История геотермических исследований и оформления их предмета в самостоятельную научную дисциплину. Классификация аппаратуры для геотермических исследований, их задачи. Прогнозирования освоения геотермальной энергии и развития геотермального производства.
Аннотация к работе
Наша планета Земля по составу, состоянию слагающего вещества, физическим свойствам и протекающим в ней процессам неоднородна. В направлении к центру Земли можно выделить следующие оболочки, или, иначе говоря, геосферы: атмосферу, гидросферу, биосферу, земную кору, мантию и ядро. Иногда внутри твердой Земли выделяют литосферу, объединяющую земную кору и верхнюю мантию, астеносферу, или частично расплавленный слой в верхней мантии, и подастеносферную мантию. Геосферы твердой Земли, за исключением самого верхнего слоя земной коры, изучаются в основном косвенными, геофизическими методами, поэтому многие вопросы пока остаются нерешенными. Однако не следует забывать, что земная кора представляет только небольшую (менее 1% по массе) часть нашей планеты и поэтому состав Земли в основном определяется составом мантии и ядра.Как своеобразная форма познания - специфический тип духовного производства и социальный институт - наука возникла в Европе, в Новое время, в XVI - XVII вв. в эпоху становления капиталистического способа производства и дифференциации единого ранее знания на философию и науку. А его ученики - Ричард Киллинпон, Ричард Суиссет (Суайнсхед), Уильям Хейтесбери и Джон Дамблтон, так называемые «калькуляторы», стремясь объединить физику Аристотеля и учение о пропорциях Евклида, пытались создать единую систему «математической физики», основанной на возможности арифметико-алгебраического выражения качества. Поэтому он уравнивает в правах и науку, основанную на опыте, и науку, основанную на доказательствах. Наука как профессиональная деятельность начинает формироваться в крупнейших странах Европы в период бурного подъема естествознания. В науке XVII столетия главной формой закрепления и трансляции знаний стала книга, в которой должны были излагаться основополагающие принципы и начала «природы вещей».Скажем сразу, что существуют три основные концепции науки [2]: наука как знание, наука как деятельность, наука как социальный институт. Первая концепция, наука как знание, с многовековой традицией рассматривается как особая форма общественного сознания и представляет собой некоторую систему знаний. Если мы рассмотрим науку как деятельность, то нам сегодня ее функции представляются не только наиболее очевидными, но и первейшими и изначальными. Сегодня, в условиях научно-технической революции, у науки все более отчетливо обнаруживается еще одна концепция, она выступает в качестве социальной силы. Несомненно, уровень развитости науки может служить одним из основных показателей развития общества, а также это, несомненно, показатель экономического, культурного, цивилизованного, образованного, современного развития государства.Однако если прикладные науки, обслуживая производство, могут надеяться на долю в распределении его финансовых ресурсов, то фундаментальные науки напрямую связаны с объемом бюджетного финансирования и наличием тех планов и программ, которые утверждены государственными структурами. Ученые приходят к выводу, если маховик научной деятельности по производству фундаментальных знаний и их приложению будет приостановлен хотя бы на 50 лет, он никогда не сможет быть приведен в движение вновь, так как имеющиеся достижения будут подвергнуты коррозии прошлого. Для спектра проблем, связанных с соотношением экономики и науки, важно подчеркнуть, что негативные последствия технократического развития подразделяются на природогенные и телеогенные. Обсуждая вопрос взаимосвязи науки и власти, ученые отмечают, что власть либо курирует науку, либо диктует социальный заказ. С точки зрения государства и власти наука должна служить делу просвещения, должна делать открытия и предоставлять перспективы для экономического роста и роста благосостояния народа.Можно привести многочисленные примеры из истории Римской империи, (во II веке до н.э. создание на юге Балканского полуострова ряда бальнеологических курортов того времени), из истории Франции (источник О-Шод, XV в.), России (Карловы Вары во времена Петра Великого) и т.д. Таким образом, тепловое поле Земли оказалось первым объектом практического использования, по-видимому, опередив даже использование геомагнитного поля, выразившееся в изобретении компаса китайскими мореплавателями. Уже первые измерения температуры, проведенные в шахтах и рудниках, показали, что температура на глубоких горизонтах весь год неизменна и что она увеличивается с глубиной. Начало специальных геотермических исследований на территории России, по-видимому, относится к первой половине XVIII века, когда по инициативе Петра I были организованы научные экспедиции для изучения природных ресурсов России и в особенности ее восточных областей. Если исходить из концепции постоянства условий круговорота воды на Земле в многолетнем разрезе, единственным источником систематического повышения уровня Мирового океана в среднем на 1,2 мм в год должны быть воды, выделяемые за счет дегазации мантии.Подробнее это звучит так: Геотермия как наука изучает внутрипланетные тепловые процессы, природу источников тепла в недрах
План
Содержание
Введение
Глава 1. Философские аспекты зарождения, становления и классификации науки в целом и отдельных научных дисциплин
1.1 Предпосылки зарождения опытных дисциплинарно организованных наук. Их современная классификация
1.2 Современная наука. Роль науки в современном обществе
1.3 Взаимодействие науки, экономики и власти
Глава 2. Геотермия. Возникновение отдельной научной дисциплины из прикладных геотермических исследований
2.1 История геотермических исследований
2.2 Оформление предмета и методологии геотермических исследований. Аппаратура для геотермических исследований
2.3 Задачи решаемые современной геотермией
Глава 3. Экономические аспекты освоения геотермальной энергии в России
3.1 Прогнозирование освоения геотермальной энергии России
3.2 Предпосылки развития геотермального производства в России
Заключение
Литература
Введение
Наша планета Земля по составу, состоянию слагающего вещества, физическим свойствам и протекающим в ней процессам неоднородна. Вообще, неоднородность - это главное свойство и движущая сила всей Вселенной, в том числе и нашей планеты.
В направлении к центру Земли можно выделить следующие оболочки, или, иначе говоря, геосферы: атмосферу, гидросферу, биосферу, земную кору, мантию и ядро. Иногда внутри твердой Земли выделяют литосферу, объединяющую земную кору и верхнюю мантию, астеносферу, или частично расплавленный слой в верхней мантии, и подастеносферную мантию.
Три внешние оболочки (атмосфера, гидросфера и биосфера) имеют весьма непостоянные или даже неопределенные границы, но по сравнению с другими геосферами они наиболее доступны непосредственному наблюдению. Эти геосферы являются предметом изучения различных научных дисциплин, и в частности, геофизики.
Геосферы твердой Земли, за исключением самого верхнего слоя земной коры, изучаются в основном косвенными, геофизическими методами, поэтому многие вопросы пока остаются нерешенными. Достаточно сравнить радиус Земли - 6370 км и глубину самой глубокой пробуренной скважины - менее 15 км, чтобы представить себе, как мало мы имеем непосредственной информации о составе вещества планеты. Изучение химического состава глубинных геосфер невозможно без учета термодинамических условий недр Земли (высоких давлений и температур) и их влияния на свойства вещества. Основные данными, которые используются для этой задачи: Во-первых, химический состав земной коры. Однако не следует забывать, что земная кора представляет только небольшую (менее 1% по массе) часть нашей планеты и поэтому состав Земли в основном определяется составом мантии и ядра.
Во-вторых, геофизические данные - в основном результаты сейсмологии. Однако эти данные допускают неоднозначное истолкование, т.к. одинаковые значения физических свойств - скорости упругих волн или плотности - могут быть присущи веществам различного химического состава.
В-третьих, космологические данные, т.е. результаты изучения космических тел, в первую очередь Луны и метеоритов, падающих на Землю. Эти данные можно использовать только при предположении о близости химического состава исходного вещества планет, по крайней мере, земной группы. Однако, в большинстве случаев этого недостаточно, так как изучение Земли и ее геосфер невозможно без изучения теплового поля. Ведь совершенно очевидно, что любые процессы, происходящие в недрах Земли, приводят к выделению или поглощению энергии. Эта энергия в конечном итоге превращается в тепло планеты.
Таким образом, появляется необходимость в новом направлении научной работы в геофизике, которая бы занималась накоплением количественной информации о глубинных температурах, об энергетическом балансе, о фазовом состоянии различных геосфер, о формах теплопередачи внутри Земли и др. Данная информация должна была быть использована для понимания и моделирования геодинамических процессов в геосферах и для оценки энергетики геолого-геофизических проявлений - а именно в этом заключаются фундаментальные аспекты изучения теплового поля.
Данная задача осуществлялась с помощью геотермических исследований, которые считались одним из геофизических методов и носили больше подчиненный характер, помогая в исследованиях других научных направлений, например сейсмологии.
Геотермия - как отдельная наука, которая занимается изучением теплового поля Земли и ее геосфер, не существовала.
Один из взглядов раскрывающий предпосылки возникновения науки [1] указывает на то, что в возникновении науки (или отдельной научной дисциплины) играют роль экономические факторы, социальные факторы, а также необходим определенный уровень развития самого знания, «запас» необходимого и достаточного количества фактов, которые бы подлежали описанию, систематизации и теоретическому обобщению. Также, у отдельной науки должен быть четко очерченный объект познания, ее субъект и отработанная методология. Все это присуще любой науке, и соответственно можно сделать вывод о том, что если в молодом научном направлении (изначально методе исследования) выделить эти аспекты, то можно говорить о новой научной дисциплине.
Цель данного реферата - проследить историю зарождения и развития геотермических исследований; попытка показать и обосновать геотермию как отдельную геофизическую науку, в соответствии с требованиями современной философии науки; раскрыть связь современной геотермии с экономическими и социальными потребностями общества.
Первая глава работы носит название «Философские аспекты зарождения, становления и классификации науки в целом и отдельных научных дисциплин». Литература, использованная для ее написания - это современные учебные пособия по философии науки.
Вторая глава посвящена становлению геотермии как науки. Она называется «Геотермия. Возникновение отдельной научной дисциплины из прикладных геотермических исследований» и написана преимущественно на основе курса лекций по основам геотермии, подготовленных М.Д. Хуторским.
В третье главе показаны перспективы развития прикладной геотермии для решения экономических задач в России. Она подготовлена на основе материалов конференции «Возобновляемая энергетика. Проблемы и перспективы», прошедшей в сентябре 2005 г. в Институте проблем геотермии ДНЦ РАН.