ماذا يحدث لدرجة الحرارة عند الانتقال الى باطن الارض
ماذا يحدث لدرجة الحرارة عند الانتقال الى باطن الارض

هل تشعر بالفضول بشأن ما يكمن تحت سطح الأرض؟ هل تساءلت يومًا كيف تتغير درجة الحرارة عندما نتحرك أعمق في باطن الأرض؟ إذا كان الأمر كذلك، فإن هذه المقالة من موقعنا موقع اندماج تناسبك! سوف نستكشف كيف تتغير درجة الحرارة كلما انتقلنا إلى الأرض أكثر وأنواع المواد التي يمكن العثور عليها على أعماق مختلفة.

التدرج الحراري

كلما تعمقت في الأرض، ينخفض ​​التدرج في درجة الحرارة، مما يعني أن درجة الحرارة داخل الأرض تكون أكثر سخونة من درجة الحرارة في الخارج. هذا بسبب اضمحلال المعادن المشعة والحرارة المتبقية. الحرارة المشعة من الشمس تبقي الأرض دافئة. يحدث انتقال الحرارة بالحمل عندما ترتفع المواد الساخنة وتتحرك للخارج.

ماذا يحدث لدرجة الحرارة عند الانتقال الى باطن الارض
ماذا يحدث لدرجة الحرارة عند الانتقال الى باطن الارض

العوامل المؤثرة في التدفق الحراري

عند الانتقال إلى باطن الأرض، هناك عدة عوامل تؤثر على معدل انتقال الحرارة. تشمل هذه العوامل درجة الحرارة والضغط في موقع الدخول ووجود طبقة صلبة ووجود طبقة غازية.

على الرغم من أن انتقال الحرارة يحدث ببطء عند الانتقال إلى باطن الأرض، إلا أنه يستمر مع ذلك بسبب ارتفاع درجات الحرارة الداخلية للأرض. في الواقع، قد تستغرق الحرارة وقتًا طويلاً لتخرج من الأرض، وهذا هو سبب ارتفاع درجات الحرارة في الداخل.

درجة حرارة الأرض الأساسية

كلما تحركت أعمق في الأرض، تزداد درجة الحرارة. هذا بسبب الحرارة الداخلية للأرض، لم تكن الصفائح تتحرك. يساعد الحمل على نقل الحرارة داخل الأرض.

درجة حرارة متدرجة في أعلى 100 كم

التدرج الحراري الأرضي هو معدل الزيادة في درجة الحرارة لكل وحدة عمق في الأرض من التدفق الحراري الأساسي، والذي لم يتغير منذ الأيام الأولى من تاريخ الأرض. هذا التدرج مسؤول عن انتقال الحرارة عبر الوشاح عن طريق تحريك الصخور الساخنة جسديًا. درجة الحرارة عند أعلى 100 كيلومتر أعلى بـ 20 درجة مئوية من درجة الحرارة على السطح بسبب هذا التدرج.

انتقال الحرارة في باطن الأرض

عندما ينتقل الناس إلى باطن الأرض، يواجهون تغيرًا جذريًا في درجة الحرارة. على سبيل المثال، إذا انتقل شخص ما من سطح الأرض إلى داخل الأرض، فإن درجة حرارته ستنخفض بنحو 1000 درجة فهرنهايت!

يرجع هذا التغير الجذري في درجة الحرارة إلى عاملين: أولاً، انتقال الحرارة داخل الوشاح السائل للأرض ليس متساويًا تمامًا، لذلك يتم فقد بعض الحرارة ؛ وثانياً، باطن الأرض أكثر سخونة من سطحه.

نتيجة لذلك، تتحرك الحرارة ببطء خارج الأرض. يحدث هذا من خلال النقل “الحراري” للحرارة داخل عباءة الأرض السائلة والنقل “الإشعاعي” للحرارة عن طريق الإشعاع. ومع ذلك، على الرغم من أن الحرارة تتحرك ببطء خارج الأرض، فإن الكمية الإجمالية للحرارة العابرة لا تزال مساوية لمنتج التدرج الحراري والتوصيل الحراري للمادة التي يتم تسخينها.

باختصار، عندما ينتقل الناس إلى باطن الأرض، فإنهم يواجهون تغيرًا جذريًا في درجة الحرارة بسبب بطء حركة الحرارة وارتفاع درجات الحرارة في الداخل.

ثبات درجة الحرارة على عمق صغير

كما قد تتذكر من فصول الجيولوجيا الخاصة بك، فإن الأرض تتكون من طبقات متميزة. يُعرف العمق الذي تظل درجة الحرارة عنده ثابتة بفاصل العمق بين 100 و 250 كيلومترًا. يوضح الشكل 3 منحنى درجة الحرارة عند فاصل العمق هذا. كلما تحركت أعمق في الأرض، تزداد درجة الحرارة. في الجزء السفلي من الألواح، على عمق حوالي 60 ميلاً (100 كيلومتر)، تصل درجة الحرارة إلى 2800 درجة فهرنهايت (1600 درجة مئوية).

معدل درجة الحرارة يتجاوز 300 كم

كلما تعمقت في باطن الأرض، يزداد متوسط ​​درجة الحرارة. هذا يرجع إلى حقيقة أن تدفق الحرارة من الأرض غير متساوٍ للغاية. بعض المناطق، مثل البراكين والعباءة، لديها تدفق حراري أعلى من المناطق الأخرى. هذا يعني أن هذه المناطق لديها متوسط ​​درجة حرارة أعلى. ومع ذلك، على الرغم من أن متوسط ​​درجة الحرارة يزداد مع العمق، إلا أن درجة الحرارة على السطح لا تزال متغيرة.

وقت طويل لانتقال الحرارة من الأرض

عندما ننتقل إلى باطن الأرض، يستغرق انتقال الحرارة إلى الخارج وقتًا طويلاً. يحدث هذا من خلال النقل “الحراري” للحرارة داخل القشرة الأرضية (من خلال التوصيل الحراري)، فإن كمية الحرارة العابرة تساوي ناتج تدرج درجة الحرارة مضروبًا في التوصيل الحراري. ومع ذلك، فإن بعض تدفق الحرارة القشرية يأتي من أعمق في الأرض، تحت القشرة. زيادة تدفق الحرارة، بدوره، يزيد من الحمل الحراري للوشاح ويسرع تبريد الأرض. قد يتسبب هذا في حركة الصفائح التكتونية، والتي يتم التحكم فيها عن طريق النقل الحراري الإشعاعي.

تأثير الضغط ودوران الأرض والعناصر الأساسية على تقلبات درجات الحرارة

عندما تتحرك أكثر إلى باطن الأرض، تزداد درجة الحرارة تدريجيًا حيث يلعب كل من الضغط ودوران الأرض والتركيب المختلف للعناصر الأساسية دورًا. زيادة تدفق الحرارة، بدوره، يزيد من الحمل الحراري للوشاح ويسرع تبريد الأرض. قد يتسبب هذا في حركة الصفائح التكتونية، وهو أمر ضروري لبقاء كوكبنا على قيد الحياة ويستمر في الحفاظ على كوكبنا في حالة حركة ثابتة.

تغيرات درجة الحرارة في باطن الأرض

كثيرا ما يقال أن درجة الحرارة داخل الأرض أبرد بكثير مما هي عليه على السطح. هل هذا هو الحال فعلا؟ ماذا يحدث لدرجة الحرارة عند الانتقال إلى باطن الأرض؟ تمت مناقشة تأثير الضغط ودوران الأرض والعناصر الأساسية لتقلبات درجات الحرارة في هذا المنشور على المدونة.

الضغط هو القوة التي تمارس على جسم بوزن فوقه. في باطن الأرض، يمارس الضغط وزن الكوكب نفسه. يجعل هذا الضغط من الصعب على الحرارة الهروب من باطن الأرض. نتيجة لذلك، تكون درجة الحرارة داخل الأرض أبرد بكثير مما هي عليه على السطح.

يتسبب دوران الأرض في حدوث النهار والليل. يؤدي هذا الدوران أيضًا إلى تحرك الأرض حول محورها. تتسبب هذه الحركة في جعل أجزاء مختلفة من الأرض دافئة أثناء النهار وباردة أثناء الليل. تتغير درجة الحرارة داخل الأرض نتيجة لهذه العوامل.

العناصر الأساسية هي الذرات والجزيئات التي تتكون من البروتونات والنيوترونات. ترتبط هذه الجسيمات ببعضها البعض بواسطة قوى تسمى القوى النووية. القوى النووية قوية جدًا، وهي تحافظ على الذرات والجزيئات معًا حتى عندما تكون متباعدة. على الرغم من أن القوى النووية قوية جدًا، إلا أنها لا تستطيع الاحتفاظ بالذرات والجزيئات معًا إذا تم تسخينها كثيرًا. هذا هو السبب في أن درجة الحرارة داخل الأرض أبرد بكثير مما هي عليه على السطح.