Geothermische gradiënt
De geothermische gradiënt is de mate waarin de temperatuur van de aarde toeneemt met de diepte. Hij geeft aan hoeveel warmte er van het warme binnenste van de aarde naar het aardoppervlak stroomt. Gemiddeld stijgt de temperatuur met ongeveer 25°C voor elke kilometer diepte. Dit temperatuurverschil stimuleert de stroom van geothermische energie en stelt de mens in staat deze energie te gebruiken voor verwarming en elektriciteitsopwekking. Er zijn echter een aantal plaatsen op de planeet waar de temperatuur veel sneller verandert, en die plaatsen zijn bijna altijd waar geothermische energie het meest levensvatbaar is.
Het inwendige van de Aarde is extreem heet, en bereikt temperaturen van meer dan 5000°C in de buurt van de kern, wat niet veel kouder is dan het oppervlak van de Zon (het inwendige van de Zon is echter veel heter).
Waar komt de warmte vandaan?
In het begin van de 20e eeuw werd ontdekt dat de ondergrondse warmte van de aarde afkomstig is van radioactieve elementen. Meer in het bijzonder wordt geothermische warmte veroorzaakt door het verval van elementen als kalium, uranium en thorium. Deze elementen worden echter niet in de kern aangetroffen; het meest populaire model suggereert dat zij in de lithosfeer en de mantel worden aangetroffen. Deze vorm van verwarming zou verantwoordelijk zijn voor 50% van de aardwarmte, terwijl de andere warmte afkomstig is van de oerwarmte van de Aarde (warmte van het ontstaan van de Aarde die in de planeet is opgesloten).
Figuren 2 en 3 hieronder laten zien hoe de temperatuur daalt naarmate deze het aardoppervlak nadert, samen met de mechanismen van de warmtestroom. Over het algemeen zijn de temperatuurveranderingen geleidelijk, behalve aan de basis van de mantel, waar zich drastische veranderingen in de samenstelling voordoen, en in de lithosfeer, waar de aanwezigheid van vloeistoffen een groot effect heeft.
- De temperatuurgradiënt van de aarde
-
Figuur 2. Temperatuurprofiel van de aardlagen. De temperatuur neemt toe met de diepte.
-
Figuur 3. Mechanismen voor warmteoverdracht binnen de aarde, samen met het % warmtestroom in elke laag.
Voor verder lezen
- Geothermische elektriciteit
- Geothermische energie
- Grondwarmtepomp
- Geothermische stadsverwarming
- Of verken een willekeurige pagina
- Wikimedia Commons , Beschikbaar: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blender3D_EarthQuarterCut.jpg
- Verbruggen, A., W. Moomaw, J. Nyboer, 2011: Bijlage I: Glossary, Acronyms, Chemical Symbols and Prefixes. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation , Cambridge University Press, Cambridge, Verenigd Koninkrijk en New York, NY, VS.
- R. Wolfson, “Energy from Earth and Moon” in Energy, Environment, and Climate, 2nd ed., New York, NY: W.W. Norton & Company, 2012, hfdst. 8, pp. 204-224
- D. Alfè; M. Gillan & G. D. Price (January 30, 2002). “Composition and temperature of the Earth’s core constrained by combining ab initio calculations and seismic data” (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.
- Physics World. (2011). Radioactief verval goed voor helft van Aardse warmte Beschikbaar: http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/jul/19/radioactive-decay-accounts-for-half-of-earths-heat
- Wikimedia Commons , Beschikbaar: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Temperature_schematic_of_inner_Earth.jpg#/media/File:Temperature_schematic_of_inner_Earth.jpg
- Wikimedia Commons , Beschikbaar: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_flow_of_the_inner_earth.jpg#/media/File:Heat_flow_of_the_inner_earth.jpg
Leave a Reply