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沸水为什么会爆炸?

发布时间:2020-02-28 02:14:54 来源:亮剑军事网 作者:亮剑 阅读量:

  在高原范围内共有一千余处地热区。以西藏南部的地热带为最强盛。雄伟的冈底斯山和念青唐古拉山山脚下,常常见到山峰白雪皑皑,山脚热气腾腾,蓝天雪峰的背景与冉冉升起的白色汽柱交相辉映,蔚为壮观。青藏高原地热资源之丰富,类型之复杂,水热活动之强烈,为全球罕见。

  南起喜马拉雅山,北抵冈底斯山和念青唐古拉山,从西陲阿里向东经过藏南延伸至横断山脉折向南迄于云南西部的强大地热带的形成,和年轻的喜马拉雅造山运动密切相关。我国科学工作者把它叫做喜马拉雅地热带。在这条地热带内有热水湖、热水沼泽、热泉、沸泉、汽泉和各种泉华等地热显示类型,还有世界上罕见的水热爆炸和间歇喷泉现象,是什么原因导致了这些现象呢?

  在喜马拉雅地热带内一共找到十一处水热爆炸区,其中以玛旁雍热田为典型。据目睹者介绍,1975年11月在西藏普兰县曲普地区发生了一次水热爆炸,震天巨响吓得牛羊四处逃散。巨大的黑灰色烟柱冲上天空,上升到大约八九百米的高度,形成一团黑云飘走。爆炸时抛出的石块直径大达三十厘米,爆炸后九个月,穴口依然笼罩在弥漫的蒸汽之中。留下了一个直径约二十五米的大坑,称为圆形爆炸穴,穴休充水成热水塘,中心有两个沸泉口,形成沸水滚滚,翻涌不息的湍流区。泉口温度无法测量,但热水塘岸边的水下温度已高达摄氏七十八度。

  水热爆炸是一种极其猛烈的水热活动现象,爆炸后地表留下一个漏斗状的爆炸穴,穴口周围组成的环形垣体堆积物逐渐流散,泉口涌水量慢慢减少,水质渐清,水温降低。水热爆炸通常没有固定的时间和地点,前兆不明显,过程也很短促,约在十分钟以内,因此只有少数人碰巧亲睹过这种奇特的地热现象。

  有人认为,水热爆炸属于火山活动的范畴,这是因为目前仅有美国、日本、新西兰和意大利等少数国家发现过水热爆炸,但几乎都出现在近代火山区内。然而,青藏高原上的水热爆炸活动和现代火山似乎没有什么联系。它是在以岩浆热源为背景的浅层含热水层中,当高温热水的温度超过了与压力相适应的沸点而骤然汽化,体积膨胀数百倍所产生的巨大压力掀开了上面的盖层而发生的爆炸。高原上水热爆炸的规模较小,但同一地点发生水热爆炸的频率却较高。如苦玛每年四五次,有的年分则多达二十余次。这种罕见的高频水热爆炸活动说明,下覆热源的热能传递速率大,爆炸点的热量积累快。从地热带内其他各种迹象判断,这个热源可能是十分年轻的岩浆侵入体。19世纪末叶以来,涉足高原的任何外国探险考察家都没有报道过这里的水热爆炸活动,已经发现的水热爆炸活动大都发生在上世纪50年代以后它们形成的垣体中也不见泉华碎块,这不仅说明这些水热区形成的年代新,而且还暗示这里作为热源的壳内岩浆体很年轻,正处在初期阶段。

  西藏是目前我国境内发现间歇喷泉的惟一地区,共有间歇喷泉区三处。高温间歇喷泉是自然界一种奇特而又罕见的汽水两相显示,它是在特定条件下,地下高温热水作周期性的水汽两相转化,因而泉口能够间断地喷出大量汽水混合物的一种水热活动。相邻的两次喷发之间,有着相X寸静止的间歇期。

  冈底斯山南麓的昂仁县搭各加间歇泉区位于多雄藏布河源,海拔大约五千米,共有四处间歇喷泉,都坐落在高十五至三十米的大型泉华台地上。最大的一处泉口直径只有三十厘米,泉口东面有直径两米的热水塘由一条裂隙连通。这个间歇泉活动比较频繁,每次喷发高度由一两米至十余米不等。喷发延续时间也很不一致,短的一瞬即逝,长的可达十余分钟。每次较大的喷发来临之前,泉口及旁边的热水塘的水位缓缓抬升,随后泉口开始喷发,水柱自低而高,然后回落。有时则经过几次反复才达到激喷,汽水柱一下子上升到十米左右,持续片刻后渐渐下降,有时则又回折,几经反复直至停息。有一次特大喷发,随着一声巨响,高温汽、水流突然冲出泉口,即刻扩展成直径两米以上的汽、水柱,高达二十米左右,柱顶的蒸汽团不断腾跃翻滚,直捣蓝天。这种奇特的、交替变幻的喷发和休止,决定于它巧妙的地下结构和热活动过程。间歇喷泉通常位于坚固的泉华台地上,其卜有体积庞大的“水室”和四周的给水系统,底部有高温热水或天然蒸汽加热,还有细长喉管直达地面的抽送系统,酷似一个完整的天然“地下锅炉”。随着水室受热升温,汽化上下蔓延,至水室内具备全面沸腾的条件时,骤然汽化所产生的膨胀压力通过抽送系统把全部汽水混合物抛掷出去构成激喷。水室排空后重又蓄水、加热,孕育着再一次喷发。

  位于拉萨市西北九十公里的羊八井盆地海拔四千二面米左右,也是典型水热爆炸类型的热田之一。这里一些巨大温泉和热水湖蒸汽升腾而成高十余米的几座白色汽柱,飘逸不绝,引人注目。地热田东北有一个面积七千三百五十平方米、深达十六米的热水湖,湖水湛蓝,热水从下往上不断翻涌,湖面水温在四十五至五十九度之间,湖区正南有渠道使湖水外泄,流量约三十三升/秒。近年当地居民已在湖边修建了浴室,人们可以在这里洗到舒适的温泉澡。盆地的西北缘还有一个有名的硫磺矿,除了出产晶莹剔透的硫磺晶体外,还有一条热沟,其附近的地面上不能坐人,即使穿上厚厚的登山皮鞋,站久了也感到烫脚。若在地面上戳个几十厘米深的小洞,可见洞口呼呼冒气,温度高达九十二度,比当地水的沸点还要高出八度。原来,盆地下面蕴藏着二百至三百度的高温热水,这就是我国大陆上著名的湿蒸汽地热田。

  羊八井地热田的发电潜力为十七点九万千瓦,完全可以满足拉萨市及其附近地区的电力需求。1975年以来这里先后安装了三台发电机组,总装机容量已达到一万千瓦。西藏地热科研所现已修建了六座地热能温室,面积共达一千六百平方米。隆冬季节,温室内气温保持在三十摄氏度左右,西红柿、茄子、黄瓜、辣椒等喜温作物生长非常良好。看来,西藏的地热资源可利用的空间还可以进一步扩大到许多领域。

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