जियोथर्मल ग्रेडिएंट: परिभाषा

जियोथर्मल ग्रेडिएंट (भूतापीय प्रवणता)

पृथ्वी की पपड़ी में गहराई के साथ तापमान बढ़ने की दर, जो टेक्टोनिक प्लेटों की सीमाओं से दूर औसतन करीब 25 से 30 °C प्रति किलोमीटर होती है।

पृथ्वी के भीतर से गर्मी बाहर की ओर बहती है, जो आदिकालीन बची हुई गर्मी और पपड़ी में यूरेनियम, थोरियम व पोटैशियम के रेडियोधर्मी क्षय से आती है। इसका वैश्विक औसत करीब 87 mW/m² है (Davies और Davies 2010)। ऊपरी पपड़ी में तापमान प्रोफाइल Fourier के नियम पर चलती है:

dT/dz = q / k

यहां q हीट फ्लक्स (W/m²) है और k चट्टान की थर्मल कंडक्टिविटी (W/m·K)। महाद्वीपों के आम मान q ≈ 65 mW/m² और k ≈ 2.5 W/m·K लेने पर ग्रेडिएंट करीब 26°C/km आता है।

आम रेंज:

स्थिर महाद्वीपीय शील्ड: 10–20°C/km
औसत महाद्वीपीय पपड़ी: 25–30°C/km
इंसुलेटिंग परत वाले अवसादी बेसिन (पेरिस, पैनोनियन, अपर राइन ग्रैबेन): 35–60°C/km
ज्वालामुखी और रिफ्ट क्षेत्र (आइसलैंड, केन्या रिफ्ट, न्यूज़ीलैंड, इंडोनेशिया): 100°C/km से ऊपर, 1–3 km पर 250–350°C के जलाशय

ग्रेडिएंट से तय होता है कि किसी तापमान के लिए कुआं कितना गहरा खोदना होगा, और गहराई के साथ ड्रिलिंग की लागत तेज़ी से बढ़ती है। औसत 30°C/km पर बिजली बनाने लायक 150°C तक पहुंचने में करीब 5 km लगते हैं; ज्वालामुखी क्षेत्र में 1 km से भी कम लग सकता है। इसलिए पारंपरिक हाइड्रोथर्मल बिजली प्लेट सीमाओं पर केंद्रित है, जबकि कम ग्रेडिएंट वाले इलाके मध्यम गहराई से डिस्ट्रिक्ट हीटिंग, सतह के पास ग्राउंड-सोर्स हीट पंप या एन्हांस्ड जियोथर्मल सिस्टम पर निर्भर रहते हैं।

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