Проблемы использования тепловой энергии Земли

академик М. Лаврентьев, академик И.Тамм, профессор В.Владавец "Правда", 25 января 1957 г., N 25

Незабываемое впечатление произвело на участников геотермической1  экспедиции Академии наук СССР, в том числе и на нас, совершенное летом прошлого года путешествие в кратер действующего вулкана на Парамушире - одном из северных островов Курильской гряды, Поднявшись по северному склону вулкана на высоту в 1.200 метров, мы спустились затем в кратер и попали на берег горячего озера, вода которого, по наблюдениям местных жителей, обладает целебными свойствами. Северный склон кратера покрыт толстым слоем снега, а из крутой стены южного склона с гулом, напоминающим свист локомотивов, вырываются клубы горячего сернистого пара. Вода около этого склона непрерывно кипит.

Трудно подсчитать, сколько тепла, сколько даровой энергии теряется там без всякой пользы! Да и не только там. На Курильских островах и на Камчатке насчитывается более двухсот вулканов, в том числе около 60 действующих.

Недра советского Дальнего Востока таят неисчислимые запасы тепловой энергии. Уникальными являются там многочисленные горячие источники и выходы горячего пара. Их наличие связано с действующими или недавно потухшими вулканами, очаги которых заполнены магмой, находящейся в огненно-жидком состоянии или в процессе кристаллизации, то есть в процессе остывания, который обычно продолжается многие тысячелетия.

Настало время поставить эти глубинные силы на службу человеку.

Естественные выходы горячих паров так же как и естественные выходы нефти, являются лишь признаками огромных запасов энергии, которые находятся в недрах Земли. Для их эффективного использования необходимо закладывать буровые скважины глубиной в несколько сот метров. Проблема определения целесообразного места бурения и мощности запасов представляет собой весьма сложную комплексную задачу, к решению которой должны быть привлечены ученые и инженеры различных специальностей, в том числе вулканологи, геологи, геофизики.

Известно, что по мере углубления в недра нашей планеты температура горных пород непрерывно возрастает, свидетельствуя о существовании в Земле тепловых потоков, идущих из ее глубин к поверхности. Их возникновение обусловлено преимущественно распадом радиоактивных элементов - главным образом урана и тория.

Земля постепенно теряет тепло, отдавая его в мировое пространство. За один только век она расходует столько тепла, сколько его могут дать, - если их сжечь, - все мировые запасы нефти, угля, леса и других видов топлива.

В настоящее время становится вполне реальной задача использования тепловой энергии Земли, и прежде всего применения ее для теплофикации и получения электрической энергии в наиболее благоприятных для этого районах. В нашей стране наряду с Камчатско-Курильской областью современного вулканизма крупные запасы вод, обладающих высокой температурой, имеются также во многих районах Кавказа, Средней Азии и в других местах.

Ценное начало использованию источников подземного тепла для нужд промышленных предприятий положено в Дагестане. В этой республике имеются широкие возможности отопления природными горячими водами города Махачкалы и применения их для развития тепличного хозяйства.

Значительный опыт в этом отношении накоплен в Исландии, где столица государства - город Рейкьявик, находящийся у Северного полярного круга, отапливается природными горячими водами, а в теплицах, обогреваемых такими водами, выращиваются не только овощи, но даже виноград.

Особенно важное значение имеет использование глубинного тепла для выработки электроэнергии.

Весьма перспективными для развития геотермической энергетики у нас являются Камчатка и Курильские острова. В зоне активного вулканизма там расположены многочисленные источники горячих вод с температурой до ста градусов и струями пара с температурой, значительной превышающей сто градусов. Опыт других стран, и в первую очередь Италии, свидетельствует о высокой экономической эффективности электростанций, использующих подземное тепло.

"Красный уголь", как называют за рубежом эти глубинные силы Земли, могучий источник самой дешевой энергии, должен получить широкое применение и в нашей стране.

Выезжавшая на Камчатку и Курильские острова геотермическая экспедиция Академии наук СССР изучала вопросы, связанные с созданием электростанции, работающей на подземном тепле, осмотрела горячие источники и выходы горячего пара на юге Камчатки, где намечается соорудить первую опытную геотермическую электростанцию.

Результаты работы экспедиции подтверждают целесообразность создания на Камчатке и Курильских островах теплиц и парников, где в течение всего года можно выращивать овощи и некоторые фрукты. Тепличные хозяйства могут быть созданы, в частности, на базе Паратунских, Начикинских и Паужетских горячих источников. Для их организации потребуются лишь незначительные работы, которые вполне могут быть выполнены местными силами.

Весьма важной является задача теплофикации населенных пунктов Камчатки и Курильских островов, и в первую очередь Петропавловска-Камчатского. Для решения этой задачи необходимы геологоразведочные работы, имеющие целью поиски горячих вод, расположенных в непосредственной близости к этому городу.

Следует заметить, что горячие воды и пары во многих случаях содержат ценные вещества. Поэтому крайне желательно использовать новый источник энергии не только для электрификации и теплофикации, но и для извлечения химического сырья. Большую роль горячие источники призваны сыграть и в медицине, где их целебные свойства могут быть широко использованы при лечении заболеваний.

Кроме того, геотермия играет большую роль в решении гидрогеологических проблем, инженерно-геологических задач, в исследованиях, связанных с поисками и эксплуатацией угольных, нефтяных и рудных месторождений, а также при исследованиях различных геохимических процессов, связанных с изменением теплового режима земной коры.

Глубокое проникновение в сущность геотермических процессов, познание закономерностей их развития расширят власть человека над грозными силами природы.

Уже теперь люди начинают овладевать методами, позволяющими предвидеть извержения вулканов и некоторые другие стихийные бедствия, связанные с геотермическими процессами. Задача заключается в выяснении признаков, свидетельствующих о приближении извержения. Исследования советских ученых показали, что задолго до этого на сейсмограмме наблюдаются характерные колебания, исходящие из вулканического очага. По-видимому, во многих случаях можно будет предсказать начало извержений за несколько дней. Для этого нужно знать строение действующего вулкана, его историю и характер предыдущих извержений, создать вокруг него научные посты, оборудованные соответствующей аппаратурой.

Для предупреждения бедствий необходимо строительство вулканологических станций. Одна из них, находящаяся в ведении лаборатории вулканологии Академии наук СССР, ведет наблюдения в поселке Ключи Камчатской области, вблизи крупнейшего и наиболее активного вулкана Камчатки - Ключевской сопки.

Экспедиция признала необходимым создание второй вулканологической станции - в Петропавловске-Камчатском, которая должна вести наблюдения за вулканами, находящимися в непосредственной близости к этому крупнейшему городу полуострова2 .

Надо признать, что размах геотермических исследований, проводимых в СССР, а также научное обобщение получаемых геотермических данных являются далеко не достаточными. Они явно не соответствуют современным требованиям геологии, гидрогеологии, геохимии, геофизики, а также запросам многих отраслей народного хозяйства. В частности, еще очень мало сделано в области разработки общих теоретических вопросов геотермии Земли.

Проблема использования тепловой энергии Земли имеет большое значение для нашего государства. Научиться применять ее в интересах развития социалистической экономики и культуры - задача большая и благородная. В первую очередь эта задача должна быть решена применительно к наиболее благоприятным условиям Камчатки и Курильских островов.

Опираясь на инициативу, проявленную партийными и советскими органами Камчатской и Сахалинской областей, ученые должны принять активное участие в борьбе за всемерное развитие производительных сил советского Дальнего Востока, за новый подъем экономики и культуры этого своеобразного, красивого и богатого края.

* В развитие этой идеи в 1962 г. в г. Петропавловске-Камчатском был создан Институт вулканологии СО АН СССР. (Прим. ред.)