Ir grūti domāt, ka jūs varat aprēķināt temperatūru zemes iekšienē. Mūsu planētas dziļums ir 6.000 kilometru, līdz tā sasniedz kodolu. Neskatoties uz to, cilvēks ir sasniedzis tikai 12 km dziļumu. Tomēr mums ir dažādas metodes, lai varētu aprēķināt temperatūru dziļumā. Temperatūras mainīgums attiecībā uz zemes garozas dziļumu ir pazīstams ar nosaukumu ģeotermālais gradients.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim par visām ģeotermālā gradienta īpašībām un nozīmi.
Kāds ir ģeotermālais gradients
Ģeotermālais gradients tas ir nekas cits kā temperatūras dispersija kā dziļuma funkcija, ko mēs atrodam paši. Temperatūru var mērīt pirmajos zemes garozas kilometros, un tie palielinās dziļumā, sekojot vidējam 3 grādu spiedienam uz katriem 100 dziļuma metriem. Attiecību starp temperatūras un dziļuma izmaiņām sauc par ģeotermālo gradientu. Zemes kodola dabiskais siltums ir saistīts ar dažādiem fizikāliem un ķīmiskiem procesiem, kas notiek iekšpusē. Ir arī citi faktori, kas iekļaujas šajā vienādojumā, lai varētu aprēķināt temperatūru.
galvenās iezīmes
Apskatīsim, kādi ir dažādi faktori, kas ietekmē ģeotermālā gradienta vērtību:
- Reģionālie faktori: reģionam, kurā atrodamies no visas pasaules, ir svarīgi zināt temperatūras svārstības. Ģeoloģiskais un strukturālais konteksts reģionālā mērogā ir viens no faktoriem, kas nosaka temperatūras sadalījumu. Citiem vārdiem sakot, apgabalos, kur mūsdienās notiek aktīvs vulkānisms, vietās, kur litosfēra ir vairāk samazināta, ģeotermālais gradients ir daudz augstāks nekā citos apgabalos, kur nav vulkāniskās aktivitātes vai kur litosfērai ir atšķirīgs biezums.
- Vietējie faktori: daudz lokālākā līmenī mēs redzam atšķirības starp iežu siltuma īpašībām. Ir ieži, kuriem ir augstāka siltuma vadītspēja, kas rada jutīgas sānu un vertikālās minētā ģeotermālā gradienta variācijas. Faktors, kas visvairāk nosaka šī ģeotermālā gradienta vērtību, ir pazemes ūdens cirkulācija. Un lieta ir tāda, ka ūdenim ir liela spēja pārdalīt siltumu. Tā mēs atrodam ūdens nesējslāņa papildināšanas zonas, kuru ģeotermālais gradients samazinās vēsāka ūdens cirkulācijas dēļ uz leju.
No otras puses, mums ir dažas izkraušanas vietas, kur notiek pretējais. Karstā ūdens pieaugums dziļumā izraisa ģeotermālā gradienta palielināšanos. Tāpēc vērtība, ko iegūs ģeotermālais gradients, mainās atkarībā no ģeoloģiskā un strukturālā konteksta, atšķirības starp iežu tehniskajām īpašībām un gruntsūdeņu cirkulāciju. Visi šie faktori padara šo temperatūras paaugstināšanos atšķirīgu dziļumā.
Zemes siltuma plūsma un izplatīšanās
Mēs zinām, ka mūsu planētas izstaroto siltumu var noteikt pēc virsmas siltuma plūsmas. Tas ir siltuma daudzums, ko planēta zaudē platības un laika vienībā. Virsmas siltuma plūsmu aprēķina kā ģeotermālā gradienta un barotnes siltuma vadītspējas reizinājumu. Tas ir, ģeotermālā gradienta vērtība, kas reizināta ar spēju vadīt siltumu konkrētajā vidē, kur mēs atrodamies. Tā mēs zinām kopējo siltuma zudumu daudzumu, kas pastāv noteiktā apgabalā.
Siltumvadītspēja ir materiāla vieglums, lai varētu pārraidīt siltumu. Tipiska siltuma plūsmas vērtība kontinentā ir 60 mW / m2, kas vecajās kontinentālajās zonās - kur litosfēra ir biezāka - var nokrist līdz vērtībai 30 mW / m2 un jaunākos apgabalos, kur litosfēra ir mazāk bieza, pārsniedz 120 mW / m2. Raktuvēs un urbumos ir diezgan viegli pārbaudīt, līdz ar dziļumu palielinās zemes iekšējo materiālu temperatūra.
Ir daudz naftas urbumu, kuros 100 grādu vērtības tiek sasniegtas aptuveni 4.000 metru dziļumā. No otras puses, apgabalos, kur ir vulkāna izvirdumi, dažādi materiāli tiek nogādāti uz zemes virsmas augstā temperatūrā, kas nāk no daudz dziļākiem rajoniem. Daļa Zemes garozas pārsniedz dažus desmitus centimetru biezu. To raksturo fakts, ka tā temperatūra ir atkarīga no esošās virsmas temperatūras un parāda ļoti daudzveidīgu diennakts un sezonas temperatūru. Ārējās temperatūras ietekme, ejot dziļāk, ietekmē daudz mazāk.
Kad mēs sasniedzam noteiktu dziļuma līmeni, temperatūra ir nemainīga, kas vienāda ar vietas virsmas temperatūras vidējo rādītāju. Šo zonu sauc par neitrāla līmeņa nemainīgas temperatūras ozonu.
Dziļums un ģeotermālais gradients
Dziļums, kurā tiek atrasts neitrāls līmenis, ja temperatūra ir nemainīga, parasti svārstās no 2 līdz 40 metriem. Tas ir vēl jo vairāk, jo ekstremālāks klimats valda uz zemes virsmas. Zem neitrālās temperatūras temperatūra sāk pieaugt ar dziļumu. Šis pieaugums nav vienmērīgs visās jomās. Pirmajā tas ir virspusējāks nekā zemes garoza, vidējā ģeotermālā gradienta vērtība ir aptuveni 33 metri. Tas nozīmē, ka jums ir jāiet 33 metrus dziļi, lai temperatūra paaugstinātos par 1 grādu. Tādējādi Tas ir noteikts starp vidējo ģeotermālo gradientu ir 3 grādi ik pēc 100 metriem.
Vidējās vērtības ir piemērojamas tikai garozas attālākajiem apgabaliem, jo to var uzturēt visā rādiusā. Lielākā dziļumā temperatūra ir augstāka, jo materiāli kūst tikai dažu simtu kilometru dziļumā.
Šodien mēs zinām, ka lielākā daļa ģeofiziķu lēš, ka temperatūra planētas dziļākajās daļās nepārsniedz dažus tūkstošus grādu. Maksimāli daži novērtē apmēram 5.000 grādu vērtības. Tas viss noved pie tā, ka ģeotermālais gradients samazinās līdz ar dziļumu, kad ir sasniegta noteikta pazemes kvota.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par to, kas ir ģeotermālais gradients un tā īpašības.