Warum ist es in der Tiefsee so kalt?

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6 Antworten

In deiner Frage stimmt schon so einiges nicht.

  1. Der Wert der trockenadiabatischen Temperaturänderung beträgt lt. Wikipedia 0,976 K / 100 m.
  2. Lt. https://de.wikipedia.org/wiki/Geothermische_Tiefenstufe beträgt der Durchschnittswert für den Temperaturansstieg in der Erdkruste aber 3 K / 100 m, mit starken Abweichungen.
  3. Selbst wenn die Werte gleich wären, wäre das Zufall, denn sie entstehen aufgrund völlig anderer Prozesse.

Beim Meer ist es ein dritter Prozess, also weder eine adiabatische Temperaturänderung noch Wärmeleitung.
Hauptsächlich sind es Strömungen und der Wärmeaustausch an der Oberfläche (incl. Ein- und Ausstrahlung sowie Verdunstungs- und Schmelzwärme).

Die Strömungen beruhen auf der unterschiedlichen Dichte des Meerwassers - je nach Temperatur - und auf Winden.

Wenn du dir überlegen willst, was passierte, wenn der wichtigste Menchanismus nicht mehr wirkt, kannst du dir alles ausdenken.

Z.B. könnten die Polarmeere bis zum Grund durchfrieren und die tropischen bis in tiefste Tiefen > 20°C haben.
Dazu müsstest du aber die Meere durch gigantische Sperren voneinander abschotten.

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Kommentar von Maimaier
23.07.2016, 09:44

"Selbst wenn die Werte gleich wären, wäre das Zufall, denn sie entstehen aufgrund völlig anderer Prozesse."

Gerade das interessiert mich. Wie funktionieren die Prozesse, die die Temperaturverteilung auf der Erde bewirken?

Die Gravitation beschleunigt die Atome, dadurch steigt Druck und Temperatur eines Planeten zur Mitte hin. Das müsste nicht nur für Gasriesen wie Jupiter gelten, sondern auch für die Erde, auch für Gestein. Einfach aufgrund der Energieerhaltung. Aber diesen Ansatz sehe ich nirgendswo, überall steht nur etwas von Restwärme aus der Entstehung der Erde oder radioaktiven Zerfall. Also mache ich mir halt selbst Gedanken darüber.

Druck und Temperatur hängen direkt mit der Geschwindigkeit der Moleküle zusammen, in der diese sich hin- und herbewegen. Die Gravitation beschleunigt die Moleküle zur Erdmitte hin. Also werden sie umso schneller, umso tiefer man kommt. Bei der Luft müsste der trockenadibatische Temperaturgradient auch dadurch zu ermitteln sein, wenn man berechnet wie viel schneller ein Molekül auf 100 Metern Fall wird, und ob das der Temperaturerhöhung entspricht. Ist dies der Fall?

In sehr großer Höhe ist die Temperatur größer, aber die Zusammensetzung der Luft ändert sich auch, es gibt mehr leichte Moleküle. Leichte Kugeln bewegen sich schneller als schwere, wenn sie auf einem Billardtisch  liegen und sich gegenseitig anstoßen.

Im Gestein nimmt die Temperatur pro 100 Meter stärker zu, als an Luft. Warum? Hängt das an der größeren Atommasse im Gestein im Vergleich zur Luft? Passt das zu den gemessenen Werten? Sind die Atome im Gestein etwa 3mal so schwer als die Atome in trockener Luft?

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Dass die Temperatur meistens so ist, liegt daran, dass Wasser mit 4°C am schwersten ist und nach unten sinkt.
Normalerweise kühlt die kalte Strömung den Meeresboden so stark ab, dass man dort nichts von der Erdwärme spürt.
An einigen Stellen am Meersesboden gelangt heißes Magma aber bis kurz unter den Meeresboden und dort herrschen dann auch höhere Temperaturen. Bei schwarzen Rauchern, wo durch die Erdwärme erhitztes Wasser austritt, können Temperaturen von über 400°C auftreten.

Die zunehmende Temperatur bei größerer Tiefe liegt an der Energie, die aus dem extrem heißen Erdkern (ca. 6000° C) nach außen dringt.

Das kalte Wasser der Tiefsee gelangt mit Meeresströmungen irgendwann an die Oberfläche. Dort, wo sie auf warmes Wasser trifft, gibt es normalerweise sehr viel Leben, da das kalte Wasser sehr viel Krill enthält und damit den Beginn einer langen Nahrungskette darstellt.

Dort, wo die kalten Strömungen an die Oberfläche treten, haben sie häufig direkten Einfluss auf das örtliche Klima. Das ist z.B. vor der Atacama- oder Namib-Wüste der Fall. Dort führen die näheren Umstände dazu, dass praktisch nie Regen fällt sondern es höchstens reichlich Nebel gibt. .

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Kommentar von ThomasJNewton
22.07.2016, 13:20

Das stimmt so nicht, weil die 2. Anomalie des Wassers - die größte Dichte bei 4°C -  nur für Süßwasser gilt.

Meerwasser hat die größte Dichte beim Schmelzpunkt, ca. -2°C.

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Das ist ein Folge der Dichteanomalie des Wassers. https://de.wikipedia.org/wiki/Dichteanomalie

Dadurch sortiert sich das Wasser mit der niedrigsten Dichte unten ein. Das ist übrigens eine der wichtigsten Grundlagen für das Leben, wie wir es auf
der Erde kennen.

Auf die Oberflächentemperaturen der Welt haben aber eher die Temperaturen der Meeresoberfläche und der regelmäßig durchmischten 700m  der Ozeane einen Einfluss. Deshlab macht sich ja auch El Nino, der wärmeres Wasser an die Oberfläche des Pazifiks bringt und La Nina, die das mit kaltem Wasser macht, so stark bemerkbar.

Der Großteil der gloablen Erwämung, die aus dem verstärkten Treibhauseffekt aufgrund der menschlichen Treibhausgasfreisetzungen erfolgt, geht übrigens in die Meere.

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Dass es in der Tiefsee Wassertemperaturen von etwa vier Grad gibt, liegt daran dass Wasser bei dieser Temperatur die grösste Dichte hat.

Strömung und Konvektion an der Oberfläche haben natürlich grösste Auswirkung auf das Wetter, und damit auf die Landtemperatur. (siehe El Nino) Ob  aber so genau zu bestimmen wäre, wie es ohne das wäre bezweifle ich.

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Da wird keine Lageenergie in Wärme umgewandelt, die Temperatur in tiefem Gestein kommt schlicht us dem heißen Erdinneren. Es dürfte ja bekannt sein dass es da unten zimlich heiß wird. Genauso bekannt ist es auch dass kaltes Wasser spezifisch schwerer ist als warmes. Also setzt es sich am Meeresgrund ab und es ist deshalb dort kälter. Es gibt genug kaltes Wasser dass von dne Polen her absinkt und sich auf dem Meeresgrund ausbreitet.

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Kommentar von Maimaier
23.07.2016, 08:17

Nach der Energieerhaltung muss die Lageenergie in irgendwas umgewandelt werden. In welche Energieform sonst?

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Wenn du in Physik aufgepasst hast, dann wirst du dich erinnern, dass Wasser bei 4°C am schwersten ist,

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Kommentar von ThomasJNewton
23.07.2016, 13:04

Und wenn du hier aufgepasst hättest, wüsstest du, dass diese Anomalie bei Meerwasser nicht besteht.

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