Il termine “flusso di calore geotermico” si riferisce all’energia termica che si disperde costantemente dalle sue fonti all’interno della terra alla superficie, sia per convezione che per conduzione. Il calore geotermico è la forza motrice di una varietà di processi geologici su più scale che hanno luogo nella crosta terrestre, per esempio la tettonica a placche. Guida anche le reazioni chimiche come la degradazione termica della materia organica, che porta alla formazione di idrocarburi (petrolio e gas). La temperatura interna della terra aumenta con la profondità. Vicino alla superficie, il gradiente geotermico medio è relativamente costante con in media 30 K per ogni chilometro di profondità. Tuttavia, ci sono anche posti dove può essere più alto, per esempio lungo le dorsali medio-oceaniche o i pennacchi di mantello.
Come si determina il flusso di calore?
Anche se si chiamano misure di flusso di calore, il flusso di calore stesso non viene misurato direttamente. Ma basandosi sul presupposto che la conduzione del calore sia il processo di trasporto dominante attraverso la crosta terrestre, e che il flusso di calore conduttivo avvenga nella direzione della diminuzione della temperatura, il flusso di calore può essere calcolato come il prodotto del gradiente termico verticale e della conduttività termica (legge di Fourier). Se tuttavia sono coinvolti altri meccanismi come l’avvezione del calore (per esempio i processi di flusso dei fluidi), il trasporto di calore può essere caratterizzato da gradienti termici non lineari e verificarsi anche orizzontalmente.
Qual è l’uso delle misure del flusso di calore?
Nel campo della geologia petrolifera le misure del flusso di calore sono essenziali nell’esplorazione di nuovi serbatoi di petrolio e gas, in quanto forniscono vincoli critici per la modellazione dei bacini sedimentari e aiutano nei calcoli della maturità termica. Le misure del flusso di calore permettono anche l’analisi della stabilità dei depositi di idrati di gas.
Il boom del mercato dell’energia eolica offshore ha aperto un nuovo campo di attività per le misure del flusso di calore, poiché in particolare i valori della conducibilità termica forniscono informazioni utili per stimare i meccanismi di dissipazione dell’energia termica e anche l’impatto ambientale dei cavi elettrici.
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