الطاقة الجوفية الحرارية

تعتبر الأرض خزانا ضخما للحرارة التي يُعتقد بأن لها مصدرين: الأول هو أن الأرض كانت كتلة غازية ساخنة جدا ومع مرور الزمن بردت قشرتها وتصلبت نتيجة تماسها المباشر مع الفضاء الخارجي، أما الجزء الداخلي فمازالت حرارته عالية جدا. والإحتمال الثاني هو أن حرارة الأرض هي الحرارة الناتجة من تحلل المواد المشعة الموجودة بمقادير صغيرة نتيجة لتحلل عناصر مثل اليورانيوم والبوتاسيوم وغيرها من المواد المشعة الموجودة بنسب متفاوتة في هذه الصخور.

يرجع تاريخ وجود الطاقة الجوفية الحرارية إلى زمن نشأة الأرض، حتى أن أسمها مشتق من كلمة "Geo" وتعني أرض، أما "Thermal" فتعني حرارة، وبالتالي فإن الترجمة الحرفية لكلمة ""Geothermal هي حرارة الأرض، والطاقة الحرارية المختزنة في الطبقات الصخرية مصدرها التحلل الطبيعي للعناصر المشعة في القشرة الأرضية والحرارة الكامنة في الصخور المنصهرة، ولتصور شكل الأرض وتكوينها، فسوف نستخدم بيضة مسلوقة ونقطعها إلى نصفين كما في شكل رقم (1).

فنجد أن صفار البيض (المح) "Yellow Yolk"، يمكن أن يمثل لب الأرض "Core"، في حين يمثل البياض وشاح الأرض Mantle""، أما قشرة البيضة فتمثل قشرة الأرض "Crust"، يمثل لب الأرض سدس حجم الأرض وثلث كتلتها، ويصل قطره إلى 3468 كيلو متر، وتتراوح درجة حرارته بين 3000 و 5000 درجة مئوية، في حين يُكُون وشاح الأرض أكثر من 80% من حجم القشرة الأرضية، ويصل سمكة إلى 2900 كيلو متر ويتكون من سليكات وأكاسيد الحديد والماغنسيوم. توجد تحت قشرة الأرض صخور ومعادن منصهرة تسمى ذوب صخري "Magma"، وهو ما يعني أن قشرة الأرض تعوم على ذوب صخري، فإذا ما انكسر الذوب الصخري وخرج من سطح الأرض على شكل بركان يسمى حمم  ""Lava.

هذا وتزيد درجة الحرارة كلما تعمقنا في باطن الأرض، فإذا تعمقنا 100 متر نجد أن درجة الحرارة ترتفع حوالي 3 درجات مئوية وهو ما يعني أننا إذا تعمقنا في باطن الأرض حوالي ثلاثة آلاف متر فسنجد أن درجة الحرارة ستكون كافية لغلي الماء. مع زيادة العمق في باطن الأرض نجد أن الماء يصنع له مسارات قريبة من الصخور الساخنة وبالتالي ترتفع درجة حرارته ليغلي ثم يتحول إلى بخار تصل درجة حرارته إلى حوالي 148 درجة مئوية. عندما يصعد الماء الساخن في الشقوق الموجودة بباطن الأرض إلى سطحها يتكون ما يسمى ينبوع ساخن "Hot Spring" كما في شكل رقم (2)، ويتميز الينبوع بأن ماءه متجدد وفي حركة مستمرة لكنها هادئة، أما إذا خرج البخار والماء الساخن مندفعين فوق سطح الأرض فهو يسمى فوار ساخن "Geyser" كما في شكل رقم (3).