الطاقة الحرارية الأرضية هي الحرارة داخل الأرض، والكلمة الحرارية الأرضية تأتي من الكلمات اليونانية جيو (الأرض) والحرارية (الحرارة)، والطاقة الحرارية الأرضية هي مصدر للطاقة المتجددة لأن الحرارة يتم إنتاجها باستمرار داخل الأرض، ويستخدم الناس الحرارة الحرارية الأرضية للاستحمام وتسخين المباني وتوليد الكهرباء، والطاقة الحرارية الأرضية تأتي من عمق الأر، وصورة الأرض الداخلية من الخارج إلى الداخل مع القشرة عبارة عن عباءة الصهارة والصخور واللب الخارجي للصهارة، والنواة الأعمق من الحديد، كما إن التآكل البطيء للجزيئات المشعة في قلب الأرض، وهي عملية تحدث في جميع الصخور، وتنتج طاقة حرارية أرضية .
طبقات الأرض
تحتوي الأرض على أربعة أجزاء أو طبقات رئيسية :
1- قلب داخلي من الحديد الصلب يبلغ قطره حوالي 1500 ميل .
2- نواة خارجية من الصخور المنصهرة الساخنة تسمى الصهارة التي يبلغ سمكها حوالي 1500 ميل .
3- عباءة من الصهارة والصخور المحيطة بالنواة الخارجية التي يبلغ سمكها حوالي 1800 ميل .
4- قشرة من الصخور الصلبة تشكل القارات وأرضيات المحيط التي يتراوح سمكها بين 15 و 35 ميلا تحت القارات وسمكها 3 إلى 5 أميال تحت المحيطات .
ولقد اكتشف العلماء أن درجة حرارة اللب الداخلي للأرض تبلغ حوالي 10،800 درجة فهرنهايت (درجة فهرنهايت)، وهو حار 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 الصفائح التكتونية، ويقترب الصهارة من سطح الأرض بالقرب من حواف هذه الألواح، حيث يحدث العديد من البراكين والحمم التي تنشأ من البراكين هي الصهارة جزئيا، وتمتص الصخور والمياه الحرارة من الصهارة العميقة تحت الأرض، والصخور والمياه الموجودة في عمق الأرض تحتوى على أعلى درجات الحرارة .
قشرة الأرض
تكون قشرة الأرض في أيسلندا حارة نسبيا لأن طبقاتها السفلية تتشكل في الغالب عن طريق توغلات الصهارة التي تجمدت قبل وصولها إلى السطح، وهو الأكثر سخونة تحت الثوران وأحزمة الانجراف القاري ويصبح أكثر برودة كلما كان من هذه الأحزمة، حيث قشرة أقدم، ومن المعتقد أنه في معظم المناطق ذات الحرارة الجوفية العالية في البلاد، والتي توجد جميعها في أحزمة النشاط البركاني، وتوجد تدخلات في الصهارة تتعلق بالنشاط وأنها المصدر الرئيسي للحرارة الجوفية، والمناطق ذات الحرارة المنخفضة هي المناطق التي تكون فيها القشرة أكثر برودة، ولكنها كافية لتسخين المياه إلى ما بين 50 و 150 درجة مئوية، واليوم يشير الناس في بعض الأحيان إلى المناطق “الباردة” حيث لم يتم العثور على الحرارة الحرارية الأرضية، ولكن سيكون من الأدق قول المناطق “الجافة” حيث توجد دائما بعض الحرارة في القشرة الارضية ولكن قد يكون هناك القليل من الماء أو لا يوجد ماء لإحضاره الحرارة على السطح .
وعندما يتعين على المرء التمييز بين الحرارة في الأرض والطاقة التي يتم إحضارها إلى السطح بالماء أو البخار، ويشير المرء إلى الأخير على أنه الحرارة الحرارية الأرضية، ونتحدث في أيسلندا عن محطات المياه الحرارية الأرضية (أو محطات البخار) بدلا من مجرد محطات الطاقة الحرارية الأرضية، وتقاس الحرارة الحرارية الأرضية بوحدات الطاقة مثل الجول أو ساعة ميجاوات، ولكن تم تصنيف المرافق التي توزع هذا النوع من الطاقة على أنها توزيع الحرارة، وهي اتفاقية يرجع تاريخها إلى أوائل القرن العشرين، ولكن هناك ميل اليوم إلى استبدال هذا التصنيف بمصطلح “مورد الطاقة” الأكثر عمومية للمرافق التي توزع الماء الساخن والكهرباء، وهذا أمر مؤسف لأن أنظمة تدفئة المناطق الحرارية الأرضية كانت ظاهرة أيسلندية، وأصبحت تستخدم دوليا لوصف مثل هذه الأنظمة، وبالطريقة نفسها التي أصبحت بها كلمة “السخان” اسما عاما لتنبؤ الينابيع الساخنة في العديد من اللغات .
قياسات التدرج الحراري
وتستخدم قياسات التدرج الحراري عادة لبحث الظروف الحرارية في قشرة الأرض، والتدرج في درجة الحرارة هو زيادة الحرارة بعمق ويتم قياسها في درجة مئوية لكل متر أو كيلومتر في قشرة الأرض، ويتم حفر الثقوب الضحلة 50-100 متر، وقياس الحرارة على أعماق مختلفة، وتتراوح المستويات الشائعة لتدرج درجات الحرارة في أيسلندا، حيث لا يوجد نشاط حراري في حدود 50 إلى 100 درجة مئوية / كم، وعادة ما يشير التدرج بدرجة حرارة أعلى بكثير إلى وجود الأوردة التي تحمل المياه الحرارية الأرضية في الطبقات الأساسية، وتم استخدام طريقة التنقيب هذه عن المياه الحرارية الأرضية على نطاق واسع في أيسلندا، مما أدى إلى تأثير جيد في المناطق التي كان فيها عدد قليل من المؤشرات السطحية للنشاط الحراري، كما تم استخدام طرق أخرى لتقييم إمكانيات الحرارة الحرارية الأرضية، وعلى سبيل المثال عن طريق قياس الموصلية الأرضية، ولكن قياسات درجة حرارة التدرج تعطي أفضل إشارة للحرارة الأرضية الحرارية .
وتتميز المناطق النشطة حراريا بخصائص سطح طبيعية متفاوتة، وتتميز المناطق النشطة حراريا بخصائص سطح طبيعية متفاوتة، وتعتبر 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 .
طبقات الأرض
تحتوي الأرض على أربعة أجزاء أو طبقات رئيسية :
1- قلب داخلي من الحديد الصلب يبلغ قطره حوالي 1500 ميل .
2- نواة خارجية من الصخور المنصهرة الساخنة تسمى الصهارة التي يبلغ سمكها حوالي 1500 ميل .
3- عباءة من الصهارة والصخور المحيطة بالنواة الخارجية التي يبلغ سمكها حوالي 1800 ميل .
4- قشرة من الصخور الصلبة تشكل القارات وأرضيات المحيط التي يتراوح سمكها بين 15 و 35 ميلا تحت القارات وسمكها 3 إلى 5 أميال تحت المحيطات .
ولقد اكتشف العلماء أن درجة حرارة اللب الداخلي للأرض تبلغ حوالي 10،800 درجة فهرنهايت (درجة فهرنهايت)، وهو حار 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 الصفائح التكتونية، ويقترب الصهارة من سطح الأرض بالقرب من حواف هذه الألواح، حيث يحدث العديد من البراكين والحمم التي تنشأ من البراكين هي الصهارة جزئيا، وتمتص الصخور والمياه الحرارة من الصهارة العميقة تحت الأرض، والصخور والمياه الموجودة في عمق الأرض تحتوى على أعلى درجات الحرارة .
قشرة الأرض
تكون قشرة الأرض في أيسلندا حارة نسبيا لأن طبقاتها السفلية تتشكل في الغالب عن طريق توغلات الصهارة التي تجمدت قبل وصولها إلى السطح، وهو الأكثر سخونة تحت الثوران وأحزمة الانجراف القاري ويصبح أكثر برودة كلما كان من هذه الأحزمة، حيث قشرة أقدم، ومن المعتقد أنه في معظم المناطق ذات الحرارة الجوفية العالية في البلاد، والتي توجد جميعها في أحزمة النشاط البركاني، وتوجد تدخلات في الصهارة تتعلق بالنشاط وأنها المصدر الرئيسي للحرارة الجوفية، والمناطق ذات الحرارة المنخفضة هي المناطق التي تكون فيها القشرة أكثر برودة، ولكنها كافية لتسخين المياه إلى ما بين 50 و 150 درجة مئوية، واليوم يشير الناس في بعض الأحيان إلى المناطق “الباردة” حيث لم يتم العثور على الحرارة الحرارية الأرضية، ولكن سيكون من الأدق قول المناطق “الجافة” حيث توجد دائما بعض الحرارة في القشرة الارضية ولكن قد يكون هناك القليل من الماء أو لا يوجد ماء لإحضاره الحرارة على السطح .
وعندما يتعين على المرء التمييز بين الحرارة في الأرض والطاقة التي يتم إحضارها إلى السطح بالماء أو البخار، ويشير المرء إلى الأخير على أنه الحرارة الحرارية الأرضية، ونتحدث في أيسلندا عن محطات المياه الحرارية الأرضية (أو محطات البخار) بدلا من مجرد محطات الطاقة الحرارية الأرضية، وتقاس الحرارة الحرارية الأرضية بوحدات الطاقة مثل الجول أو ساعة ميجاوات، ولكن تم تصنيف المرافق التي توزع هذا النوع من الطاقة على أنها توزيع الحرارة، وهي اتفاقية يرجع تاريخها إلى أوائل القرن العشرين، ولكن هناك ميل اليوم إلى استبدال هذا التصنيف بمصطلح “مورد الطاقة” الأكثر عمومية للمرافق التي توزع الماء الساخن والكهرباء، وهذا أمر مؤسف لأن أنظمة تدفئة المناطق الحرارية الأرضية كانت ظاهرة أيسلندية، وأصبحت تستخدم دوليا لوصف مثل هذه الأنظمة، وبالطريقة نفسها التي أصبحت بها كلمة “السخان” اسما عاما لتنبؤ الينابيع الساخنة في العديد من اللغات .
قياسات التدرج الحراري
وتستخدم قياسات التدرج الحراري عادة لبحث الظروف الحرارية في قشرة الأرض، والتدرج في درجة الحرارة هو زيادة الحرارة بعمق ويتم قياسها في درجة مئوية لكل متر أو كيلومتر في قشرة الأرض، ويتم حفر الثقوب الضحلة 50-100 متر، وقياس الحرارة على أعماق مختلفة، وتتراوح المستويات الشائعة لتدرج درجات الحرارة في أيسلندا، حيث لا يوجد نشاط حراري في حدود 50 إلى 100 درجة مئوية / كم، وعادة ما يشير التدرج بدرجة حرارة أعلى بكثير إلى وجود الأوردة التي تحمل المياه الحرارية الأرضية في الطبقات الأساسية، وتم استخدام طريقة التنقيب هذه عن المياه الحرارية الأرضية على نطاق واسع في أيسلندا، مما أدى إلى تأثير جيد في المناطق التي كان فيها عدد قليل من المؤشرات السطحية للنشاط الحراري، كما تم استخدام طرق أخرى لتقييم إمكانيات الحرارة الحرارية الأرضية، وعلى سبيل المثال عن طريق قياس الموصلية الأرضية، ولكن قياسات درجة حرارة التدرج تعطي أفضل إشارة للحرارة الأرضية الحرارية .
وتتميز المناطق النشطة حراريا بخصائص سطح طبيعية متفاوتة، وتتميز المناطق النشطة حراريا بخصائص سطح طبيعية متفاوتة، وتعتبر 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 .
