Gradiente geotermico e geoterma

La temperatura cresce all'aumentare della profondità: questo aumento viene definito gradiente geotermico e nella crosta è molto rapido, in media di circa 3°C ogni 100 m. Tale andamento diminuisce procedendo verso l'interno, altrimenti la temperatura al centro della Terra sarebbe di 200.000°C - mentre si calcola che essa raggiunga al massimo i 5500°C - e le rocce si troverebbero allo stato fuso già a 1000 km di profondità, in contrasto con il modello che conosciamo, elaborato a partire dai dati sismici.
Analizzando molti dati, soprattutto quelli forniti dalle onde sismiche, è stato ricostruito l'andamento della temperatura all'interno della Terra anche alle profondità maggiori: la linea curva che lo descrive è chiamata geoterma. Può essere rappresentato anche il punto di fusione dei materiali che compongono la Terra: anch'esso tende a crescere con la profondità, a causa della sempre maggiore pressione.
In base a questo modello è possibile comprendere il comportamento dei vari strati della Terra.
• La litosfera è rigida perché la sua temperatura è inferiore alla temperatura di fusione.
• L'astenosfera è più molle e plastica, perché le sue rocce sono prossime alla temperatura di fusione e in alcuni punti parzialmente fuse. Per questo l'astenosfera è deformabile, un po' come succede alla cera fusa che, diversamente da quella fredda, si può plasmare. Come si potrà vedere, queste caratteristiche sono fondamentali per il meccanismo della tettonica della placche.
• Il mantello inferiore, per effetto delle elevate pressioni, è uno strato prevalentemente rigido, tranne che alla base, dove la temperatura si avvicina nuovamente a quella di fusione.
• Nel nucleo la temperatura aumenta molto più lentamente rispetto alla pressione. Il ferro presente nel nucleo interno, anche se a una temperatura altissima, resta allo stato solido perché anche la pressione è molto elevata.