Es ist schwer zu glauben, dass man die Temperatur im Erdinneren berechnen kann. Unser Planet hat eine Tiefe von 6.000 Kilometern, bis er den Kern erreicht. Trotzdem hat der Mensch nur eine Tiefe von 12 km erreicht. Wir haben jedoch verschiedene Techniken, um die Temperatur in der Tiefe berechnen zu können. Die Variabilität der Temperatur in Bezug auf die Tiefe der Erdkruste ist unter dem Namen bekannt geothermischer Gradient.
In diesem Artikel werden wir Ihnen alle Eigenschaften und die Bedeutung des geothermischen Gradienten erläutern.
Was ist der geothermische Gradient?
Der geothermische Gradient es ist nichts anderes als die Temperaturvarianz als Funktion der Tiefe, die wir uns befinden. Die Temperatur kann in den ersten Kilometern der Erdkruste gemessen werden und nimmt nach einem durchschnittlichen Druck von 3 Grad pro 100 Meter Tiefe an Tiefe zu. Die Beziehung zwischen der Variation der Temperatur und der Tiefe wird als geothermischer Gradient bezeichnet. Die natürliche Wärme des Erdkerns beruht auf verschiedenen physikalischen und chemischen Prozessen im Inneren. Es gibt auch andere Faktoren, die in diese Gleichung einfließen, um die Temperatur berechnen zu können.
Schlüsselmerkmale
Mal sehen, welche verschiedenen Faktoren den geothermischen Gradientenwert beeinflussen:
- Regionale Faktoren: Die Region, in der wir aus der ganzen Welt kommen, ist wichtig, um die Varianz der Temperatur zu kennen. Der geologische und strukturelle Kontext auf regionaler Ebene ist einer der Faktoren, die die Temperaturverteilung bestimmen. Mit anderen Worten, in Gebieten, in denen heute aktiver Vulkanismus herrscht, in Gebieten, in denen die Lithosphäre stärker reduziert ist, ist der geothermische Gradient viel höher als in anderen Gebieten, in denen keine vulkanische Aktivität vorliegt oder in denen die Lithosphäre eine andere Dicke aufweist.
- Lokale Faktoren: Auf einer viel lokaleren Ebene sehen wir Unterschiede zwischen den thermischen Eigenschaften von Gesteinen. Es gibt Gesteine mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit, die empfindliche laterale und vertikale Variationen des geothermischen Gradienten erzeugen. Der Faktor, der den Wert dieses geothermischen Gradienten am meisten bestimmt, ist die Zirkulation des Grundwassers. Und die Sache ist, dass Wasser eine große Kapazität hat, um Wärme umverteilen zu können. Auf diese Weise finden wir Grundwasserauffüllgebiete, deren geothermischer Gradient aufgrund der Abwärtszirkulation von kälterem Wasser abnimmt.
Auf der anderen Seite haben wir einige Entladebereiche, in denen das Gegenteil passiert. Durch den Anstieg des heißen Wassers in der Tiefe steigt der geothermische Gradient an. Deshalb, Der Wert, den der geothermische Gradient annehmen wird, hängt vom geologischen und strukturellen Kontext ab, die Unterschiede zwischen den technischen Eigenschaften von Gesteinen und der Zirkulation des Grundwassers. All diese Faktoren führen dazu, dass dieser Temperaturanstieg in der Tiefe variiert.
Strömung und Ausbreitung der Erdwärme
Wir wissen, dass die Wärme, die unser Planet abgibt, durch den Oberflächenwärmefluss quantifiziert werden kann. Dies ist die Wärmemenge, die der Planet pro Flächeneinheit und Zeit verliert. Der Oberflächenwärmefluss wird als Produkt aus dem geothermischen Gradienten und der Wärmeleitfähigkeit des Mediums berechnet. Das heißt, der Wert des geothermischen Gradienten multipliziert mit der Fähigkeit, Wärme in der bestimmten Umgebung zu leiten, in der wir uns befinden. Auf diese Weise kennen wir den Gesamtwärmeverlust, der in einem bestimmten Bereich auftritt.
Wärmeleitfähigkeit ist die Leichtigkeit eines Materials, Wärme übertragen zu können. Ein typischer Wert des Wärmeflusses auf dem Kontinent beträgt 60 mW / m2, die in alten kontinentalen Gebieten - wo die Lithosphäre dicker ist - auf Werte von 30 mW / m2 fallen und in jüngeren Gebieten, in denen die Lithosphäre weniger dick ist, Werte von 120 mW / m2 überschreiten kann. Das Einchecken von Minen und Bohrlöchern ist recht einfach, die Temperatur der Materialien im Erdinneren steigt mit der Tiefe.
Es gibt zahlreiche Ölquellen, in denen Werte von 100 Grad in etwa 4.000 Metern Tiefe erreicht werden. Andererseits werden in Gebieten mit Vulkanausbrüchen verschiedene Materialien bei hohen Temperaturen, die aus viel tieferen Gebieten stammen, an die Erdoberfläche gebracht. Ein Teil der Erdkruste ist einige Dutzend Zentimeter dick. Es zeichnet sich dadurch aus, dass seine Temperaturen von der vorhandenen Oberflächentemperatur abhängen und eine Vielzahl von Tages- und Saisontemperaturen aufweisen. Der Einfluss der Außentemperatur wirkt sich viel weniger aus, wenn wir tiefer gehen.
Wenn wir eine bestimmte Tiefe erreichen, Die Temperatur ist konstant gleich dem Durchschnitt der Oberflächentemperatur des Ortes. Diese Zone wird als Ozon mit konstanter Temperatur auf neutralem Niveau bezeichnet.
Tiefe und geothermisches Gefälle
Die Tiefe, in der sich das neutrale Niveau bei konstanten Temperaturen befindet, variiert normalerweise zwischen 2 und 40 Metern. Es ist umso größer, je extremer das Klima auf der Erdoberfläche ist. Unterhalb des neutralen Bereichs beginnen die Temperaturen mit der Tiefe zu steigen. Dieser Anstieg ist nicht in allen Bereichen einheitlich. Im ersten Fall ist es oberflächlicher als die Erdkruste, der Durchschnittswert des geothermischen Gradienten beträgt etwa 33 Meter. Dies bedeutet, dass Sie 33 Meter tief gehen müssen, um die Temperatur um 1 Grad zu erhöhen. So, Es wird zwischen einem durchschnittlichen geothermischen Gefälle von 3 Grad alle 100 Meter festgestellt.
Die Durchschnittswerte gelten nur für die äußersten Bereiche des Kortex, da sie über den gesamten Radius beibehalten werden können. In größeren Tiefen sind die Temperaturen höher, da die Materialien in Tiefen von nur wenigen hundert Kilometern schmelzen.
Heute wissen wir, dass die meisten Geophysiker schätzen, dass die Temperaturen in den innersten Teilen des Planeten einige tausend Grad nicht überschreiten. Maximal, Einige schätzen die Werte auf etwa 5.000 Grad. All dies führt zu einem geothermischen Gradienten, der mit der Tiefe abnimmt, sobald eine bestimmte unterirdische Quote erreicht ist.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über den geothermischen Gradienten und seine Eigenschaften erfahren können.