Как найти термальные источники в земле

Геотермальные источники

Горячая вода, поступающая из недр земли — это захватывающее природное явление и богатый сырьевой ресурс, приносящий в том числе и пользу для оздоровления людей. Геотермальные источники отличаются от подземных ключей и родников более высокой температурой выходящих вод, в которых, к тому же, может содержаться более половины всех элементов таблицы Менделеева.

Что такое термальные источники и как они выглядят

Под землей на глубине 1 км температура горных пород достигает 30°С и она повышается в среднем на 3°С через каждые 100 м. Более мощный тепловой поток из недр создается в зонах разломов земной коры, активного вулканизма, высокой сейсмичности. Нагретые горные породы повышают температуру подземных вод.

Естественный теплоноситель после длительного путешествия изливается естественным путем. Так рождаются термальные источники — горячие подземные воды в жидком или парообразном состоянии, выходящие на поверхность Земли.

Как правило, показатели температуры таких источников выше по сравнению с температурой окружающей среды. Это основное отличие от неглубоко залегающих грунтовых вод, выходящих на поверхность земли в виде родников, ключей, ручьев, температурные показатели которых обычно находятся в диапазоне от 5 до 15°С.

Виды термальных источников

Термальные воды подразделяются на группы в зависимости от температуры:

• от 20 до 37°C — теплые или субтермальные;
• от 37 до 50°С — горячие;
• от 50 до 100° — очень горячие или гипертермальные.

Кроме того, вода может быть перегретой (150°С). Специалисты американского Центра геофизических данных предлагают считать теплым источник с температурой от 20 до 50°C.

В регионах активного вулканизма наблюдаются необычные природные явления. Например, гейзер — особый термальный источник, периодически возникающий и пропадающий. Вода глубоко просачивается, контактирует с магматической камерой и, сильно нагреваясь, вырывается наружу.

Обычно в природных источниках вода спокойно выходит из земли. Если большой резервуар над магмой соединен с поверхностью узким каналом, то давление в нем периодически возрастает. Легкий паро-водяной пузырь выталкивается в виде струи через определенные промежутки времени, составляющие несколько минут, часов, месяцев или лет. Вода нагревается до температуры 100–104°С, а высота столба может достигать 100 м.

Две трети всех существующих в мире гейзеров фонтанируют в Йеллоустоунском национальном парке США. Извержения столбов воды и пара можно наблюдать в Исландии, Новой Зеландии, Японии, Чили, Перу. На Камчатском полуострове находится знаменитая Долина гейзеров (частично разрушена оползнем).

Помимо гейзера существуют и другие геотермальные явления:

• фумарола — струя водяного пара и дыма из трещины в горных породах. Явление обычно наблюдается в районах активного вулканизма;
• сольфатара — испарение с очень высокой температурой (100–300°С) в кратере и на склонах вулкана, содержащее водяной пар, диоксиды серы и углерода, сероводород;
• термальное озеро (ванна) — горячий источник с температурой до 100°С;
• грязевой бассейн — небольшое природное углубление с пузырьками воды, вспенивающими осадочные породы на поверхности;
• мофет — природный колодец (отверстие), трещина, из которой выделяется струя водяного пара, насыщенная углекислым газом, азотом, взрывоопасными метаном и водородом (температура смеси 100°С и ниже).

Горячие источники отличаются по минерализации, химическому составу. Они могут быть гипотоническими, изотоническими и гипертоническими в зависимости от концентрации минеральных веществ. Термальные воды в районах активного вулканизма, содержащие много кремнезема, обычно прозрачные. Источник горячей воды с высоким содержанием серы чаще всего выглядит как лужа кипящей грязи. Часто она имеет желтоватый цвет.

Минеральные источники природной горячей воды нередко содержат повышенные количества токсичных веществ. Это создает проблемы для оздоровительного использования, получения тепла и электроэнергии.

Механизм нагрева термальных вод

Геотермальная энергия — естественное тепло недр, которое передается от мантии горным породам в составе земной коры. В районах активного вулканизма расплавленная магма сильнее нагревает горные породы, проникает через пустоты и трещины близко к поверхности. Магматический расплав подогревает подземные воды. Рождаются гейзеры, фумаролы и сольфатары.

Есть объяснение того, откуда берутся горячие источники в невулканических регионах. Подземные воды проникают на глубину 1 км и более, нагреваются и выносятся на поверхность в результате естественной циркуляции.

Если пробурить геотермальную скважину, то горячие подземные воды выходят на поверхность. Такой искусственный канал иногда похож на гейзер.

Использование вод термальных источников

История применения человеком геотермальной энергии насчитывает почти 20 веков. Подземные воды с температурой 50–80°С, которые естественным образом выходили на поверхность, наши предки использовали для обогрева, приготовления пищи, купания. Есть свидетельства о гигиеническом и целебном эффекте бассейнов с горячей водой в Китае с эпохи палеолита, наличии общественных бань (термальных ванн) в Липари (Италия) в 2000 г. до н.э.

Лечебное действие термальных вод не утратило своей актуальности и сегодня. В бальнеологии используется горячая природная вода с температурой до 50°С. Она оказывает противовоспалительное, успокаивающее, регенерирующее влияние на кожу, а через нее — на органы, системы и организм в целом.

Термальные воды применяются не в острой фазе заболеваний, а на стадии компенсации, а также для профилактики. Их применение рекомендовано при болезнях респираторного тракта, легких, опорно-двигательного аппарата, кожи, патологиях сердца и сосудов, нервной и эндокринной систем.

Огромная польза для организма человека заключена в горячих источниках с благоприятным минеральным составом. Сероводородные и углекислые ванны помогают при хроническом бронхите и недостаточности кровообращения, бронхиальной астме.

Французские, итальянские и другие европейские курортные города с термальными источниками пользуются популярностью у туристов и отдыхающих со всего мира. Выпускается косметика на основе термальной воды: спреи, целые линии для ухода за кожей.

Первый опыт использования горячих источников для производства электроэнергии пришелся на конец XIX и начало XX веков. Геотермальная энергия и сейчас применяется для обогрева зданий и выработки электроэнергии в Италии, Франции, Исландии, США, на востоке России. Крупнейшие ГеоЭС по своей мощности сопоставимы с небольшими гидроэлектростанциям, ТЭЦ и АЭС.

Интересные факты

Недалеко от города Сатурния (Тоскана, Италия) вода с температурой выше 80°С стекает с небольших скальных уступов в естественное углубление. Термальный источник выглядит как невысокий водопад, над которым клубится пар.

На вулканическом острове Сан-Мигел в составе Азорского архипелага земная кора очень тонкая. Родниковая вода выходит на поверхность и бурлит, потому что ее температура близка к точке кипения (98°). В разных регионах есть природные термальные источники и озера в пещерах, подземные резервуары теплой воды и пара на доступной глубине.

На Камчатке (Россия), в Исландии, Новой Зеландии и Калифорнии (США) горячие источники выходят на поверхность в виде газо-водяного столба. Фонтан пара можно наблюдать в Ладерелло (Италия).

Геотермальные источники — это не то же самое, что родники минеральной воды. «Термальный» означает теплый, а «гео» — земной. Вода нагревается в недрах Земли, поступает вверх. В зависимости от характера выхода на поверхность различают гейзеры, бассейны, озера. Направления использования таких источников самые разные. Это оздоровление и отдых людей, получение тепла для отопления зданий, выработка электроэнергии, а также получение различных химических веществ.

Источник

Геотермальные источники — что это такое, механизм образования и виды

Горячая вода из земли — это удивительное природное явление и богатый сырьевой ресурс, который также полезен для здоровья человека. Геотермальные источники отличаются от подземных источников более высокой температурой производимой ими воды и могут содержать более половины всех элементов из таблицы Менделеева.

Что такое термальные источники и как они выглядят

Под землей, на глубине 1 км, температура горных пород достигает 30 ° C и увеличивается в среднем на 3 ° C каждые 100 м. Более сильный тепловой поток от кишок возникает в трещинах земной коры, активный вулканизм, высокая сейсмичность. Горячие камни повышают температуру грунтовых вод.

Натуральный теплоноситель выливается естественным образом после долгого путешествия. Так создаются термальные источники — горячие подземные воды в жидком или парообразном состоянии, которые стекают на поверхность земли.

Как правило, показания температуры таких пружин выше, чем температура окружающей среды. В этом принципиальное отличие от неглубоких грунтовых вод, которые стекают к поверхности в виде родников, ручьев, родников, температурные показатели которых обычно составляют от 5 до 15 ° С.

Виды термальных источников

Термальные воды делятся на группы в зависимости от их температуры:

• От 20 до 37 ° C — теплый или субтермический;
• От 37 до 50 ° С — горячий;
• От 50 до 100 ° C — очень жарко или гипертермично.

Кроме того, вода может перегреться (до 150 ° C). Специалисты Американского центра геофизических данных предлагают рассматривать горячий источник с температурой от 20 до 50 ° C.

Необычные природные явления наблюдаются в районах активного вулканизма. Например, гейзер — особый термальный источник, который периодически приходит и уходит. Вода глубоко впитывается, касается магматического очага и, нагретая до высокой температуры, вытекает.

Обычно в природных источниках вода спокойно течет с земли. Если большой резервуар над магмой соединен с поверхностью узким каналом, давление в нем периодически увеличивается. Легкий пароводяной пузырь выталкивается потоком с интервалом в минуты, часы, месяцы или годы. Вода нагревается до температуры 100-104 ° С, а высота колонны может достигать 100 м.

Две трети всех гейзеров в мире извергаются в Йеллоустонском национальном парке США. Водные и паровые извержения можно наблюдать в Исландии, Новой Зеландии, Японии, Чили и Перу. Знаменитая Долина гейзеров (частично разрушенная оползнем) находится на полуострове Камчатка.

Помимо гейзеров, существуют и другие геотермальные явления:

• фумарола — поток водяного пара и дыма, выходящий из расщелины скалы. Это явление чаще всего наблюдается в районах активного вулканизма;
• сольфатар — испарение при очень высокой температуре (100-300 ° C) в кратере и на склонах вулкана, содержащее водяной пар, серу и углекислый газ, сероводород
• термальное озеро (бассейн) — горячий источник с температурой до 100o C
• Грязевой бассейн — небольшая естественная впадина с пузырьками воды, вспенивающими отложения на поверхности;
• мофета — природный колодец (скважина), расщелина, из которой извлекается поток водяного пара, насыщенного углекислым газом, азотом, взрывоопасным метаном и водородом (температура смеси 100 ° C и ниже).

Горячие источники различаются по минерализации и химическому составу. Они могут быть гипотоническими, изотоническими и гипертоническими в зависимости от концентрации минералов. Термальные воды в районах активного вулканизма, содержащие много кремнезема, обычно прозрачны. Источник горячей воды с высоким содержанием серы чаще всего выглядит как лужа кипящей грязи. Часто бывает желтоватого цвета.

Минеральные источники с природной горячей водой часто содержат повышенное количество токсичных веществ. Это создает проблемы с точки зрения рекреационного использования, производства тепла и электроэнергии.

Механизм нагрева термальных вод

Геотермальная энергия — это естественное подповерхностное тепло, которое передается от мантии Земли к породам в ее коре. В областях активного вулканизма расплавленная магма более интенсивно нагревает породы, проникая через пустоты и трещины, близкие к поверхности. Тающая магманагревает подземные воды. Формируются гейзеры, фумаролы и сольфатары.

Объясняется источник горячих источников в невулканических регионах. Подземные воды проникают на глубину 1 км и более, нагреваются и выносятся на поверхность естественной циркуляцией.

Если бурят геотермальную скважину, горячая подземная вода поднимается на поверхность. Такой искусственный канал иногда похож на гейзер.

Использование вод термальных источников

История использования человеком геотермальной энергии насчитывает почти 20 веков. Наши предки использовали подземные воды с температурой 50-80 ° C, которые естественным образом поднимались на поверхность, для обогрева, приготовления пищи и купания. Имеются данные о гигиеническом и лечебном действии бассейнов с горячей водой в Китае со времен палеолита, о существовании общественных бань (бань) на Липари (Италия) в 2000 году до нашей эры.

Лечебное действие термальных вод не утратило своего значения и по сей день. В бальнеологии используется естественная горячая вода с температурой до 50 градусов по Цельсию. Он обладает противовоспалительными, успокаивающими и регенерирующими свойствами для кожи, а через нее — для органов, систем и всего тела.

Термальные воды используются не в острой фазе болезней, а в компенсаторной фазе и для профилактики. Их рекомендуют применять при заболеваниях дыхательных путей, легких, органов движения, кожи, сердца и сосудов, заболеваниях нервной и эндокринной систем.

Горячие источники с их полезным минеральным составом очень полезны для человеческого организма. Серные и угольные ванны помогают при лечении хронического бронхита, недостаточного кровообращения и бронхиальной астмы.

Французские, итальянские и другие европейские курорты с термальными источниками пользуются популярностью у туристов и отдыхающих со всего мира. Косметика изготавливается на основе термальной воды: спреи, целые линии по уходу за кожей.

Первые опыты использования горячих источников для выработки электроэнергии относятся к рубежу 19 и 20 веков. Геотермальная энергия по-прежнему используется для обогрева зданий и производства электроэнергии в Италии, Франции, Исландии, США и на востоке России. Крупнейшие геотермальные электростанции сопоставимы по мощности с малыми гидроэлектростанциями, теплоэлектростанциями и атомными электростанциями.

Интересные факты

Вблизи Сатурнии (Тоскана, Италия) вода с температурой выше 80 ° C стекает с небольших уступов скал в естественную депрессию. Термальный источник похож на струящийся над ним невысокий водопад.

На вулканическом острове Сан-Мигель в архипелаге Азорские острова земная кора очень тонкая. Родниковая вода поднимается на поверхность и закипает, потому что ее температура близка к температуре кипения (98 °). В разных регионах есть природные термальные источники и пещерные озера, на доступной глубине подземные резервуары для теплой воды и пара.

На Камчатке (Россия), Исландии, Новой Зеландии и Калифорнии (США) горячие источники поднимаются на поверхность в виде водогазового столба. В Ладерелло (Италия) можно увидеть паровой фонтан.

Геотермальные источники — это не то же самое, что источники минеральной воды. «Термальный» означает теплый, а «гео» — землистый. Вода нагревается внутри Земли, когда течет вверх. Гейзеры, бассейны и озера различают по характеру от устья до поверхности. Направления использования таких пружин очень разные. Это оздоровление и отдых людей, получение тепла для обогрева зданий, выработка электроэнергии, а также получение различных химикатов.

Источник

СПОСОБ ПОИСКОВ Н РАЗВЕДКИ ТЕРМАЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАЛЕ}КЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД, включающий бурение поисковых и разведочных скважин, электрокаротаж , измерение температуры, дебита и компонентного состава воды во всех водоносных горизонтазс, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности поисков и разведки , поисковые и разведочные скважины закладывают в эпицентральной зоне современных и древних землетрясений, строят карты изотерм, по максимальным значениям которых фиксируют центр залежи. (Л 00 GR 4 гшп W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П>

3(50 С 01 Ч 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ — — 05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3547465/18-25 (22) 08.12,82 (46) 15.04.84. Бюл. В 14 (72) Ф. Ф. Рыбаков, А. Б. Островский, 10. В. Кузнецов и М. А. Навасартян (713 Филиал Северо-Кавказского государственного научно-исследовательского и проектного института нефтяной прожпиленности (53) 550.83(088.8) (56) 1, Труды СевКавНИПИнефть, Вып. 17, 1972, с. 253-258.

2. Фролов Н, М. Гидрогеотермия, М,, «Недра», 1968, с. 268-275 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ

ТЕРМАЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ. ПОДЗЕМНЫХ ВОД, включающий бурение поисковых и разведочных скважин, электрокаротаж, измерение температуры, дебита и компонентного состава воды во всех водоносных горизонтах, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности поисков и разведки, поисковые н разведочные скважины закладывают в эпицентральной зоне современных и древних землетрясений, строят карты изотерм, по максимальным значениям которых фиксируют центр залежи.

1 108б4

Изобретение относится к гидрогеотермии, в частности к поискам н разведке термальных и минеральных залежей подземньгх вод.

Известен способ поисков и развед5 ки термальных и минеральных залежей подземных вод, при котором производят замеры в 1-2 скважинах одновременно на многих локальных тектонических структурах, по которым строится карта геоизотерм для большого оегиона. Аномально повышенные температуры в зоне антиклинальных поднятий объясняются подтоком вод из соседних синклинальных зон Г1 1.

Недостатком известного способа является трудность, точнее невозможность использования для практических целей региональные карты геоизотерм, построенные на заведомо известном структурно-тектоническом плане исследуемого района.

Наиболее близким является способ г.оисков и разведки термальных и минеральньгх залежей подэемнь?х вод со стоящий из гидрогеологической и геотермической региональных съемок, сопровождающихся бурением контрольных глубоких скважин для установления степени перспективности гидрогеологи30 ческого артезианского бассейна, сейсморазведочных работ для поиска локальной структуры, бурения, в пределах ее поисковых и разведочных сква-. жин, проведение электрокаротажа, измерение температуры, дебита и компонентного состава воды во всех, проходимых скважинами, водоносных горизонтов, намеченных в результате проведения электрокаротажа. Выбирают наиболее перспективный участок и го- 40 риэонт, определяют для него схему водозабора и объем разведочного бурения (2

Недостаток известного способа— проведение гидрогеологических и гидротермальных съемок с глубоким бурением для установления общей гидрогеологической характеристики артезианского бассейна в исследуемом районе и сейсмораэведочных работ для поиска и оконтуривания локальных структур.

Организация поиска и разведки термальных и минеральных вод ведется строго в пределах локальной структуры беэ сопровождения построения карты изотерм и специального излучения фоноаномалийного раздела. Залежи неструк. оо z турного типа не могут быть открыты известным способом.

Цель изобретения — повышение эффективности способа поиска и развед ки термальных и минеральных залежей подземных вод.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поисков и разведки термальных и минеральных залежей подземных вод, включающему бурение поисковых и разведочньгх скважин, электрокаротаж, измерение температуры, дебита и компонентного состава воды во всех водоносных горизонтах, поисковые и разведочные скважины закладывают в зпицентральной зоне современных и древних землетрясений, строят карты иэотерм, по максимальным значениям которьгх фиксируют центр залежи.

Предлагаемый способ, в отличие от известного, не предусматривает предварительные гидрогеологические и геотермические съемки, сопровождающиеся контрольным глубоким бурением, сейсморазведочные работы, необходимость наличия локальной структуры и промежуточного проектирования водозабора для определения объема разведочного бурения. Поисковое и раз; ведочное бурение ведется на основе уточненной карты эпицентральной зоны с использованием при наличии карты изосейст и корректируется картой изотерм, На фиг. 1 показан пример реализации предлагаемого способа; на фиг. 2конкретное выполнение предлагаемого способа.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие условные обозначения: эпицентр по данным сейсмостанций — 8; иэосейста интенсивностью в 4 балла — Б; поиско. вая и разведочная скважина, в числителе номера, в знаменателе температура пласта — Ь; скважины, которые необходимо было бы пробурить по предлагаемому способу — ь; изотерма — д; центр залежи термальных и минеральных подземных вод — 2; эпицентр, местопопожение которого уточнено с помощью карты изотерм — Ж .

По избранному району исследуются материалы аппаратурных измерений ближайших сейсмостанций, данные каталога землетрясений СССР H результаты полевых рекогносцировочных исследований. Эти данные необходимы для определения эпицентральных зон .современ+ о Ю е фиФ.2

Заказ 2239/44 Т аа 711 Подписное

ВНИИПИ

Фипиал ППП ПатеиР, г.Ужгород, ул.Проектная, 3 10864 ных и древних землетрясений и состав ления карт их распространения, а при наличии достаточной информации и для построения карт изосейст. Затем в пределах эпицентральной зоны закладывается первая поисковая скважина на технически возможную глубину, в которой по электрокаротажу определяют наиболее перспективные интервалы, приуроченные к определенным горизонтам. Определяют их продуктивность, температуру и минерализацию воды с ее отдельными компонентами, Дальнеишее поисково-разведочное бурение вед ется по избранной редкой сетке, с етом при наличии карты изосейсты, Строится карта изотерм, которая не только корректирует правильность заложения следующих разведочных сква жин .но и позволяет определить центр

1 залежи и истинное положение эпицентра (фиг. 1) .

Пример. На площади около

700 кв,км по известному способу-про00 4 тотипу бурят около 50 поисковых и разведочных скважин. По предлагаемому способу потребовалось бы пробурить не более 20-25 скважин. По данным замеров пластовой температуры в пробуренных скважинах строят карту иэотерм для водоносного горизонта мастрихтского яруса верхнего мела (фиг. 2 }. На этой карте на фоне общей аномалии высоких температур с перепадом температуры в 37 С фиксируют шесть небольших аномалий — второстепенных с перепадом температуры

15-30 С. При этом одни аномалии соответствуют установленным эпицентрам, другие, например в районе скважин

52, 42, 38 и 1, отвечают предполагаемым эпицентрам более древнего возраста.

Центры всех термогидроминеральных аномалий отличаются высокими температурами и дебитами скважин, а также повышенным содержанием в водах углекислого газа.

  

Содержание

• 1 Что такое термальные источники и как они выглядят
• 2 Виды термальных источников
• 3 Механизм нагрева термальных вод
• 4 Использование вод термальных источников
• 5 Интересные факты

Горячая вода, поступающая из недр земли – это захватывающее природное явление и богатый сырьевой ресурс, приносящий в том числе и пользу для оздоровления людей. Геотермальные источники отличаются от подземных ключей и родников более высокой температурой выходящих вод, в которых, к тому же, может содержаться более половины всех элементов таблицы Менделеева.

Что такое термальные источники и как они выглядят

Под землей на глубине 1 км температура горных пород достигает 30°С и она повышается в среднем на 3°С через каждые 100 м. Более мощный тепловой поток из недр создается в зонах разломов земной коры, активного вулканизма, высокой сейсмичности. Нагретые горные породы повышают температуру подземных вод.

Естественный теплоноситель после длительного путешествия изливается естественным путем. Так рождаются термальные источники — горячие подземные воды в жидком или парообразном состоянии, выходящие на поверхность Земли.

Как правило, показатели температуры таких источников выше по сравнению с температурой окружающей среды. Это основное отличие от неглубоко залегающих грунтовых вод, выходящих на поверхность земли в виде родников, ключей, ручьев, температурные показатели которых обычно находятся в диапазоне от 5 до 15°С.

Виды термальных источников

Термальные воды подразделяются на группы в зависимости от температуры:

• от 20 до 37°C – теплые или субтермальные;
• от 37 до 50°С – горячие;
• от 50 до 100° – очень горячие или гипертермальные.

Кроме того, вода может быть перегретой (150°С). Специалисты американского Центра геофизических данных предлагают считать теплым источник с температурой от 20 до 50°C.

В регионах активного вулканизма наблюдаются необычные природные явления. Например, гейзер — особый термальный источник, периодически возникающий и пропадающий. Вода глубоко просачивается, контактирует с магматической камерой и, сильно нагреваясь, вырывается наружу.

Обычно в природных источниках вода спокойно выходит из земли. Если большой резервуар над магмой соединен с поверхностью узким каналом, то давление в нем периодически возрастает. Легкий паро-водяной пузырь выталкивается в виде струи через определенные промежутки времени, составляющие несколько минут, часов, месяцев или лет. Вода нагревается до температуры 100–104°С, а высота столба может достигать 100 м.

Две трети всех существующих в мире гейзеров фонтанируют в Йеллоустоунском национальном парке США. Извержения столбов воды и пара можно наблюдать в Исландии, Новой Зеландии, Японии, Чили, Перу. На Камчатском полуострове находится знаменитая Долина гейзеров (частично разрушена оползнем).

Помимо гейзера существуют и другие геотермальные явления:

• фумарола — струя водяного пара и дыма из трещины в горных породах. Явление обычно наблюдается в районах активного вулканизма;
• сольфатара — испарение с очень высокой температурой (100–300°С) в кратере и на склонах вулкана, содержащее водяной пар, диоксиды серы и углерода, сероводород;
• термальное озеро (ванна) — горячий источник с температурой до 100°С;
• грязевой бассейн — небольшое природное углубление с пузырьками воды, вспенивающими осадочные породы на поверхности;
• мофет — природный колодец (отверстие), трещина, из которой выделяется струя водяного пара, насыщенная углекислым газом, азотом, взрывоопасными метаном и водородом (температура смеси 100°С и ниже).

Горячие источники отличаются по минерализации, химическому составу. Они могут быть гипотоническими, изотоническими и гипертоническими в зависимости от концентрации минеральных веществ. Термальные воды в районах активного вулканизма, содержащие много кремнезема, обычно прозрачные. Источник горячей воды с высоким содержанием серы чаще всего выглядит как лужа кипящей грязи. Часто она имеет желтоватый цвет.

Минеральные источники природной горячей воды нередко содержат повышенные количества токсичных веществ. Это создает проблемы для оздоровительного использования, получения тепла и электроэнергии.

Механизм нагрева термальных вод

Геотермальная энергия — естественное тепло недр, которое передается от мантии горным породам в составе земной коры. В районах активного вулканизма расплавленная магма сильнее нагревает горные породы, проникает через пустоты и трещины близко к поверхности. Магматический расплав подогревает подземные воды. Рождаются гейзеры, фумаролы и сольфатары.

Есть объяснение того, откуда берутся горячие источники в невулканических регионах. Подземные воды проникают на глубину 1 км и более, нагреваются и выносятся на поверхность в результате естественной циркуляции.

Если пробурить геотермальную скважину, то горячие подземные воды выходят на поверхность. Такой искусственный канал иногда похож на гейзер.

Использование вод термальных источников

История применения человеком геотермальной энергии насчитывает почти 20 веков. Подземные воды с температурой 50–80°С, которые естественным образом выходили на поверхность, наши предки использовали для обогрева, приготовления пищи, купания. Есть свидетельства о гигиеническом и целебном эффекте бассейнов с горячей водой в Китае с эпохи палеолита, наличии общественных бань (термальных ванн) в Липари (Италия) в 2000 г. до н.э.

Лечебное действие термальных вод не утратило своей актуальности и сегодня. В бальнеологии используется горячая природная вода с температурой до 50°С. Она оказывает противовоспалительное, успокаивающее, регенерирующее влияние на кожу, а через нее — на органы, системы и организм в целом.

Термальные воды применяются не в острой фазе заболеваний, а на стадии компенсации, а также для профилактики. Их применение рекомендовано при болезнях респираторного тракта, легких, опорно-двигательного аппарата, кожи, патологиях сердца и сосудов, нервной и эндокринной систем.

Огромная польза для организма человека заключена в горячих источниках с благоприятным минеральным составом. Сероводородные и углекислые ванны помогают при хроническом бронхите и недостаточности кровообращения, бронхиальной астме.

Французские, итальянские и другие европейские курортные города с термальными источниками пользуются популярностью у туристов и отдыхающих со всего мира. Выпускается косметика на основе термальной воды: спреи, целые линии для ухода за кожей.

Первый опыт использования горячих источников для производства электроэнергии пришелся на конец XIX и начало XX веков. Геотермальная энергия и сейчас применяется для обогрева зданий и выработки электроэнергии в Италии, Франции, Исландии, США, на востоке России. Крупнейшие ГеоЭС по своей мощности сопоставимы с небольшими гидроэлектростанциям, ТЭЦ и АЭС.

Интересные факты

Недалеко от города Сатурния (Тоскана, Италия) вода с температурой выше 80°С стекает с небольших скальных уступов в естественное углубление. Термальный источник выглядит как невысокий водопад, над которым клубится пар.

На вулканическом острове Сан-Мигел в составе Азорского архипелага земная кора очень тонкая. Родниковая вода выходит на поверхность и бурлит, потому что ее температура близка к точке кипения (98°). В разных регионах есть природные термальные источники и озера в пещерах, подземные резервуары теплой воды и пара на доступной глубине.

На Камчатке (Россия), в Исландии, Новой Зеландии и Калифорнии (США) горячие источники выходят на поверхность в виде газо-водяного столба. Фонтан пара можно наблюдать в Ладерелло (Италия).

Геотермальные источники — это не то же самое, что родники минеральной воды. «Термальный» означает теплый, а «гео» – земной. Вода нагревается в недрах Земли, поступает вверх. В зависимости от характера выхода на поверхность различают гейзеры, бассейны, озера. Направления использования таких источников самые разные. Это оздоровление и отдых людей, получение тепла для отопления зданий, выработка электроэнергии, а также получение различных химических веществ.