Geothermischer Gradient

Abbildung 1. Die Erde wird heißer, je weiter man sich in Richtung Erdkern bewegt, was als geothermischer Gradient bezeichnet wird.

Der geothermische Gradient ist der Betrag, um den die Temperatur der Erde mit der Tiefe zunimmt. Er zeigt an, dass Wärme aus dem warmen Erdinneren an die Oberfläche strömt. Im Durchschnitt nimmt die Temperatur pro Kilometer Tiefe um etwa 25 °C zu. Dieser Temperaturunterschied treibt den Fluss der geothermischen Energie an und ermöglicht es dem Menschen, diese Energie zum Heizen und zur Stromerzeugung zu nutzen. Es gibt jedoch eine Reihe von Orten auf der Erde, an denen sich die Temperatur viel schneller ändert, und das sind fast immer die Orte, an denen die geothermische Energie am nutzbarsten ist.

Das Innere der Erde ist extrem heiß und erreicht in der Nähe des Kerns Temperaturen von über 5000°C, was nicht viel kälter ist als die Oberfläche der Sonne (das Innere der Sonne ist jedoch viel heißer).

Woher kommt die Wärme?

Anfang des 20. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass die unterirdische Wärme der Erde aus radioaktiven Elementen stammt. Genauer gesagt wird die geothermische Wärme durch den Zerfall von Elementen wie Kalium, Uran und Thorium verursacht. Diese Elemente befinden sich jedoch nicht im Erdkern, sondern, so das populärste Modell, in der Lithosphäre und im Erdmantel. Diese Form der Erwärmung soll 50 % der Erdwärme ausmachen, während die andere Wärme aus der Urwärme der Erde stammt (Wärme aus der Erdentstehung, die im Planeten eingeschlossen wurde).

Die Abbildungen 2 und 3 unten zeigen, wie die Temperatur abnimmt, wenn sie sich der Erdoberfläche nähert, sowie die Mechanismen des Wärmeflusses. Insgesamt sind die Temperaturänderungen allmählich, außer in der Nähe der Basis des Mantels, wo drastische Änderungen der Zusammensetzung auftreten, und in der Lithosphäre, wo das Vorhandensein von Flüssigkeiten einen großen Einfluss hat.

• Temperaturgradient der Erde
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  Abbildung 2. Temperaturprofil der Erdschichten. Die Temperatur nimmt mit der Tiefe zu.

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  Abbildung 3. Wärmeübertragungsmechanismen innerhalb der Erde, zusammen mit der prozentualen Menge des Wärmeflusses in jeder Schicht.

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