水星:水星朝向太阳的一面,温度非常高,可达到400℃以上.这样热的地方,就连锡和铅都会熔化,但背向太阳的一面,长期不见阳光,温度非常低,达到-173℃
金星:金星表面温度高达摄氏465至摄氏485度
地球:最大表面温度331 K(57.7 ℃),最小表面温度184 K(-89.2 ℃)
月球:由于月球上没有大气,再加上月面物质的热容量和导热率又很低,因而月球表面昼夜的温差很大.白天,在阳光垂直照射的地方温度高达+127℃;夜晚,温度可降低到-183℃
火山喷发、温泉涌出等自然现象,表明地球内部储存有很大的热能,可以说地球是一个巨大的热库。
1.地球温度的分布
从地面向地下深处,地热增温的现象随着深度的改变是不均匀的。地面以下温度变化的特征可分为以下几种。
变温层(外温层)该层温度主要受太阳光辐射热的影响,其温度随季节、昼夜变化而变化。日变化造成的影响深度较小,一般仅1~1.5m,年变化的影响范围可达地下20~30m。
常温层 该层地温与该地区的年平均温度大致相当,常年基本保持不变,深度大约为20~40m。一般在中纬度地区较深,在两极和赤道地区较浅;在内陆地区较深,在滨海地区较浅。
增温层 在常温层以下,地下温度开始随深度增大而逐渐增加。大陆地区常温层以下至约30km深处,大致每深30m,增温1℃。大洋底至约15km深处,大致每深15m增温1℃。
通常将深度每增加100m时所增加的温度称地温梯度,单位为℃/100m。地球的平均地温梯度为3℃/100m。由于各地岩石的密度、热导率、离热源的距离及所处的地质构造条件不同,地温梯度也不尽相同。如我国华北平原为2~3℃/100m,大庆油田可达5℃/100m,某些地热异常区的地热随深度增加很快,如西藏羊八井地热田,据钻孔资料在离地表65m深处温度可达165℃。
地温梯度是据浅层地壳实测值计算的平均值,并不适于推算整个地球内部的温度变化。如果按地温梯度平均值3℃/100m 计算,至地壳底部(平均深33km)温度将达900 ℃以上。深度为100km的地幔上部温度将高达3000℃。该温度足以使该深度岩石全部熔融,但地震波的特征已经确认,该深度的岩石仍为固态。在地下深处,由于受到压力和密度增大等因素的影响,随着深度的增加,地内温度趋于均匀化,地温梯度逐渐降低。据地球物理数据及固体物理学理论推测:在地下30km深度(地壳底部)地温大约为400~1000℃;300km深度约为1800~3000℃;2885km深度(地幔与地核边界)温度为2850~4000 ℃,地心的温度估计在4000~6000 ℃(图1-14)。
图1-14 地内温度变化曲线
(据B.古登堡,1951及E.A.柳比莫娃,1958)
2.地热流的基本特征
地球内部的热可以通过热传导、热辐射、物质运动(地下热泉、火山活动、岩浆活动及地幔对流)等几种方式传导到地球表面。
大陆热流 大陆热流一部分来自地壳岩石中的放射性元素衰变产生的热能,另一部分来自深部地幔。地质学家推测,上升的热对流柱位于盆地和年轻山脉之下,这里有热异常,地壳比较薄,发生频繁的火山活动及地震等释放能量的构造运动。通常古老的稳定区热流密度低,年轻的活动区热流密度高。
洋底热流 洋底热流密度也和大陆一样,与地质特征关系密切。在近5Ma年内形成的大洋中脊热流密度最高,大于50~100 Ma年龄的海底洋盆热流密度。洋底热流密度随年龄增加而减少,说明海底岩石圈的冷却过程。
地表热能量大的地区(通常表现为热泉)或地热增温率明显大于平均地热增温率(3℃/100m)的地区称地热异常区,若能引出可供发电以及工农业和生活用的热水,就成为人类可以利用的能源。据估计,目前能开采利用的(地下3km以内的)地热,约相当于2.9×1012t煤炭所产生的热能。因而利用地热问题已引起世界各国的重视。目前我国已在西藏羊八井、广东丰顺等地利用地热能建立了发电站。