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來自地球深部的饋贈:為什麽溫泉是熱的?地熱還有哪些效用?

2024-06-21辟謠

在這個星球上,大自然以其壯麗的景色與無窮的奧秘為我們締造了一座座可供欣賞與探尋的寶庫。其中,溫泉作為自然界中的瑰寶,不僅令人舒緩身心、煥發活力,還蘊藏著豐富的地熱能源。在這裏,自然的奇跡與人類的智慧交相輝映,引領我們踏上一段充滿驚喜的探索之旅。

(圖片來源:veer圖庫)

溫泉背後的地質學

溫泉的形成和分布是一個錯綜復雜的自然過程,它綜合了多種因素的影響,包括地球內部的熱量來源、地質構造活動以及氣候條件等。

這些天然的熱水池宛如地下世界的使者,從地殼深處悄然湧出,開啟了一段神奇的地下之旅。最初,大氣中的水分子以降雨或融雪的形式,悄然滲透進地下多孔的巖石之中。隨著深度的增加,這些水分子逐漸下沈到地球深部。在這個過程中,會受到來自地幔的高溫加熱,而地幔的溫度因地球內部的巨大熱量而升高。

這些熱量主要源於兩方面:一是地球形成初期殘留在內部的原始熱能;二是地球內部物質在進行化學反應和放射性衰變時所釋放出的熱量。這些熱量不斷傳遞給迴圈不息的地下水,使其溫度逐漸升高。

最終,當這些被地熱加熱的水在地殼中遇到裂縫或斷層時便會順著這些通道上升,最終湧向地表;或是透過板塊構造運動伴隨火山活動噴薄而出,如環太平洋火山帶,由於靠近地質斷層線和火山活動,溫泉豐富。這段向上穿越巖石層的旅程可能需要歷經數年甚至數個世紀,在這個過程中,水與圍巖發生反應吸收多種礦物質,如鈣、鎂、硫等。最後,它以溫泉的形式出現在地表——這是地球地熱能與地質多樣性的生動證明。

(圖片來源:veer圖庫)

在中國,溫泉的分布主要受地質構造的影響。高溫地熱活動區主要分布於中國西南的西藏和雲南以及台灣等板塊邊界附近,這些地區可能存在年輕的巖漿活動,為地熱活動提供了熱源。而在中國內陸地區,地熱活動則主要沿斷裂帶深迴圈形成,這些斷裂帶為深層地下水提供了上升的通道,使得地熱能夠順利地傳導至地表,形成溫泉。此外,氣候條件也對溫泉和地熱水產生重要影響,降雨量的多寡和強度直接關系到溫泉地熱水的迴圈和補給。

溫泉的分類方式繁多,迄今為止,國際上尚未形成統一的分類標準。通常可以根據溫泉溶解礦物元素的含量、溫度、源頭排放量(流速)或pH值(酸性、中性、堿性)進行分類,也可以從化學組成、地質、物理性質等方面進行分類。

根據化學組成的分類,溫泉可以分為氯化物泉、碳酸氫鹽泉、硫酸鹽泉和混合型泉等四種主要種類;從地質角度分類,溫泉可以分為火成巖區溫泉、變質巖區溫泉、沈積巖區溫泉等;根據水溫的不同,可以分為冷泉、溫泉、熱泉和超熱泉。

此外,根據酸堿度、滲透壓等能進一步細分出更多種類,如單純溫泉、鈉碳酸氫鹽泉、鈉鹽泉、二氧化碳泉、鈣鎂碳酸氫鹽泉、硫酸鹽泉、富鐵泉、硫化氫泉(硫磺泉)等;按溫泉的活動類別、形態等物理性質,還可將溫泉分為普通溫泉、間歇溫泉、沸泉、噴泉、噴射孔(或硫氣孔)、熱泥泉等。

溫泉的保護與可持續發展

溫泉不僅承載著娛樂與療愈的價值,更作為可再生能源展現著巨大潛力。地熱發電廠巧妙地利用地底熱能,不僅為我們提供了電力和供暖,更在一定程度上減少了對化石燃料的依賴,為減緩氣候變遷、保護地球環境做出了重要貢獻。

溫泉作為地熱活動的自然標誌,是地球內部結構和地質活動的直觀展現。透過研究溫泉,我們可以更深入地了解地球的內部結構、地質變遷以及地熱資源的分布和儲量,這對於推動地質科學研究、資源勘探開發都具有重要意義。

然而,當前對於溫泉的可持續性發展和微生物多樣性的研究仍顯不足,溫泉中的微生物群落也是一個復雜而獨特的生態系,對於維持溫泉的生態平衡和生物多樣性具有重要意義。

隨著溫泉旅遊的熱度持續升溫,我們更應實施可持續的管理措施,以預防過度開發帶來的生態破壞,如資源汙染和地面塌陷。因此,只有持續不斷深入挖掘溫泉的奧秘,加強溫泉資源的科學研究和監測,制定科學合理的開發和保護策略,才能借助這些地熱資源合理開發利用清潔的可再生能源,減少碳排放,讓溫泉繼續成為人類與野生動植物共存的綠色樂園。

(圖片來源:veer圖庫)

在蒼茫山脈的懷抱之中,隱匿著一處鮮為人知的秘境綠洲。那裏,一泓溫泉之水宛如古神的恩賜,為每一位尋覓者獻上大自然的治愈之吻。這不僅僅是一汪清泉,它蘊含著千年的智慧與能量,不僅撫慰著人們的身體,更讓人們在這寧靜與和諧中,感受到生命的奇妙與美好。溫泉,不僅僅是一處自然景觀,更是一個充滿智慧與啟示的聖地。

海南省陵水黎族自治縣英州鎮紅鞋村一處待開發的自然溫泉點

圖片來源:李桂麗(中國科學院深海科學與工程研究所)攝影

參考文獻

[1]余偉.溫泉度假區規劃方法研究[D].同濟大學,2008.

[2]溫泉的形成[J].西部資源,2011,(3):45-45.

[3]廖誌傑.中國的火山、溫泉和地熱能[M].中國國際廣播出版社,2012.

出品:科普中國

作者:王慧琦(中國科學院深海科學與工程研究所)

監制:中國科普博覽