ძნელია ვიფიქროთ, რომ შეგიძლიათ გამოთვალოთ ტემპერატურა დედამიწის შიგნით. ჩვენს პლანეტას 6.000 კილომეტრის სიღრმე აქვს, სანამ ბირთვს არ მიაღწევს. ამის მიუხედავად, ადამიანმა მხოლოდ 12 კმ სიღრმეზე მიაღწია. ამასთან, ჩვენ გვაქვს სხვადასხვა ტექნიკა, რომ ტემპერატურის სიღრმისეული გაანგარიშება შევძლოთ. ტემპერატურის ცვალებადობა დედამიწის ქერქის სიღრმის მხრივ ცნობილია სახელით გეოთერმული გრადიენტი.
ამ სტატიაში ჩვენ გეტყვით გეოთერმული გრადიენტის ყველა მახასიათებლისა და მნიშვნელობის შესახებ.
ინდექსი
რა არის გეოთერმული გრადიენტი
გეოთერმული გრადიენტი ეს სხვა არაფერია, თუ არა ტემპერატურის ცვალებადობა, როგორც სიღრმის ფუნქცია, რომელსაც ჩვენ ვხვდებით. ტემპერატურის გაზომვა შესაძლებელია დედამიწის ქერქის პირველ კილომეტრებში და ისინი სიღრმეში იზრდებიან სიღრმის საშუალო სიღრმეზე 3 გრადუსზე საშუალო წნევის შემდეგ. დამოკიდებულებას ტემპერატურისა და სიღრმის ცვალებადობას შორის გეოთერმული გრადიენტი ეწოდება. დედამიწის ბირთვის ბუნებრივი სითბო განპირობებულია სხვადასხვა ფიზიკური და ქიმიური პროცესებით, რომლებიც შიგნით ხდება. ასევე არსებობს სხვა ფაქტორები, რომლებიც ამ განტოლებაში შედიან, რათა ტემპერატურა გამოთვალონ.
ძირითადი მახასიათებლები
მოდით ვნახოთ, რა არის სხვადასხვა ფაქტორი, რომლებიც გავლენას ახდენენ გეოთერმული გრადიენტის მნიშვნელობაზე:
- რეგიონალური ფაქტორები: რეგიონი, სადაც ჩვენ დედამიწის ქვეყნიდან ვართ, აუცილებელია იმისთვის, რომ ვიცოდეთ ტემპერატურის ვარიაცია. გეოლოგიური და სტრუქტურული კონტექსტი რეგიონალური მასშტაბით არის ერთ – ერთი ფაქტორი, რომელიც განაპირობებს ტემპერატურის განაწილებას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, იმ ადგილებში, სადაც დღეს აქტიური ვულკანიზმია, იმ ადგილებში, სადაც ლითოსფერო უფრო შემცირებულია, გეოთერმული გრადიენტი გაცილებით მაღალია, ვიდრე სხვა ადგილებში, სადაც არ არის ვულკანური აქტივობა ან ლითოსფეროს განსხვავებული სისქე აქვს.
- ადგილობრივი ფაქტორები: ბევრად უფრო ლოკალურ დონეზე ვხედავთ განსხვავებებს ქანების თერმულ თვისებებს შორის. არსებობს კლდეები, რომლებსაც აქვთ უფრო მაღალი თბოგამტარობა, რაც წარმოქმნის აღნიშნულ გეოთერმული გრადიენტის მგრძნობიარე გვერდით და ვერტიკალურ ვარიაციებს. ფაქტორი, რომელიც ყველაზე მეტად განსაზღვრავს ამ გეოთერმული გრადიენტის მნიშვნელობას, არის მიწისქვეშა წყლის მიმოქცევა. საქმე იმაშია, რომ წყალს აქვს დიდი შესაძლებლობები, რომ შეძლოს სითბოს გადანაწილება. ასე ვხვდებით წყალშემცველი წყლის დატენვის ადგილებს, რომელთა გეოთერმული გრადიენტი მცირდება ცივი წყლის დაღმავალი ცირკულაციის გამო.
მეორეს მხრივ, გვაქვს გადმოტვირთვის რამდენიმე ადგილი, სადაც პირიქით ხდება. ცხელი წყლის სიღრმეში აწევა იწვევს გეოთერმული გრადიენტის ზრდას. ამიტომ, ღირებულება, რომელსაც გეოთერმული გრადიენტი მიიღებს, იცვლება გეოლოგიური და სტრუქტურული კონტექსტიდან გამომდინარე, განსხვავებები ქანების ტექნიკურ თვისებებსა და მიწისქვეშა წყლების მიმოქცევას შორის. ყველა ეს ფაქტორი განაპირობებს ტემპერატურის ამ მატებას სიღრმისეულად შეცვლაში.
ხმელეთის სითბოს დინება და გამრავლება
ჩვენ ვიცით, რომ ჩვენი პლანეტის მიერ გამოცემული სითბო შეიძლება შეფასდეს ზედაპირული სითბოს ნაკადის საშუალებით. ეს არის სითბოს რაოდენობა, რომელსაც პლანეტა კარგავს ერთეულის ფართობზე და დროზე. ზედაპირის სითბოს ნაკადი გამოითვლება როგორც გეოთერმული გრადიენტის და საშუალო თერმული კონდუქტომეტრის პროდუქტი. ეს არის გეოთერმული გრადიენტის ღირებულება გამრავლებული სითბოს გატარების შესაძლებლობაზე იმ კონკრეტულ გარემოში, სადაც ჩვენ ვართ. ასე ვიცით სითბოს დაკარგვის საერთო რაოდენობა, რომელიც არსებობს კონკრეტულ სფეროში.
თერმული კონდუქტომეტრული მასალა არის მასალის სიმარტივე, რომელსაც შეუძლია სითბოს გადაცემა. კონტინენტზე სითბოს ნაკადის ტიპიური ღირებულებაა 60 მვტ / მ 2, რომელსაც შეუძლია დაეცეს 30 მვტ / მ 2 ძველ კონტინენტურ ადგილებში - სადაც ლითოსფერო უფრო სქელია - და აღემატებოდეს 120 მვტ / მ 2 მნიშვნელობებს ახალგაზრდა ადგილებში, სადაც ლითოსფერო ნაკლებად სქელია. საკმაოდ მარტივია მაღაროებსა და ჭაბურღილებში შემოწმება, დედამიწის ინტერიერის მასალების ტემპერატურა სიღრმეზე იზრდება.
უამრავი ნავთობის ჭაბურღილია, რომლებშიც 100 გრადუსის სიდიდე მიიღწევა დაახლოებით 4.000 მეტრის სიღრმეზე. მეორეს მხრივ, იმ ადგილებში, სადაც ვულკანური ამოფრქვევებია, დედამიწის ზედაპირზე სხვადასხვა მასალები მოაქვთ მაღალ ტემპერატურაზე, რომლებიც გაცილებით ღრმა ტერიტორიებიდან მოდის. დედამიწის ქერქის ნაწილი რამდენიმე ათეულ სანტიმეტრს აღემატება. იგი ხასიათდება იმით, რომ მისი ტემპერატურა დამოკიდებულია ზედაპირის არსებულ ტემპერატურაზე და აჩვენებს მრავალფეროვან სადღესასწაულო და სეზონურ ტემპერატურას. გარე ტემპერატურის გავლენა გაცილებით ნაკლებ გავლენას ახდენს სიღრმეში შესვლისას.
როდესაც გარკვეულ დონეს მივაღწევთ, ტემპერატურა მუდმივი ტოლია ადგილის ზედაპირის საშუალო ტემპერატურისა. ამ ზონას ნეიტრალური დონის მუდმივი ტემპერატურის ოზონი ეწოდება.
სიღრმე და გეოთერმული გრადიენტი
სიღრმე, რომელზეც ნეიტრალური დონე გვხვდება, სადაც ტემპერატურა მუდმივია, ჩვეულებრივ მერყეობს 2-დან 40 მეტრამდე. ეს მით უფრო, რომ მით უფრო ექსტრემალურია კლიმატი, რომელიც დედამიწის ზედაპირზეა გაბატონებული. ქვემოთ ნეიტრალურია, სადაც ტემპერატურა იწყება სიღრმეში. ეს ზრდა არ არის ერთგვაროვანი ყველა სფეროში. პირველში ეს უფრო ზედაპირულია ვიდრე დედამიწის ქერქი, გეოთერმული გრადიენტის საშუალო მნიშვნელობა დაახლოებით 33 მეტრია. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ უნდა გაიაროთ 33 მეტრი სიღრმე, რომ გქონდეთ 1 გრადუსიანი ტემპერატურა. ამრიგად, იგი დადგენილია საშუალო გეოთერმულ გრადიენტს შორის არის 3 გრადუსი ყოველ 100 მეტრში.
საშუალო მნიშვნელობები გამოიყენება მხოლოდ ქერქის უკიდურეს მიდამოებში, ვინაიდან მისი შენარჩუნება მთელი რადიუსშია შესაძლებელი. მეტ სიღრმეზე ტემპერატურა უფრო მაღალია, რადგან მასალები მხოლოდ რამდენიმე ასეული კილომეტრის სიღრმეზე დნება.
დღეს ვიცით, რომ გეოფიზიკოსთა უმეტესობის შეფასებით, პლანეტის შიდა ნაწილებში ტემპერატურა არ აღემატება რამდენიმე ათას გრადუსს. Უმეტესად, ზოგი აფასებს დაახლოებით 5.000 გრადუსის მნიშვნელობებს. ყოველივე ეს იწვევს გეოთერმული გრადიენტის შემცირებას სიღრმეში გარკვეული მიწისქვეშა კვოტის მიღწევის შემდეგ.
ვიმედოვნებ, რომ ამ ინფორმაციის საშუალებით შეგიძლიათ გაიგოთ მეტი, თუ რა არის გეოთერმული გრადიენტი და მისი მახასიათებლები.