Написал "Моё", но чтобы понять суть процесса, вначале поместил выжимку из интересной статьи РИА Новости и общедоступные знания.
Вечная мерзлота занимает территорию более 60% территории России с населением 15 миллионов жителей. На карте это зелёный и синий цвет
Её опасность заключаются:
*в угрозе нарушения целостности мерзлых пород для зданий и сооружений
*в рисках высвобождения опасных патогенов при вскрытии могильников животных
*в заразных древних бактериях и вирусах, сохранившихся в замёрзших болотах
*в выбросах метана при таянии газовых гидратов, находящихся под вечной мерзлотой
Арктика - хранилища льда. Скрытая теплота перехода, превращения льда в воду при 0⁰С, сопровождается связыванием избыточной энергии атмосферы, достаточной для нагревания той же массы воды на 80⁰С. Или 1кг тающего льда забирает у атмосферы энергию, достаточную для нагревания 25м³ воздуха на 10⁰С! Лёд Арктики и Антарктики, вечная мерзлота Сибири - естественный кондиционер планеты, замедляющий скорость глобального потепления. Данный процесс спасает человечество не только от повышения температуры, но и пожаров, разрушения озонового слоя, повышения уровня мирового океана. И наоборот, при замерзании льда выделяется энергия, которая не даёт зимнему воздуху быстро охладиться до температуры минус 120⁰С. Сибирь и Северный Ледовитый океан спасают северное полушарие планеты от резких колебаний температуры.
Протаивание мерзлоты в теплый период года зависит от широты местности и глубина может быть от десятков сантиметров до двух-трех метров.
Поэтому в России на государственном уровне приняли решение создать национальную систему мониторинга многолетней мерзлоты. Из федерального бюджета на проект выделят 1,7 миллиарда рублей. Концепцию разработали в Арктическом и антарктическом научно-исследовательском институте (ААНИИ).
Согласно документу, в 2023-2025-м на 140 действующих станциях сети Росгидромета пробурят 25-метровые скважины, установят датчики. Это будут пункты фонового мониторинга. Свойства мерзлых пород изучат по извлеченным из скважин кернам. Кроме того, на 20 метеостанциях организуют площадки наблюдений за динамикой сезонно-талого слоя — протаивающего в теплый период года.
Примерно так же — скважины плюс площадки — формируется международная сеть мониторинга криолитозоны GTN-P, в создании которой участвуют и ученые из Российской академии наук. Общая база данных позволяет строить прогнозы состояния вечной мерзлоты любого масштаба, а также интегрировать результаты в глобальные климатические модели...
Помимо системы климатического мониторинга, ученые предлагают создать 15 геокриологических полигонов по всей Арктике от Европейского Севера до Чукотки — в каждой климатической зоне и на каждом типе мерзлоты. Эти организованные по единому стандарту и обладающие собственной наблюдательной сетью скважин и площадок территории площадью десятки тысяч квадратных километров, по мнению экспертов, станут ключевыми для сбора и обобщения информации о мерзлых грунтах и потенциально опасных криогенных процессах..
В 1828 году купец Федор Шергин решил вырыть во дворе своего дома в Якутске глубокий колодец, чтобы достать до водоносного горизонта. Это считается датой рождения отечественной геокриологии. Через несколько лет, когда удалось пройти 30 метров, измеренная температура грунта все еще была ниже нуля.
Купец собирался прекратить работы, но в 1831-м в Якутск приехал адмирал Ф. П. Врангель. Он заинтересовался проектом, пообещал поддержку. После этого еще пять лет колодец копали на средства Российско-американской компании. Остановились на глубине 116,4 метра в связи с "очевидной бесперспективностью". Только в 1930-х установили, что мерзлый слой там заканчивается на уровне 189 метров!
Пруф:
https://ria.ru/20220305/merzlota-1775890813.html
Моё:
Люди не догадываются о громадной экологически чистой энергии, которую можно получать, используя холод Арктики.
1кг льда при замерзании отдает λ=335кДж энергии. Энергия, заключённая в 1км³ воды:
Q=λm=λρν=335кДж*1000кг/м³*10⁹м³= =3,35*10¹⁴кДж
Такую же энергию заберёт лёд при плавлении.
Это в 42 раза больше электроэнергии, которую вырабатывает 1 гидроагрегат Красноярской ГЭС в течение года.
Доступный способ достать эту энергию из замерзающего Северного Ледовитого океана, якутских болот (вечной мерзлоты) - использование термопар. Их эффективность небольшая, но учитывая громадное значение выделяемой энергии с 1км³ воды даже при КПД 3-4% они окажутся более выгодными, чем агрегаты ГЭС.
Это самая экологически чистая энергия. Она не нагревает Землю, а помогает её охлаждать, не наносит существенного вреда природе, поскольку нет жизни в замёрзшей земле, кроме поверхностного слоя.
В моём представлении такие криотермальные электростанции (КТЭ) могут представлять собой скважины, пробуренные на глубину 100м, внутри которых находятся термопары. Скважины распологаются на расстоянии 10-20м в шахматном порядке. Верхний спай термопары нагревается летом теплым воздухом, а зимой охлаждается более холодным, относительно нижнего спая, находящегося в земле. Для увеличения напряжения и тока, спаи металлов (полупроводников) в каждой шахте включаются последовательно по всей длине шахты и параллельно с соседними термопарами из других скважин.
Эффективность:
Площадь КТЭ 10км² будет эквивалентна 5 гидроагрегатам Красноярской ГЭС, если использовать полупроводниковые термопары с КПД 15%.
Сложно оценить эффективность охлаждения планеты таким глобальным методом. При этом температура планеты будет уменьшаться, а людям живущим рядом с такой КТЭ будут тепло, благодаря низкой КПД термопар: большая часть энергии (85%), выделяемая промерзающей тундрой будет идти на нагревание воздуха. Так, установленная КТЭ вблизи Якутска, по розе ветров, сможет повысить температуру в городе зимой на 10-30⁰С.
Строительство таких станций (КТЭ) возможны не только в Сибири но и в Канаде, Америке, Гренландии...
