Zemské teplo - hydrotermálne systémy

1. Pôvod zemského tepla
Vnútorné teplo Zeme tiež geotermálna energia, je iba časťou energie, ktorou disponuje naša planéta. Zdroj tepla zemského vnútra môže pochádzať z tzv. zvýškového tepla Zeme, t.j. z tepla, ktoré mohla mať Zem v žeravotekutom stave, v čase svojho vzniku, asi pred 4 miliardami rokov. Predpoklad zachovania zvyškového tepla Zeme, ktoré reprezentuje asi 20 % pozorovaného tepelného toku na povrchu Zeme, môže byť významný pod hĺbkou 800km, kam ešte ochladzovanie Zeme výrazne nepostúpilo. Teplota Zeme v horninách vrchného plášťa sa pohybuje od 1200 do 1600°C. Vonkajšie jadro Zeme je v tekutom stave, jeho teplota sa rovvná 3400°C. Odhaduje sa že v vnútornom jadre Zeme nepresiahne teplota hodnotu 5000°C.Navonok sa aktivita Zeme prejavuje mechanicky (zemetrasenia, vrásnenia horských masívov) alebo tepelne (sopky, gejzíry a horúce pramene). Už z toho je vidieť aké množstvo energie skrýva Zem vo svojom vnútri.
Pre menšie hĺbky je pravdepodobným zdrojom tepla radioaktívne teplo, ktoré pri rozpade radioaktívných prvkov, nachadzajúcich sa v stopových prvkoch v horninách. Takmer každá hornina obsahuje malé množstva radiogenného tepla. Napr. granit o objeme 1km3 dáva tepelný výkon 2770 w, avšak bázické a ultrabazické horniny uvoľňuju teplo v podstatne menšom rozsahu. Teplotu zemského povrchu ovplyvňujú klimatické podmienky, pôsobiace do hĺbky 10 až 20 mpod zemský povrch. Bolo overené, že tepelný tok z vnútra Zeme na jej povrch dosahuje 26 TJs-1. Ak porovnáme tepelný tok Zeme (množstvo tepla vyžiareného Zemou na 1m2 za 1s ) F Zem =0,06 W.m2 so slnečným tepelným tokom zistíme, že je cca 10 000-krát menší. Využitie tejto energie sa zdá zatiaľ lacnejšie ako stavba kozmických elektrárni. Je to zatiaľ najmocnejší, prakticky nevyčerpateľný zdroj energie. Je pritom vzdialený z ľubovoľného miesta na Zemi iba 10 až 12 km smerom do stredu Zeme. I keby sme pokryli všetku minulú i budúcu spotrebu ľudstva, poklesla by teplota zeme o 10C za 40 mil. rokov. Jediným problémom je, ako tento zdroj výhodne ekonomicky využiť.