Трудно е да се мисли, че можете да изчислите температурата вътре в земята. Нашата планета има дълбочина 6.000 километра, докато достигне ядрото. Въпреки това, човешкото същество е достигнало дълбочина едва 12 км. Имаме обаче различни техники, за да можем да изчислим температурата в дълбочина. Променливостта на температурата по отношение на дълбочината на земната кора е известна с името на геотермален градиент.
В тази статия ще ви разкажем за всички характеристики и значение на геотермалния градиент.
Какъв е геотермалният градиент
Геотермалният градиент това е нищо повече от температурната вариация като функция от дълбочината, която откриваме. Температурата може да бъде измерена в първите километри от земната кора и те се увеличават в дълбочина след средно налягане от 3 градуса на всеки 100 метра дълбочина. Връзката между варирането в температурата и дълбочината се нарича геотермален градиент. Естествената топлина на земното ядро се дължи на различни физични и химични процеси, които се случват вътре. Има и други фактори, които влизат в това уравнение, за да може да се изчисли температурата.
ключови характеристики
Нека видим кои са различните фактори, които влияят на стойността на геотермалния градиент:
- Регионални фактори: регионът, в който сме от цял свят, е от съществено значение, за да можем да знаем вариацията на температурата. Геоложкият и структурен контекст в регионален мащаб е един от факторите, които обуславят разпределението на температурите. С други думи, в райони, където днес има активен вулканизъм, райони, където литосферата е по-намалена, геотермалният градиент е много по-висок, отколкото в други райони, където няма вулканична активност или където литосферата има различна дебелина.
- Местни фактори: на много по-локално ниво виждаме разлики между термичните свойства на скалите. Има скали, които имат по-висока топлопроводимост, което създава чувствителни странични и вертикални вариации на споменатия геотермален градиент. Факторът, който най-много определя стойността на този геотермален градиент, е циркулацията на подземните води. Работата е там, че водата има голям капацитет, за да може да преразпределя топлината. По този начин намираме зони за презареждане на водоносни хоризонти, чийто геотермален градиент намалява поради циркулацията на по-студена вода надолу.
От друга страна, имаме някои разтоварващи зони, където се случва обратното. Повишаването на горещата вода в дълбочина води до увеличаване на геотермалния градиент. Следователно, стойността, която ще вземе геотермалният градиент, варира в зависимост от геоложкия и структурен контекст, разликите между техническите свойства на скалите и циркулацията на подпочвените води. Всички тези фактори карат това повишаване на температурата да варира в дълбочина.
Поток и разпространение на земната топлина
Знаем, че топлината, която излъчва нашата планета, може да бъде определена количествено чрез повърхностния топлинен поток. Това е количеството топлина, което планетата губи за единица площ и време. Повърхностният топлинен поток се изчислява като произведение на геотермалния градиент и топлопроводимостта на средата. Тоест стойността на геотермалния градиент, умножена по способността да провежда топлина в конкретната среда, където се намираме. По този начин ние знаем общото количество топлинни загуби, които съществуват в определена област.
Топлопроводимостта е лекотата на материала да може да предава топлина. Типична стойност на топлинния поток на континента е 60 mW / m2, които могат да спаднат до стойности от 30 mW / m2 в старите континентални райони - където литосферата е по-дебела - и да надхвърлят стойности от 120 mW / m2 в по-младите райони, където литосферата е по-малко дебела. Доста е лесно да се проверяват в мини и сондажи, температурата на материалите от земните недра се увеличава с дълбочина.
Има многобройни нефтени кладенци, в които се достигат стойности от 100 градуса на около 4.000 метра дълбочина. От друга страна, в райони, където има вулканични изригвания, различни материали се изнасят на земната повърхност при високи температури, които идват от много по-дълбоки райони. Част от земната кора надвишава няколко десетки сантиметра. Характеризира се с факта, че неговите температури зависят от съществуващата повърхностна температура и показва голямо разнообразие от дневни и сезонни температури. Влиянието на външната температура влияе много по-малко, докато навлизаме по-дълбоко.
Когато достигнем определено ниво на дълбочина, температурата е постоянна, равна на средната стойност на температурата на повърхността на мястото. Тази зона се нарича озон с постоянна температура с неутрално ниво.
Дълбочина и геотермален градиент
Дълбочината, на която се намира неутралното ниво, където температурите са постоянни, обикновено варира между 2 и 40 метра. Толкова по-голямо е, колкото по-екстремен е климатът, преобладаващ на земната повърхност. По-долу неутрално е мястото, където температурите започват да се увеличават с дълбочина. Това увеличение не е еднакво във всички области. В първата тя е по-повърхностна от земната кора, средната стойност на геотермалния градиент е около 33 метра. Това означава, че трябва да отидете на 33 метра дълбочина, за да имате повишаване на температурата с 1 градус. По този начин, Установено е, че средният геотермален градиент е 3 градуса на всеки 100 метра.
Средните стойности са приложими само за най-отдалечените области на кората, тъй като тя може да се поддържа в целия радиус. При по-големи дълбочини температурите са по-високи, тъй като материалите се топят на дълбочина само няколкостотин километра.
Днес знаем, че повечето геофизици смятат, че температурите в най-вътрешните части на планетата не надвишават няколко хиляди градуса. Най-много някои изчисляват стойностите на около 5.000 градуса. Всичко това води до геотермален градиент, намаляващ с дълбочина след достигане на определена подземна квота.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това какъв е геотермалният градиент и неговите характеристики.