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世界各地分布着许多热泉和温泉,由于温度适宜,而且富含对人体有益的矿物质,因此泡热泉和温泉成为人们热衷的健康享受。然而对于热泉、温泉水的来源,科学家长期以来的认识并不准确。
热量来自深处,因此水也来自深处?
许多年来,科学家认为各种热泉、温泉的水来自地球深处。他们这么想的理由很简单,因为热量来自地球深处。
我们知道,地球是由宇宙尘埃、气体和其他各种物质彼此吸引、碰撞、聚合成的行星。在地球形成的过程中,物质的动能转化成了大量的热量,初生的地球甚至是熔融的。此后地球逐渐冷却,外表变成了固体,但是地球深处依然积聚了大量的热量没有散失掉。
而且,地球内部含有各种放射性元素,当放射性元素发生衰变,转化成其他元素的同时,会释放出一点点能量。大量的放射性元素的热量集合在一起,热量相当可观,而且热量可以传导到固体地球的最外层即地壳部分。
地球上的热泉的热量显然来自于地球内部,而且科学家的测量结果表明,地球深处的地下水的温度要比地表附近浅层水的温度高。既然热量来自地球深处,那么科学家想当然地认为,携带了热量的热泉也应该来自于地球深处的水源。
热泉来自浅层地下
然而最近,水文学家发现了一种新型的热泉,彻底颠覆了科学家头脑中对热泉的概念。
菲律宾的塔尔火山最后一次喷发要追溯到40年前,如今这座火山依然活跃,所以科学家在火山附近安置了许多测量地震等数据的仪器,检测火山的变化。仪器包括一种红外线照相机,能够检测和记录非可见光的热量辐射。
像许多火山一样,塔尔火山的火山口里有一个大湖泊,占地面积约1.3万平方千米,大概相当于200多个足球场的面积。这个湖泊的平均深度有35米,大概相当于10层楼。当水文学家利用红外线照相机观察湖泊时,无意中注意到湖泊旁边有一些热泉,比湖水的温度高。湖水的平均温度是35℃,只比人体的正常体温稍微低一点儿。但是附近热泉水的水温能够达到50℃到60℃。
这些热泉的水是来自于地下深处吗?水文学家带来更多的仪器,测量当地地下水的运动状况。结果令他们很吃惊,热泉水并不是从地下深处涌上来的,而是来自于火山口里的湖泊!
可是湖泊水的温度明明比热泉水的温度低啊,这到底是怎么回事?原来,湖泊水沿着火山岩的缝隙,在地下向周围渗透,形成了浅层地下水。由于火山还处于活跃期,有些火山岩石的温度很高,加热了浅层地下水。结果浅层地下水变成了热泉水喷涌而出,顺着火山口的陡壁又流入到湖中,形成了水的循环。
火山口化身地热站?
塔尔火山热泉与湖泊的水循环告诉科学家,热泉的水不仅可能来自于地下深处,也可以来自地表很浅的地方,只要周围有热源就可以了。水文学家认为,这种浅层水来源的热泉应该是很多的,在许多火山口的周围都可能会出现,只是过去人们没有注意到这些热泉的水的来源。
其实在深海的热泉附近,也有类似的水循环过程。地质学家曾经发现,洋底中部有长长的断层形成的大洋中脊,富含矿物质的热水从大洋中脊的裂缝喷出,导致洋壳内部“空虚”,在离海洋中脊较远的地方,冷的海水又流入到地下,填补空缺。当冷水在洋底岩石裂缝中流淌的时候,被高温的岩石加热,变成了滚烫的热水,最后又在海洋中脊的位置喷涌而出。
发现这些神奇的循环热泉,让科学家眼前一亮。他们想到,未来可以在火山口附近,利用这种循环热泉来建设长久的地热站,甚至可以利用火山口结构,人为地制造出水循环体系,并从水循环体系中获得热量。所以,新发现给人们提供了一种能源利用的新方法。
热量来自深处,因此水也来自深处?
许多年来,科学家认为各种热泉、温泉的水来自地球深处。他们这么想的理由很简单,因为热量来自地球深处。
我们知道,地球是由宇宙尘埃、气体和其他各种物质彼此吸引、碰撞、聚合成的行星。在地球形成的过程中,物质的动能转化成了大量的热量,初生的地球甚至是熔融的。此后地球逐渐冷却,外表变成了固体,但是地球深处依然积聚了大量的热量没有散失掉。
而且,地球内部含有各种放射性元素,当放射性元素发生衰变,转化成其他元素的同时,会释放出一点点能量。大量的放射性元素的热量集合在一起,热量相当可观,而且热量可以传导到固体地球的最外层即地壳部分。
地球上的热泉的热量显然来自于地球内部,而且科学家的测量结果表明,地球深处的地下水的温度要比地表附近浅层水的温度高。既然热量来自地球深处,那么科学家想当然地认为,携带了热量的热泉也应该来自于地球深处的水源。
热泉来自浅层地下
然而最近,水文学家发现了一种新型的热泉,彻底颠覆了科学家头脑中对热泉的概念。
菲律宾的塔尔火山最后一次喷发要追溯到40年前,如今这座火山依然活跃,所以科学家在火山附近安置了许多测量地震等数据的仪器,检测火山的变化。仪器包括一种红外线照相机,能够检测和记录非可见光的热量辐射。
像许多火山一样,塔尔火山的火山口里有一个大湖泊,占地面积约1.3万平方千米,大概相当于200多个足球场的面积。这个湖泊的平均深度有35米,大概相当于10层楼。当水文学家利用红外线照相机观察湖泊时,无意中注意到湖泊旁边有一些热泉,比湖水的温度高。湖水的平均温度是35℃,只比人体的正常体温稍微低一点儿。但是附近热泉水的水温能够达到50℃到60℃。
这些热泉的水是来自于地下深处吗?水文学家带来更多的仪器,测量当地地下水的运动状况。结果令他们很吃惊,热泉水并不是从地下深处涌上来的,而是来自于火山口里的湖泊!
可是湖泊水的温度明明比热泉水的温度低啊,这到底是怎么回事?原来,湖泊水沿着火山岩的缝隙,在地下向周围渗透,形成了浅层地下水。由于火山还处于活跃期,有些火山岩石的温度很高,加热了浅层地下水。结果浅层地下水变成了热泉水喷涌而出,顺着火山口的陡壁又流入到湖中,形成了水的循环。
火山口化身地热站?
塔尔火山热泉与湖泊的水循环告诉科学家,热泉的水不仅可能来自于地下深处,也可以来自地表很浅的地方,只要周围有热源就可以了。水文学家认为,这种浅层水来源的热泉应该是很多的,在许多火山口的周围都可能会出现,只是过去人们没有注意到这些热泉的水的来源。
其实在深海的热泉附近,也有类似的水循环过程。地质学家曾经发现,洋底中部有长长的断层形成的大洋中脊,富含矿物质的热水从大洋中脊的裂缝喷出,导致洋壳内部“空虚”,在离海洋中脊较远的地方,冷的海水又流入到地下,填补空缺。当冷水在洋底岩石裂缝中流淌的时候,被高温的岩石加热,变成了滚烫的热水,最后又在海洋中脊的位置喷涌而出。
发现这些神奇的循环热泉,让科学家眼前一亮。他们想到,未来可以在火山口附近,利用这种循环热泉来建设长久的地热站,甚至可以利用火山口结构,人为地制造出水循环体系,并从水循环体系中获得热量。所以,新发现给人们提供了一种能源利用的新方法。