È difficile pensare di poter calcolare la temperatura all'interno della terra. Il nostro pianeta ha una profondità di 6.000 chilometri fino a raggiungere il nucleo. Nonostante ciò, l'essere umano ha raggiunto solo una profondità di 12 km. Tuttavia, abbiamo diverse tecniche per poter calcolare la temperatura in profondità. La variabilità della temperatura in termini di profondità della crosta terrestre è nota con il nome di gradiente geotermico.
In questo articolo vi parleremo di tutte le caratteristiche e l'importanza del gradiente geotermico.
Qual è il gradiente geotermico
Il gradiente geotermico non è altro che la variazione di temperatura in funzione della profondità che ci troviamo. La temperatura può essere misurata nei primi chilometri della crosta terrestre e aumenta di profondità seguendo una pressione media di 3 gradi ogni 100 metri di profondità. La relazione tra la variazione di temperatura e profondità è chiamata gradiente geotermico. Il calore naturale del nucleo terrestre è dovuto a diversi processi fisici e chimici che avvengono all'interno. Ci sono anche altri fattori che entrano in questa equazione per poter calcolare la temperatura.
caratteristiche principali
Vediamo quali sono i diversi fattori che influenzano il valore del gradiente geotermico:
- Fattori regionali: la regione da cui proveniamo da tutto il mondo è fondamentale per poter conoscere la variazione della temperatura. Il contesto geologico e strutturale a scala regionale è uno dei fattori che condizionano la distribuzione delle temperature. Cioè, nelle aree dove oggi c'è vulcanismo attivo, aree dove la litosfera è più ridotta, il gradiente geotermico è molto più alto che in altre aree dove non c'è attività vulcanica o dove la litosfera ha uno spessore diverso.
- Fattori locali: a un livello molto più locale vediamo differenze tra le proprietà termiche delle rocce. Ci sono rocce che hanno una conducibilità termica più alta che produce sensibili variazioni laterali e verticali di detto gradiente geotermico. Il fattore che più determina il valore di questo gradiente geotermico è la circolazione delle acque sotterranee. E il fatto è che l'acqua ha una grande capacità di essere in grado di ridistribuire il calore. È così che troviamo le aree di ricarica degli acquiferi il cui gradiente geotermico diminuisce a causa della circolazione verso il basso di acqua più fredda.
D'altra parte, abbiamo alcune aree di download in cui accade il contrario. L'aumento dell'acqua calda in profondità fa aumentare il gradiente geotermico. Perciò, il valore che assumerà il gradiente geotermico varia a seconda del contesto geologico e strutturale, le differenze tra le proprietà tecniche delle rocce e la circolazione delle acque sotterranee. Tutti questi fattori sono ciò che fa variare in profondità questo aumento di temperatura.
Flusso e propagazione del calore terrestre
Sappiamo che il calore emesso dal nostro pianeta può essere quantificato dal flusso di calore superficiale. È la quantità di calore che il pianeta perde per unità di area e tempo. Il flusso termico superficiale è calcolato come il prodotto del gradiente geotermico e della conducibilità termica del mezzo. Ovvero il valore del gradiente geotermico moltiplicato per la capacità di conduzione termica del particolare ambiente in cui ci troviamo. In questo modo conosciamo la quantità totale di perdita di calore che esiste in una particolare area.
La conducibilità termica è la facilità con cui un materiale è in grado di trasmettere calore. Un valore tipico del flusso di calore nel continente è di 60 mW / m2, che può scendere a valori di 30 mW / m2 nelle vecchie aree continentali - dove la litosfera è più spessa -, e superare valori di 120 mW / m2 nelle aree più giovani, dove la litosfera è meno spessa. È abbastanza facile controllare miniere e pozzi, la temperatura dei materiali dell'interno della terra aumenta con la profondità.
Numerosi sono i pozzi petroliferi in cui si raggiungono valori di 100 gradi a circa 4.000 metri di profondità. D'altra parte, nelle aree in cui sono presenti eruzioni vulcaniche, vari materiali vengono portati sulla superficie terrestre ad alte temperature che provengono da aree molto più profonde. Una parte della crosta terrestre supera lo spessore di poche decine di centimetri. È caratterizzato dal fatto che le sue temperature dipendono dalla temperatura superficiale esistente e mostra una grande varietà di temperature diurne e stagionali. L'influenza della temperatura esterna influisce molto meno man mano che andiamo più in profondità.
Quando raggiungiamo un certo livello di profondità, la temperatura è costante pari alla media della temperatura superficiale del luogo. Questa zona è chiamata ozono a temperatura costante di livello neutro.
Profondità e gradiente geotermico
La profondità alla quale si trova il livello neutro dove le temperature sono costanti varia solitamente tra 2 e 40 metri. È tanto maggiore quanto più estremo è il clima prevalente sulla superficie terrestre. Al di sotto del neutro è dove le temperature iniziano ad aumentare con la profondità. Questo aumento non è uniforme in tutte le aree. Nella prima è più superficiale della crosta terrestre, il valore medio del gradiente geotermico è di circa 33 metri. Ciò significa che devi andare a 33 metri di profondità per avere un aumento di temperatura di 1 grado. Quindi, Si stabilisce tra il gradiente geotermico medio di 3 gradi ogni 100 metri.
I valori medi sono applicabili solo alle aree più esterne della corteccia, poiché possono essere mantenuti per tutto il raggio. A profondità maggiori le temperature sono più elevate poiché i materiali fondono a profondità di poche centinaia di chilometri.
Oggi sappiamo che la maggior parte dei geofisici stima che le temperature nelle parti più interne del pianeta non superino alcune migliaia di gradi. Al massimo, alcuni stimano i valori di circa 5.000 gradi. Tutto ciò porta ad un gradiente geotermico decrescente con la profondità al raggiungimento di una certa quota sotterranea.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più su cos'è il gradiente geotermico e le sue caratteristiche.