra i leader mondiali, sebbene la quota dell'energia geotermica nel bilancio energetico complessivo di un vasto paese sia ancora trascurabile.

Due regioni sono diventate pioniere e centri per lo sviluppo dell'energia geotermica in Russia: la Kamchatka e il Caucaso settentrionale, e se nel primo caso parliamo principalmente dell'industria dell'energia elettrica, nel secondo - dell'uso dell'energia termica da acqua termale.

Nel Caucaso settentrionale - nel territorio di Krasnodar, Cecenia, Daghestan - il calore delle acque termali veniva utilizzato per scopi energetici anche prima della Grande Guerra Patriottica. Negli anni 80-90, lo sviluppo dell’energia geotermica nella regione, per ovvi motivi, si è bloccato e non è ancora uscito dallo stato di stagnazione. Tuttavia, l'approvvigionamento di acqua geotermica nel Caucaso settentrionale fornisce calore a circa 500mila persone e, ad esempio, la città di Labinsk nel territorio di Krasnodar con una popolazione di 60mila persone è completamente riscaldata dalle acque geotermiche.

In Kamchatka, la storia dell'energia geotermica è collegata, prima di tutto, alla costruzione di GeoPP. Le prime, le stazioni Pauzhetskaya e Paratunka, ancora in funzione, furono costruite negli anni 1965-1967, mentre la Paratunka GeoPP con una capacità di 600 kW divenne la prima stazione al mondo con un ciclo binario. Questo fu lo sviluppo degli scienziati sovietici S.S. Kutateladze e A.M. Rosenfeld dell'Istituto di Termofisica SB RAS, che nel 1965 ricevettero un certificato d'autore per l'estrazione di elettricità dall'acqua con una temperatura di 70°C. Questa tecnologia è successivamente diventata il prototipo di oltre 400 GeoPP binari nel mondo.

La capacità della Pauzhetskaya GeoPP, messa in servizio nel 1966, era inizialmente di 5 MW e successivamente è stata aumentata a 12 MW. Attualmente nella stazione è in costruzione un'unità binaria che aumenterà la sua capacità di altri 2,5 MW.

Lo sviluppo dell'energia geotermica nell'URSS e in Russia è stato ostacolato dalla disponibilità delle fonti energetiche tradizionali: petrolio, gas, carbone, ma non si è mai fermato. I più grandi impianti di energia geotermica al momento sono il Verkhne-Mutnovskaya GeoPP con una capacità totale di unità di potenza di 12 MW, commissionato nel 1999, e il Mutnovskaya GeoPP con una capacità di 50 MW (2002).

I GeoPP Mutnovskaya e Verkhne-Mutnovskaya sono oggetti unici non solo per la Russia, ma anche su scala globale. Le stazioni si trovano ai piedi del vulcano Mutnovsky, ad un'altitudine di 800 metri sul livello del mare, e operano in condizioni climatiche estreme, dove è inverno per 9-10 mesi all'anno. L'attrezzatura dei Mutnovsky GeoPP, attualmente una delle più moderne al mondo, è stata interamente creata presso le imprese nazionali di ingegneria energetica.

Attualmente, la quota delle stazioni Mutnovsky nella struttura complessiva del consumo energetico dell’hub energetico della Kamchatka centrale è del 40%. Ci sono piani per aumentare la capacità nei prossimi anni.

Una menzione speciale meritano gli sviluppi petroltermici russi. Non disponiamo ancora di grandi centri di perforazione, ma disponiamo di tecnologie avanzate per la perforazione a grandi profondità (circa 10 km), che non hanno analoghi al mondo. Il loro ulteriore sviluppo ridurrà radicalmente i costi di creazione dei sistemi petrotermici. Gli sviluppatori di queste tecnologie e progetti sono N. A. Gnatus, M. D. Khutorskoy (Istituto geologico dell'Accademia russa delle scienze), A. S. Nekrasov (Istituto di previsione economica nazionale dell'Accademia russa delle scienze) e specialisti dell'impianto di turbine di Kaluga. Attualmente il progetto del sistema di circolazione petrotermica in Russia è in fase sperimentale.

L'energia geotermica ha prospettive in Russia, anche se relativamente distanti: al momento il potenziale è piuttosto ampio e la posizione dell'energia tradizionale è forte. Allo stesso tempo, in numerose aree remote del paese, l'uso dell'energia geotermica è economicamente redditizio ed è già richiesto. Si tratta di territori ad alto potenziale geoenergetico (Chukotka, Kamchatka, Isole Curili - la parte russa della "cintura di fuoco della Terra" del Pacifico, le montagne della Siberia meridionale e del Caucaso) e allo stesso tempo remoti e tagliati fuori dai collegamenti centralizzati forniture energetiche.

Probabilmente, nei prossimi decenni, l'energia geotermica nel nostro Paese si svilupperà proprio in tali regioni.

LORO. Kapitonov

Il calore nucleare della Terra

Calore terreno

La terra è un corpo abbastanza caldo ed è una fonte di calore. Si riscalda principalmente a causa della radiazione solare che assorbe. Ma la Terra possiede anche una propria risorsa termica paragonabile al calore che riceve dal Sole. Si ritiene che questa autoenergia della Terra abbia la seguente origine. La Terra è nata circa 4,5 miliardi di anni fa in seguito alla formazione del Sole da un disco protoplanetario di gas e polveri che gli ruotava attorno compattandolo. Nella fase iniziale della sua formazione, la sostanza terrestre era riscaldata a causa della compressione gravitazionale relativamente lenta. Anche l’energia rilasciata quando piccoli corpi cosmici vi cadono addosso ha svolto un ruolo importante nell’equilibrio termico della Terra. Pertanto, la giovane Terra era fusa. Raffreddandosi, è gradualmente arrivato allo stato attuale con una superficie solida, una parte significativa della quale è ricoperta da acque oceaniche e marine. Questo strato esterno duro si chiama la crosta terrestre e in media, sulla terra, il suo spessore è di circa 40 km e sotto le acque oceaniche - 5-10 km. Lo strato più profondo della Terra, chiamato mantello, è costituito anch'esso da materia solida. Si estende ad una profondità di quasi 3000 km e contiene la maggior parte della sostanza terrestre. Infine, la parte più interna della Terra è sua nucleo. Si compone di due strati: esterno e interno. Nucleo esterno si tratta di uno strato di ferro e nichel fusi alla temperatura di 4500-6500 K, spesso 2000-2500 km. Nucleo interno con un raggio di 1000-1500 km, è una lega solida di ferro-nichel riscaldata alla temperatura di 4000-5000 K con una densità di circa 14 g/cm 3, formatasi sotto un'enorme pressione (quasi 4 milioni di bar).
Oltre al calore interno della Terra, che ha ereditato dal primo stadio caldo della sua formazione, e la cui quantità dovrebbe diminuire nel tempo, ce n'è un altro, a lungo termine, associato al decadimento radioattivo dei nuclei con un lungo periodo emivita - principalmente 232 Th, 235 U , 238 U e 40 K. L'energia rilasciata in questi decadimenti - rappresentano quasi il 99% dell'energia radioattiva della Terra - riempie costantemente le riserve termiche della Terra. I nuclei di cui sopra sono contenuti nella crosta e nel mantello. Il loro decadimento porta al riscaldamento sia degli strati esterni che di quelli interni della Terra.
Parte dell'enorme calore contenuto nella Terra viene costantemente rilasciato sulla sua superficie, spesso attraverso processi vulcanici su larga scala. È noto il flusso di calore che scorre dalle profondità della Terra attraverso la sua superficie. È (47±2)·10 12 Watt, che equivale al calore che possono essere generati da 50mila centrali nucleari (la potenza media di una centrale nucleare è di circa 10 9 Watt). Sorge la domanda: l’energia radioattiva gioca un ruolo significativo nel bilancio termico totale della Terra e, se sì, quale ruolo gioca? La risposta a queste domande è rimasta sconosciuta per molto tempo. Ora ci sono opportunità per rispondere a queste domande. Il ruolo chiave qui spetta ai neutrini (antineutrini), che nascono nei processi di decadimento radioattivo dei nuclei che compongono la materia terrestre e che sono chiamati geoneutrino.

Geoneutrino

Geoneutrinoè il nome combinato dei neutrini o antineutrini, emessi a seguito del decadimento beta dei nuclei situati sotto la superficie terrestre. Ovviamente, grazie alla loro capacità di penetrazione senza precedenti, registrarli (e solo loro) con rilevatori di neutrini a terra può fornire informazioni oggettive sui processi di decadimento radioattivo che avvengono nelle profondità della Terra. Un esempio di tale decadimento è il decadimento β − del nucleo 228 Ra, che è un prodotto del decadimento α del nucleo 232 Th a lunga vita (vedi tabella):

Il tempo di dimezzamento (T 1/2) del nucleo di 228 Ra è di 5,75 anni, l'energia rilasciata è di circa 46 keV. Lo spettro energetico degli antineutrini è continuo con un limite superiore vicino all'energia rilasciata.
I decadimenti dei nuclei 232 Th, 235 U, 238 U sono catene di decadimenti successivi, formanti i cosiddetti serie radioattiva. In tali catene, i decadimenti α sono intervallati da decadimenti β, poiché durante i decadimenti α i nuclei finali vengono spostati dalla linea di stabilità β alla regione dei nuclei sovraccarichi di neutroni. Dopo una catena di decadimenti successivi, al termine di ciascuna serie, si formano nuclei stabili con un numero di protoni e neutroni vicino o uguale ai numeri magici (Z = 82,N= 126). Tali nuclei finali sono isotopi stabili del piombo o del bismuto. Pertanto, il decadimento di T 1/2 termina con la formazione di un doppio nucleo magico 208 Pb, e sul percorso 232 Th → 208 Pb si verificano sei decadimenti α, intervallati da quattro decadimenti β − (nel 238 U → 206 Pb catena ci sono otto decadimenti α- e sei β − -; nella catena 235 U → 207 Pb ci sono sette decadimenti α- e quattro β −). Pertanto, lo spettro energetico degli antineutrini di ciascuna serie radioattiva è una sovrapposizione di spettri parziali dei singoli decadimenti β − inclusi in questa serie. Gli spettri degli antineutrini prodotti nei decadimenti di 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K sono mostrati in Fig. 1. Il decadimento di 40 K è un singolo decadimento β − (vedi tabella). Gli antineutrini raggiungono la loro massima energia (fino a 3,26 MeV) nel decadimento
214 Bi → 214 Po, che è un collegamento della serie radioattiva 238 U. L'energia totale rilasciata durante il passaggio di tutti i collegamenti di decadimento della serie 232 Th → 208 Pb è pari a 42,65 MeV. Per le serie radioattive 235 U e 238 U, queste energie sono rispettivamente 46,39 e 51,69 MeV. Energia rilasciata nel decadimento
40 K → 40 Ca, è 1,31 MeV.

Caratteristiche dei nuclei 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K

Nucleo	Condividere % nella miscela isotopi	Numero di core si riferisce Nuclei di Si	T1/2 miliardi di anni	Primi collegamenti disintegrazione
232 giugno	100	0.0335	14.0
235U	0.7204	6.48·10 -5	0.704
238U	99.2742	0.00893	4.47
40K	0.0117	0.440	1.25

Una stima del flusso di geoneutrini, effettuata sulla base del decadimento dei nuclei 232 Th, 235 U, 238 U, 40 K contenuti nella materia terrestre, porta ad un valore dell'ordine di 10 6 cm -2 sec -1 . Registrando questi geoneutrini è possibile ottenere informazioni sul ruolo del calore radioattivo nell'equilibrio termico complessivo della Terra e testare le nostre idee sul contenuto di radioisotopi a vita lunga nella composizione della materia terrestre.

Riso. 1. Spettri energetici degli antineutrini da decadimento nucleare

232 Th, 235 U, 238 U, 40 K, normalizzato a un decadimento del nucleo genitore

La reazione viene utilizzata per rilevare gli antineutrini elettronici

P → e + + n, (1)

in cui questa particella è stata effettivamente scoperta. La soglia per questa reazione è 1,8 MeV. Pertanto nella reazione di cui sopra possono essere registrati solo i geoneutrini prodotti in catene di decadimento a partire dai nuclei 232 Th e 238 U. La sezione d'urto effettiva per la reazione in discussione è estremamente piccola: σ ≈ 10 -43 cm2. Ne consegue che un rilevatore di neutrini con un volume sensibile di 1 m 3 registrerà non più di pochi eventi all'anno. Ovviamente, per rilevare in modo affidabile i flussi di geoneutrini, sono necessari rilevatori di neutrini di grandi dimensioni, posizionati in laboratori sotterranei per la massima protezione dallo sfondo. L’idea di utilizzare rilevatori progettati per studiare i neutrini solari e dei reattori per registrare i geoneutrini è nata nel 1998. Attualmente esistono due rivelatori di neutrini di grande volume che utilizzano uno scintillatore liquido e sono adatti a risolvere questo problema. Si tratta di rilevatori di neutrini provenienti dagli esperimenti KamLAND (Giappone) e Borexino (Italia). Di seguito consideriamo il progetto del rivelatore Borexino ed i risultati ottenuti su questo rivelatore per la registrazione dei geoneutrini.

Rivelatore Borexino e registrazione dei geoneutrini

Il rilevatore di neutrini Borexino si trova nell'Italia centrale in un laboratorio sotterraneo sotto la catena montuosa del Gran Sasso, le cui cime montuose raggiungono i 2,9 km di altezza (Fig. 2).

Riso. 2. Layout del laboratorio di neutrini sotto la catena montuosa del Gran Sasso (Italia centrale)

Borexino è un rilevatore massiccio non segmentato il cui mezzo attivo è
280 tonnellate di scintillatore liquido organico. Con esso viene riempito un recipiente sferico di nylon con un diametro di 8,5 m (Fig. 3). Lo scintillatore è pseudocumene (C 9 H 12) con l'additivo di spostamento dello spettro PPO (1,5 g/l). La luce proveniente dallo scintillatore viene raccolta da 2212 tubi fotomoltiplicatori (PMT) da otto pollici posizionati su una sfera di acciaio inossidabile (SSS).

Riso. 3. Schema del rilevatore Borexino

Un recipiente di nylon con pseudocumene è un rivelatore interno il cui compito è quello di registrare i neutrini (antineutrini). Il rilevatore interno è circondato da due zone cuscinetto concentriche che lo proteggono dai raggi gamma e dai neutroni esterni. La zona interna è riempita con un mezzo non scintillante costituito da 900 tonnellate di pseudocumene con additivi dimetilftalato che estinguono la scintillazione. La zona esterna si trova sopra il SNS ed è un rilevatore d'acqua Cherenkov contenente 2000 tonnellate di acqua ultrapura e interrompe i segnali dei muoni che entrano nell'installazione dall'esterno. Per ogni interazione che avviene nel rilevatore interno, vengono determinati l'energia e il tempo. La calibrazione del rilevatore utilizzando varie sorgenti radioattive ha permesso di determinare in modo molto accurato la sua scala di energia e il grado di riproducibilità del segnale luminoso.
Borexino è un rilevatore di elevata purezza di radiazione. Tutti i materiali sono stati sottoposti a una rigorosa selezione e lo scintillatore è stato purificato per ridurre al minimo il fondo interno. Grazie alla sua elevata purezza della radiazione, Borexino è un eccellente rilevatore per la rilevazione degli antineutrini.
Nella reazione (1), un positrone emette un segnale istantaneo, seguito dopo un certo tempo dalla cattura di un neutrone da parte di un nucleo di idrogeno, che porta alla comparsa di un quanto γ con un'energia di 2,22 MeV, creando un segnale ritardato rispetto al primo. A Boreksino, il tempo di cattura dei neutroni è di circa 260 μs. I segnali istantanei e ritardati sono correlati nello spazio e nel tempo, consentendo il riconoscimento preciso dell'evento causato da e.
La soglia per la reazione (1) è 1.806 MeV e, come si può vedere dalla Fig. 1, tutti i geoneutrini prodotti nei decadimenti di 40 K e 235 U sono al di sotto di questa soglia, e solo una parte dei geoneutrini prodotti nei decadimenti di 232 Th e 238 U può essere registrata.
Il rilevatore Borexino ha rilevato per la prima volta segnali di geoneutrini nel 2010 e recentemente sono stati pubblicati nuovi risultati basati su osservazioni effettuate su 2056 giorni tra dicembre 2007 e marzo 2015. Di seguito presentiamo i dati ottenuti e i risultati della loro discussione, basata sull'articolo.
Come risultato dell'analisi dei dati sperimentali, sono stati identificati 77 candidati per gli antineutrini elettronici che hanno superato tutti i criteri di selezione. Lo sfondo degli eventi che simulano e è stato stimato come . Pertanto, il rapporto segnale-fondo era ≈100.
La principale fonte di fondo erano gli antineutrini del reattore. Per Borexino la situazione era abbastanza favorevole, dato che non ci sono reattori nucleari vicino al laboratorio del Gran Sasso. Inoltre, gli antineutrini del reattore sono più energetici rispetto ai geoneutrini, il che ha permesso di separare questi antineutrini dal positrone in base all'ampiezza del segnale. I risultati dell'analisi dei contributi dei geoneutrini e degli antineutrini del reattore al numero totale di eventi registrati da e sono mostrati in Fig. 4. Il numero di geoneutrini registrati ricavato da questa analisi (nella Fig. 4 corrispondono alla zona oscurata) è pari a . Nello spettro dei geoneutrini estratto come risultato dell'analisi sono visibili due gruppi: meno energetico, più intenso e più energetico, meno intenso. Gli autori dello studio descritto associano questi gruppi rispettivamente ai decadimenti del torio e dell'uranio.
L'analisi discussa ha utilizzato il rapporto tra le masse di torio e uranio nella materia terrestre
m(Th)/m(U) = 3,9 (nella tabella questo valore è ≈3,8). Questa cifra riflette il contenuto relativo di questi elementi chimici nelle condriti, il gruppo più comune di meteoriti (più del 90% dei meteoriti caduti sulla Terra appartengono a questo gruppo). Si ritiene che la composizione delle condriti, ad eccezione dei gas leggeri (idrogeno ed elio), ripeta la composizione del sistema solare e del disco protoplanetario da cui si è formata la Terra.

Riso. 4. Spettro della luce emessa dai positroni in unità del numero di fotoelettroni per eventi candidati antineutrini (punti sperimentali). L'area ombreggiata rappresenta il contributo dei geoneutrini. La linea continua rappresenta il contributo degli antineutrini del reattore.

Studiando la crosta terrestre, si è scoperto che la sua struttura è diversa nelle diverse aree. La generalizzazione di una grande quantità di materiale fattuale ha permesso di distinguere due tipi di struttura della crosta terrestre: continentale e oceanica.

Tipo continentale

La tipologia continentale è caratterizzata da uno spessore della crosta molto rilevante e dalla presenza di uno strato granitico. Il confine del mantello superiore qui si trova ad una profondità di 40-50 km o più. Lo spessore degli strati rocciosi sedimentari in alcuni punti raggiunge i 10-15 km, in altri lo spessore può essere del tutto assente. Lo spessore medio delle rocce sedimentarie della crosta continentale è di 5,0 km, lo strato di granito è di circa 17 km (da 10-40 km), lo strato di basalto è di circa 22 km (fino a 30 km).

Come accennato in precedenza, la composizione petrografica dello strato basaltico della crosta continentale è variegata e molto probabilmente è dominata non da basalti, ma da rocce metamorfiche di composizione basica (granuliti, eclogiti, ecc.). Per questo motivo alcuni ricercatori hanno proposto di chiamare questo strato granulite.

Lo spessore della crosta continentale aumenta nell'area delle strutture montuose ripiegate. Ad esempio, nella pianura dell'Europa orientale lo spessore della crosta è di circa 40 km (15 km - strato di granito e più di 20 km - basalto), e nel Pamir - una volta e mezza di più (circa 30 km in totale sono lo spessore delle rocce sedimentarie e dello strato di granito e la stessa quantità dello strato di basalto). La crosta continentale raggiunge uno spessore particolarmente elevato nelle zone montuose situate lungo i bordi dei continenti. Ad esempio, nelle Montagne Rocciose (Nord America) lo spessore della crosta supera notevolmente i 50 km. La crosta terrestre, che costituisce il fondo degli oceani, ha una struttura completamente diversa. Qui lo spessore della crosta diminuisce bruscamente e il materiale del mantello si avvicina alla superficie.

Non esiste uno strato di granito e lo spessore degli strati sedimentari è relativamente piccolo. È presente uno strato superiore di sedimenti non consolidati con densità di 1,5-2 g/cm 3 e spessore di circa 0,5 km, uno strato vulcanico-sedimentario (intercalamento di sedimenti sciolti con basalti) con spessore di 1-2 km ed uno strato strato di basalto, il cui spessore medio è stimato in 5 -6 km. Sul fondo dell'Oceano Pacifico la crosta terrestre ha uno spessore complessivo di 5-6 km; Sul fondo dell'Oceano Atlantico, sotto uno strato sedimentario di 0,5-1,0 km, si trova uno strato di basalto spesso 3-4 km. Si noti che con l'aumentare della profondità dell'oceano, lo spessore della crosta non diminuisce.

Attualmente si distinguono anche tipi di crosta subcontinentali e suboceanici di transizione, corrispondenti al margine sottomarino dei continenti. All'interno della crosta di tipo subcontinentale si riduce molto lo strato di granito, che viene sostituito da uno spessore di sedimenti, e poi verso il fondale oceanico lo spessore dello strato di basalto comincia a diminuire. Lo spessore di questa zona di transizione della crosta terrestre è solitamente di 15-20 km. Il confine tra la crosta oceanica e quella subcontinentale passa all'interno della scarpata continentale nella profondità di 1 -3,5 km.

Tipo oceano

Sebbene la crosta oceanica occupi un'area più ampia della crosta continentale e subcontinentale, a causa del suo piccolo spessore, in essa si concentra solo il 21% del volume della crosta terrestre. Le informazioni sul volume e sulla massa dei diversi tipi di crosta terrestre sono mostrate in Fig. 1.

Fig. 1. Volume, spessore e massa degli orizzonti dei diversi tipi di crosta terrestre

La crosta terrestre si trova sul substrato subcrostale del mantello e costituisce solo lo 0,7% della massa del mantello. In caso di basso spessore crostale (ad esempio sul fondale oceanico), anche la parte più alta del mantello sarà allo stato solido, usuale per le rocce della crosta terrestre. Pertanto, come notato sopra, insieme al concetto di crosta terrestre come un guscio con determinati indicatori di densità e proprietà elastiche, esiste il concetto di litosfera: un guscio di pietra, più spesso della materia solida che ricopre la superficie della Terra.

Strutture dei tipi crostali

I tipi di crosta terrestre differiscono anche nella loro struttura. La crosta oceanica è caratterizzata da una varietà di strutture. Potenti sistemi montuosi - le dorsali oceaniche - si estendono lungo la parte centrale del fondale oceanico. Nella parte assiale, queste creste sono sezionate da profonde e strette valli con pareti ripide. Queste formazioni rappresentano zone di attività tettonica attiva. Le fosse profonde si trovano lungo gli archi insulari e le strutture montuose ai margini dei continenti. Insieme a queste formazioni ci sono pianure di acque profonde che occupano vaste aree.

La crosta continentale è altrettanto eterogenea. All'interno dei suoi confini si possono distinguere giovani strutture di pieghe montuose, dove lo spessore della crosta nel suo insieme e ciascuno dei suoi orizzonti aumenta notevolmente. Vengono inoltre individuate aree in cui le rocce cristalline dello strato granitico rappresentano antiche aree piegate, livellate in un lungo tempo geologico. Qui lo spessore della crosta è molto minore. Queste vaste aree di crosta continentale sono chiamate piattaforme. All'interno delle piattaforme si distingue tra scudi, zone in cui la fondazione cristallina arriva direttamente in superficie, e lastre, la cui base cristallina è ricoperta da uno spessore di sedimenti disposti orizzontalmente. Un esempio di scudo è il territorio della Finlandia e della Carelia (Scudo Baltico), mentre nella pianura dell'Europa orientale il basamento ripiegato è profondamente depresso e ricoperto da depositi sedimentari. Lo spessore medio delle precipitazioni sulle piattaforme è di circa 1,5 km. Le strutture delle pieghe montuose sono caratterizzate da uno spessore significativamente maggiore di rocce sedimentarie, il cui valore medio è stimato in 10 km. L'accumulo di depositi così spessi è ottenuto mediante un graduale cedimento a lungo termine, cedimento di singole sezioni della crosta continentale, seguito dal loro sollevamento e ripiegamento. Tali aree sono chiamate geosincline. Queste sono le zone più attive della crosta continentale. Circa il 72% della massa totale delle rocce sedimentarie è confinata su di esse, mentre circa il 28% è concentrato sulle piattaforme.

Le manifestazioni di magmatismo su piattaforme e geosincline variano notevolmente. Durante i periodi di subsidenza delle geosincline, il magma di composizione basica e ultrabasica entra lungo faglie profonde. Nel processo di trasformazione di una geosinclinale in una regione ripiegata, avviene la formazione e l'intrusione di enormi masse di magma granitico. Le fasi successive sono caratterizzate da effusioni vulcaniche di lave di composizione intermedia e acida. Sulle piattaforme i processi magmatici sono molto meno accentuati e sono rappresentati principalmente da effusioni di basalti o lave di composizione alcalino-basica. Tra le rocce sedimentarie dei continenti predominano le argille e gli scisti. Sul fondo degli oceani aumenta il contenuto di sedimenti calcarei. Quindi, la crosta terrestre è composta da tre strati. Il suo strato superiore è composto da rocce sedimentarie e prodotti degli agenti atmosferici. Il volume di questo strato è circa il 10% del volume totale della crosta terrestre. La maggior parte della materia si trova nei continenti e nella zona di transizione; all'interno della crosta oceanica, non più del 22% del volume dello strato.

Nel cosiddetto strato granitico le rocce più comuni sono i granitoidi, gli gneiss e gli scisti. Le rocce più basiche rappresentano circa il 10% di questo orizzonte. Questa circostanza si riflette bene nella composizione chimica media dello strato di granito. Confrontando i valori medi della composizione si evidenzia la netta differenza tra questo strato e la sequenza sedimentaria (Fig. 2).

Fig.2. Composizione chimica della crosta terrestre (in percentuale in peso)

La composizione dello strato di basalto nei due principali tipi di crosta terrestre è diversa. Nei continenti, questa sequenza è caratterizzata da una varietà di rocce. Esistono rocce profondamente metamorfizzate e ignee di composizione basica e persino acida. Le rocce basiche costituiscono circa il 70% del volume totale di questo strato. Lo strato basaltico della crosta oceanica è molto più omogeneo. Il tipo di rocce predominante sono i cosiddetti basalti tholeiitici, che differiscono dai basalti continentali per il loro basso contenuto di potassio, rubidio, stronzio, bario, uranio, torio, zirconio e per l'elevato rapporto Na/K. Ciò è dovuto alla minore intensità dei processi di differenziazione durante la loro fusione dal mantello. Le rocce ultrabasiche del mantello superiore emergono nelle fratture profonde del reef. La prevalenza delle rocce nella crosta terrestre, raggruppate per determinare il rapporto tra volume e massa, è mostrata in Fig. 3.

Fig.3. Presenza di rocce nella crosta terrestre

Formazione della crosta terrestre

La crosta continentale è costituita da rocce cristalline di strati geofisici di basalto e granito (rispettivamente 59,2% e 29,8% del volume totale della crosta terrestre), ricoperte da un guscio sedimentario (stratisfera). L'area dei continenti e delle isole è di 149 milioni di km 2. Il guscio sedimentario copre 119 milioni di km 2, ovvero 80% della superficie totale, incuneata verso gli antichi scudi della piattaforma. È composto prevalentemente da rocce sedimentarie e vulcanogeniche del tardo Proterozoico e del Fanerozoico, sebbene contenga anche in piccole quantità sedimenti di protopiattaforme più antichi del Medio e del Proterozoico inferiore debolmente metamorfosati. Le aree affioranti delle rocce sedimentarie diminuiscono con l'aumentare dell'età, mentre aumentano quelle delle rocce cristalline.

Il guscio sedimentario della crosta terrestre degli oceani, che occupa il 58% della superficie totale della Terra, poggia su uno strato di basalto. L'età dei suoi depositi, secondo i dati di perforazione in acque profonde, copre l'intervallo di tempo dal Giurassico superiore al periodo Quaternario compreso. Lo spessore medio del guscio sedimentario della Terra è stimato in 2,2 km, che corrisponde a 1/3000 del raggio del pianeta. Il volume totale delle sue formazioni costituenti è di circa 1100 milioni di km 3, ovvero il 10,9% del volume totale della crosta terrestre e lo 0,1% del volume totale della Terra. Il volume totale dei sedimenti oceanici è stimato a 280 milioni di km3. Lo spessore medio della crosta terrestre è stimato a 37,9 km, ovvero lo 0,94% del volume totale della Terra. Le rocce vulcaniche rappresentano il 4,4% sulle piattaforme e il 19,4% nelle aree piegate del volume totale del guscio sedimentario. Nelle aree delle piattaforme e soprattutto negli oceani, le coperture basaltiche sono diffuse, occupando più di due terzi della superficie terrestre.

La crosta terrestre, l'atmosfera e l'idrosfera terrestre si sono formate a seguito della differenziazione geochimica del nostro pianeta, accompagnata dalla fusione e dal degassamento della materia profonda. La formazione della crosta terrestre è causata dall'interazione di fattori endogeni (magmatici, fluido-energetici) ed esogeni (alterazione fisica e chimica, distruzione, decomposizione delle rocce, sedimentazione terrigena intensiva). La sistematica isotopica delle rocce ignee è di grande importanza, poiché è il magmatismo che trasporta informazioni sul tempo geologico e sulla specificità materiale dei processi tettonici superficiali e del mantello profondo responsabili della formazione di oceani e continenti e riflette le caratteristiche più importanti dei processi di trasformazione della sostanza profonda della Terra nella crosta terrestre. La più ragionevole è considerata la formazione sequenziale della crosta oceanica dovuta al mantello impoverito, che nelle zone di interazione convergente delle placche forma la crosta transitoria degli archi insulari, e quest'ultima, dopo una serie di trasformazioni strutturali e materiali, si trasforma nella crosta continentale.



I continenti un tempo erano formati da massicci della crosta terrestre, che in un modo o nell'altro sporge sopra il livello dell'acqua sotto forma di terra. Questi blocchi della crosta terrestre si sono spaccati, spostati e parti di essi sono stati frantumati per milioni di anni per apparire nella forma che conosciamo ora.

Oggi esamineremo lo spessore maggiore e minore della crosta terrestre e le caratteristiche della sua struttura.

Un po' del nostro pianeta

All'inizio della formazione del nostro pianeta, qui erano attivi numerosi vulcani e si verificavano continue collisioni con le comete. Solo dopo la fine del bombardamento la superficie calda del pianeta si congelò.
Cioè, gli scienziati sono sicuri che inizialmente il nostro pianeta fosse un deserto arido senza acqua e vegetazione. Da dove provenisse così tanta acqua è ancora un mistero. Ma non molto tempo fa, furono scoperte grandi riserve d'acqua nel sottosuolo e forse divennero la base dei nostri oceani.

Purtroppo, tutte le ipotesi sull'origine del nostro pianeta e sulla sua composizione sono più supposizioni che fatti. Secondo le dichiarazioni di A. Wegener, inizialmente la Terra era ricoperta da un sottile strato di granito, che nell'era Paleozoica si trasformò nel protocontinente Pangea. Durante l'era mesozoica, la Pangea iniziò a dividersi in pezzi e i continenti risultanti gradualmente si allontanarono l'uno dall'altro. L’Oceano Pacifico, sostiene Wegener, è un residuo dell’oceano primario, mentre l’Atlantico e l’Indiano sono considerati secondari.

la crosta terrestre

La composizione della crosta terrestre è quasi simile alla composizione dei pianeti del nostro sistema solare: Venere, Marte, ecc. Dopotutto, le stesse sostanze sono servite come base per tutti i pianeti del sistema solare. E recentemente, gli scienziati sono fiduciosi che la collisione della Terra con un altro pianeta, chiamato Theia, abbia causato la fusione di due corpi celesti e che dal frammento rotto si sia formata la Luna. Ciò spiega che la composizione minerale della Luna è simile a quella del nostro pianeta. Di seguito esamineremo la struttura della crosta terrestre: una mappa dei suoi strati sulla terra e sull'oceano.

La crosta costituisce solo l'1% della massa terrestre. È costituito principalmente da silicio, ferro, alluminio, ossigeno, idrogeno, magnesio, calcio e sodio e da altri 78 elementi. Si presume che, rispetto al mantello e al nucleo, la crosta terrestre sia un guscio sottile e fragile, costituito principalmente da sostanze leggere. Le sostanze pesanti, secondo i geologi, scendono al centro del pianeta e le più pesanti sono concentrate nel nucleo.

La struttura della crosta terrestre e una mappa dei suoi strati sono presentate nella figura seguente.

crosta continentale

La crosta terrestre è composta da 3 strati, ciascuno dei quali ricopre il precedente in strati irregolari. La maggior parte della sua superficie è costituita da pianure continentali e oceaniche. I continenti sono inoltre circondati da una piattaforma che, dopo una ripida curva, passa nella scarpata continentale (la zona del margine sottomarino del continente).
La crosta continentale terrestre è divisa in strati:

1. Sedimentario.
2. Granito.
3. Basalto.

Lo strato sedimentario è ricoperto da rocce sedimentarie, metamorfiche ed ignee. Lo spessore della crosta continentale è la percentuale più piccola.

Tipi di crosta continentale

Le rocce sedimentarie sono accumuli che includono argilla, carbonato, rocce vulcaniche e altri solidi. Questo è un tipo di sedimento che si è formato a causa di determinate condizioni naturali che precedentemente esistevano sulla Terra. Permette ai ricercatori di trarre conclusioni sulla storia del nostro pianeta.

Lo strato granitico è costituito da rocce ignee e metamorfiche simili al granito nelle loro proprietà. Cioè, non solo il granito costituisce il secondo strato della crosta terrestre, ma queste sostanze sono molto simili nella sua composizione e hanno approssimativamente la stessa forza. La velocità delle sue onde longitudinali raggiunge i 5,5-6,5 km/s. È costituito da graniti, scisti cristallini, gneiss, ecc.

Lo strato di basalto è composto da sostanze simili nella composizione ai basalti. È più denso rispetto allo strato di granito. Sotto lo strato di basalto scorre un mantello viscoso di solidi. Convenzionalmente il mantello è separato dalla crosta dal cosiddetto confine di Mohorovicic, che, di fatto, separa strati di diversa composizione chimica. Caratterizzato da un forte aumento della velocità delle onde sismiche.
Cioè, uno strato relativamente sottile della crosta terrestre è una fragile barriera che ci separa dal mantello caldo. Lo spessore del mantello stesso è in media di 3.000 km. Insieme al mantello si muovono anche le placche tettoniche che, come parte della litosfera, fanno parte della crosta terrestre.

Di seguito consideriamo lo spessore della crosta continentale. È fino a 35 km.

Spessore della crosta continentale

Lo spessore della crosta terrestre varia da 30 a 70 km. E se sotto le pianure il suo strato è di soli 30-40 km, sotto i sistemi montuosi raggiunge i 70 km. Sotto l'Himalaya, lo spessore dello strato raggiunge i 75 km.

Lo spessore della crosta continentale varia da 5 a 80 km e dipende direttamente dalla sua età. Pertanto, le piattaforme antiche fredde (dell'Europa orientale, siberiana, siberiana occidentale) hanno uno spessore sufficientemente elevato: 40-45 km.

Inoltre ogni strato ha il proprio spessore e spessore, che può variare nelle diverse zone del continente.

Lo spessore della crosta continentale è:

1. Strato sedimentario - 10-15 km.

2. Strato di granito - 5-15 km.

3. Strato di basalto - 10-35 km.

Temperatura della crosta terrestre

La temperatura aumenta man mano che si approfondisce. Si ritiene che la temperatura del nucleo raggiunga i 5.000 C, ma queste cifre rimangono arbitrarie, poiché il suo tipo e la sua composizione non sono ancora chiari agli scienziati. Man mano che si scende più in profondità nella crosta terrestre, la sua temperatura aumenta ogni 100 m, ma il suo numero varia a seconda della composizione degli elementi e della profondità. La crosta oceanica ha una temperatura più elevata.

crosta oceanica

Inizialmente, secondo gli scienziati, la Terra era ricoperta da uno strato di crosta oceanica, che è leggermente diverso per spessore e composizione dallo strato continentale. probabilmente è nato dallo strato differenziato superiore del mantello, cioè è molto vicino ad esso nella composizione. Lo spessore della crosta terrestre di tipo oceanico è 5 volte inferiore allo spessore di tipo continentale. Inoltre, la sua composizione nelle aree profonde e superficiali dei mari e degli oceani differisce in modo insignificante l'una dall'altra.

Strati di crosta continentale

Lo spessore della crosta oceanica è:

1. Uno strato di acqua oceanica, il cui spessore è di 4 km.

2. Strato di sedimenti sciolti. Lo spessore è di 0,7 km.

3. Uno strato composto da basalti con rocce carbonatiche e silicee. Lo spessore medio è di 1,7 km. Non risalta nettamente ed è caratterizzato dalla compattazione dello strato sedimentario. Questa variante della sua struttura è chiamata suboceanica.

4. Strato di basalto, non diverso dalla crosta continentale. Lo spessore della crosta oceanica in questo strato è di 4,2 km.

Lo strato basaltico della crosta oceanica nelle zone di subduzione (zone in cui uno strato di crosta ne assorbe un altro) si trasforma in eclogiti. La loro densità è così elevata che si tuffano nella crosta fino a una profondità di oltre 600 km e poi scendono nel mantello inferiore.

Considerando che lo spessore più sottile della crosta terrestre si osserva sotto gli oceani ed è di soli 5-10 km, gli scienziati hanno a lungo accarezzato l'idea di iniziare a perforare la crosta nelle profondità degli oceani, cosa che consentirebbe loro studiare più in dettaglio la struttura interna della Terra. Tuttavia, lo strato di crosta oceanica è molto resistente e la ricerca nelle profondità dell'oceano rende questo compito ancora più difficile.

Conclusione

La crosta terrestre è forse l'unico strato studiato in dettaglio dall'uomo. Ma ciò che si nasconde sotto preoccupa ancora i geologi. Possiamo solo sperare che un giorno vengano esplorate le profondità inesplorate della nostra Terra.