Geothermie

Wissenschaft Geowissenschaften & Erdkunde
#1

Hallo zusammen,

ich hab mich mal gefragt (so als Laie), warum der Erdkern nach den
Millionen von Jahren nicht mal endlich abgekühlt ist. Ich meine, wer
heizt denn da bitteschön nach? Alles kühlt doch schließlich irgend-
wann einmal ab, es sei denn jemand heizt nach.

Ja also schön, ich hab’s gerade bei „Wiki > Geothermie“ nachgele-
sen, aber es ist einfach schwer vorstellbar. Außerdem war da noch
die Rede von Radioaktivität. Aber selbst deren Halbwertszeit muss
doch nach den Jahrmillionen (seit Erdbestehen) mal irgendwann rum
sein. Man nimmt an, dass das Sonnensystem in etwa 4,5 Milliarden
Jahre alt ist (somit auch die Erde). Welcher radioaktive Stoff hat
denn bitteschön eine so lange Halbwertszeit, oder sagen wir mal
Ganzwertszeit? Gibts doch gar nicht…

Wer kann mir das veranschaulichen?

Danke und Gruß,
Yedi386

#2

Moien

ich hab mich mal gefragt (so als Laie), warum der Erdkern
nach den Millionen von Jahren nicht mal endlich abgekühlt ist.

Nimm mal eine richtig gute Thermoskanne. Die besteht aus einem äusseren Mantel, einem Vakuum und einem inneren Gefäss. Wieso ist die besser als normale ohne Vakuum? Richtig, weil Vakuum ein verdammt schlechter Wärmeleiter ist. Die Auskühlung der Kanne läuft fast komplett über den oberen Rand wo inneres und äusseres Gefäss zusammen kommen.

Da draussen ist nichts was die Wärme wirklich ableiten könnte. Die Verpackung in ein paar km Gestein, einige km Luft und jede Menge Vakuum ist äusserst effektiv.

Und die Starttemperaturen waren nicht von schlechten Eltern. Die Erde war ja mal recht flüssig, wurde später dann noch von was grossem getroffen (Entstehung des Mondes) und hatte einige zig-Jahrtausende hochaktive, extrem grosse natürliche Reaktoren.

Aber selbst deren Halbwertszeit muss doch nach den Jahrmillionen
(seit Erdbestehen) mal irgendwann rum sein.

Seit der Entstehung der Erde wurden (bis auf die Sache mit dem Mond) keine nenneswerten Massen an Uran auf die Erde gebracht (Halbwertszeit grob: 10^8 - 10^9 Jahre, also Milliarden Jahre). Trotzdem haben wir immernoch mehr als genug um damit Reaktoren zu betreiben.

Nach der Halbwertszeit ist die Hälfte des Materials noch da. Sagen wir mal ganz stark vereinfacht es wären exakt 10^9 Jahre und die Erde wäre exakt 4 * 10^9 Jahre alt: dann sind jetzt grob 4 Halbwertszeit rum. Also haben wir noch 1/2 * 1/2 * 1/2 * 1/2 = 6,25% des ursprünglichen Stoffes. Das reicht dicke.

Ganzwertszeit?

Das gibt es nicht … es bleibt immer was über.

cu

#3

Außerdem war da noch die Rede von Radioaktivität. Aber selbst deren
Halbwertszeit muss doch nach den Jahrmillionen (seit Erdbestehen)
mal irgendwann rum sein.

Nö.

Man nimmt an, dass das Sonnensystem in etwa 4,5
Milliarden Jahre alt ist (somit auch die Erde). Welcher radioaktive
Stoff hat denn bitteschön eine so lange Halbwertszeit, oder sagen wir
mal Ganzwertszeit? Gibts doch gar nicht…

Doch, Uran-238 hat eine Halbwertszeit von etwa 4,5 Mrd Jahren.

Wer kann mir das veranschaulichen?

Allein vom Uran-238 ist noch die Hälfte von dem da, was zu Beginn der Erde da war. Und das Uran-238 Isotop ist mit Abstand das am häufigsten vorkommende Uran-Isotop auf der Welt. Etwa 99% des Urans auf der Erde sind Uran-238.

http://de.wikipedia.org/wiki/Uran

#4

Wärmequellen der Erde…
Hi

  1. Die innere Wärme der Erde speist sich aus verschiedenen Quellen.
    -primäre Akkretionswärme: Die Erde war mal flüssig…
  • Durch die gravitative Trennung in Erdkern, Erdmantel und Erdkruste wurde ebenfalls Wärme frei, simple Reibungshitze. Dieser Differentiationsprozess ist anscheinend immer noch nicht ganz abgeschlossen, es kommt noch zu entmischungsprozessen an der Kern-Mantel Grenze.
  • Radioaktiver Zerfall. Neben Uran spielen hier auch noch Thorium, Kalium und einige Seltenerdelemente eine Rolle
  • Kristallisation des Inneren Kerns. Der Innere Kern ist „fest“, während der äussere Kern „Flüssig“ ist. Der Innere Kern wächst auf Kosten des Äusseren, bei dem Erstarrungsprozess wird energie Freigesetzt.

  1. All das würde aber nichts nützen, wenn wir nicht den Erdmantel hätten. Dieser besteht im wesentlichen aus Magnesiumsilikaten, die ziemlich schlechte Wärmeleiter sind. Der hält den Kern gut warm und leitet die Wärme über konvektion ab, was bei den eher langsamen Konvektionsbewegungen im Mantel ein recht gemütlicher Prozess ist.

  2. Bedenke bitte, dass wir hier von schwer vorstellbaren Volumen reden…

LG
Mike
(Fachmann für langweilige Felsformationen)