Kuinka lämmintä porakaivossa?

[tomppeli]

Kiinnostaako se, millainen on porakaivon lämpötila eri puolilla suomea.?
Tai, kuinka lämpötila muuttuu kaivon syvyyden funktiona?

Täällä löytyy suomalaisista porakaivoista mitattua dataa (Ilmo Kukkonen Geologian tutkimuskeskuksesta)
PorakaivoDATAA.
Rullaa sivua alaspäin, kunnes tulee FI -alkuisia lukemia.
Sivulla lämpötilatietoja 4 eri koeporakaivosta Suomessa FI-Lavia,  FI-Mäntsälä, FI-OKU737 =Outokumpu ja FI-Pyhaj = Pyhäjarvi Ol.
Kaivojen mitattuja lämpötiloja aina noin 400 metrin syvyyteen saakka.

Täällä lisää GTK:lta.:
Porakaivotutkimus YST-44, GTK:n tutkimusraportti v.1985 Ilmo Kukkonen
Porakaivotutkimus YST-50, GTK:n tutkimusraportti v.1985 Ilmo Kukkonen. Tässä mukana liiteosassa mm. kaivo Limingalla.

[Roori]

Kiinnostaako se, millainen on porakaivon lämpötila eri puolilla suomea.?
Tai, kuinka lämpötila muuttuu kaivon syvyyden funktiona?

Täällä löytyy suomalaisista porakaivoista mitattua dataa (Ilmo Kukkonen Geologian tutkimuskeskuksesta)
PorakaivoDATAA.
Rullaa sivua alaspäin, kunnes tulee FI -alkuisia lukemia.
Sivulla lämpötilatietoja 4 eri koeporakaivosta Suomessa FI-Lavia,  FI-Mäntsälä, FI-OKU737 =Outokumpu ja FI-Pyhaj = Pyhäjarvi Ol.
Kaivojen mitattuja lämpötiloja aina noin 400 metrin syvyyteen saakka.

Tuo on ihan hyvä lista, tattis vaan tomppeli. Siihen on täällä tainnut olla ennenkin linkki mutta tuo on hyvä aina välillä tuoda "pinnalle".
Tuon avulla voi mm todeta että se kaivo on todella tehty luvatun syvyiseksi   Ei pääse porari ns "poraamaan silmään"...

[JariA]

Sivulla lämpötilatietoja 4 eri koeporakaivosta Suomessa FI-Lavia,  FI-Mäntsälä, FI-OKU737 =Outokumpu ja FI-Pyhaj = Pyhäjarvi Ol.
Kaivojen mitattuja lämpötiloja aina noin 400 metrin syvyyteen saakka.

Laitoin huvikseni nuo eri reikien mittaustulokset samaan graafiseen kuvaajaan:

http://mlp.jaria.net/porareika-lampotila.jpg

Mielenkiintoisella tavalla Mäntsälässä lämpötila nousee jyrkemmin kuin muilla paikkakunnilla.

[seppaant]

Mielenkiintoisella tavalla Mäntsälässä lämpötila nousee jyrkemmin kuin muilla paikkakunnilla.

Porakaivosta saatava lämpö ei ole aurinkoenergiaa kuten usein väitetään vaan pääasiassa ydinenergiaa, mitä syntyy kun kalliossa oleva uraani hajoaa.
Mäntsälä saattaa olla vielä Itä-Uusimaalaista rapakivigraniittialuetta. Rapakivigraniitissa on korkeampi uraanipitoisuus kuin muissa Suomen peruskallion kivilajeissa ja siten suurempi lämmöntuotto ja siksi myös kaivossa on korkeampi lämpötila.
ATS

[Tero]

Häh? Onko tää faktaa vai fiktiota?

[zta]

Saattapa olla faktaakin takana. Miten olisi muuten selitettävissä se ilmiö, että syvemmällä on lämpimämpää kuin pinnalla. Auringon säteily ei taida ulottua kovin syvälle eikä lämpö johtua kylmemmästä lämpimämpään.

[Notmi]

No ainakin osa kallioperän lämmöstä tulee noiden radioaktiivisten aineiden hajoamisen tuottamasta lämmöstä.  Onhan suomessa maaperässä uraania arviolta 4,5 g / kuutiometri.
Toinen lämmönlähde on tietenkin maan sula ydin, sieltä lämpö johtuu hitaasti ylöspäin maanpintaan. Tosin osa tästäkin lämmöstä on peräisin radioaktiivisten aineiden fissiosta (loppu taas osaltaan peräisin maapallon syntymän ajalta, materiaalin gravitaatiopotentiaalienergiasta mutta se taitaa olla vähän tämän ketjun aiheen ulkopuolella).

Nythän on muistettava että lähes kaikki käyttämämme energia on tavalla tai toisella peräisin auringosta tai tähdistä yleensäkin ja sitä myöten kyse on ydinenergiasta.

[tomppeli]

Laitoin huvikseni nuo eri reikien mittaustulokset samaan graafiseen kuvaajaan:

http://mlp.jaria.net/porareika-lampotila.jpg

Mielenkiintoisella tavalla Mäntsälässä lämpötila nousee jyrkemmin kuin muilla paikkakunnilla.

Minuakin kiinnostaa tuo Mäntsälän käyrän eroavuus muihin verrattuna.
Muilla käyrillä on suunta suunnilleen sama, vain lähtötasot poikkeavat.

Teorioita voidaan esittää.
Mietin sellaista mahdollisuutta, että Mäntsälän kaivon ympäristön kiviaineksella olisi alhaisempi lämmönjohtamiskyky.
Tällöin maan pinnalta tuleva lämpöenergia ei pääse yhtä hyvin alas kallioperään, josta johtuisi lähempänä maan pintaa olevilla syvyyksillä oleva yllättävän alhainen lämpötila.
Lämpötila nousee kuitenkin jyrkemmin siksi, että vuosituhansien aikana maan sisemmistä kerrostumista on siirtynyt lämpöä, jota ei maan pintakerroksen alempi lämpötila ole päässyt pudottamaan.

En ole ollenkaan vakuuttunut siitä, että ajatuksen juoksuni olisi oikea.
Olisiko jollain tämän foorumin lukijalla yhteyksiä geologeihin. Sieltä luultavasti tulisi se oikea selitys.
"JariA", mitäs, jos lähettäisit käyrästökuvasi GTK:lle (http://www.gsf.fi/) ja pyytäisit selitystä ilmiölle.
Harmillista on, että usein nämä yhteiskuntamme laitokset pyytävät rahaa palveluistaan.

[nvg]

Häh? Onko tää faktaa vai fiktiota?

Geodeetikko -enoni heitti arvauksia, joista yksi on juuri tuo radioaktiivisuus. Alla lainaus hänen mailistaan.

nvg

Poranreikälämpö?  Syitä voi olla monta.  Jokin kemiallinen prosessi (esim. metaanin tai muun orgaanisen kaasun palaminen tms - tyypillinen
soissa) voi olla meneillään ja lämmittää pohjavettä, joka jotain vinoa kallioperän pohjavesirakoa vaikuttaa ko kohtaan poranreiässä. Ei siis välttämättä poranreiän kohdalla. Itä-Uudellamaalla on radioaktiisuutta huomattavasti enemmän kuin muualla maassa ja tuon radioaktiivisen hajoamisen seurauksena  lämmöntuotto voi muuttaa lämpöprofiilia paikallisesti.
Jos lähellä kulkee kaukolämpöputki tms. lämpölähde joka vuotaa lämpöä ympäristöön ja pohjaveteen, jota jatkuvasti painuu sitten vinosti kallioperän rakoja pitkin ko alueelle.
Mittaisin rekisteröivällä säteilymittarilla poran reiän koko pituudelta säteilymäärän ja jos se poikkeaa huomattavasti taustasäteilystä niin voisi olla yksi selitys ja STUK:n asiantuntijat pystyvät antamaan vastauksen prosessista.  Metsähovissa aikanaan 1985 kalliosta löytyi 40 m:n syvyydestä noin 1m kokoinen heikkousvyöhyke (kallioperä oli melkein
soraa) joka laskeutuu noin 100m:n matkalla radioteleskoopille 70m syvyyteen.  Kallioperässä voi siis olla rakoilua joissa on vaakavirtauksia joten ko asiaan on todella vaikea saa yksiselitteistä vastausta.
GTK:n tutkimusrekisterin hakusanalla lämpövuo antoi Tutkimusprof. Ilmo Kukkosen ja Litosfäärigeofysiikan. Ilmo on tutkinut kallioperän lämpövuota tieteellisesti ja voisi antaa parempia vastauksia kuin minä.

[JariA]

"JariA", mitäs, jos lähettäisit käyrästökuvasi GTK:lle (http://www.gsf.fi/) ja pyytäisit selitystä ilmiölle.

Voinhan minä kysäistä. Palaan asiaan tuonnempana jos jotain raportoitavaa käy ilmi.

[JariA]

Tein työtä käskettyä ja lähetin kysymyksen syvien kairareikien lämpötilojen vaihtelusta Geologiseen tutkimuskeskukseen Ilmo Kukkoselle.  Hän vastasikin ystävällisesti heti seuraavana päivänä. Kiitokset!

Kysyin kahta asiaa: mitkä tekijät selittävät kallioperän lämpötilan eroja eri puolella Suomea ja toiseksi, miksi Mäntsälän ja Limingan reikien lämpötilakuvaajat poikkeavat muiden syvien reikien kuvaajista. Mainitsin myös siitä, että asia kiinnostaa juuri maalämmityksen ja lämpökaivon ominaisuuksien kannalta.

Koska vastaus on varsin seikkaperäinen, kopioin sen tähän sellaisenaan:

"Erot kallioperän lampötilassa Suomen eri osissa johtuvat kolmesta seikasta:

1) Ilmaston mukainen maanpinnan keskilämpötila vaihtelee Etelä-Suomen noin 6 asteesta Pohjois-Lapin noin 2 asteeseen. Sama ero siirtyy vastaavasti kallion lämpötilaan.

2) geoterminen gradientti (eli lämpötilan nousunopeus syvyyden kasvaessa) vaihtelee kallioperän ominaisuuksien vaihtelun mukaan. Sitä aiheuttaa mm. kallioperän radiogeenisen lämmöntuoton, eli U, Th ja K:n radioaktiivisen hajoamisen synnyttämän lämmön geologinen vaihtelu eri osissa maata. Tämä seikka aiheuttaa korkean gradientin arvon Mäntsälän reiässä. Etelä-Suomen kallioperä sisältää muuta maata enemmän radioaktiivisia aineita. Samoin Itä-Suomen kallioperässä on hieman vähemmän lämpöä synnyttäviä alkuaineita kuin Länsi- ja Etelä-Suomessa. Tästä luonnollisesta radioaktiivisuudesta ei ole mitään haittaa kalliolämpökaivon käyttäjälle tai muutenkaan.

3) Kallioperän lämmönjohtavuuden vaihtelu aiheuttaa myös geotermisen gradientin vaihtelua. Tämä johtuu siitä, että vaikka syvältä maan alta pintaan johtuva lämpövirta (yksikössä W/neliömetri) olisi vakio, geoterminen gradientti voi vaihdella jos lämmönjohtavuus vaihtelee. Tämä johtuu siitä, että Lämpövirta = gradientti x lämmönjohtavuus. Tästä seikasta johtuu Limingan reiässä korkea gradientti, sillä reikä on kairattu lämpöä huonosti johtavaan savikiveen. Muodostuman lämpövirta on sen sijaan jokseenkin sama kuin ympäristössäkin.

Kalliolämpökaivon kannalta tärkeitä seikkoja ovat kallion lämmönjohtavuus ja maanpinnan lämpötila. Suomen olosuhteissa geoterminen gradientti ja lämpövirtaus eivät ole ratkaisevia, koska reiät ovat tavallisesti varsin matalia (alle 150 m). Tällä matkalla lämpötila ehtii nousta kallioperässä vain 1-1.5 astetta.

Suomen syvimmän kairareiän, joka on GTK:n Outokumpuun  kairauttama 2516 m syvä reikä, pohjalla lämpötila on 40 astetta."