المناطق الحراريه على سطح الارض

الحرارة الداخلة في الأرض هي ما يسمى بالطاقة الحرارية الأرضية، واسمها مشتق من الكلمات اليونانية “جيو” التي تعني الأرض، و”حرارية” التي تعني الحرارة. ونظرا لأن الحرارة تنتج باستمرار داخل الأرض، فإن الطاقة الحرارية الأرضية تعد مصدرا للطاقة المتجددة. ويستخدم الناس هذه الحرارة في التدفئة والاستحمام وتوليد الكهرباء. وتأتي الطاقة الحرارية الأرضية من الداخل العميق للأرض، حيث يتكون من صهارة وصخور ولب خارجي ونواة داخلية من الحديد. كما يتم إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية بسبب التآكل البطيء للجزيئات المشعة في قلب الأرض، وهو عملية تحدث في جميع الصخور .

طبقات الأرض

تحتوي الأرض على أربعة أجزاء أو طبقات رئيسية :

يتضمن قلب داخلي مصنوع من الحديد الصلب بقطر يبلغ حوالي 1500 ميل .

تتكون الأرض من نواة خارجية من الصخور المنصهرة الساخنة تسمى الصهارة، ويبلغ سمكها حوالي 1500 ميل .

تتألف من عباءة مصنوعة من الصهارة والصخور المحيطة بالنواة الخارجية التي يبلغ سمكها حوالي 1800 ميل .

تشكل قشرة صخرية صلبة القارات وأرضيات المحيطات، ويتراوح سمكها بين 15 و35 ميلا تحت القارات ويتراوح سمكها بين 3 إلى 5 أميال تحت المحيطات .

اكتشف العلماء أن درجة حرارة اللب الداخلي للأرض تبلغ حوالي 10,800 درجة فهرنهايت، وهي حارة مثل سطح الشمس، وتتراوح درجات الحرارة في الوشاح من حوالي 392 درجة فهرنهايت عند الحدود العليا مع قشرة الأرض إلى حوالي 7230 درجة فهرنهايت عند حدود الوشاح. وتنقسم قشرة الأرض إلى أجزاء تسمى بالصفائح التكتونية، وتقترب الصهارة من سطح الأرض بالقرب من حواف هذه الألواح، حيث تحدث العديد من البراكين والحمم التي تنشأ جزئيا من الصهارة، وتمتص الصخور والمياه الحرارة من الصهارة العميقة تحت الأرض، وتحتوي الصخور والمياه في عمق الأرض على أعلى درجات الحرارة .

قشرة الأرض

تكون قشرة الأرض في أيسلندا حارة نسبيا لأن طبقاتها السفلية تتشكل بشكل رئيسي من خلال توغل الصهارة وتجمدها قبل وصولها إلى السطح. تكون الطبقات السفلية الأكثر سخونة تحت الثوران البركاني وحزام الانجراف القاري، وتتبرد كلما اتجهنا بعيدا عن هذه الحزم. تعتقد أن المناطق ذات درجات حرارة عالية في البلاد، التي توجد جميعها في حزام النشاط البركاني، تحتوي على تدفقات صهارية مرتبطة بهذا النشاط وتعتبر مصدرا رئيسيا للحرارة الجوفية. أما المناطق ذات الحرارة المنخفضة، فتكون القشرة فيها أبرد، ولكنها لا تزال كافية لتسخين المياه إلى ما بين 50 و 150 درجة مئوية. في بعض الأحيان، يشير الناس إلى المناطق “الباردة” حيث لا يتواجد الحرارة الجوفية، ولكن الأدق هو استخدام مصطلح “المناطق الجافة” حيث تتواجد دائما بعض الحرارة في القشرة الأرضية، ولكن قد يكون هناك قلة من الماء أو عدم وجود ماء ينقل الحرارة إلى السطح .

عندما يكون من الضروري للشخص التفريق بين حرارة الأرض والطاقة التي يتم نقلها إلى السطح من خلال الماء أو البخار، يشير الشخص إلى الأخير باسم الحرارة الحرارية الأرضية. في أيسلندا، نشير إلى محطات الماء الحرارية الأرضية (أو محطات البخار) بدلا من محطات الطاقة الحرارية الأرضية. يتم قياس الحرارة الحرارية الأرضية بوحدات الطاقة مثل الجول أو ساعة ميجاوات، ولكن يتم تصنيف المرافق التي توزع هذا النوع من الطاقة كتوزيع حراري. هذا التصنيف يعود إلى أوائل القرن العشرين، ولكن الاتجاه الحالي هو استبدال هذا التصنيف بمصطلح “مورد الطاقة” الأكثر شمولا للمرافق التي توزع الماء الساخن والكهرباء. هذا أمر محزن لأن أنظمة تدفئة المناطق الحرارية الأرضية كانت ابتكارا آيسلنديا وأصبحت تستخدم عالميا للإشارة إلى مثل هذه الأنظمة، تماما كما أصبحت كلمة “السخان” اسما عاما يستخدم للإشارة إلى الينابيع الساخنة في العديد من اللغات .

قياسات التدرج الحراري

تستخدم قياسات التدرج الحراري عادة لدراسة الظروف الحرارية في قشرة الأرض، حيث يشير التدرج إلى زيادة الحرارة بعمق، ويتم قياسه بدرجة مئوية لكل متر أو كيلومتر في قشرة الأرض. يتم حفر الثقوب الضحلة 50-100 متر وقياس درجات الحرارة في أعماق مختلفة، وتتراوح المستويات الشائعة لتدرج درجات الحرارة في أيسلندا، حيث لا يوجد نشاط حراري، من 50 إلى 100 درجة مئوية/كم. وعادة ما يشير التدرج بدرجة حرارة أعلى إلى وجود الأوردة التي تحمل المياه الحرارية الأرضية في الطبقات الأساسية. تم استخدام طريقة التنقيب عن المياه الحرارية الأرضية على نطاق واسع في أيسلندا، مما أدى إلى تحسن في المناطق القليلة التي توجد فيها مؤشرات سطحية للنشاط الحراري. كما تم استخدام طرق أخرى لتقييم إمكانيات الحرارة الأرضية، مثل قياس الموصلية الأرضية، ولكن قياس درجة حرارة التدرج يعطي أفضل دلالة على الحرارة الأرضية الحرارية .

تتميز المناطق النشطة حراريا بخصائص سطح طبيعية متفاوتة، مثل الينابيع الدافئة والمسابح والينابيع الحارة والفومارول والأواني الطينية وترسبات الكالسيوم والسيليكات والكبريت والتربة الملونة، وخصوصا في مناطق النشاط الحراري العالي، وكلها مؤشرات طبيعية على نشاط الطاقة الحرارية الأرضية، وتلك هي المؤشرات الخارجية لحركة الحرارة عبر قشرة الأرض .