स्थलीय ऊष्मा प्रवाह और भू-तापीय विज्ञान
पृथ्वी अपनी सतह के माध्यम से लगातार ऊष्मा खोती है, और इस ऊष्मा प्रवाह का मानचित्रण, साथ ही इसके द्वारा निहित तापमान प्रवणता, ग्रह की तापीय संरचना और उसके आंतरिक इंजन को चलाने वाली ऊर्जा को प्रकट करता है।
Definition
स्थलीय ऊष्मा प्रवाह वह दर है जिस पर प्रति इकाई सतह क्षेत्र में पृथ्वी से ऊष्मा का संचालन होता है, जो भू-तापीय प्रवणता और तापीय चालकता से निर्धारित होता है; भू-तापीय विज्ञान पृथ्वी के तापमान क्षेत्र और ऊष्मा परिवहन का व्यापक अध्ययन है।
Scope
यह विषय पृथ्वी की सतह के ऊष्मा प्रवाह के मापन और व्याख्या को शामिल करता है: बोरहोल और समुद्र तल में तापमान प्रवणता और तापीय चालकता से ऊष्मा प्रवाह कैसे निर्धारित किया जाता है, वैश्विक ऊष्मा-प्रवाह वितरण और इसका भूपर्पटी की आयु और विवर्तनिक सेटिंग से संबंध, और गहराई के साथ तापमान का वर्णन करने वाला भू-तापमान। यह संवहनी और संवहन ऊष्मा परिवहन, ऊष्मा प्रवाह में दर्ज समुद्री स्थलमंडल का शीतलन, और भूपर्पटीय रेडियोधर्मी ऊष्मा के योगदान पर विचार करता है। जोर सतह पर देखे गए ऊष्मा बजट और इसके द्वारा नियंत्रित तापीय व्यवस्था पर है।
Core questions
- तापमान प्रवणता और चालकता से सतह ऊष्मा प्रवाह को कैसे मापा जाता है?
- भूपर्पटी की आयु और विवर्तनिक सेटिंग के साथ ऊष्मा प्रवाह कैसे भिन्न होता है?
- भू-तापमान गहराई के साथ तापमान के बारे में क्या बताता है?
- पृथ्वी की ऊष्मा के परिवहन में संवहन और संवहन कैसे साझा करते हैं?
Key concepts
- भू-तापीय प्रवणता और तापीय चालकता
- सतह ऊष्मा प्रवाह और इसका वैश्विक वितरण
- महाद्वीपीय बनाम समुद्री ऊष्मा प्रवाह
- भू-तापमान और गहराई-तापमान प्रोफ़ाइल
- भूपर्पटीय रेडियोधर्मी ऊष्मा उत्पादन
Key theories
- संवहनी ऊष्मा प्रवाह और फूरियर का नियम
- भूपर्पटी के माध्यम से ऊष्मा प्रवाह फूरियर के नियम द्वारा नियंत्रित होता है, जो भू-तापीय प्रवणता और तापीय चालकता का गुणनफल है, इसलिए गहराई के साथ तापमान और चट्टान की चालकता को मापने से स्थानीय सतह ऊष्मा प्रवाह प्राप्त होता है।
- ऊष्मा प्रवाह और स्थलमंडलीय शीतलन
- समुद्री ऊष्मा प्रवाह समुद्र तल की आयु के साथ घटता जाता है क्योंकि स्थलमंडल प्रसार रिज से दूर संवहन द्वारा ठंडा होता है, जो शीतलन-प्लेट मॉडल के अनुरूप है, जबकि महाद्वीपीय ऊष्मा प्रवाह भूपर्पटीय रेडियोधर्मी ऊष्मा और मेंटल योगदान को दर्शाता है।
Mechanisms
ऊष्मा भू-तापीय प्रवणता के साथ ठंडी सतह की ओर फूरियर के नियम द्वारा निर्धारित दर पर संचालित होती है; युवा समुद्री भूपर्पटी में जलतापीय परिसंचरण भी संवहन द्वारा ऊष्मा का वहन करता है, जबकि महाद्वीपों में ऊपरी भूपर्पटी रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करती है, इसलिए मापा गया सतह ऊष्मा प्रवाह गहरे मेंटल ऊष्मा, स्थलमंडलीय शीतलन और उथले रेडियोधर्मी उत्पादन को जोड़ता है।
Clinical relevance
ऊष्मा-प्रवाह माप पृथ्वी की तापीय संरचना और ऊर्जा बजट को नियंत्रित करते हैं, भू-तापीय ऊर्जा के लिए अनुकूल क्षेत्रों की पहचान करते हैं, और पेट्रोलियम अन्वेषण और भूपर्पटीय तापीय व्यवस्था के आकलन में उपयोग किए जाने वाले बेसिन परिपक्वता मॉडल को सूचित करते हैं।
History
बुलार्ड ने बीसवीं सदी के मध्य में महाद्वीपीय और समुद्री तल दोनों के ऊष्मा-प्रवाह मापन का बीड़ा उठाया, आयु के साथ समुद्री ऊष्मा प्रवाह में व्यवस्थित कमी ने स्थलमंडलीय शीतलन मॉडल की पुष्टि की, और वैश्विक संकलनों ने पृथ्वी की कुल ऊष्मा हानि के अनुमान को लगभग 47 टेरावाट तक परिष्कृत किया है।
Key figures
- Edward Bullard
- Claude Jaupart
- Jean-Claude Mareschal
Related topics
Seminal works
- turcotte2014
- jaupart2011
- davies2010
Frequently asked questions
- पृथ्वी से ऊष्मा प्रवाह को कैसे मापा जाता है?
- वैज्ञानिक मापते हैं कि बोरहोल या समुद्र तल जांच में गहराई के साथ तापमान कैसे बढ़ता है और इस भू-तापीय प्रवणता को चट्टान की तापीय चालकता से गुणा करते हैं; उत्पाद उस स्थान पर प्रति इकाई क्षेत्र में प्रवाहित होने वाली ऊष्मा को दर्शाता है।
- मध्य-महासागर रिज के पास ऊष्मा प्रवाह अधिक क्यों होता है?
- रिज पर गर्म मेंटल ऊपर उठता है और ताज़ा, युवा स्थलमंडल बनता है, इसलिए भूपर्पटी वहां सबसे गर्म होती है; जैसे-जैसे स्थलमंडल पुराना होता जाता है और दूर चला जाता है, वह ठंडा होता जाता है, और सतह का ऊष्मा प्रवाह समुद्र तल की आयु के साथ तदनुसार घटता जाता है।