Warum ist das Erdinnere noch immer so heiß?
Nach sovielen Milliarden von Jahren seit der Entstehung der Erde müsste sie sich doch längst abgekühlt haben!
5 Antworten
Vor 4,6 Milliarden Jahren bildete sich eine heiße Erde, die nur langsam auskühlt
Einmal abgesehen von der Sonne ist die größte Wärmequelle der Erde ihr Inneres. Die Abstrahlung der Erde mach soviel aus, dass der Energiebedarf der Menschen theoretisch dreimal gedeckt werden könnte. Doch ein Großteil der Energie, die an die Erdoberfläche gelangt, strahlt in den Weltraum ab. Die Erde kühlt sich stetig ab. Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren ballte sich eine Staub- und Gaswolke zusammen und bildete den Keim unseres Planeten. Bei der Zusammenballung entstand eine ungeheure Wärmeenergie.
Noch heute hält die Erde einen Großteil dieser Ursprungswärme, die mindestens ein Drittel ihres Gesamtwärmestromes ausmacht. Auch radioaktive Prozesse und Tonnen von Meteoriten erzeugten hohe Energie. Im Lauf der folgenden Jahrmillionen stiegen die Temperaturen stetig an und das in der Gesteinsmasse enthaltene Eisen und Nickel verflüssigte sich.
Als Eisen und Nickel schmolzen, sanken sie ins Erdzentrum und wurden durch die Schwerkraft komprimiert. Schließlich teilte sich das Erdinnere in die drei wichtigsten Schichten: Erdkruste, Mantel und Erdkern. Die Kruste macht nur rund 0,3 Prozent des Volumens unseres Planeten aus. Da man aber bislang keine Reise zum Mittelpunkt der Erde unternehmen kann, interpretiert man Erdbebenwellen. Wie Röntgenstrahlen leuchten sie den Untergrund aus und werden an den Schichtgrenzen charakteristisch reflektiert. Bohrungen haben ergeben, dass die Temperatur um 30 Grad pro Kilometer Tiefe zunimmt.
Im Erdkern herrschen Temperaturen um bis zu 1000 Grad Celsius. Das ist mit den Temperaturen auf der Sonnenoberfläche vergleichbar. Wegen des unvorstellbaren Drucks ist der Erdkern dennoch fest. Und weil um den Kern herum ein dicker Isolier-Panzer aus zähflüssigem und festem Gestein liegt, hält er seine Wärme, beziehungsweise verliert sie nur ganz langsam.
Auch durch den Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinnern wird ständig Wärme produziert. Radioaktiver Zerfall ist verantwortlich für etwa zwei Drittel des Gesamtwärmestromes. Die Erdwärme ist Motor für mächtige Konvektionsströme im Erdinnern. Im Mantel steigt stetig heißes, zähflüssiges Gestein auf und verdrängt höher liegendes kälteres Gestein, das wiederum absinkt, sich erhitzt und erneut aufsteigt.
Diese Wärmeprozesse im Inneren führen manchmal auch zu Vulkanausbrüchen und Erdbeben. Da der radioaktive Zerfall im Erdinneren noch weiter geht, hält die Erde ihre Ursprungswärme immer noch. Sie gibt so wenig Erdwärme an den Weltraum ab, dass sie noch nicht einmal vollständig ausgekühlt sein wird, wenn die Sonne in einer fernen Zukunft als Supernova verglühen wird.
Das ist mal ´ne vollständige und erschöpfende Antwort. Vielen Dank!
die Sonne wird nicht als Supernova enden, dafür ist ihre Masse zu gering.
Im Erdkern herrschen Temperaturen um bis zu 1000 Grad Celsius
Hier liegste ein wenig daneben. Oder warste schon dort?
hält die Erde ihre Ursprungswärme immer noch
Nicht Wärme; Temperatur!
wenn die Sonne in einer fernen Zukunft als Supernova verglühen wird
Das ist nun vollständig falsch. Für eine Supernova ist die Sonne definitiv zu klein.
Wegen der immensen Masse der Erde, die ständig zum Gravitationszentrum der Erde, also ihrem Mittelpunkt strebt. Der Druck ist es, der die Erde so heiß hält. Die Erde wird selbst ohne Sonne niemals von Innen abkühlen, solange es keinen drastischen Eingriff in die tiefere Geologie gibt, da sie einfach zu viel Masse hat.
Falsch, der Druck hat gar nichts damit zu tun. Im Gegenteil die Entspannung des Drucks würde sogar zu einer erhöhten Abkühlung führen. Dazu kommst, dass der Druck sogar zu einer Erhöhung des Schmelzpunktes führt und deshalb der Kern relativ fest ist, aber mit der Temperatur selber hat das überhaupt nichts zu tun hat.
Das hat hauptsächlich zwei Ursachen:
Erstens wächst die Zeitdauer der Abkühlung mit der abzukühlenden Masse. Ein Stecknadel kühlt sich in Sekunden ab, ein Löffel in Minuten, ein Felsbrocken in Stunden und die Ermasse eben inJahrmillionen.
Zweitens wird dem Erdkern auch noch ständig Wärme zugeführt durch kernphysikalische Prozesse. Die sind natürlich auch zeitlich begrenzt.
Was du anspriichst hat nichts mit der Masse zu tun. Das liegt am Verhältnis von Volumen zur Oberfläche. Je grösser ein Objekt (nicht Masse), je kleiner wird die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen. Das ist der Grund, weshalb zB. Elefanten ihre Körpertemperatur nur schwer regeln können.
Weil die Erde früher flüssig war und als sie abkühlte bildete sich eine Kruste. Heute ist die Kruste ca. 40 km dick und drunter ist es noch nicht ausgekühlt.
Wenn das der einzigste Grund wäre, dann wäre die Erde so ausgekühlt, wie zB. der Mars, er etwa gleich alt ist.
Zum einen wirkt der Erdmantel wie eine große Isoliermatte und außerdem finden ständig radioaktive Zerfallsprozesse, wie von Uran, statt, die Wärme abgeben. Sie haben die Wirkung wie ein innerer Ofen!
Das ist eine schöne Erklärung. Dier äussere Erdkern beträgt zwischen 3000 und 5000C. Beim inneren Erdkern ist man nicht so sicher, aber man schätzt, dass es gegen 8000C sein könnten. Was du neben dem radioativen Zerfall noch vergessen hast, wäre die Rotation und Reibung des Erdkernes der durch die Gravitation der Sonne und des Mondes moderiert wird.