Земной температуры с глубиной

Таким образом, компоненты вещества мантии, из которой выплавлялась земная кора, в течение длительного геологического времени находились при высокой температуре. Поэтому, если бы даже в исходном протопланетном облаке присутствовали углеводороды, они неизбежно претерпели бы разложение. Некоторые исследователи высказывали предположения, что на очень больших глубинах (несколько сот километров в мантии) углеводороды, находясь под большим давлением, не разлагаются при температурах 1200° С и даже выше. Предположения, что каким-то неведомым путем в глубинах мантии образуются огромные скопления нефти, которая затем по образующимся трещинам в земном шаре, глубиной в сотни километров, мгновенно (чтобы нефть не успевала разложиться) попадает в осадочные породы, не имеют под собой серьезных обоснований. [c.79]

Вода — самое распространенное в природе химическое соединение. Она покрывает 70,8% земной поверхности и занимает примерно 1/800 объема Земли. Содержание воды в литосфере, по современным оценкам, превышает 10 км , т. е. сопоставимо с ее количеством в морях и океанах. Вода присутствует в горных породах в свободном или связанном виде. Принято выделять несколько разновидностей воды, различающихся по степени связанности от гравитационной воды, способной перемещаться под действием силы тяжести или напорного градиента, до химически связанной конституционной воды, входящей в кристаллическую решетку минералов, как правило, в виде гидроксильных групп. Содержание свободной воды может достигать десятков процентов в пористых и трещиноватых породах верхних горизонтов земной коры, резко уменьшаясь с глубиной, хотя не всегда монотонно. Распределение воды по горизонтали также весьма неоднородно на всех глубинах встречаются участки различной степени обводненности, которую, однако, нигде нельзя считать нулевой. Физическое состояние воды зависит от давления, увеличение которого составляет примерно 100 МПа на каждые 3 км глубины, и температуры, определяемой геотермическим градиентом (от 5—10 до 200 град/км). Зона жидкой воды (а также льда в высоких широтах на глубине до 1 км) сменяется областью надкритического флюида при температурах 400—450°С выше 1100°С молекулы воды диссоциированы. Многие другие свойства воды также заметно изменяются с глубиной. Так, ионное произведение воды в нижней части земной коры оказывается повышенным на шесть порядков. Возрастает при этом и способность воды образовывать гомогенные системы с компонентами вмещающих пород, находящихся в твердом или частично расплавленном состоянии. Таким образом, можно сказать, что все природные жидкие и надкритические фазы представляют собой многокомпонентные смеси, в кото- [c.83]

При погружении осадочной породы на большую глубину, где господствует высокая температура, или при контакте с магмой, внедрившейся в земную кору, происходит ее изменение — метаморфизация. Под действием [c.10]

Хорошо известно, что с глубиной увеличивается температура подземных вод. В недрах гидрогеологических бассейнов земного шара выявлены горячие воды, служащие источником тепловой энергии. Запасы этой энергии практически неисчерпаемы. При бурении нефтяных скважин нередко получают воду с очень высокой темпе- [c.56]

При динамометаморфизме, или так называемом дислокационном или тектоническом метаморфизме, главную роль в изменениях ископаемых топлив и обогащении их углеродом играло давление. Однако в процессе тектонических сдвигов всегда происходит значительное повышение температуры вследствие сжатия и трения земных пород, а также опускания части этих пород на значительную глубину, где температура повышается из-за геотермического градиента. [c.48]

Состав углеводородов и других газов и их концентрация в глубинных зонах земной коры выяснились в результате исследований состава вулканических газов. Газы верхней мантии вместе с расплавленной магмой поступают в вулканические зоны и выделяются как при извержениях, так и при спокойной вулканической деятельности через мелкие побочные кратеры, трещины и расселины застывшей лавы. На пути своей миграции газы верхней мантии несколько изменяются в связи с уменьшением температуры и давления. Тем не менее состав вулканических газов, особенно выделяющихся в кратерах из жидкой лавы, характеризует с некоторым приближением и состав поступающих из верхней мантии газов. [c.79]

Третья стадия биохимические процессы постепенно затихают. Сравнительно небольшая температура земных недр на данной глубине (порядка 50° С) определяет и низкую скорость реакций. Концентрация битумов и нефтяных углеводородов возрастает слабо, в составе газовых компонентов преобладает диоксид углерода. [c.27]

Как известно, основные факторы, способствующие образованию алмазов - высокие давления и температура, которые имеют место в земных недрах на большой глубине. [c.44]

Исследование поведения веществ при высоких и сверхвысоких давлениях, кроме практического, имеет большое теоретическое значение для развития физики твердого тела, геофизики, космофизики и других наук. Исследование земного вещества под высоким давлением и при высокой температуре дает возможность как бы моделировать процессы, протекающие на большой глубине внутри Земли и в космосе и исследовать состояние веществ в этих условиях. [c.157]

В недрах Земли н на ее поверхности постоянно происходит разрушение горных пород, включающих первичные минералы, образовавшиеся при застывании земной коры. Разрушающее действие оказывают высокая и низкая температуры, резкое колебание температур, вода, СОг и О2 атмосферы. Однако возникающие при этом вторичные минералы и осадочные породы, например глины, известняки, составляют только 5% всей массы земной коры. Остальные минералы — это глубинные первичные минералы и горные породы, состоящие также из первичных минералов. [c.235]

Роль углерода в возникновении жизни на Земле поистине огромна. Имеются основания полагать, что при образовании земной коры часть углерода вошла в состав ее глубинных слоев в виде минералов типа карбидов, а другая его часть была удержана атмосферой в виде СО. Последующее понижение температуры сопровождалось взаимодействием СО с водяным паром по реакции Н20 + С0 = Н2 + С0г+10 ккал, так что ко времени появления на Земле жидкой воды углерод атмосферы должен был находиться в виде углекислого газа. [c.602]

Повыщение температуры с глубиной в земной коре называется геотермическим градиентом и измеряется в °С/100 м. Тепловой поток в горных породах имеет два источника [c.375]

Метаморфические породы образуются путем преобразования (метаморфизма) магматических или осадочных горных пород. Эти преобразования совершаются под воздействием высоких давлений и температур в недрах земной коры, причем вся масса породы сохраняет твердое агрегатное состояние. К наиболее распространенным метаморфическим породам относятся сланцы, гнейсы, кварциты, мрамор. Верхний слой земной коры (до глубины 16 км) на 95 % сложен из магматических пород. Осадочные породы составляют лишь 1 % от массы этого слоя земной коры, метаморфические породы -4%. [c.45]

Геотермическая ступень — это интервал по вертикали в земной коре (ниже зоны постоянной температуры), на котором температура горных пород повыщается на 1 °С. Величина геотермической ступени в разных регионах и на различных глубинах неодинакова и колеблется в широких пределах от 5 до 150 м. Среднее ее значение 33 м. [c.76]

Новые геофизические данные, а также данные по физике высоких давлений свидетельствуют о различном химическом составе основных оболочек Земли — мантии и ядра. К настоящему времени весь диапазон давлений и температур, соответствующих глубинам нашей планеты, превзойден в результате лабораторных исследований. В динамических исследованиях с помощью ударных волн достигнуты давления, преобладающие в центральных частях земного ядра. При статической нагрузке изучено вещество при условиях, соответствующих глубинам 600— [c.9]

Основным источником свободного водорода в земной коре является вода, при взаимодействии которой с окислами металлов при высоких температурах образуется водород водород также типичный компонент вулканических фумарольных и прочих глубинных газов. Возможен также генезис водорода при биохимическом и радиоактивном разложении ОВ. [c.47]

Взгляды H.A. Кудрявцева на образование нефти из углеводородных радикалов развивал И.В. Гринберг, который тоже считал УВ радикалы основными исходными кирпичиками при образовании нефти. Эти радикалы (СН, Hj, СН3), согласно концепции И.В. Гринберга, образуются при процессах деструкции карбонатов и воды при высоких температурах (более 700°С) в верхней мантии и(или) глубоких зонах земной коры в вакуумных реакционных ловушках, формирующихся в узлах пересечения глубинных разломов. В зависимости от соотношения метильных и метиленовых групп формируются нефти разного состава при избытке метильных групп — алканы, при преобладании метиленовых — цикланы, арены формируются при наличии кроме метила и метилена, свободного углерода. [c.191]

Вопрос о происхождении нефти и газа на протяжении уже 100 лет разрабатывается в двух основных вариантах неорганическом, или абиогенном, согласно которому углеводороды нефти и газа образовались в результате синтеза углерода и водорода в условиях высоких температур и давлений глубинных зон земной коры, и органическом, или биогенном, согласно которому нефть и газ образуются в результате превращения органического вещества. [c.52]

Подтверждением тому, что процессы раздвижения продолжаются и в районе Африканского континента, служит сенсационное открытие в Красном море трех глубоководных впадин с аномальными гидрологическими характеристиками. Температура воды в них достигает свыше 60° С, солесодержание — более 300 г/л, тогда как обычные значения этих величин составляют 22° С (начиная от глубины 200 ж и до дна) и 40—42 г/л. Последние измерения, выполненные в 1971 г. американской экспедицией, показали дальнейший прирост и температуры, и минерализации воды в этих районах Красного моря. По-видимому, причина возникновения таких необычных подводных зон — разлом земной коры и поднятие расплавленных пород. Возможно, дальнейшее изучение разломов срединно-океанических хребтов позволит обнаружить такие же аномальные зоны температуры и солености в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах [78]. [c.54]

Нижняя зона, где годовые колебания температуры не наблюдаются, располагается в разных частях земного шара на различных глубинах [c.75]

В поисках доказательств абиогенного синтеза нефти некоторые исследователи обращались к промышленным процессам получения синтетических топлив (типа синтеза Фишера — Тропша). Однако по мере углубления знаний о составе нефти отчетливо выявились глубокие различия в составе природных и синтетических углеводородных смесей. Последние практически не содержат широко представленных в нефтях сложнопостроенных углеводородных молекул, насыщенных структурных аналогов компонентов живого вещества — жирных кислот, терпенов, сте-ролов и т. д. Ряд аргументов сторонников минерального происхождения нефти основан на термодинамических расчетах. Э. Б. Чекалюк попытался определить температуру нефтеобра-зования по соотношениям между некоторыми изомерными углеводородами, допуская, что высокотемпературный синтез приводит к образованию термодинамически равновесных смесей. Рассчитанная таким образом температура нефтеобразования составила 450—900 °С, что соответствует температуре глубинной зоны 100—160 км в пределах верхней мантии Земли. Однако для тех же нефтей расчет по другим изомерным парам дает другие значения температуры (от —100 до 20 000°С), совершенно нереальные в условиях земной коры и мантии. В настоящее время доказано, что изомерные углеводороды нефтей являются неравновесными системами. С другой стороны, расчеты термодинамических свойств углеводородов в области очень высоких давлений (десятки тысяч паскалей) весьма условны из-за необходимости прибегать к сверхдальним экстраполяциям. [c.40]

Ряд аргументов сторонников минерального происхождения нефти основан на термодинамических расчетах. Чекалюк Э. Б. попытался определить температуру нефтеобразования по соотношениям между некоторыми изомерными углеводородами, допуская, что высокотемпературный синтез приводит к образованию термодинамически равновесных смесей. Рассчитанная таким образом температура нефтеобразования составила 450—900°С, что соответствует температуре глубинной зоны 100—160 км в пределах верхней мантии Земли. Однако для тех же нефтей расчет по другим изомерным парам дает другие значения температуры (от —100 до 20000°С), совершенно нереальные в условиях земной коры и мантии. В настоящее время доказано, что изомерные углеводороды нефтей являются неравновесными системами. С другой стороны, расчеты термодинамических свойств углеводородов в области очень высоких давлений (десятки тысяч паскалей) весьма условны, из-за необходимости прибегать к сверхдальним экстраполяциям. [c.4]

Опытами установлено, что капиллярное притяжение изменяется с увеличением температуры, а следовательно, и с глубиной. При геотермическом градиенте, равном 30 л на 1° С, приблизительно на глубине в 5 тыс. м сила капиллярного притяжения уменьшится на половину в своей величине, а так как по данным ряда исследователей, например Д. В. Голубятникова, относящимся к Би-би-Эйбату, во многих нефтяных месторождениях геотермический градиент в два раза меньше нормального (для Биби-Эйбата он равен 12 м на 1° С), то указанное уменьшение произойдет в ряде случаев еще на меньшей глубине, примерно на глубине вЗ—4тыс. м. Кроме того, нужно принять во внимание, что поверхностное натяжение нефти с увеличением температуры падает медленнее, чем у воды, следовательно, на некоторой глубине силы поверхностного натяжения воды и нефти могут сравняться. У Эммонса указывается, что это произойдет на глубине 4—5 тыс. м и что на больших глубинах нефть в глинах и сланцах может находиться в диффузном состоянии, если только она не была вытеснена оттуда в пески в более ранний геологический период, когда соответствующие пласты могли залегать на меньшей глубине от земной поверхности, или же если нефть не была выжата силою давления. [c.189]

Эта гипотеза с химической точки зрения является как будто наиболее простой и понятной, однако на основании данных Муассана если не считать карбида алюминия (А14С3), который с водою дает чистый метан, большинство карбидов дают ацетилен, либо смесь последнего с метаном, либо, наконец, метан с водородом. Кроме того, при очень высоких температурах, которые должны господствовать на значительных глубинах в земной коре, проникшая туда вода будет там находиться в виде перегретого водяного пара. Опытами установлено, что в результате воздей- [c.303]

Относительно характера самого процесса превращения в настоящее время можно лишь догадываться, но общее представление об этом процессе все же возможно себе составить. Отрицая дистилляцию растительного материала, требующую наличия высокой температуры, К. Крэг находит, что процесс нефтеобразова-пия совершался при низкой температуре, но зато при высоком давлении. Этот процесс начинался, как только давление достигало известной величины, по-видимому, не менее 100 ат, т. е. когда материнский материал, при условии горизонтального залегания и среднем удельном весе пород, равном 2,7, погружался на глубину приблизительно 400 м. В области дельтовых отложений, где, как и вообще на окраинах континентов и горных массивов, происходят постоянные движения земной коры, отложения накопляются довольно быстро, и необходимое для образования нефти давление может быть вполне обеспечено. Что касается химизма процесса, то он остается не вполне ясным. Изменение жировых и воскообразных веществ в углеводороды понять не трудно, но когда дело касается изменения клетчатки, которая играет доминирующую роль в составе наземного растительного вещества, задача представляется довольно сложной. При каких условиях совершается разложение клетчатки, в какой оно совершается форме (потеря воды, потеря кислорода), какую роль при этом играют высокое давление и непроницаемость пород, чтобы в конечном счете получилась та сложная смесь углеводородов, которая называется нефтью, все это остается далеко не выясненным. Даже смена фаз (нефтяной и угольной) в одном и том же горизонте по простиранию, такая убедительная с первого взгляда, принимает иное освещение и вызывает иное толкование в связи с неясностью [c.321]

Нефть залегает на больших глубинах от 2 до 5 км, иногда п на большей глубине, и вследствие этого она находится в зе.мпой коре в довольно жестких условиях. Известно, что с увеличением глубины температура земной коры увеличивается на 1° па каждые 20—30 м. Глубина, соответствующая повышению температуры иа Г, называется геотермическим градиентом. Он колеблется от 10 до 35 м. [c.6]

Глубокое превращение ундециленовой кислоты удалось осуществить Бедову, Петрову и Пустильниковой [58] при длительном нагревании ее (50 ч) в автоклаве с алюмосиликатным катализатором нри сравнительно низкой температуре (150° С). Эти условия процесса уже приближаются к обстановке геохимических превращений в глубине земных недр. Важно отметить, что углеводороды, полученные в качестве основных продуктов реакции из непредельной алифатической карбоновой кислоты, в основной своей части состояли из циклических форм. [c.325]

Микроорганизмы, участвующие в геохимических реакциях круговорота минеральных соединений серы, активно образуют сероводород при pH от 4,0 до 10,5 и при температурах от О до 75— 80 С. Известны также галофильные штаммы сульфатредуцирую-щих бактерий, развивающихся в 25—30%-ных растворах солей, и баротолерантные формы, образующие сероводород при повышенном гидростатическом давлении [123]. Десульфирующие бактерии могут существовать в анаэробных условиях на глубине до 11 км и при 100° С, Сероводород в верхних горизонтах земной коры (за исключением вулканических областей) возникает в результате главным образом жизнедеятельности бактерий. [c.10]

Земля имеет форму сплюснутого между полюсами шара со средним радиусом 6370 км. Сейсмические исследования показали, что внутри Земли имеются три слоя (геосферы) кора, мантия и ядро. Средняя толщина земной коры — 17 км, однако, в различных частях Земли она колеблется от 4 до 70 км. Самая глубокая шахта, куда опускался человек, имела глубину 3,4 км, а сверхглубокая скважина, пробуренная на Кольском полуострове, дошла до отметки 7,7 км. Температура повышается с глубиной с градиентом порядка 10-15 К кмИз объема и массы планеты получена ее средняя плотность 5,5 г-см . Земная кора занимает по объему менее 1%, а по массе менее 0,5% от объема и массы Земли. Оценка ее средней плотности привела к значению 2,7 г ем . Мантия, занимающая 83% Земли по объему и 67% по массе, судя по составу каменных метеоритов и обломках пород, выносимых в местах разломов земной коры, должна содержать главным образом кислород, кремний, магний, железо. Исходя из химической природы металлических метеоритов, наличия сильного магнитного поля Земли и 2 [c.19]

Хемолитоавтотрофные серобактерии обнаружены на глубине 2600 — 6000 м в местах, где на поверхность дна океана из недр земной коры выходят горячие источники. Вода источников, называемая гидротермальной жидкостью, имеет температуру до 350 °С, не содержит совсем О2 и NO3, но обогащена H2S, СО2 и NHJ. На дне океана гидротермальная жидкость смешивается с окружающей морской водой, имеющей температуру 2 °С, которая, наоборот, не содержит H2S и характеризуется достаточно высокими уровнями О2 и NO3. Эти области отличаются также высоким давлением и полным отсутствием света. [c.374]

Медленные тепловые волны возникают в результате суточных колебаний температуры земной поверхности. Суточные температурные волны проникают в низкотеплопроводные материалы на глубину до 5. .. 15 см, что позволяет обнаруживать скрытые объекты в почве и строительных сооружениях. [c.138]

Бриджмен утверждает, что для объяснения геологических и геофизических процеЬсов имеют большое значение полиморфные превращения. Предположение, согласно которому под действием очень высоких давлений большая часть составляющих внутреннюю часть земной коры ведет себя подобно льду I, по-видимому, следует принять. Глубокие коровые движения, сопровождающиеся образованием сейсмических волн, могут происходить в связи с реакциями превращений в результате выделения тепла во время полиморфных переходов. Такое исследование, конечно, должно быть проведено весьма тщательно и при постоянном контроле геофизическими данными современной сейсмологии. Гутенберг вычислил, что глубина, отвечающая температуре плавления вещества, содержащегося в наружных слоях коры, равна 80 км и что источник большей части из пятидесяти точно определенных сейсмических толчков находился в подошве гранитного слоя, т. е. на глубине 18 КЛ1 (о вычислениях, произведенных Дели относительно превращения кварца, см. В. И, 19). [c.404]

Дейли ра ссмотрел чрезвычайно интересную проблему, касающуюся вычисления мощности земной коры, в которой происходят процессы превращения низкотемпературного (Р-кварца в высокотемпературный а-.кварц. Это превращение имеет важное значение для сейсмологии, поскольку а-кварцу свойственно значительно меньшее сокращение объема (почти в два раза), чем Р-кварцу. Дейли вычислил глубину, соответствующую абиссальной температуре 760° С, примерно равную 30/сл , и тем самым объяснил, почему продольные волны внутри земли, идущие из слоя яа глубине 30—45 км, обладают повышенной скоростью по сравнению с обычной скоростью их распространения. Глубоко лежащая гранитная магма (сиаль) была обнаружена в недрах центральной Европы под Альпами по сейсмической прерывности. 4 [c.411]

Линия О — I — т на диаграмме Наккена (фиг. 624 и 625) выражает зависимость температуры от давления (глубины) в земной коре, основанную на допущении, согласно которому температура возрастает на 3°С, а давление — на 25 атм на каждые ГОО м глубины для земной поверхности принята t = 0°С и р = = 1 атм. [c.566]

JVleTOA гидротермальной закалки позволил получить много ценных подробностей, относящихся к равновесиям в системе ортоклаз — альбит — вода (см. В. II, 215), которые очень сложны для понимания лишь на основании опытов в сухих расплавах. Эти условия очень близки к составу природных полевошпатовых пород — оиеяитов, их эффузивных аналогов — щелочных трахи-тов . Судя по фиг. 509, очевидно, что имеется минимум на кривых плавления при содержании 70% альбита и температуре 1038°С. Под давлением водяного паря ЮОС и 2000 атм состав этого минимума не изменяется, но температура снижается соответственно до 840 и 770 С. Однако влияние увеличивающегося давления быстро уменьшается, из чего можно заключить, что даже в природных щелочных сиенитовых расплавах, находящихся под достаточной нагрузкой на глубинах свыше 8 км в земной коре, температура кристаллизации будет не на много ниже 770°С. Содержание воды в расплаве, в котором присутствует 70% альбита при 840°С под дав-ленией 1000 атм, равно 7,7% (см. С. I, (197). [c.626]

Мак-Доналд [1263], исходя из известного распределения температур и давлений в земной коре на различных глубинах, предположил, что переход кварца в коэсит в природе происходит на глубине между 60 и 40 км. Превращениям полиморфных фаз кварца друг в друга посвящены сообщения [1264—1286]. [c.446]

Процессы седиментогенеза завершаются образованием свежеотложенного обводненного осадка, содержащего то или иное количество ОВ и находящегося в нестабильном состоянии. Начальный этап эволюции осадка в земных недрах в ходе его погружения, сопровождающегося различными трансформациями минерального и органического компонентов и уплотнением до превращения в осадочную породу (литификации), называется диагенезом. Диагепетическая зона охватывает диапазон глубин и пластовых температур от нескольких десятков до первых сотен метров и от 0-5 до 15-25 °С в зависимости от темпов осадконакоплепия. [c.42]

При погружении осадочных пород на большие глубины, где температуры превышают 500 °С, порода постепенно перекристаллизовывается и полностью меняет внешний облик и строение (мета-морфизуется). В таких условиях глины превращаются в кристаллические сланцы и гранит, известняк — в мрамор и т. п. Органическое вещество (рассеянное и концентрированное, в том числе уголь) восстанавливается до углерода и преобразуется в графит. В процессе высокотемпературной метаморфизации и в условиях больших горньж давлений порода сильно уплотняется. Образующиеся при этом метан и вода в основной своей массе высвобождаются и мигрируют в вышележащие, менее плотные зоны земной коры. Они заполняют там поры и трещины, возникающие при непрерывных тектонических перестройках верхних слоев земной коры. Процесс генерации метана при высокотемпературном метаморфизме горных пород сильно растянут во времени. В глубокопогруженных зонах он продолжается несколько миллиардов лет. Естественно полагать, что этот метан не смог сохраниться в достаточно больших количествах и, тем более, образовать залежи. Однако небольшие порции его могли сохраниться и пополнить общие ресурсы метана земной коры. [c.47]

Под астеносферой понимается слои пониженной твердости и вязкости в пределах верхней мантии (слой Гутенберга). Этот размягченный слой характеризуется высокой температурой, близкой к температуре плавления вещества. В пределах астеносферы располагаются очаги питания вулканов, в ее пределах происходят конвективные перемещения подкоровых масс вещества, влияющие на глобальные тектонические процессы в земной коре. Астеносфера находится на глубинах около 100 км под континентом и около 50 км под океанами и распространяется до глубин 250-350 км. [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология