Rất khó để nghĩ rằng bạn có thể tính toán nhiệt độ bên trong trái đất. Hành tinh của chúng ta có độ sâu 6.000 km cho đến khi nó chạm tới lõi. Mặc dù vậy, con người mới chỉ đạt độ sâu 12 km. Tuy nhiên, chúng tôi có một số kỹ thuật để có thể tính toán nhiệt độ sâu. Sự thay đổi của nhiệt độ theo độ sâu của vỏ trái đất được gọi là gradient địa nhiệt.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết về tất cả các đặc điểm và tầm quan trọng của gradient địa nhiệt.
Độ dốc địa nhiệt là gì
Gradient địa nhiệt nó không là gì khác hơn phương sai nhiệt độ như một hàm của độ sâu mà chúng ta tự tìm thấy. Nhiệt độ có thể được đo trong km đầu tiên của vỏ trái đất và chúng tăng theo độ sâu sau áp suất trung bình là 3 độ trên 100 mét độ sâu. Mối quan hệ giữa sự biến thiên của nhiệt độ và độ sâu được gọi là gradient địa nhiệt. Nhiệt tự nhiên của lõi trái đất là do các quá trình vật lý và hóa học khác nhau xảy ra bên trong. Ngoài ra còn có các yếu tố khác đi vào phương trình này để có thể tính toán nhiệt độ.
Các tính năng chính
Hãy xem các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến giá trị gradient địa nhiệt là gì:
- Yếu tố khu vực: khu vực mà chúng ta đến từ khắp nơi trên thế giới là điều cần thiết để có thể biết phương sai của nhiệt độ. Bối cảnh địa chất và cấu trúc trên quy mô khu vực là một trong những yếu tố điều kiện sự phân bố nhiệt độ. Tức là ở những nơi có núi lửa hoạt động ngày nay, những nơi thạch quyển bị suy giảm nhiều hơn, gradient địa nhiệt cao hơn hẳn những vùng khác không có núi lửa hoạt động hoặc những nơi thạch quyển có độ dày khác nhau.
- Yếu tố địa phương: ở cấp độ địa phương nhiều hơn, chúng ta thấy sự khác biệt giữa các đặc tính nhiệt của đá. Có những loại đá có độ dẫn nhiệt cao hơn tạo ra các biến thể nhạy cảm theo phương và dọc của gradient địa nhiệt nói trên. Yếu tố quyết định nhiều nhất giá trị của độ dốc địa nhiệt này là sự tuần hoàn của nước dưới đất. Và thực tế là nước có công suất rất lớn để có thể phân phối lại nhiệt lượng. Đây là cách chúng tôi tìm thấy các vùng nạp lại tầng chứa nước có độ dốc địa nhiệt giảm do sự tuần hoàn đi xuống của nước lạnh hơn.
Mặt khác, chúng tôi có một số khu vực tải xuống nơi điều ngược lại xảy ra. Sự gia tăng của nước nóng ở độ sâu làm cho độ dốc địa nhiệt tăng lên. Vì thế, giá trị mà độ dốc địa nhiệt sẽ thay đổi tùy thuộc vào bối cảnh địa chất và cấu trúc, sự khác biệt giữa các đặc tính kỹ thuật của đá và sự tuần hoàn của nước ngầm. Tất cả những yếu tố này là nguyên nhân làm cho sự gia tăng nhiệt độ này thay đổi theo chiều sâu.
Dòng chảy và sự lan truyền nhiệt trên cạn
Chúng ta biết rằng nhiệt mà hành tinh của chúng ta tỏa ra có thể được định lượng bằng thông lượng nhiệt bề mặt. Đó là lượng nhiệt mà hành tinh mất đi trên một đơn vị diện tích và thời gian. Thông lượng nhiệt bề mặt được tính là tích số của gradient địa nhiệt và độ dẫn nhiệt của môi chất. Đó là, giá trị của gradient địa nhiệt nhân với khả năng dẫn nhiệt từ môi trường cụ thể nơi chúng ta đang ở. Đây là cách chúng ta biết tổng lượng nhiệt thất thoát tồn tại trong một khu vực cụ thể.
Tính dẫn nhiệt là tính dễ dàng của vật liệu để có thể truyền nhiệt. Giá trị điển hình của thông lượng nhiệt trên lục địa là 60 mW / m2, có thể giảm xuống giá trị 30 mW / m2 ở các khu vực lục địa già - nơi thạch quyển dày hơn - và vượt quá giá trị 120 mW / m2 ở các khu vực trẻ hơn, nơi thạch quyển ít dày hơn. Việc kiểm tra các mỏ và lỗ khoan khá dễ dàng, nhiệt độ của vật liệu bên trong trái đất tăng dần theo độ sâu.
Có rất nhiều giếng dầu trong đó giá trị 100 độ đạt được ở độ sâu khoảng 4.000 mét. Mặt khác, ở những khu vực có núi lửa phun trào, các vật liệu khác nhau được đưa lên bề mặt trái đất ở nhiệt độ cao đến từ các khu vực sâu hơn nhiều. Một phần của vỏ trái đất dày hơn vài chục cm. Nó được đặc trưng bởi thực tế là nhiệt độ của nó phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt hiện có và cho thấy sự đa dạng của nhiệt độ ban ngày và theo mùa. Ảnh hưởng của nhiệt độ bên ngoài ảnh hưởng ít hơn nhiều khi chúng ta đi sâu hơn.
Khi chúng ta đạt đến một mức độ sâu nhất định, nhiệt độ không đổi bằng trung bình của nhiệt độ bề mặt của nơi đó. Vùng này được gọi là mức trung tính ozone nhiệt độ không đổi.
Độ sâu và độ dốc địa nhiệt
Độ sâu mà mức trung tính được tìm thấy ở nơi nhiệt độ không đổi thường dao động trong khoảng từ 2 đến 40 mét. Nó càng lớn thì khí hậu thịnh hành trên bề mặt trái đất càng khắc nghiệt. Dưới mức trung tính là nơi nhiệt độ bắt đầu tăng theo độ sâu. Mức tăng này không đồng đều ở tất cả các lĩnh vực. Trong trường hợp đầu tiên, nó bề ngoài hơn so với vỏ trái đất, giá trị trung bình của gradient địa nhiệt là khoảng 33 mét. Điều này có nghĩa là bạn phải xuống sâu 33 mét để nhiệt độ tăng 1 độ. Vì vậy, Nó được thiết lập giữa độ dốc địa nhiệt trung bình là 3 độ sau mỗi 100 mét.
Giá trị trung bình chỉ áp dụng cho các vùng ngoài cùng của vỏ não, vì nó có thể được duy trì trong suốt bán kính. Ở độ sâu lớn hơn, nhiệt độ cao hơn vì vật liệu tan chảy ở độ sâu chỉ vài trăm km.
Ngày nay, chúng ta biết rằng hầu hết các nhà địa vật lý ước tính rằng nhiệt độ ở các khu vực trong cùng của hành tinh không vượt quá vài nghìn độ. Nhất, một số ước tính các giá trị khoảng 5.000 độ. Tất cả điều này dẫn đến độ dốc địa nhiệt giảm theo độ sâu khi đạt đến một hạn ngạch ngầm nhất định.
Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về gradient địa nhiệt là gì và các đặc điểm của nó.