Sulit untuk berpikir bahwa Anda dapat menghitung suhu di dalam bumi. Planet kita memiliki kedalaman 6.000 kilometer hingga mencapai intinya. Meski begitu, kedalaman manusia baru mencapai 12 km. Namun, kami memiliki berbagai teknik untuk dapat menghitung suhu secara mendalam. Variabilitas suhu dalam istilah kedalaman kerak bumi dikenal dengan nama gradien panas bumi.
Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda tentang semua karakteristik dan pentingnya gradien panas bumi.
Apa itu gradien panas bumi
Gradien panas bumi tidak lebih dari perbedaan suhu sebagai fungsi kedalaman yang kita temukan sendiri. Suhu dapat diukur dalam kilometer pertama kerak bumi dan kedalamannya meningkat mengikuti tekanan rata-rata 3 derajat untuk setiap kedalaman 100 meter. Hubungan antara variasi suhu dan kedalaman disebut gradien panas bumi. Panas alami inti bumi disebabkan oleh berbagai proses fisika dan kimia yang terjadi di dalamnya. Ada juga faktor lain yang dimasukkan ke dalam persamaan ini untuk menghitung suhu.
Fitur utama
Mari kita lihat apa saja faktor berbeda yang mempengaruhi nilai gradien panas bumi:
- Faktor regional: wilayah tempat kita berasal dari seluruh dunia sangat penting untuk dapat mengetahui varians suhu. Konteks geologis dan struktural pada skala regional merupakan salah satu faktor yang mengkondisikan distribusi temperatur. Dengan kata lain, di wilayah yang saat ini terdapat aktivitas vulkanisme aktif, wilayah di mana litosfernya lebih berkurang, gradien geotermalnya jauh lebih tinggi daripada di wilayah lain yang tidak ada aktivitas vulkaniknya atau di mana litosfernya memiliki ketebalan yang berbeda.
- Faktor Lokal: pada tingkat yang lebih lokal kita melihat perbedaan antara sifat termal batuan. Ada batuan yang memiliki konduktivitas termal lebih tinggi yang menghasilkan variasi lateral dan vertikal yang sensitif dari gradien panas bumi tersebut. Faktor yang paling menentukan nilai gradien panas bumi ini adalah sirkulasi air bawah tanah. Dan masalahnya adalah bahwa air memiliki kapasitas yang besar untuk dapat mendistribusikan kembali panas. Ini adalah bagaimana kami menemukan daerah pengisian akuifer yang gradien geotermalnya menurun karena sirkulasi ke bawah air yang lebih dingin.
Di sisi lain, kami memiliki beberapa area bongkar muat di mana terjadi sebaliknya. Kenaikan air panas di kedalaman menyebabkan gradien panas bumi meningkat. Karena itu, nilai gradien panas bumi akan bervariasi tergantung pada konteks geologi dan struktural, perbedaan sifat teknis batuan dan sirkulasi airtanah. Semua faktor inilah yang membuat peningkatan suhu ini bervariasi secara kedalaman.
Aliran dan perambatan panas terestrial
Kita tahu bahwa panas yang dipancarkan planet kita dapat diukur dengan fluks panas permukaan. Ini adalah jumlah panas yang hilang planet per satuan luas dan waktu. Fluks panas permukaan dihitung sebagai produk dari gradien panas bumi dan konduktivitas termal medium. Artinya, nilai gradien geothermal dikalikan dengan kemampuan menghantarkan panas di lingkungan tertentu tempat kita berada. Ini adalah cara kita mengetahui jumlah total kehilangan panas yang ada di area tertentu.
Konduktivitas termal adalah kemudahan suatu material untuk dapat mengirimkan panas. Nilai tipikal fluks panas di benua ini adalah 60 mW / m2, yang dapat turun ke nilai 30 mW / m2 di daerah kontinental lama - di mana litosfer lebih tebal - dan melebihi nilai 120 mW / m2 di daerah yang lebih muda, di mana litosfernya kurang tebal. Sangat mudah untuk memeriksa di tambang dan lubang bor, suhu bahan interior bumi meningkat seiring dengan kedalaman.
Ada banyak sumur minyak di mana nilai 100 derajat dicapai pada kedalaman sekitar 4.000 meter. Di sisi lain, di daerah yang terjadi letusan gunung berapi, berbagai material dibawa ke permukaan bumi dengan suhu tinggi yang berasal dari daerah yang jauh lebih dalam. Sebagian kerak bumi tebalnya melebihi beberapa sentimeter. Hal ini ditandai dengan fakta bahwa suhunya bergantung pada suhu permukaan yang ada dan menunjukkan variasi suhu harian dan musiman yang sangat besar. Pengaruh suhu eksternal mempengaruhi lebih sedikit saat kita masuk lebih dalam.
Saat kita mencapai tingkat kedalaman tertentu, suhu konstan sama dengan rata-rata suhu permukaan tempat. Zona ini disebut tingkat netral ozon suhu konstan.
Kedalaman dan gradien panas bumi
Kedalaman di mana tingkat netral ditemukan di mana suhu konstan biasanya bervariasi antara 2 dan 40 meter. Semakin ekstrim iklim yang berlaku di permukaan bumi semakin besar. Di bawah netral adalah tempat suhu mulai meningkat dengan kedalaman. Peningkatan ini tidak seragam di semua wilayah. Yang pertama lebih dangkal dari kerak bumi, nilai rata-rata gradien panas bumi sekitar 33 meter. Ini berarti Anda harus pergi sedalam 33 meter untuk mendapatkan peningkatan suhu 1 derajat. Jadi, Itu ditetapkan antara gradien panas bumi rata-rata adalah 3 derajat setiap 100 meter.
Nilai rata-rata hanya berlaku untuk area terluar dari korteks, karena dapat dipertahankan di seluruh radius. Pada kedalaman yang lebih tinggi, suhunya lebih tinggi karena material meleleh pada kedalaman yang hanya beberapa ratus kilometer.
Hari ini kita tahu bahwa kebanyakan ahli geofisika memperkirakan bahwa suhu di bagian paling dalam planet ini tidak melebihi beberapa ribu derajat. Paling banyak, beberapa memperkirakan nilai sekitar 5.000 derajat. Semua ini mengarah pada penurunan gradien panas bumi dengan kedalaman begitu kuota bawah tanah tertentu tercapai.
Saya berharap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang apa itu geothermal gradient dan karakteristiknya.