大地热流
简介
大地热流亦称热流密度(Heat flow density)，简称热流(Heat flow)，是指单位面积、单位时间内由地球内部传输至地表，而后散发到太空去的热量，是地壳或岩石圈深部热状态在地表的综合量化表征。地球内部蕴藏着巨大的热能，无时无刻不在向外释放热量。火山口奔腾而出的熔岩流，温泉口和蒸汽地面上热气腾腾的蒸汽与伴生气体，直观而强烈地显示了热对流方式的热传递，但地球内热更普遍的向外传递是以无声无息的隐性方式，即通过地表的热传导或热传导与非强烈的热对流复合方式。全球以热传导方式向外传递的热量约为1.3~1.5×10 (焦耳/年)，相当于2015年全球一次能源消耗总量(5.5×10焦耳/年)的2.5倍或火山喷发释放热量(3×10焦耳/年)、地震(10×10焦耳/年)、水热活动(2×10焦耳/年)所释放能量之总和的100倍。由此可见，热传导是地球散热的主导方式，而热流正是表征地球向外通过传导所释放热量的一个基本的物理参数，也是研究地球内部热状态，如地壳深部温度、岩石圈热结构的一个不可或缺的参量。通常热流值不是直接测定的，而是通过地温测量和岩石热导率测试间接测得的。在一维稳态传导条件下，热流量(q)是岩石热导率(K)和垂向地温梯度(dT/dz)的乘积，即q=K×(dT/dz)。早期热流单位为微卡/(平方厘米·秒)(μcal/(cm·s))，缩写HFU(Heat flow unit)，现在通用国际热流单位为毫瓦平方米(mW/m)。二者的关系为:1HFU=1 μcal/(cm·s)=41.868 mW/m。
评价
热流测量可以归结为地温梯度(dT/dz)测量和对应层段的介质热导率(K)测试。陆地上，地温梯度通常由钻井温度测量获得;岩石热导率，通常是选取测温井段内代表性的岩心标本在实验室用岩石热导仪测定。海域内，热流同样可以利用钻井进行热流测量，当海水深度>2000米时，海底温度几乎不随时间变化，亦可用2~5米的测温探针插入洋底松软沉积层内测出地温梯度，沉积物的热导率由采取到的沉积物标本测定。鉴于近地表浅层地温可能受到多种浅部因素(如陆地或海底地形起伏、古气候变迁、地下水活动等)的扰动，在这种情况下需要对实测热流值进行校正。[1]