Gradient geotermiczny

Rysunek 1. Ziemia staje się gorętsza w miarę przemieszczania się w kierunku jądra, co określa się mianem gradientu geotermicznego.

Gradient geotermiczny to wielkość, o jaką temperatura Ziemi wzrasta wraz z głębokością. Wskazuje on na przepływ ciepła z ciepłego wnętrza Ziemi do jej powierzchni. Średnio, temperatura wzrasta o około 25°C na każdy kilometr głębokości. Ta różnica temperatur napędza przepływ energii geotermalnej i pozwala człowiekowi wykorzystać ją do ogrzewania i produkcji energii elektrycznej. Istnieje wiele miejsc na naszej planecie, gdzie temperatura zmienia się znacznie szybciej, a te lokalizacje są prawie zawsze tam, gdzie energia geotermalna jest najbardziej opłacalna.

Wnętrze Ziemi jest niezwykle gorące i osiąga temperaturę ponad 5000°C w pobliżu jądra, które nie jest dużo zimniejsze niż powierzchnia Słońca (wnętrze Słońca jest jednak dużo gorętsze).

Skąd pochodzi ciepło?

Na początku XX wieku odkryto, że podziemne ciepło Ziemi pochodzi z pierwiastków radioaktywnych. Konkretnie, ogrzewanie geotermalne jest spowodowane rozpadem pierwiastków takich jak potas, uran i tor. Pierwiastki te nie występują jednak w jądrze, a najbardziej popularny model sugeruje, że znajdują się one w litosferze i płaszczu. Uważa się, że ta forma ogrzewania odpowiada za 50% ciepła Ziemi, a pozostałe ciepło pochodzi z pierwotnego ciepła Ziemi (ciepło z formowania się Ziemi, które zostało uwięzione w planecie).

Rysunki 2 i 3 poniżej pokazują, jak temperatura obniża się w miarę zbliżania się do powierzchni Ziemi, wraz z mechanizmami przepływu ciepła. Ogólnie rzecz biorąc, zmiany temperatury są stopniowe, z wyjątkiem obszaru u podstawy płaszcza, gdzie zachodzą drastyczne zmiany składu, oraz w litosferze, gdzie obecność płynów ma duży wpływ.

• Gradient temperatury Ziemi
• 

  Rysunek 2. Profil temperatury w warstwach Ziemi. Temperatura rośnie wraz z głębokością.

• 

  Rysunek 3. Mechanizmy wymiany ciepła w Ziemi wraz z % ilością przepływu ciepła w poszczególnych warstwach.

Do dalszego czytania

• Geotermalna energia elektryczna
• Geotermalna energia elektryczna
• Geotermalna pompa ciepła
• Geotermalne ogrzewanie miejskie
• Or explore a random page
1. Wikimedia Commons , Dostępne: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blender3D_EarthQuarterCut.jpg
2. Verbruggen, A., W. Moomaw, J. Nyboer, 2011: Załącznik I: Glossary, Acronyms, Chemical Symbols and Prefixes. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation , Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
3. R. Wolfson, „Energy from Earth and Moon” w 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). „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.
5. Physics World. (2011). Radioactive decay accounts for half of Earth’s heat Available: http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/jul/19/radioactive-decay-accounts-for-half-of-earths-heat
6. Wikimedia Commons , Dostępne: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Temperature_schematic_of_inner_Earth.jpg#/media/File:Temperature_schematic_of_inner_Earth.jpg
7. Wikimedia Commons , Dostępne: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Heat_flow_of_the_inner_earth.jpg#/media/File:Heat_flow_of_the_inner_earth.jpg