Vedoucí oddělení:  RNDr. Jan Šafanda, CSc.

V oddělení geotermiky studujeme teplotní podmínky uvnitř Země. Údaje o teplotě v hloubkách stovek metrů až prvních kilometrů pod zemským povrchem získáváme přímým měřením teploty ve vrtech, zatímco teplotní poměry ve větších hloubkách odhadujeme prostřednictvím výpočtů vycházejících ze znalosti dlouhodobé teploty na zemském povrchu, změny teploty s hloubkou, tepelné vodivosti hornin a množství tepla uvolňovaného v zemském nitru. Přístrojové vybavení umožňující nám provádět tento výzkum sestává z přenosné karotážní soupravy pro měření teploty ve vrtech do hloubky 2–3 km, záznamových jednotek s teplotními čidly pro průběžné sledování teplot v několika hloubkových úrovních (až do 190 m), laboratorních přístrojů na měření tepelné a teplotní vodivosti hornin a půd a gamma-spektrometru pro určování obsahu radioaktivních izotopů uranu, thoria a draslíku a z něj vyplývající radiogenní produkce tepla v horninách. K dispozici máme rovněž moderní počítačové programy pro komplexní řešení rovnice přenosu tepla a výpočet teploty v litosféře, včetně 2D a 3D úloh. Výzkum provádíme zejména ve vlastní geotermální síti GeoCLIMANET, která je tvořena stálými experimentálními vrty umístěnými v České republice i v zahraničí. V rámci vědecké spolupráce se však podílíme i na řadě dalších výzkumných aktivit jak domácích, tak zahraničních partnerských pracovišť.

Vědečtí pracovníci: Vladimír Čermák, Petr Dědeček, Milan Krešl
Doktorandi: Kateřina Freyerová, Tomáš Uxa
Technik: Robert Kincler

Oddělení v současné době řeší pět hlavních výzkumných témat:

Zpřesňování mapy zemského tepelného toku v České republice – Ačkoliv Česká republika patří k nejlépe probádaným zemím z hlediska geotermálních podmínek, stále v ní existují oblasti, kde je jejich znalost nedostatečná. Především na ně je zaměřeno úsilí o zpřesnění údajů o tepelném toku, které jsou potřebné pro regionální studie. Proto je měřena teplota v hlubokých vrtech v nových lokalitách a rovněž probíhá revize existujících dat, zejména jejich korekce na vliv poslední doby ledové, v jehož důsledku závisí naměřené hodnoty tepelného toku na hloubce vrtu.
Rekonstrukce historie teploty zemského povrchu – Dlouhodobé změny povrchové teploty se šíří mechanismem vedení tepla do skalního podloží. Analýzou profilů teploty získaných přesným měřením v několik set metrů hlubokých vrtech a jejich matematickým zpracováním je možné rekonstruovat hlavní trendy změn povrchové teploty v několika posledních staletích. Tato metoda představuje nezávislý zdroj informací o minulých klimatických změnách, které jsou nutné k pochopení a modelování současného i budoucího vývoje klimatu.
Studium vazeb mezi teplotou vzduchu, půdy a skalního podloží – Monitoring teplot vzduchu, půdy (s různými typy povrchů) a skalního podloží probíhá na observatořích v Česku (Praha, Kocelovice, Svojšice), Slovinsku (Malence) a Portugalsku (Evora-Caravelinha). Zpracování a interpretace unikátních dat získaných na těchto stanicích přispívá k prohloubení znalostí o přenosu tepla mezi atmosférou a pevnou Zemí, které mají jak čistě vědecké (např. klimatologie, meteorologie, pedologie, výzkum permafrostu), tak aplikační využití (např. studium tepelných ztrát budov či zdrojů tepla pro tepelná čerpadla).
Využití znalostí o teplotním režimu zemské kůry ve studiích využívání geotermální energie – Znalostí o teplotním režimu a geotermálních podmínkách v jednotlivých oblastech České republiky je možné využít k odhadu potenciálu využívání geotermální energie. V případě projektů v konkrétních lokalitách patří ke klíčovým parametrům teplota v uvažované hloubce čerpání tepla. Znalost geotermického modelu dané lokality umožňuje provést její fyzikálně podložený odhad.
Výzkum permafrostu, aktivní vrstvy a periglaciálních tvarů reliéfu – Rozšíření a dynamika permafrostu a aktivní vrstvy jsou důležitými indikátory klimatických změn v současnosti i nejmladší geologické minulosti. K jejich studiu jsou využívány jednoduché analytické nástroje i komplexnější numerické modely umožňující řešení rovnice přenosu tepla v zemské kůře v závislosti na měnících se podmínkách na zemském povrchu (teplota, zalednění, kolísání mořské hladiny) a s uvážením fázového přechodu led-voda. Rovněž je studováno prostorové rozmístění a morfologie periglaciálních tvarů reliéfu s důrazem zejména na ty struktury, které vznikají v přítomnosti permafrostu a umožňují (paleo)klimatickou interpretaci.