Geotermální gradient je fyzikální veličina, která popisuje nárůst teploty hornin ve °C v určitém úseku tloušťky země. Matematicky vyjádřeno jako změna teploty na jednotku hloubky. V geologii se při výpočtu geotermálního gradientu bere jako jednotka hloubky 100 metrů. V různých oblastech a v různých hloubkách není geotermální gradient konstantní a je určen složením hornin, jejich fyzikálním stavem a tepelnou vodivostí, hustotou tepelného toku, blízkostí průniků a dalšími faktory. Typicky se geotermální gradient Země pohybuje od 0,5-1 do 20 °C a průměrně asi 3 °C na 100 metrů.
Důležitou roli při studiu geotermálního gradientu sehrál superhlubinný vrt Kola . Když byl položen, výpočty byly provedeny v souladu s 10 ° C na kilometr. Návrhová hloubka vrtu Kola byla 15 km. V souladu s tím to znamenalo, že očekávaná teplota byla řádově +150 °C. Gradient 10 °C/km byl ale jen do tří kilometrů a poté se začal stoupat tak, že v hloubce 7 km byla teplota 120 °C, 10 km - 180 °C, 12 km - 220 °C. Předpokládá se, že v konstrukční hloubce by měla být teplota +280 °C. [jeden]
Největší geotermální gradient, rovný 150 °C na 1 km, byl zaznamenán ve státě Oregon (USA); nejnižší je v Jižní Africe (6 °C na 1 km) [1] .
Kromě obecné teoretické hodnoty má popis geotermálního gradientu významný praktický význam, zejména ve světle očekávané globální palivové a surovinové krize. Rozhodující roli v šíření geotermální energie bude hrát hodnota geotermálního gradientu .
Určení tepelných gradientů ostatních těles Sluneční soustavy je v podstatě záležitostí vzdálené budoucnosti. 20. století vedlo pouze k ustavení tepelného gradientu Měsíce – ten se ukázal být 60krát vyšší než ten pozemský, minimálně 2 K /metr [2] . V 21. století probíhají pokusy prakticky stanovit teplotní gradient Marsu , zatím neúspěšné. Dostupné předpovědi teorií nejsou spolehlivé kvůli nedostatku dostatečných znalostí o vnitřní struktuře Marsu. Problematika určování tepelného gradientu nebeských těles je důležitá například proto, že umožňuje zjistit, v jaké hloubce tělesa v zemi se nachází kapalná voda [3] . V daleké budoucnosti pomůže určit proveditelnost rozvoje geotermální energie na tělesech vzdálených od Slunce, kde budou solární elektrárny neefektivní.