Geschenke aus der Tiefe der Erde: Warum sind heiße Quellen heiß? Welche weiteren Einsatzmöglichkeiten bietet die Geothermie?

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Wang Huiqi (Institut für Tiefseewissenschaft und -technik, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um die Grenzen des Wissens zu erweitern, hat Chinas Spitzentechnologieprojekt eine Artikelserie mit dem Titel „Unbekanntes Gebiet“ gestartet, die einen Überblick über die Erkundungsergebnisse bietet, die die Grenzen im Weltraum, in der Tiefsee, in der Tiefsee und in anderen Bereichen durchbrochen haben. Begeben wir uns auf eine wissenschaftliche Entdeckungsreise und lernen wir die erstaunliche Welt kennen.

Auf diesem Planeten hat die Natur mit ihren herrlichen Landschaften und endlosen Geheimnissen eine Schatzkammer für uns geschaffen, die wir bewundern und erkunden können. Zu ihnen zählen die heißen Quellen, ein Schatz der Natur, die nicht nur Körper und Geist beruhigen und die Menschen regenerieren, sondern auch reich an geothermischer Energie sind. Hier ergänzen sich die Wunder der Natur und die Weisheit des Menschen und nehmen uns mit auf eine Entdeckungsreise voller Überraschungen.

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Die Geologie hinter den heißen Quellen

Die Entstehung und Verbreitung heißer Quellen ist ein komplexer natürlicher Prozess, der den Einfluss vieler Faktoren berücksichtigt, darunter die Wärmequelle im Erdinneren, geologische tektonische Aktivitäten und klimatische Bedingungen.

Diese natürlichen heißen Quellen sind wie Boten aus der Unterwelt, die leise aus den Tiefen der Erdkruste sprudeln und eine magische unterirdische Reise beginnen. Zunächst sickern Wassermoleküle aus der Atmosphäre in Form von Regen oder schmelzendem Schnee unbemerkt in das poröse Gestein im Untergrund. Mit zunehmender Tiefe sinken diese Wassermoleküle immer tiefer in die Erde. Während dieses Prozesses wird es durch die hohe Temperatur des Erdmantels erhitzt und die Temperatur des Erdmantels steigt aufgrund der enormen Hitze im Inneren der Erde.

Diese Wärme hat im Wesentlichen zwei Ursachen: Zum einen ist es die ursprüngliche Wärmeenergie, die in den frühen Stadien der Erdbildung im Inneren der Erde verbleibt; die andere ist die Wärme, die von der Materie im Erdinneren bei chemischen Reaktionen und radioaktivem Zerfall freigesetzt wird. Diese Wärme wird kontinuierlich an das zirkulierende Grundwasser abgegeben, wodurch dessen Temperatur allmählich ansteigt.

Wenn dieses geothermisch erhitzte Wasser schließlich auf Risse oder Verwerfungen in der Erdkruste trifft, steigt es entlang dieser Kanäle auf und gelangt schließlich an die Oberfläche. oder es kommt zu Ausbrüchen durch plattentektonische Bewegungen in Verbindung mit vulkanischer Aktivität, wie beispielsweise im Pazifischen Feuerring, der aufgrund seiner Nähe zu geologischen Verwerfungslinien und vulkanischer Aktivität reich an heißen Quellen ist. Dieser Weg nach oben durch die Gesteinsschichten kann Jahre oder sogar Jahrhunderte dauern. Während dieser Zeit reagiert das Wasser mit dem umgebenden Gestein und absorbiert eine Vielzahl von Mineralien wie Kalzium, Magnesium und Schwefel. Schließlich tritt es in Form heißer Quellen an die Oberfläche – ein lebendiger Beweis für die geothermische Energie und geologische Vielfalt der Erde.

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In China wird die Verteilung der heißen Quellen hauptsächlich durch die geologische Struktur beeinflusst. Gebiete mit geothermischer Aktivität mit hohen Temperaturen sind vor allem in der Nähe von Plattengrenzen verbreitet, beispielsweise in Tibet und Yunnan im Südwesten Chinas und in Taiwan. In diesen Gebieten kann es zu junger magmatischer Aktivität kommen, die Wärmequellen für geothermische Aktivitäten bietet. Im Landesinneren Chinas kommt es vor allem entlang der tiefen Zirkulation von Verwerfungszonen zu geothermischer Aktivität. Diese Verwerfungszonen bilden aufsteigende Kanäle für tiefes Grundwasser, wodurch die Erdwärme ungehindert an die Oberfläche gelangen und heiße Quellen bilden kann. Darüber hinaus haben auch die klimatischen Bedingungen einen wichtigen Einfluss auf heiße Quellen und geothermisches Wasser. Die Menge und Intensität der Niederschläge stehen in direktem Zusammenhang mit der Zirkulation und Erneuerung des heißen geothermischen Quellwassers.

Es gibt viele Möglichkeiten, heiße Quellen zu klassifizieren, und bislang gibt es keinen einheitlichen internationalen Klassifizierungsstandard. Heiße Quellen können üblicherweise anhand des Gehalts an gelösten Mineralstoffen, der Temperatur, der Quellmenge (Fließgeschwindigkeit) oder des pH-Werts (sauer, neutral, alkalisch) klassifiziert werden. Sie können auch nach chemischer Zusammensetzung, Geologie, physikalischen Eigenschaften usw. klassifiziert werden.

Entsprechend der Klassifizierung der chemischen Zusammensetzung können heiße Quellen in vier Haupttypen unterteilt werden: Chloridquellen, Bikarbonatquellen, Sulfatquellen und gemischte Quellen; Aus geologischer Sicht können heiße Quellen in heiße Quellen aus magmatischen Gesteinsgebieten, heiße Quellen aus metamorphen Gesteinsgebieten, heiße Quellen aus Sedimentgesteinsgebieten usw. unterteilt werden. Je nach Wassertemperatur können sie in kalte Quellen, heiße Quellen, heiße Quellen und superheiße Quellen unterteilt werden.

Darüber hinaus lassen sich weitere Typen nach pH-Wert, osmotischem Druck etc. unterteilen, wie etwa einfache heiße Quellen, Natriumbikarbonatquellen, Natriumsalzquellen, Kohlendioxidquellen, Calcium-Magnesium-Bikarbonatquellen, Sulfatquellen, eisenreiche Quellen, Schwefelwasserstoffquellen (Schwefelquellen) etc.; Je nach Aktivitätstyp, Form und anderen physikalischen Eigenschaften der heißen Quellen können heiße Quellen auch in gewöhnliche heiße Quellen, intermittierende heiße Quellen, kochende Quellen, Springbrunnen, Fumarolen (oder Schwefelporen), heiße Schlammquellen usw. unterteilt werden.

Schutz und nachhaltige Entwicklung von Thermalquellen

Heiße Quellen haben nicht nur einen unterhaltsamen und heilenden Wert, sondern bieten auch großes Potenzial als erneuerbare Energiequelle . Geothermiekraftwerke nutzen auf intelligente Weise die Wärmeenergie aus dem Untergrund. Sie liefern uns nicht nur Strom und Wärme, sondern reduzieren auch bis zu einem gewissen Grad unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels und zum Schutz der Umwelt unserer Erde.

Heiße Quellen sind ein natürliches Symbol geothermischer Aktivität und ein direkter Ausdruck der inneren Struktur und der geologischen Aktivitäten der Erde. Durch die Untersuchung heißer Quellen können wir ein tieferes Verständnis der inneren Struktur der Erde, der geologischen Veränderungen sowie der Verteilung und Reserven geothermischer Ressourcen gewinnen, was für die Förderung der geologischen Forschung und der Erkundung und Erschließung von Ressourcen von großer Bedeutung ist.

Allerdings ist die aktuelle Forschung zur nachhaltigen Entwicklung und mikrobiellen Vielfalt von heißen Quellen noch unzureichend. Die mikrobielle Gemeinschaft in heißen Quellen ist außerdem ein komplexes und einzigartiges Ökosystem, das für die Erhaltung des ökologischen Gleichgewichts und der Artenvielfalt heißer Quellen von großer Bedeutung ist.

Da der Thermaltourismus immer beliebter wird, sollten wir nachhaltige Managementmaßnahmen umsetzen, um ökologische Schäden durch Übernutzung, wie Ressourcenverschmutzung und Bodeneinbruch, zu verhindern. Daher können wir diese geothermischen Ressourcen nur nutzen, um saubere, erneuerbare Energien rational zu entwickeln und einzusetzen, den Kohlendioxidausstoß zu verringern und dafür zu sorgen, dass die heißen Quellen auch weiterhin ein grünes Paradies bleiben, in dem Mensch und Tier koexistieren, indem wir die Geheimnisse der heißen Quellen kontinuierlich erforschen, die wissenschaftliche Forschung und Überwachung der Thermalquellenressourcen intensivieren und wissenschaftlich fundierte Entwicklungs- und Schutzstrategien entwickeln.

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Versteckt in der Umarmung der riesigen Berge liegt eine wenig bekannte, geheime Oase. Dort ist ein Becken mit heißem Quellwasser wie ein Geschenk der alten Götter und bietet jedem Suchenden einen heilenden Kuss der Natur. Dies ist nicht nur eine klare Quelle, sie enthält jahrtausendealte Weisheit und Energie. Es beruhigt nicht nur den Körper der Menschen, sondern ermöglicht ihnen auch, in dieser Ruhe und Harmonie das Wunder und die Schönheit des Lebens zu spüren. Heiße Quellen sind nicht nur eine Naturlandschaft, sondern auch ein heiliger Ort voller Weisheit und Erleuchtung.

Im Dorf Hongxie, Stadt Yingzhou, Autonomer Kreis Lingshui der Li, Provinz Hainan, soll eine natürliche Thermalquelle entstehen

Bildnachweis: Li Guili (Institut für Tiefseewissenschaft und -technik, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Verweise

[1] Yu Wei. Forschung zu Planungsmethoden für Thermalbäder[D]. Tongji-Universität, 2008.

[2] Bildung von heißen Quellen[J]. Western Resources, 2011, (3): 45-45.

[3] Liao Zhijie. Chinas Vulkane, heiße Quellen und Geothermie[M]. China International Broadcasting Press, 2012.