كيفية قياس تدفق الحرارة الجوفية

يشير تدفق الحرارة الجوفية إلى انتقال الحرارة من باطن الأرض إلى سطحها. تنشأ الحرارة الداخلية للأرض من اضمحلال النظائر المشعة، ويقدر أن درجة حرارة الأرض الأساسية تبلغ حوالي 5500 درجة مئوية. تولد هذه الحرارة الهائلة طاقة حرارية أرضية يمكن تسخيرها لأغراض مختلفة مثل توليد الكهرباء والتدفئة والتبريد والعمليات الصناعية.

قياس تدفق الحرارة الجوفية

يمكن قياس تدفق الحرارة الجوفية بعدة طرق، بما في ذلك قياسات تدرج درجة الحرارة ومسبار تدفق الحرارة. تتضمن قياسات التدرج في درجة الحرارة قياس التغير في درجة الحرارة مع العمق في البئر. من ناحية أخرى تقيس مجسات تدفق الحرارة التدفق الحراري (معدل انتقال الحرارة) في مكان معين.

تعمل قشرة الأرض كعازل طبيعي، حيث تزداد درجات الحرارة مع العمق. يُعرف معدل الزيادة في درجة الحرارة مع العمق بالتدرج الحراري الأرضي، ويختلف حسب الموقع والإعداد الجيولوجي. يبلغ متوسط ​​التدرج الحراري الأرضي حوالي 25-30 درجة مئوية لكل كيلومتر، على الرغم من أنه يمكن أن يكون أعلى في مناطق النشاط البركاني أو حيث توجد خزانات طاقة حرارية أرضية عميقة.

لتدفق الحرارة الجوفية آثار مهمة على مجموعة من عمليات الأرض، بما في ذلك الصفائح التكتونية والحمل الحراري والبراكين. في المناطق ذات التدفق الحراري العالي للحرارة الجوفية، قد يكون هناك نشاط جيولوجي متزايد مثل البراكين أو السخانات. يلعب تدفق الحرارة الجوفية أيضًا دورًا في الميزانية الحرارية للأرض، حيث يمثل عنصرًا مهمًا في توازن طاقة الأرض.

أصبح استغلال الطاقة الحرارية الأرضية ذا أهمية متزايدة كمصدر للطاقة المتجددة. تستخدم محطات الطاقة الحرارية الأرضية الحرارة من الخزانات الجوفية لتوليد الكهرباء. يمكن الوصول إلى هذه الخزانات عن طريق حفر آبار عميقة وتدوير المياه عبر الخزان لاستخراج الحرارة. ثم يتم استخدام الماء الساخن لتوليد البخار الذي يدفع التوربين لإنتاج الكهرباء.

تتمتع الطاقة الحرارية الأرضية بالعديد من المزايا مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى. إنه مصدر موثوق وحمل أساسي للكهرباء، مما يعني أنه يمكن أن يوفر مصدرًا ثابتًا للطاقة. كما أن لها بصمة بيئية صغيرة، حيث تنتج مستويات منخفضة جدًا من غازات الاحتباس الحراري وغيرها من الملوثات. ومع ذلك فإن استغلال الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن يكون له أيضًا آثار بيئية سلبية مثل استنفاد الخزانات الحرارية الجوفية أو إطلاق الغازات الضارة من موائع الطاقة الحرارية الأرضية.