Dünyanın içindeki sıcaklığı hesaplayabileceğinizi düşünmek zordur. Gezegenimizin çekirdeğe ulaşana kadar 6.000 kilometre derinliği var. Buna rağmen insan sadece 12 km derinliğe ulaşmıştır. Ancak, sıcaklığı derinlemesine hesaplayabilmek için çeşitli tekniklerimiz var. Yer kabuğunun derinliği açısından sıcaklığın değişkenliği, adıyla bilinir. jeotermal gradyan.
Bu yazıda sizlere jeotermal gradyanın tüm özelliklerini ve önemini anlatacağız.
Jeotermal gradyan nedir
Jeotermal gradyan kendimizi bulduğumuz derinliğin bir fonksiyonu olarak sıcaklık değişiminden başka bir şey değildir. Yer kabuğunun ilk kilometresinde sıcaklık ölçülebilir ve her 3 metrelik derinlik için ortalama 100 derecelik bir basıncın ardından derinlikte artar. Sıcaklık ve derinlikteki değişim arasındaki ilişki jeotermal gradyan olarak adlandırılır. Dünyanın çekirdeğinin doğal ısısı, içeride meydana gelen farklı fiziksel ve kimyasal süreçlerden kaynaklanmaktadır. Sıcaklığı hesaplayabilmek için bu denkleme giren başka faktörler de vardır.
temel özellikleri
Jeotermal gradyan değerini etkileyen farklı faktörlerin neler olduğunu görelim:
- Bölgesel faktörler: Dünyanın dört bir yanından geldiğimiz bölge, sıcaklık değişimini bilmek için çok önemlidir. Bölgesel ölçekte jeolojik ve yapısal bağlam, sıcaklık dağılımını koşullandıran faktörlerden biridir. Başka bir deyişle, günümüzde aktif volkanizmanın olduğu alanlarda, litosferin daha fazla azaldığı alanlarda jeotermal gradyan, volkanik aktivitenin olmadığı veya litosferin farklı kalınlığa sahip olduğu diğer alanlara göre çok daha yüksektir.
- Yerel faktörler: çok daha yerel düzeyde kayaların termal özellikleri arasında farklılıklar görüyoruz. Söz konusu jeotermal gradyanın hassas yanal ve dikey varyasyonlarını üreten daha yüksek bir termal iletkenliğe sahip kayalar vardır. Bu jeotermal gradyanın değerini en çok belirleyen faktör, yeraltı sularının dolaşımıdır. Ve mesele şu ki, suyun ısıyı yeniden dağıtmak için büyük bir kapasitesi var. Soğuk suyun aşağı doğru sirkülasyonu nedeniyle jeotermal eğimi azalan akifer besleme alanlarını bu şekilde buluruz.
Öte yandan, tam tersinin gerçekleştiği bazı boşaltma alanlarımız var. Sıcak suyun derinlikte yükselmesi jeotermal eğimin artmasına neden olur. Bu nedenle, jeotermal gradyanın alacağı değer, jeolojik ve yapısal bağlama göre değişirkayaların teknik özellikleri ile yeraltı suyu sirkülasyonu arasındaki farklar. Tüm bu faktörler, sıcaklıktaki bu artışı derinlemesine değiştiren şeydir.
Karasal ısının akışı ve yayılması
Gezegenimizin yaydığı ısının yüzey ısı akışı ile ölçülebileceğini biliyoruz. Bu, gezegenin birim alan ve zaman başına kaybettiği ısı miktarıdır. Yüzey ısı akışı, jeotermal gradyan ve ortamın ısıl iletkenliğinin ürünü olarak hesaplanır. Yani, jeotermal gradyanın değeri, bulunduğumuz belirli ortamda ısı iletme yeteneği ile çarpılır. Belirli bir bölgede var olan toplam ısı kaybı miktarını bu şekilde biliyoruz.
Isıl iletkenlik, bir malzemenin ısıyı iletebilme kolaylığıdır. Kıtadaki tipik bir ısı akısı değeri 60 mW / m2'dir.Bu, litosferin daha kalın olduğu eski kıta bölgelerinde 30 mW / m2 değerlerine düşebilir ve litosferin daha az kalın olduğu daha genç bölgelerde 120 mW / m2 değerlerini aşabilir. Madenlerde ve sondajlarda kontrol etmek oldukça kolaydır, yerin içindeki malzemelerin sıcaklığı derinlikle artar.
Yaklaşık 100 metre derinlikte 4.000 derecelik değerlere ulaşılan çok sayıda petrol kuyusu bulunmaktadır. Öte yandan volkanik patlamaların olduğu bölgelerde, çok daha derin bölgelerden gelen yüksek sıcaklıklarda çeşitli malzemeler yeryüzüne getirilir. Yerkabuğunun bir kısmı birkaç düzine santimetre kalınlığındadır. Sıcaklıklarının mevcut yüzey sıcaklığına bağlı olması ve çok çeşitli günlük ve mevsimsel sıcaklıklar göstermesi ile karakterizedir. Dış sıcaklığın etkisi, derine indikçe çok daha az etkilenir.
Belli bir derinliğe ulaştığımızda, sıcaklık, yerin yüzey sıcaklığının ortalamasına eşit sabittir. Bu bölge, nötr seviye sabit sıcaklık ozon olarak adlandırılır.
Derinlik ve jeotermal eğim
Nötr seviyenin bulunduğu derinlik, sıcaklıkların sabit olduğu yerlerde genellikle 2 ile 40 metre arasında değişir. Dünya yüzeyinde hakim olan iklim o kadar büyüktür. Nötr altı, sıcaklıkların derinlikle artmaya başladığı yerdir. Bu artış her alanda tekdüze değildir. İlki, yer kabuğundan daha yüzeyseldir, jeotermal gradyanın ortalama değeri yaklaşık 33 metredir. Bu, sıcaklığın 33 derece artması için 1 metre derine inmeniz gerektiği anlamına gelir. Böylece, Ortalama jeotermal gradyan her 3 metrede 100 derece arasında kurulur.
Ortalama değerler, yarıçap boyunca korunabildiğinden, yalnızca korteksin en dış bölgelerine uygulanabilir. Daha büyük derinliklerde, malzemeler yalnızca birkaç yüz kilometre derinlikte eridiği için sıcaklıklar daha yüksektir.
Bugün jeofizikçilerin çoğunun, gezegenin en iç kısımlarındaki sıcaklıkların birkaç bin dereceyi geçmediğini tahmin ettiğini biliyoruz. En fazla, bazıları yaklaşık 5.000 derecelik değerleri tahmin ediyor. Bütün bunlar, belirli bir yeraltı kotasına ulaşıldığında derinlikle azalan bir jeotermal eğime yol açar.
Umarım bu bilgilerle jeotermal gradyanın ne olduğu ve özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.