Käsitteellä ’geoterminen lämpövirta’ viitataan lämpöenergiaan, joka haihtuu jatkuvasti lähteistään maan sisällä maan pinnalle joko konvektiolla tai johtumalla. Geoterminen lämpövirta on liikkeellepaneva voima monille maankuoressa tapahtuville monimittakaavaisille geologisille prosesseille, esim. laattatektoniikalle. Se ohjaa myös kemiallisia reaktioita, kuten orgaanisen aineen termistä hajoamista, joka johtaa hiilivetyjen (öljyn ja kaasun) muodostumiseen. Maan sisäinen lämpötila nousee syvyyden myötä. Lähellä pintaa keskimääräinen geoterminen gradientti on suhteellisen vakio, keskimäärin 30 K jokaista syvyyskilometriä kohden. On kuitenkin myös paikkoja, joissa se voi olla korkeampi esim. valtameren keskiosien harjujen tai vaippapilvien varrella.
Miten lämpövirtausta määritetään?
Vaikka sitä kutsutaankin lämpövirtausmittauksiksi, lämpövirtausta itsessään ei mitata suoraan. Jos kuitenkin oletetaan, että lämmön johtuminen on hallitseva kuljetusprosessi maankuoren läpi ja että johtava lämpövirtaus tapahtuu lämpötilan laskiessa, lämpövirtaus voidaan laskea vertikaalisen lämpögradientin ja lämmönjohtavuuden tulona (Fouriersin laki). Jos kuitenkin muita mekanismeja, kuten lämpöadvektiota, on mukana (esimerkiksi nestevirtausprosessit), lämmönkuljetukselle voi olla ominaista epälineaarinen lämpögradientti, ja se voi tapahtua myös vaakasuunnassa.
Mitä hyötyä lämpövirtausmittauksista on?
Lämpövirtausmittaukset ovat olennaisen tärkeitä öljyn- ja kaasunporausesiintymien etsinnässä öljy- ja kaasusäiliöiden tutkimuksessa, koska ne tarjoavat kriittisen tärkeitä reunaehtoja sedimenttisen vesialtaan mallintamiselle, ja ne ovat avuksi lämpöaikaisen kypsyyden laskemisessa. Lämpövirtausmittaukset mahdollistavat myös kaasuhydraattiesiintymien stabiilisuusanalyysin.
Kukoistavat merituulivoimamarkkinat ovat avanneet uuden toimintakentän lämpövirtausmittauksille, sillä erityisesti lämmönjohtavuusarvot antavat hyödyllistä tietoa lämpöenergian häviämismekanismien arvioimiseksi ja myös voimakaapeleiden ympäristövaikutusten arvioimiseksi.
Lue yksityiskohtaisia tietoja esitteistämme:
