Varmen fra Jordens indre er en konstant ressource, som vi modsat mange andre energityper kan regne med forsyning fra i de næste par milliarder år.
Størstedelen dannes ved henfaldet af radioaktive isotoper fra tre forskellige grundstoffer: uran, thorium og kalium. De er radioaktive, fordi deres atomkerner er ustabile og ikke kan holde sammen på sig selv. Derfor ’falder’ der sommetider små stykker af kernen, hvilket fortsætter, indtil kernen er lille nok til at kunne holde sammen på sig selv. Det kaldes henfald. Hver gang det sker, frigives en smule energi, og da der er enormt mange radioaktive isotoper fordelt gennem hele Jorden, giver det en hel masse varme, der strømmer ud mod overfladen.
Grunden til, at det netop er uran, kalium og thorium, der primært varmer Jorden op, er, at de alle har isotoper med enormt lange halveringstider på op til 14 milliarder år. Halveringstiden er den tid, det tager for et givet antal isotoper at henfalde til det halve.
Da Jorden ‘kun’ er 4,6 milliarder år gammel, er der en stor del af den oprindelige mængde uran, kalium og thorium, der stadig er i gang med at henfalde. Det vil de blive ved med i flere milliarder år endnu, indtil den sidste isotop er henfaldet til et stabilt grundstof.
Ud over radioaktiviteten stammer en del af Jordens varme også fra dens egen fødsel. Da løst støv og sten begyndte at klumpe sig sammen og blive til en planet, gav det en voldsom varmeudvikling. Det betød, at hele Jorden inklusive overfladen var flere tusinde grader varm i mange millioner år.
Stille og roligt blev overfladen dog nedkølet af det kolde rum udenom, men på grund af Jordens enorme masse og den høje starttemperatur er de indre lag stadig varme, hvilket virker som en indre planetær varmelampe.
Forskellige lag giver forskellig varme
Det er en gængs opfattelse blandt geologer, at temperaturen i jorden stiger med cirka 25°C, for hver kilometer man bevæger sig nedad.
Det skal dog alligevel tages som en grov tommelfingerregel, for det afhænger i høj grad af, hvor man er, og hvilke bjergarter man passerer igennem på vej ned. Der er nemlig stor forskel på de forskellige bjergarters evne til at lede varme, kaldet deres varmeledningsevne. Temperaturen stiger mere gennem et lag af ler, end den gør gennem et lag sandsten, fordi sandsten har en rigtig god varmeledningsevne, og derfor strømmer varmen hurtigt igennem sandstenen. Den forsvinder på en måde hurtigere fra sandstenen. Ler derimod har en dårlig varmeledningsevne og holder meget mere på varmen som et lag isolering.
Derfor kan det betyde meget for temperaturen i en given dybde, om der ligger et lag med ler, sandsten eller noget helt tredje lige netop der. Er der et tykt lag ler, vil meget varme blive holdt fanget i den dybde.
Danmarks temperatur i to kilometers dybde
I den dybe undergrund under Danmark stiger temperaturen typisk fem til seks grader for hver 100 meter lersten og kun omkring to til tre grader gennem kalk og sandsten.
På danmarkskortet herunder kan man netop se den forskel. Det viser temperaturen i undergrunden præcis to kilometer under Danmarks overflade:
Ifølge tommelfingerreglen burde der være knap 60°C på hele kortet (temperaturen starter på 8-9°C i overfladen), men fordi der netop er forskel på temperaturstigningen afhængig af bjergarterne nedefter, er der ret store udsving inden for relativt korte afstande. De laveste værdier ses at være på cirka 50°C, og det er typisk på de steder, hvor man ved, der er tykke lag af kalk.
I nogle områder under Midtjylland, Lolland-Falster og Sønderjylland er der op til 70-75°C og her er der netop nogle lag med lav varmeledningsevne, hvor temperaturen drives i vejret. I de områder er der simpelthen naturlig isolering i jorden, hvor varmen andre steder nemmere strømmer ud mod overfladen og ud i verdensrummet.
Eksempel fra Sønderborg
Temperaturkortet ovenfor er lavet på baggrund af målinger og estimater af områderne mellem målingerne baseret på geologisk viden om lagene. Herunder kan du se en graf over den præcise temperaturudvikling lavet af forskere fra Aarhus Universitet i en dyb boring ved Sønderborg.
Læs også: Længe leve de geotermiske reservoirer
Målingen starter ved jordoverfladen og går 1200 meter ned og kommer forbi i hvert fald seks forskellige geologiske enheder på vejen, hvilket man også kan fornemme på temperaturkurven, der ændrer sig, når de geologiske lag gør det.
Når temperaturmåleren passerer gennem et lag med meget ler, f.eks. Vedsted eller Fjerritslev Formationen, stiger temperaturen hurtigere, fordi disse lag holder bedre på varmen end f.eks. sandsten og kalklag.
