A Pannon-medence geotermikus viszonyai Előadás a „Kárpát-Pannon térség regionális geodinamikája” című óra keretében Előadó: Lenkey László

Geotermika alapfogalmak Hőmérséklet gradiens = grad T = ÑT ~ ÑTz = dT/dz ~ ΔT/Δz Hőáram, q=-lÑT ~ qz = -l dT/dz~ -lΔT/Δz, ahol l a kőzet hővezetőképessége Hőtranszport egyenlet:

Termikus litoszféra Földköpeny-konvekció modellek 2D hengergyűrű geometriában Ra=10e6 Ra=10e7 Herein et al., 2008

Termikus litoszféra Herein et al., 2008

Termikus litoszféra Köpeny geotermák Schubert et al., 2001

Termikus litoszféra Milyen vastag a termikus határréteg?

Termikus litoszféra Milyen vastag a termikus határréteg? Parsons and Sclater, 1977

A litoszféra definíciója Termikus határréteg (Thermal Boundary Layer, TBL) Átmeneti zóna

A litoszféra vastagsága Európában from Artemieva et al. 2006

A litoszféra vastagsága Európában from Artemieva et al. 2006

Litoszféra hőmérsékleti modellje Hőmérséklet stacionárius állapotban qs (mW/m2) k (W/mK) A (10-6 W/m3) d (km) 1 40 3 10 2 80 25 4 12.5

Litoszféra hőmérsékleti modellje Hőáram Európában Termikus litoszféra vastagsága Pollack et al. 1993 Artemieva 2003

Magyarország geotermikus viszonyai Magyarország Geotermikus Adatbázisa (Dövényi, 1994) 4477 kút 200 m-nél mélyebb 30°C-nál nagyobb hőmérséklet 1993 előtti összes fúrás 12 ezer hőmérsékletmérés Automatikus hőmérsékletkorrekció Rétegsor Hővezetőképesség adatok és trendek

Az adatbázis

Interpolált hőmérséklet Interpoláció, hőáram Hőmérséklet [°C] MAKO -2 Hőmérséklet-korrekció Talphőmérséklet Kapacitás mérés Kifolyó víz hőmérséklete Hőáram számítás (felt.: a hőáram állandó) Hőmérséklet interpoláció Mért hőmérséklet Korrigált hőmérséklet Rétegsor Interpolált hőmérséklet Egy rétegre: Mélység [m] Hővezető képesség Hővezetési tényező [W/mK]

Kutankénti mérések száma Fúrásonkénti hőmérsékletmérések száma kritikus távolság: 100 m (mérések közti min. vertikális távolság) Kutankénti mérések száma 1db 3071 db 2db 648 3db 335 4db 190 5 db és több 233 Összesen: 4477 EOV X vagy több EOV Y

(Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza) A kedvező adottságokat jelzik a hőáramsűrűség értékek is. Maximumuk 90–120 mW/m2, de a jellemző érték is eléri a 80–110 mW/m2-t. Megjegyzendő, hogy ez utóbbi meghaladja az európai kontinensre jellemző átlagos 70–90 mW/m2-ot. Összehasonlításként a larderellói (Olaszország) geotermikus mezőn a hőáramsűrűség nagyobb mint 200 mW/m2. (Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza)

Hőáramot befolyásoló folyamatok Vulkáni tevékenység (pl. Hargita) Felszín alatti vízáramlás (pl. Dunántúli-khg.) Üledéképződés/erózió (pl. Makói-árok) Hővezetőképesség 2D/3D változása (aljzat topográfia pl. Makói-árok, Erdélyi-medence) Tektonika

A Dunántúli-khg. lábánál fakadó termálforrások „hőhozama”

Vízáramlás, hélium- és hőtranszport modell Nyírség-Tiszakécske szelvény mentén Cserepes and Lenkey, 1999

(Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza) A kedvező adottságokat jelzik a hőáramsűrűség értékek is. Maximumuk 90–120 mW/m2, de a jellemző érték is eléri a 80–110 mW/m2-t. Megjegyzendő, hogy ez utóbbi meghaladja az európai kontinensre jellemző átlagos 70–90 mW/m2-ot. Összehasonlításként a larderellói (Olaszország) geotermikus mezőn a hőáramsűrűség nagyobb mint 200 mW/m2. (Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza)

Üledékképződés - modell A felszínre vastag, „hideg” üledékréteg rakódik A modell paraméterei: A lerakódott üledék vastagsága Az üledék lerakódás ideje Azóta eltelt idő T T0 T T0 Z

Üledékes árok geotermikus modellje Erdős, 2008

2D hővezetési modell a Makói-árkon keresztül Erdős, 2008

Eredmények a Makói árokban DNy Erdős, 2008

Példa hővezetőképesség 2D változására Erdélyi-medence

A litoszféra megnyúlásának hatása a hőmérsékletre

(Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza) Magyarország területe, a Pannon-medence alatti különlegesen vékony, 60–100 km-es litoszféra miatt sorolható – geotermikus adottságait tekintve – Európa élvonalába. A földkéreg is vékonyabb a világátlagnál mindössze 24-26 km vastag, vagyis mintegy 10 km-rel vékonyabb a szomszéd területekhez képest. A litoszféra kivékonyodása az alsó- és középső-miocénben lejátszódott geodinamikai események következménye. Így a forró magma is a felszínhez közelebb helyezkedik el. (Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza)

Süllyedés történet

Süllyedés történet

Kezdeti kéregvastagság (km) Átlagos kéregmegnyúlási faktorok Átlagos köpenylitoszféra megnyúlási faktorok 35 1.6 3.1 40 1.8 2.7 45 2.0 2.4 változó (36-75) 1.4 /jelenl. kéregvast. alapján/ -