انرژی زمین‌گرمایی چیست؟

**harati** · 2012/10/25, 09:29

گرما شکلی از انرژی است و انرژی زمین‌گرمایی از نظر لغوی، به معنای گرمای موجود درون زمین است که در اثر پدیده‌های زمین‌شناسی در کل کره زمین به‌وجود می‌آید. انرژی زمین‌گرمایی نشان‌دهنده بخشی از گرمای زمین است که انسان می‌تواند آن را بازیافت و یا استخراج نماید.حضور آتشفشان، چشمه‌های آب گرم و دیگر پدیده‌های گرمای باید باعث می‌شوند که بخش‌هایی از درون زمین گرم شوند. با این حال در دوره‌های بین قرون شانزدهم و هفدهم زمانی که اولین حفاری‌های انسان به چند صد متر پایین‌تر از سطح زمین رسید، در آن موقع با استفاده از حس‌های ساده فیزیکی دریافتند که دمای زمین با عمق افزایش می‌یابد.

نخستین اندازه‌گیری دما با استفاده از دماسنج در سال 1740 توسط جنسانمشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت در یک معدن در در فرانسه (بوفون، 1778) انجام گرفت. در سال 1870 روش‌های علمی مدرن مورد استفاده قرار گرفت تا بتوان تغییرات گرمای زمین را مورد مطالعه قرار داد (Bullard 1965)؛ اما تا قرن بیستم هنوز روش‌های مطالعه مناسبی موجود نبود تا آن‌که با کشف تشعشعات ماوراء بنفش، انسان توانست به‌طور کامل پدیده‌ای به‌عنوان تعادل گرمایی و تاریخچه گرمای کره زمین را درک کند. تمام الگوهای گرمایی مدرن از زمین، در واقع به‌صورت گرما در اثر فروپاشی رادیواکتیو با عمر طولانی و با تولید ایزوتوپ‌های اورانیوم (U238، U235)، توریم (Th232) و پتاسیم (K40)، که در زمین حاضر هستند ایجاد می‌شوند (Lubimova، 1968). علاوه بر گرمای تولید شده توسط پرتوزاها، در نسبت‌های نامشخص منابع بالقوه دیگری برای تولید گرما به‌عنوان یک منبع تولید انرژی بسیار کهن از صفحه یک پارچه سیاره‌ای وجود دارند. نظریه‌های کامل و دقیقی در مورد این رفتار تا سال 1980 در دسترس نبودند و در این زمان هیچ‌گونه تعادلی بین گرما ایجاد شده در داخل زمین و گرمای داده شده به فضا از زمین وجود نداشت و این موضوع از نظر نظری با حالتی که سیاره زمین به آرامی خنک می‌شود برابر می‌باشد. در رابطه با ایجاد و رسیدن به نظریه مربوطه، کل جریان گرما ناشی از همرفت و تابش در زمین اندازه‌گیری شده که این مقدار برابر با 42 x 10¹²W می‌باشد. از این مقدار حدود 8 x 10¹²W از پوسته تولید می‌شود، درصورتی‌که پوسته در حدود 2 درصد از حجم کل کره زمین را تشکیل می‌دهد، درحالی‌که این مقدارغنی از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو می‌باشد، در حدود32.3 x 10¹²W از گوشت زمین تشکیل می‌شود که در حدود 82 درصد از حجم کل زمین را تشکیل می‌دهد و1.7 x 10¹²W از هسته زمین به وجود می‌آید که 16 درصد از حجم زمین است که هیچ‌گونه ایزوتوپ رادیواکتیوی در خود ندارد. (رجوع کنید به شکل 1 که طرح داخلی ساختار زمین را نشان می‌دهد). از آنجا که گرمای ناشی از تشعشعات پوسته در حدود 22 x 10¹² Wتخمین زده شده است، نرخ خنک شدن این بخش از زمین برابر با 10.3 x 10¹²W می‌باشد.