Ziemia nie jest zimną, martwą kulą. Wręcz przeciwnie – jej wnętrze wciąż tętni energią, która powoli, ale nieprzerwanie wydobywa się na powierzchnię. Czasem tego nie zauważamy, ale naukowcy potrafią „zobaczyć” ciepło. Jak? Dzięki mapom strumienia cieplnego. A kiedy spojrzymy na taką mapę Polski – robi się naprawdę ciekawie.
Wnętrze Ziemi: gorący silnik naszej planety
Choć ludzkość eksploruje kosmos, wnętrze naszej planety wciąż pozostaje zagadką. Wiemy jednak, że głęboko pod naszymi stopami panują piekielne temperatury. Szacunki mówią o 5 000–8 000°C w jądrze Ziemi, czyli więcej niż na powierzchni Słońca! To ciepło powstało miliardy lat temu podczas formowania się planety i wciąż jest generowane przez rozpad izotopów promieniotwórczych.
Ale nie zostaje tam na zawsze – przenosi się ku powierzchni na dwa sposoby:
- konwekcja – w płaszczu Ziemi cieplejsze masy skalne unoszą się ku górze, zimniejsze opadają,
- kondukcja – w skorupie ciepło przemieszcza się z cząsteczki na cząsteczkę, jak w rozgrzanym metalowym pręcie.
Strumień cieplny – jak mierzyć „ciepło ziemi”?
Ilość energii cieplnej, która dociera do powierzchni z wnętrza planety, określa się mianem strumienia cieplnego. Wyrażany jest on w miliwatach na metr kwadratowy (mW/m²) i pokazuje, ile ciepła wypromieniowuje dany fragment skorupy ziemskiej.
W skali globalnej najwyższe wartości obserwuje się w rejonach aktywnych wulkanicznie i ryftowych (Islandia, Hawaje, Japonia), a najniższe – tam, gdzie skorupa kontynentalna jest gruba i stabilna. A jak wygląda Polska?
Polskie gorące placki – gdzie nasza Ziemia „grzeje” najmocniej?
Największe wartości strumienia cieplnego w Polsce występują na Ziemi Lubuskiej, w Wielkopolsce, Dolnym Śląsku i Opolszczyźnie. To właśnie tam ciepło z wnętrza planety dociera do powierzchni najintensywniej – a wartości strumienia cieplnego sięgają ponad 90 mW/m². Dlaczego?
Czynników jest kilka:
- cieńsza skorupa kontynentalna (łatwiej przewodzi ciepło),
- budowa geologiczna – obecność formacji dobrze przewodzących energię cieplną (np. piaskowców czy porowatych wapieni),
- podniesiona aktywność geotermalna – choć nie mamy wulkanów, mamy ciepłe źródła i systemy hydrotermalne.
Nieco mniejsze, ale nadal istotne wartości notuje się na Kujawach, Górnym Śląsku, w Małopolsce i w Górach Świętokrzyskich. To także obszary potencjalnie interesujące dla geotermii.
Chłodna północ – Suwalszczyzna z wieloletnią zmarzliną
Na drugim biegunie (dosłownie i w przenośni) znajduje się Suwalszczyzna – najbardziej „zimna” część Polski pod względem geotermalnym. Tam wartości strumienia cieplnego są najniższe – poniżej 40 mW/m². Ale to nie wszystko.
Podczas głębokich wierceń geologicznych prowadzonych w latach 2010–2012 w okolicach Udrynia i Szypliszek, na głębokości od 357 do 450 metrów, natrafiono na… reliktową zmarzlinę – czyli wieloletnio zlodowaciałą skałę, która nie rozmroziła się od ostatnich zlodowaceń.
Co więcej – nikt nie dotarł jeszcze do jej spągu, czyli dolnej granicy. Można więc przypuszczać, że ciągnie się ona jeszcze głębiej.
Skały, które pozostają zamarznięte od czasów górnej jury i dolnej kredy, mają dziś około 100 milionów lat. Ale to zlodowacenie północnopolskie, trwające od 115 do 11,7 tys. lat temu, sprawiło, że zostały „zamrożone na twardo”. To jedno z niewielu miejsc w Europie Środkowej, gdzie taka struktura przetrwała do dziś.
Dlaczego to ważne? Geologia mówi o przyszłości energetyki
Znajomość rozkładu strumienia cieplnego jest nie tylko naukową ciekawostką – to klucz do wykorzystania zasobów geotermalnych. Tam, gdzie Ziemia naturalnie „grzeje”, łatwiej pozyskać ciepło do ogrzewania budynków, produkcji energii czy rekultywacji terenów poprzemysłowych.
Polska ma tu ogromny, choć jeszcze częściowo niewykorzystany potencjał. Podhale już od lat korzysta z wód geotermalnych, kolejne źródła są eksploatowane w Uniejowie, Mszczonowie, Bańskiej Niżnej, a nowe inwestycje planuje się m.in. w centralnej i zachodniej Polsce.
Ale mapa strumienia cieplnego może też pomóc w planowaniu odwiertów, badaniach geologicznych czy lepszym zrozumieniu historii geotermalnej kontynentu.
Ziemia stygnie – ale bardzo powoli
Choć wnętrze planety z czasem traci ciepło, nie musimy się martwić, że „zgaśnie” jak wypalony piec. Ten proces jest niesłychanie powolny, liczony w setkach milionów lat. Dla nas – ludzi – to praktycznie wieczność.
Tymczasem nauka pozwala spojrzeć pod powierzchnię i zobaczyć to, czego nie widać gołym okiem. Mapa strumienia cieplnego to jak termowizja skorupy ziemskiej – pokazuje, gdzie Ziemia wciąż oddycha ciepłem. A to ciepło może być kluczem do czystej, odnawialnej energii przyszłości.
