Hallo,
eine der Sachen, die ich nicht verstehe :
Wieso hatte unser Erdkern nicht genug Zeit bisher, seine (genannten) hohen Temperaturen, bei denen Metalle durchweg schmelzen, nicht nach aussen ab zu geben ? Der Mond, auch andere Planeten, hatten damit keine Probleme. Selbst bei einem Millimeter Wanderung der Energie Richtung Hülle pro Jahr sollte es bedeutend kälter im Inneren sein.
Selbst (ursprüngliches) radioaktives Material mit Halbwertszeiten von millionen von Jahren im Zentrum sollte doch schon längst unwesentlich sein.
Was ist die (mögliche) Quelle für diese Temperatur Konstanz ?
Auch ISBN oder Links gerne genommen,
Uwe P.
Hallo!
Wieso hatte unser Erdkern nicht genug Zeit bisher, seine
(genannten) hohen Temperaturen, bei denen Metalle durchweg
schmelzen, nicht nach aussen ab zu geben ? Der Mond, auch
andere Planeten, hatten damit keine Probleme. Selbst bei einem
Millimeter Wanderung der Energie Richtung Hülle pro Jahr
sollte es bedeutend kälter im Inneren sein.
Wenn wir mal Mond und Erde direkt vergleichen:
Der Erddurchmesser ist ungefähr viermal so groß wie der Durchmesser des Mondes. Damit ist die Oberfläche der Erde (proportional zu r²) 16mal größer. Das Volumen (proportional zu r³) ist 64mal größer.
Alle Prozesse, die mit der Produktion und Speicherung von thermischer Energie zu tun haben, haben mit dem Volumen zu tun. Alle Prozesse, die mit der Abgabe der Wärme zu tun haben, sind jedoch von der Oberfläche zu tun. Soll heißen: Die Erde verliert sechzehn mal mehr Energie pro Sekunde als der Mond (gleiche Oberflächentemperatur vorausgesetzt), aber kann 64mal so viel Energie speichern.
… bis hierher wohlgemerkt, ging ich davon aus, dass die Prozesse der Wärmespeicherung bzw. -produktion bei allen Himmelskörpern gleich ist.
Selbst (ursprüngliches) radioaktives Material mit
Halbwertszeiten von millionen von Jahren im Zentrum sollte
doch schon längst unwesentlich sein.
Die Halbwertszeit von Uran bewegt sich in der gleichen Größenordnung wie das Alter der Erde. Vom Uran ist also noch ein ganz ordentlicher Brocken übrig.
Weitere Effekte:
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Die Erde wird durch die Gezeitenkräfte ordentlich durchgewalkt. Diese wirken nämlich nicht nur auf die Ozeane, sondern auch auf die Erde selbst. Das sorgt für innere Reibung und dadurch Hitze. Auf den Mond hat dieser Effekt keine Auswirkung mehr, weil seine Eigenrotation bereits synchron mit seiner Bahnbewegung ist. Bei Mars spielt es ebenfalls keine Rolle, weil die Marsmonde so winzig sind.
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Erstarrung des Erdkerns. Der Erdkern besteht bekanntlich aus einem festen und einem flüssigen Teil. Der feste Teil wächst, indem das flüssige Eisen an seinem Rand „festfriert“. Dabei wird Erstarrungswärme frei.
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Sonneneinstrahlung + Treibhauseffekt.
Welche Größenordnungen diese Effekte jeweils ausmachen, weiß ich nicht. Es kann sein, dass der eine oder andere Effekt gegenüber den anderen völlig bedeutungslos ist.
Und wie gesagt: Die Temperatur muss gar nicht „konstant“ sein!
Michael
Selbst (ursprüngliches) radioaktives Material mit
Halbwertszeiten von millionen von Jahren im Zentrum sollte
doch schon längst unwesentlich sein.
Von wegen.
Die beiden im Erdkern relevantesten radioaktiven Elemente sind Uran-238 und Thorium-232. Ersteres hat eine Halbwertszeit von 4,5 Milliarden (nicht Millionen) Jahren und zweiteres eine von 14 Milliarden Jahren, d.h. von dem Uran ist noch gut die Hälfte und vom Thorium sogar noch der größte Teil vorhanden.
Was ist die (mögliche) Quelle für diese Temperatur Konstanz ?
Die Quelle ist primär die Zerfallswärme obiger radioaktiver Stoffe und sekundär so Sachen wie Kristallisationswärme, die beim Erstarren von flüssigem Material im Erdinneren frei wird oder Reibungswärme in Folge der Gezeitenkräfte, etc…
Außerdem glaube ich nicht, dass die Temperatur konstant ist, sondern sie wird im Laufe der Zeit abnehmen.
Siehe z.B.
http://www.g-o.de/wissen-aktuell-11374-2010-03-16.html
im erdinneren bewegen sich geschmolzene Materialien in verschiedene richtungen wodurch untereinander gewaltige reibungswärme entsteht.