地溫梯度Geothermal Gradient

　　地熱不斷地從地球內部向外傳遞，熱的來源20%來自本身的餘熱，其他80%是來自內部放射性同位素的輻射加熱。這些產生熱的同位素有K-40，U-238，U-235和Th-232，在地球中心溫度可達7,000 ℃。這溫度不斷地因地球長年冷卻而下降，因此地溫梯度現在比以前為低，在以前地球內部的地函熱對流更旺盛，產生了更強大的地表變形。

　　地熱的計算是以熱流值為單位（Heat Flow Unit, HFU），為地熱梯度值和熱導係數的乘積，每一個HFU相當於1 cal/cm2/s 或41.8 mW/m2（SI單位）。以下數據提供參考：
地球內部產生的熱 30TW（3 × 1013 watts）
地球損失的熱量 44.2 TW（4.42 × 1013 watts）
大陸地殼的平均熱流 65 mW/m2（約1.5HFU）
海洋地殼的平均熱流 101 mW/m2（約2.4HFU）

　　在中洋脊一帶和火山帶，地熱傳遞會有對流作用，值會高出很多（圖1）。因此，地球表面受到岩石圈的覆蓋，能很有效地阻擋內部熱的散失，故大部分的熱，都在中洋脊地區和火山區受到板塊運動影響，於板塊擴張和隱沒時流失。其餘的是於穩定地殼處，在岩石圈以熱傳導方式逐一向外傳遞到大氣消失；因海洋地殼較薄，在該處流失的熱量比陸地大，受熱傳導所生的地熱梯度約每公里向下上升25~30°C（圖2）。

　　在陸地上測量地熱梯度方法比較容易，大多在陸地鑽孔，將溫度感應器以等間距排列在孔內，量取溫度並計算梯度值。在海上主要是利用所謂的熱探針，將熱探針以採岩芯方式插入泥層內，除量到不同深度的泥層溫度外，也同時利用瞬時加熱的方式，量取泥土的熱導係數值，以計算熱流量。從以前至今共有三種形式的熱探針被使用，分別是Lister-type（圖3）、Ewing-type和Bullard-type。目前Bullard-type 的熱探針多被改良為Ewing-type，因為後者需另外在船上抓取泥土樣本量測熱導係數值。

　　在臺灣，臺灣大學徐春田教授自1990年起，參考Lister-type熱探針自行研發深海熱探針（圖4），從2000年起成功應用在臺灣西南海域甲烷水合物的新興能源調查計畫中。