Det er vanskelig å tenke at du kan beregne temperaturen inne i jorden. Planeten vår har en dybde på 6.000 kilometer til den når kjernen. Til tross for dette har mennesket bare nådd en dybde på 12 km. Vi har imidlertid forskjellige teknikker for å kunne beregne temperaturen i dybden. Variasjonen i temperatur når det gjelder dybden av jordskorpen er kjent under navnet geotermisk gradient.
I denne artikkelen skal vi fortelle deg om alle egenskapene og viktigheten av den geotermiske gradienten.
Hva er den geotermiske gradienten
Den geotermiske gradienten det er ikke noe mer enn temperaturvariansen som en funksjon av dybde som vi finner oss selv. Temperaturen kan måles i de første kilometerne av jordskorpen og øke dybden etter et gjennomsnittstrykk på 3 grader for hver 100 meter dyp. Sammenhengen som eksisterer mellom variasjonen i temperatur og dybde kalles geotermisk gradient. Den naturlige varmen til jordens kjerne skyldes forskjellige fysiske og kjemiske prosesser som skjer inne, som forklart i artikkelen om jordkjerne. Det er også andre faktorer som griper inn i denne ligningen for å beregne temperaturen.
Hovedkarakteristikker
La oss se hva som er de forskjellige faktorene som påvirker geotermisk gradientverdi:
- Regionale faktorer: regionen der vi er fra hele verden er viktig for å kunne kjenne temperaturvariansen. Den geologiske og strukturelle konteksten på regional skala er en av faktorene som forutsetter temperaturfordelingen. Med andre ord, i områder der det er aktiv vulkanisme i dag, områder der litosfæren er mer redusert, er den geotermiske gradienten mye høyere enn i andre områder der det ikke er noen vulkansk aktivitet eller der litosfæren har en annen tykkelse.
- Lokale faktorer: på et mye mer lokalt nivå ser vi forskjeller mellom de termiske egenskapene til bergarter. Det er bergarter som har høyere varmeledningsevne som gir følsomme laterale og vertikale variasjoner av den nevnte geotermiske gradienten. Faktoren som mest bestemmer verdien av denne geotermiske gradienten er sirkulasjonen av underjordisk vann. Og det er at vann har stor kapasitet til å kunne omfordele varme. Slik finner vi gjenoppladningsområder for akvifer som har en geotermisk gradient som avtar på grunn av nedadgående sirkulasjon av kaldere vann.
På den annen side har vi noen lossearealer der det motsatte skjer. Økningen av varmt vann på dybden får den geotermiske gradienten til å øke. Derfor, verdien som den geotermiske gradienten vil ta varierer avhengig av den geologiske og strukturelle konteksten, forskjellene mellom de tekniske egenskapene til bergarter og sirkulasjonen av grunnvann. Alle disse faktorene er det som gjør at temperaturøkningen varierer i dybden.
Strømning og forplantning av jordvarme
Vi vet at varmen som planeten vår avgir kan kvantifiseres ved overflatevarmestrøm. Det er mengden varme som planeten mister per enhet og tidsenhet. Overflatevarmestrømmen beregnes som produktet av den geotermiske gradienten og mediumets varmeledningsevne. Det vil si verdien av den geotermiske gradienten multiplisert med varmeledningskapasiteten til det spesifikke mediet der vi er. Slik vet vi den totale mengden varmetap som eksisterer i et bestemt område.
Varmeledningsevne er hvor lett det er for et materiale å overføre varme. En typisk verdi av varmestrøm på kontinentet er 60 mW / m2, som kan falle til verdier på 30 mW/m2 i gamle kontinentale områder -hvor litosfæren er tykkere-, og overstige verdier på 120 mW/m2 i yngre områder, hvor litosfæren er tynnere. Det er ganske enkelt å verifisere i gruver og boringer at temperaturen på materialene inne i jorden øker med dybden.
Det er mange oljebrønner hvor verdier på 100 grader nås på omtrent 4.000 meters dyp. På den annen side, i områder hvor det er vulkanutbrudd, bringes ulike materialer til jordoverflaten ved høye temperaturer som kommer fra mye dypere områder. En del av jordskorpen overstiger noen få dusin centimeter i tykkelse. Den er preget av det faktum at temperaturene avhenger av den eksisterende overflatetemperaturen og viser et bredt utvalg av døgn- og sesongtemperaturer. Påvirkningen av ytre temperatur påvirker mye mindre når vi går dypere.
Når vi når et visst nivå av dybde, temperaturen er konstant lik gjennomsnittet av stedets overflatetemperatur. Denne sonen kalles nøytralt nivå konstant temperatur ozon.
Dybde og geotermisk gradient
Dybden der det nøytrale nivået er funnet der temperaturen er konstant, varierer vanligvis mellom 2 og 40 meter. Desto større er jo mer ekstreme klimaet som hersker på jordoverflaten. Under nøytral er der temperaturene begynner å øke med dybde. Denne økningen er ikke ensartet på alle områder. I den første er den mer overfladisk enn jordskorpen, den gjennomsnittlige verdien av den geotermiske gradienten er ca 33 meter. Dette betyr at du må gå 33 meter dypt for å få en temperaturøkning på 1 grad. Og dermed, Det er etablert mellom gjennomsnittlig geotermisk gradient er 3 grader hver 100 meter.
Gjennomsnittsverdiene gjelder bare for de ytterste områdene av cortex, siden den kan opprettholdes gjennom hele radiusen. På større dyp er temperaturene høyere siden materialene smelter på bare noen få hundre kilometer.
I dag vet vi at de fleste geofysikere anslår at temperaturen i de innerste delene av planeten ikke overstiger noen få tusen grader. På det meste, noen estimerer verdiene på rundt 5.000 grader. Alt dette fører til at en geotermisk gradient avtar med dybden når en viss underjordisk kvote er nådd.
Jeg håper at med denne informasjonen kan du lære mer om hva geotermisk gradient er og dens egenskaper.