I ricercatori hanno scoperto che l’interno della Germania è del 20% più caldo del previsto

Deep Heat: la crosta terrestre sotto la Germania è inaspettatamente calda, rivela una nuova mappa. Di conseguenza, il tasso di flusso di calore nel sottosuolo è di 78 milliwatt per metro quadrato, quindi circa il 20% in più rispetto a quanto ipotizzato in precedenza. Una quantità particolarmente elevata di calore dall’interno della Terra penetra vicino alla superficie nei Monti Metalliferi, nel Graben del Reno superiore e nella Foresta Nera.

Il sottosuolo è invece piuttosto freddo nella Foresta Bavarese e nel Palatinato. Questo rivela le basi della geologia, ma anche il potenziale dell’energia geotermica.

Il flusso di calore nel sottosuolo è una caratteristica importante del nostro e di altri pianeti terrestri. Rivela quanto calore viene generato all’interno della Terra e come strati Sono progettati in modo che il calore attraverso di essi raggiunga la superficie.

La misurazione del flusso di calore nella crosta terrestre consente anche di trarre conclusioni su processi e strutture geologici e tettonici, come zone deboli, massicce radici montuose o zone vulcaniche idrotermali.

È molto importante conoscere il flusso di calore sotterraneo nel modo più accurato possibile. Pertanto, l’International Heat Flow Committee (IHFC) sta attualmente lavorando alla revisione e alla standardizzazione dei dati sul flusso di calore in diverse regioni raccolti in un database globale.

Verifica dei dati di flusso termico

Il problema, tuttavia: in Germania molti lo usano dagli anni ’60 Scavo profondoperforazione di pozzi, misurazioni della temperatura in miniere o sedimenti lacustri con metodi non standardizzati o non documentati.

“Ciò causa grandi differenze nella qualità dei dati del flusso di calore, che porta a interpretazioni errate e distorsioni durante il calcolo delle temperature di profondità”, spiegano Sven Fuchs del Centro di ricerca tedesco per le geoscienze di Potsdam (GFZ) e colleghi.

Per essere in grado di determinare adeguatamente il flusso di calore, sono necessari dati sul gradiente di temperatura dipendente dalla profondità e sulla conduttività termica della roccia nel sito campione. Quest’ultimo dipende dal tipo di roccia, ma anche dal suo contenuto d’acqua. Ma in passato, la conduttività termica veniva spesso determinata su campioni di laboratorio asciutti.

“Ciò porta a una sottostima della conducibilità termica, specialmente nelle rocce sedimentarie porose”, afferma il team. Misura anche la profondità esatta temperatura Per determinare il gradiente è stato gestito in modo diverso.

20% di calore in più

È qui che entrano in gioco Fox e il suo team. Hanno analizzato nuovamente i dati esistenti sul flusso di calore e ne hanno valutato la qualità. Ciò includeva una revisione sistematica di tutte le misurazioni disponibili dagli anni ’50 e nuovi dati di misurazione non ancora presenti nei database.

“Il nuovo database è un miglioramento significativo per l’esplorazione del campo geotermico in Germania e un forte contributo alla revisione dei dati del flusso di calore europeo come parte del progetto Global Heat Flux Data Assessment in corso”, afferma Fuchs.

Il risultato della nuova analisi è una nuova mappa del flusso di calore per la Germania. Mostra che il flusso di calore medio in Germania varia da circa 66 milliwatt per metro quadrato a 83 milliwatt per metro quadrato, a seconda della regione geologica. I ricercatori hanno determinato 78 milliwatt per metro quadrato come densità di flusso di calore media ponderata per area in Germania. “La temperatura globale è superiore del 20% rispetto a quanto stimato in precedenza”, riferiscono Fox e colleghi.

Punti caldi e zone fredde

Quanto è caldo sottoterra dipende principalmente dalle condizioni geologiche tettoniche. Il flusso di calore è particolarmente elevato nelle zone in cui sono presenti, ad esempio, rocce granitiche. Questi includono i Monti Metalliferi, i Monti Fichtel, il bacino della Franconia e parti del Giura Svevo e la Foresta Nera. Anche le regioni tettoniche deboli come l’Alto Reno o le regioni ex vulcaniche come il Vogelsberg sono più calde della media.

Al contrario, il flusso di calore è notevolmente inferiore nella regione di Saale/Nahe, in alcune parti della Foresta dell’Alto Palatinato e della Foresta Bavarese. I geologi attribuiscono in parte i sottosuoli più freddi nelle due regioni della Germania sud-orientale al fatto che il confine tra la litosfera più fresca e stabile e la parte inferiore calda e morbida del mantello si trova a una profondità di circa 115 chilometri. Pertanto, questa transizione è molto più profonda di quanto non sia, ad esempio, nel Reno Graben con circa 80 km o parti della Germania settentrionale con 90-100 km.

Grandi lacune nella mappa

Tuttavia, per molte regioni della Germania non esistono dati affidabili sul flusso di calore, ad esempio nella Germania nord-occidentale, nella Sassonia settentrionale, nel Brandeburgo meridionale, in Turingia e in alcune parti della Baviera. Per alcune di queste regioni, i dati precedenti non sono riusciti a valutare la qualità e in molti altri casi non sono state effettuate misurazioni del flusso di calore. Ciò significa che manca un parametro importante per la comprensione del campo termico del sottosuolo.

“Alla luce della domanda in aumento esponenziale per l’utilizzo del sottosuolo per varie applicazioni geoenergetiche, dobbiamo colmare queste grandi lacune di dati in Germania il più rapidamente possibile”, sottolinea Fuchs. “Questi sforzi contribuiranno a completare il nostro quadro delle risorse geotermiche in Germania”. Il team GFZ sta già preparando una nuova campagna di misurazione del flusso di calore per l’intera Germania. Ciò consentirà di popolare ulteriormente la mappa della temperatura terrestre e il campo del flusso di calore. (Earth Science Reviews, 2022; doi: 10.1016/j.earscirev.2022.104231)

Fonte: Centro Helmholtz Potsdam – GFZ Centro di ricerca tedesco per le geoscienze

Questo articolo è stato scritto da Nadja Podbregar