Тешко је помислити да можете израчунати температуру унутар земље. Наша планета има дубину од 6.000 километара док не стигне до језгра. Упркос томе, људско биће је достигло дубину од само 12 км. Међутим, имамо неколико техника како бисмо могли да израчунамо температуру у дубини. Варијабилност температуре у погледу дубине земљине коре позната је под именом геотермални градијент.
У овом чланку ћемо вам рећи о свим карактеристикама и значају геотермалног градијента.
Који је геотермални градијент
Геотермални градијент није ништа друго до варијација температуре у функцији дубине у којој се налазимо. Температура се може мерити у првим километрима земљине коре и они се повећавају у дубини пратећи просечан притисак од 3 степена на 100 метара дубине. Однос између промене температуре и дубине назива се геотермални градијент. Природна топлота земљиног језгра настаје услед различитих физичких и хемијских процеса који се јављају унутра. Постоје и други фактори који улазе у ову једначину да би могли израчунати температуру.
Главне карактеристике
Погледајмо који су различити фактори који утичу на вредност геотермалног градијента:
- Регионални фактори: регион где смо из целог света од суштинске је важности да бисмо знали варијансу температуре. Геолошки и структурни контекст на регионалном нивоу један је од фактора који условљавају расподелу температура. Односно, у областима у којима данас постоји активни вулканизам, у подручјима где је литосфера више смањена, геотермални градијент је много већи него у другим областима у којима нема вулканске активности или где литосфера има другачију дебљину.
- Локални фактори: на много локалнијем нивоу видимо разлике између термичких својстава стена. Постоје стене које имају већу топлотну проводљивост што ствара осетљиве бочне и вертикалне варијације наведеног геотермалног градијента. Фактор који највише одређује вредност овог геотермалног градијента је циркулација подземних вода. А чињеница је да вода има велики капацитет да може да прерасподељује топлоту. Тако проналазимо зоне пуњења водоносника чији се геотермални градијент смањује услед циркулације хладније воде надоле.
С друге стране, имамо нека подручја за преузимање где се дешава супротно. Пораст топле воде у дубини доводи до повећања геотермалног градијента. Стога, вредност коју ће узети геотермални градијент варира у зависности од геолошког и структурног контекста, разлике између техничких својстава стена и циркулације подземних вода. Сви ови фактори чине то повећање температуре у дубини различито.
Проток и ширење земаљске топлоте
Знамо да се топлота коју наша планета емитује може мерити површинским топлотним флуксом. То је количина топлоте коју планета губи по јединици површине и времену. Површински топлотни ток израчунава се као умножак геотермалног градијента и топлотне проводљивости медија. Односно, вредност геотермалног градијента помножена са способношћу спровођења топлоте из одређеног окружења у коме се налазимо. Тако знамо укупну количину губитака топлоте која постоји у одређеном подручју.
Топлотна проводљивост је једноставност материјала да може да преноси топлоту. Типична вредност топлотног флукса на континенту је 60 мВ / м2, који могу пасти на вредности од 30 мВ / м2 у старим континенталним подручјима - где је литосфера гушћа -, и премашити вредности од 120 мВ / м2 у млађим подручјима, где је литосфера мање густа. Прилично је лако проверити у рудницима и бушотинама, температура материјала у унутрашњости земље расте са дубином.
Бројни су нафтни бунари у којима се на око 100 метара дубине достижу вредности од 4.000 степени. С друге стране, у областима у којима постоје ерупције вулкана, различити материјали доносе се на површину земље при високим температурама које долазе из много дубљих подручја. Део земљине коре прелази неколико десетина центиметара дебљине. Карактерише га чињеница да његове температуре зависе од постојеће температуре површине и показује велику разноликост дневних и сезонских температура. Утицај спољне температуре утиче много мање како идемо дубље.
Када достигнемо одређени ниво дубине, температура је константна једнака просеку површинске температуре места. Ова зона се назива озонски неутрални ниво константне температуре.
Геотермална дубина и градијент
Дубина на којој се налази неутрални ниво где су температуре константне обично варира између 2 и 40 метара. Тим је веће што је екстремнија клима која влада на земљиној површини. Испод неутралног је место где температуре почињу да расту са дубином. Ово повећање није уједначено у свим областима. У првом је површинскији од земљине коре, просечна вредност геотермалног градијента је око 33 метра. То значи да морате дубину од 33 метра да бисте повећали температуру за 1 степен. Тако, Утврђено је између просечног геотермалног градијента од 3 степена на сваких 100 метара.
Просечне вредности су применљиве само на најудаљенија подручја кортекса, јер се могу одржавати у читавом радијусу. На већим дубинама температуре су више јер се материјали топе на дубинама од само неколико стотина километара.
Данас знамо да већина геофизичара процењује да температуре у најужим деловима планете не прелазе неколико хиљада степени. Највише, неки процењују вредности од око 5.000 степени. Све ово доводи до тога да се геотермални градијент смањује са дубином када се достигне одређена подземна квота.
Надам се да ћете са овим информацијама сазнати више о томе шта је геотермални градијент и његовим карактеристикама.