يشير التدرج الحراري الجوفي إلى التغير في درجة حرارة الصخور أو التربة بعمق تحت سطح الأرض. يتأثر هذا التدرج بمجموعة متنوعة من العوامل بما في ذلك الحرارة الداخلية للأرض والتوصيل الحراري للمواد المحيطة والمناخ المحلي.
خصائص التدرج الجوفي الحراري
- يبلغ متوسط التدرج الحراري الجوفي حوالي 25-30 درجة مئوية لكل كيلومتر، مما يعني أن درجة الحرارة تزداد بهذه المقدار لكل كيلومتر من العمق. ومع ذلك يمكن أن يختلف التدرج الفعلي بشكل كبير اعتمادًا على الموقع والإعداد الجيولوجي. على سبيل المثال قد يكون للمناطق ذات التدفق الحراري العالي للحرارة الأرضية مثل المناطق البركانية أو المناطق ذات الخزانات الحرارية الجوفية العميقة تدرج حراري أكثر حدة.
- التدرج الحراري تحت الأرض له آثار مهمة على مجموعة متنوعة من العمليات، بما في ذلك إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية واستكشاف المعادن والمراقبة البيئية. في إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية يتم استخدام التدرج الحراري لتقدير درجة حرارة الخزانات الجوفية، والتي يتم الوصول إليها بعد ذلك عن طريق حفر الآبار لاستخراج الحرارة. في التنقيب عن المعادن يمكن استخدام التدرج الحراري لتحديد المناطق التي قد توجد فيها الرواسب المعدنية، حيث ترتبط بعض المعادن بنطاقات درجة حرارة معينة.
- يلعب التدرج الحراري تحت الأرض أيضًا دورًا في المراقبة البيئية، حيث يمكن أن تؤثر التغيرات في درجة الحرارة على سلوك الملوثات الموجودة تحت الأرض. على سبيل المثال يمكن أن تتأثر حركة الملوثات في المياه الجوفية بالتغيرات في درجة الحرارة، والتي يمكن أن تغير تدفق المياه وقابلية بعض المواد للذوبان.
تعد دراسة التدرج الحراري الجوفي مهمًا أيضًا لفهم الميزانية الحرارية للأرض، وهي التوازن بين كمية الحرارة المتولدة داخل الأرض والكمية المفقودة في الفضاء. من خلال دراسة التدرج الحراري يمكن للعلماء فهم تدفق الحرارة داخل الأرض بشكل أفضل وكيفية توزيعها عبر مناطق مختلفة.
بشكل عام يعد التدرج الحراري الجوفي مفهومًا مهمًا في دراسة جيولوجيا الأرض وموارد الطاقة. من خلال فهم كيفية تغير درجة الحرارة مع العمق، يمكن للعلماء فهم سلوك قشرة الأرض بشكل أفضل وكيف تؤثر على الأنشطة البشرية مثل إنتاج الطاقة واستكشاف المعادن.
