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地熱勾配

図1. 地球は核に向かうほど高温になり、地熱勾配と呼ばれる。

地熱勾配とは、地球の温度が深くなるにつれて上昇する量のことである。 これは、地球の暖かい内部から地表に熱が流れていることを示しています。 平均すると、深さ1kmごとに約25℃ずつ温度が上がっています。 この温度差によって地熱エネルギーが生まれ、人間はこのエネルギーを暖房や発電に利用することができるのです。

地球の内部は非常に高温で、コア付近では5000℃以上にもなり、太陽の表面と大差ありません（ただし、太陽の内部はもっと高温です）

その熱はどこから来るのでしょうか？

地球の地下の熱は放射性元素に由来することが20世紀初頭に発見されました。 具体的には、カリウム、ウラン、トリウムなどの元素が崩壊することによって地熱が発生します。 しかし、これらの元素は核には存在せず、岩石圏やマントルに存在するとする説が有力である。 このような加熱が地球の熱の50％を占め、残りの熱は地球の原始熱（地球形成時の熱が地球に閉じ込められたもの）に由来すると言われています。 マントルの底部付近で組成の急激な変化が起こるのと、岩石圏で流体の存在が大きく影響する以外は、全体として温度変化は緩やかである。

  • 地球の温度勾配

  • 図2. 地球層の温度プロファイル。 深さ方向に温度が上昇する。

  • 図3. 地球内の熱移動メカニズムと各層における熱流量の割合。

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    • 地熱発電
    • 地熱エネルギー
    • 地熱ヒートポンプ
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    1. Wikimedia Commons 、利用可能です。 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blender3D_EarthQuarterCut.jpg
    2. Verbruggen, A., W. Moomaw, J. Nyboer, 2011: 付属書 I: 用語集、頭字語、化学記号、プレフィクス. IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation , Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, USA.に収録されている。
    3. R. Wolfson, “Energy from Earth and Moon” in Energy, Environment, and Climate, 2nd ed., New York, NY: W.W. Norton & Company, 2012, ch.8, pp.204-224
    4. D. Alfè; M. Gillan & G. D. Price (January 30, 2002). “第一原理計算と地震探査データの組み合わせで制約される地球コアの組成と温度” (PDF). Earth and Planetary Science Letters (Elsevier) 195 (1-2): 91-98. Bibcode:2002E&PSL.195…91A. doi:10.1016/S0012-821X(01)00568-4.
    5. Physics World. (2011). 地球熱の半分を放射性崩壊が占めている。 http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/jul/19/radioactive-decay-accounts-for-half-of-earths-heat
    6. Wikimedia Commons , 利用可能です。 https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Temperature_schematic_of_inner_Earth.jpg#/media/File:Temperature_schematic_of_inner_Earth.jpg
    7. ウィキメディア・コモンズ , 利用可能: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_flow_of_the_inner_earth.jpg#/media/File:Heat_flow_of_the_inner_earth.jpg

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