Геотерміка , геотермія (від гео. і греч.(грецький) therme — тепло), розділ фізики Землі, що вивчає тепловий стан і теплову історію земних надр. Сонячне тепло проникає лише в самі верхні шари земної кори. Добові коливання температури грунту поширюються на глибину 1,2—1,5 м-коду , річні на 10—20 м-коди . Далі теплота, пов'язана з сонячним випромінюванням, не проникає, проте із збільшенням глибини встановлено закономірне зростання температури (див. Геотермічний градієнт ), що свідчить про існування джерел теплоти усередині Землі. Тепловий потік безперервно поступає з надр до поверхні Землі і розсівається в навколишньому просторі. Щільність теплового потоку визначається твором геотермічного градієнта на коефіцієнт теплопровідності . Значна частина теплового потоку складає радіогенна теплота, тобто теплота, що виділяється при розпаді радіоактивних елементів, що містяться в Землі.
Безпосередній вимір температури надр в межах суші виробляється в шахтах і бурових свердловинах електротермометрами; для вимірів на морському дні вживають термоградієнтографи. Теплопровідність гірських порід визначається на підставі вивчення зразків в лабораторіях. Виміри показують, що зміна температури з глибиною в різних місцях вагається від 0,006 до 0,15 град/м-код. Щільність теплового потоку більш постійна і тісно пов'язана з тектонічною будовою. Вона дуже рідко виходить за межі 0,025—0,1 вт/м 2 (0,6—2,4 мккал/см 2 ( сік ), окремі значення доходять до 0,3 вт/м 2 (8 мккал/см 2 ( сік ). Для докембрійських кристалічних щитів характерні малі значення [до 0,04 вт/м 2 (0,9 мккал/см 2 ( сік )], для платформ — середні [0,05—0,06 вт/м 2 (1,1—1,5 мккал/см 2 ( сік )], для тектонічно активних областей (средінноокеанічеськие хребти, ріфти, області сучасного орогенезу) — підвищені значення [0,07—0,16 вт/м 2 (1,7—2,6 мккал/см 2 ( сік )] . В середньому і для океанів, і для материків, і для Землі в цілому виходять однакові значення [близько 0,05 вт/м 2 (1,2 мккал/см 2 ( сік )], проте ця цифра не дуже надійна, т.к. большая частина поверхні Землі ще не обстежена.
Безпосередній вимір температури в Землі можливо лише до глибини декілька км. . Далі температуру оцінюють побічно, по температурі лав вулканів і за деякими геофизичними даними. Глибше за 400 км. визначаються лише вірогідні межі температури. При цьому враховується, що в Гутенберга шарі температура близька до точки плавлення, а глибше температура плавлення підвищується (завдяки зростанню тиску) швидше, ніж фактична температура, і біля кордону ядра Землі речовина надр залишається твердою, хоча ядро (окрім суб'ядра) розплавлене. Вірогідні наступні межі температур на різних глибинах:
Глибина, км.
Темп-ра °С
50.........
700—800
100........
900—1300
500........
1500—2000
1000........
1700—2500
2900 (кордон ядра).
2000—4700
6371 (центр Землі).
2200—5000
Таким чином, геотермічний градієнт з глибиною сильно зменшується. Потужність всього теплового потоку, що йде із Землі, біля 2,5·10 13 Вт, що приблизно в 30 разів більше потужності всіх електростанцій світу, але в 4 тис. разів менше кількості теплоти, отримуваною Землею від Сонця. Тому теплота, що поступає з надр Землі, не впливає на клімат.
Для з'ясування теплової історії Землі необхідні дані про первинний вміст радіоактивних елементів в різних оболонках Землі про їх переміщення з однієї геосфери в іншу, про енергію і темпи їх розпаду, вік Землі, про кількість теплоти, отриману планетою в процесі її освіти, дані про кількість теплоти, що виділяється і поглинається при різних механічних, фізичних і хімічних процесах в надрах Землі. Мають бути враховані також: різні коефіцієнти теплопровідності і питомої теплоємності речовини земних надр, температури і тиск на різних глибинах і на поверхні Землі.
Розрахункові дані дозволяють намалювати таку картину теплової історії Землі. Відразу після утворення планети з рою метеорних тіл температура її надр була, ймовірно, 700—2000°С. Розрахунки для Землі з силікатним ядром показують, що вона ніколи не була розплавленою, окрім ядра і, мабуть, шаруючи Гутенберга. Глибокі надра Землі повільно нагріваються (на декілька градусів за 10 7 років), а верхні шари її (декілька сотів кілометрів) ще повільніше остигають.
Геотермічні дослідження мають велике теоретичне значення для різних наук про Землю. Зокрема, велика їх роль в побудові і оцінці тектонічних гіпотез. Так, наприклад, дані Р. приходять в протиріччя з гіпотезою теплової контракції (див. Контракційна гіпотеза ) і деякими іншими гіпотезами, які передбачають, що виходи теплоти з Землі значно більше спостережуваних. Геотермічні виміри використовуються і для практичних цілей. Вони допомагають в розвідці нафти і інших корисних копалини, в підготовці до використання внутрішнього тепла Землі для промислових і побутових цілей.
Літ.: Геотермічні дослідження. [Сб. ст.], М., 1964; Магніцкий Ст А., Внутрішня будова і фізика Землі, [М.], 1965; Геотермічні дослідження і використання тепла Землі [Праці 2-го наради по геотермічних дослідженнях в СРСР], М., 1966; Любімова Е. А., Терміка Землі і Луни, М., 1968; Вакин Е. А., Поляк Би. Р., Заметів Ст М., Основні проблеми геотермії вулканічних областей, в збірці: Вулканізм, гидротерми і глибини Землі, Петропавловськ-камчатський, 1969.
