Είναι δύσκολο να σκεφτεί κανείς ότι μπορείτε να υπολογίσετε τη θερμοκρασία μέσα στη γη. Ο πλανήτης μας έχει βάθος 6.000 χιλιομέτρων μέχρι να φτάσει στον πυρήνα. Παρ 'όλα αυτά, ο άνθρωπος έχει φτάσει μόνο σε βάθος 12 χλμ. Ωστόσο, έχουμε διάφορες τεχνικές για να μπορούμε να υπολογίζουμε τη θερμοκρασία σε βάθος. Η μεταβλητότητα της θερμοκρασίας ως προς το βάθος του φλοιού της γης είναι γνωστή με το όνομα γεωθερμική κλίση.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε για όλα τα χαρακτηριστικά και τη σημασία της γεωθερμικής κλίσης.
Τι είναι η γεωθερμική κλίση
Η γεωθερμική κλίση δεν είναι τίποτα περισσότερο από τη διακύμανση της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το βάθος που βρισκόμαστε. Η θερμοκρασία μπορεί να μετρηθεί στα πρώτα χιλιόμετρα του φλοιού της γης και αυξάνεται σε βάθος μετά από μέση πίεση 3 βαθμών ανά 100 μέτρα βάθους. Η σχέση μεταξύ της διακύμανσης της θερμοκρασίας και του βάθους ονομάζεται γεωθερμική κλίση. Η φυσική θερμότητα του πυρήνα της Γης οφείλεται σε διαφορετικές φυσικές και χημικές διεργασίες που συμβαίνουν μέσα. Υπάρχουν επίσης άλλοι παράγοντες που μπαίνουν σε αυτήν την εξίσωση για να είναι σε θέση να υπολογίσουν τη θερμοκρασία.
Κύρια χαρακτηριστικά
Ας δούμε ποιοι είναι οι διαφορετικοί παράγοντες που επηρεάζουν την τιμή της γεωθερμικής κλίσης:
- Περιφερειακοί παράγοντες: Η περιοχή όπου είμαστε από όλο τον κόσμο είναι απαραίτητη για να γνωρίζουμε τη διακύμανση της θερμοκρασίας. Το γεωλογικό και διαρθρωτικό πλαίσιο σε περιφερειακή κλίμακα είναι ένας από τους παράγοντες που καθορίζουν την κατανομή των θερμοκρασιών. Με άλλα λόγια, σε περιοχές όπου υπάρχει ενεργός ηφαιστειακός ρυθμός, περιοχές όπου η λιθόσφαιρα είναι πιο μειωμένη, η γεωθερμική κλίση είναι πολύ υψηλότερη από ό, τι σε άλλες περιοχές όπου δεν υπάρχει ηφαιστειακή δραστηριότητα ή όπου η λιθόσφαιρα έχει διαφορετικό πάχος.
- Τοπικοί παράγοντες: σε πολύ πιο τοπικό επίπεδο βλέπουμε διαφορές μεταξύ των θερμικών ιδιοτήτων των πετρωμάτων. Υπάρχουν βράχοι που έχουν υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα που παράγει ευαίσθητες πλευρικές και κάθετες παραλλαγές της εν λόγω γεωθερμικής κλίσης. Ο παράγοντας που καθορίζει περισσότερο την αξία αυτής της γεωθερμικής διαβάθμισης είναι η κυκλοφορία του υπόγειου νερού Και το θέμα είναι ότι το νερό έχει μεγάλη ικανότητα να αναδιανέμει τη θερμότητα. Έτσι βρίσκουμε ζώνες επαναφόρτισης υδροφορέων των οποίων η γεωθερμική κλίση μειώνεται λόγω της πτωτικής κυκλοφορίας ψυχρότερου νερού.
Από την άλλη πλευρά, έχουμε ορισμένες περιοχές εκφόρτωσης όπου συμβαίνει το αντίθετο. Η άνοδος του ζεστού νερού σε βάθος προκαλεί αύξηση της γεωθερμικής κλίσης. Ως εκ τούτου, Η τιμή που θα λάβει η γεωθερμική κλίση ποικίλλει ανάλογα με το γεωλογικό και δομικό πλαίσιο, οι διαφορές μεταξύ των τεχνικών ιδιοτήτων των πετρωμάτων και της κυκλοφορίας των υπόγειων υδάτων. Όλοι αυτοί οι παράγοντες είναι που κάνουν αυτήν την αύξηση της θερμοκρασίας να ποικίλει σε βάθος.
Ροή και διάδοση της επίγειας θερμότητας
Γνωρίζουμε ότι η θερμότητα που εκπέμπει ο πλανήτης μας μπορεί να ποσοτικοποιηθεί με ροή θερμότητας επιφανείας. Είναι η ποσότητα της θερμότητας που χάνει ο πλανήτης ανά μονάδα εμβαδού και χρόνο. Η επιφανειακή ροή θερμότητας υπολογίζεται ως το προϊόν της γεωθερμικής διαβάθμισης και της θερμικής αγωγιμότητας του μέσου. Δηλαδή, η τιμή της γεωθερμικής κλίσης πολλαπλασιαζόμενη με την ικανότητα αγωγής θερμότητας του συγκεκριμένου μέσου όπου είμαστε. Έτσι γνωρίζουμε τη συνολική απώλεια θερμότητας που υπάρχει σε μια συγκεκριμένη περιοχή.
Η θερμική αγωγιμότητα είναι η ευκολία ενός υλικού να μπορεί να μεταδίδει θερμότητα. Μια τυπική τιμή ροής θερμότητας στην ήπειρο είναι 60 mW / m2, που μπορεί να μειωθεί σε τιμές 30 mW / m2 σε παλιές ηπειρωτικές περιοχές - όπου η λιθόσφαιρα είναι παχύτερη - και υπερβαίνει τις τιμές των 120 mW / m2 σε νεότερες περιοχές, όπου η λιθόσφαιρα είναι λιγότερο παχύ. Είναι πολύ εύκολο να ελέγξετε τα ορυχεία και τις γεωτρήσεις, η θερμοκρασία των υλικών του εσωτερικού της γης αυξάνεται με βάθος.
Υπάρχουν πολλά πηγάδια πετρελαίου στα οποία οι τιμές των 100 βαθμών φτάνουν σε βάθος περίπου 4.000 μέτρων. Από την άλλη πλευρά, σε περιοχές όπου υπάρχουν ηφαιστειακές εκρήξεις, διάφορα υλικά μεταφέρονται στην επιφάνεια της γης σε υψηλές θερμοκρασίες που προέρχονται από πολύ βαθύτερες περιοχές. Ένα μέρος του φλοιού της Γης υπερβαίνει μερικές δεκάδες εκατοστά πάχους. Χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι οι θερμοκρασίες εξαρτώνται από την υπάρχουσα θερμοκρασία επιφάνειας και εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία ημερήσιων και εποχιακών θερμοκρασιών. Η επίδραση της εξωτερικής θερμοκρασίας επηρεάζει πολύ λιγότερο καθώς πηγαίνουμε βαθύτερα.
Όταν φτάσουμε σε ένα ορισμένο επίπεδο βάθους, η θερμοκρασία είναι σταθερή ίση με τη μέση θερμοκρασία της επιφάνειας του τόπου. Αυτή η ζώνη ονομάζεται ουδέτερη στάθμη όζοντος σταθερής θερμοκρασίας.
Γεωθερμικό βάθος και κλίση
Το βάθος στο οποίο βρίσκεται το ουδέτερο επίπεδο όπου οι θερμοκρασίες είναι σταθερές κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 2 και 40 μέτρων. Είναι ακόμη μεγαλύτερο όσο πιο ακραίο είναι το κλίμα που επικρατεί στην επιφάνεια της γης. Κάτω ουδέτερο είναι όπου οι θερμοκρασίες αρχίζουν να αυξάνονται με βάθος. Αυτή η αύξηση δεν είναι ομοιόμορφη σε όλους τους τομείς. Στο πρώτο, είναι πιο επιφανειακό από το φλοιό της γης, η μέση τιμή της γεωθερμικής κλίσης είναι περίπου 33 μέτρα. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να πάτε 33 μέτρα βάθος για να αυξήσετε τη θερμοκρασία 1 βαθμού. Ετσι, Διαπιστώνεται ότι η μέση γεωθερμική κλίση είναι 3 μοίρες κάθε 100 μέτρα.
Οι μέσες τιμές ισχύουν μόνο για τις εξόχως απόκεντρες περιοχές του φλοιού, καθώς μπορεί να διατηρηθεί σε όλη την ακτίνα. Σε μεγαλύτερα βάθη οι θερμοκρασίες είναι υψηλότερες αφού τα υλικά λιώνουν σε βάθη μόνο μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα.
Σήμερα, γνωρίζουμε ότι οι περισσότεροι γεωφυσικοί εκτιμούν ότι οι θερμοκρασίες στις εσωτερικές περιοχές του πλανήτη δεν υπερβαίνουν μερικές χιλιάδες βαθμούς. Στο μέγιστο, Μερικοί εκτιμούν τις τιμές περίπου 5.000 βαθμών. Όλα αυτά οδηγούν σε μείωση της γεωθερμικής κλίσης με βάθος μόλις επιτευχθεί ένα συγκεκριμένο υπόγειο όριο.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με το τι είναι η γεωθερμική κλίση και τα χαρακτηριστικά της.