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Wo kommt die Erdwärme her?

Hauptquellen der endogenen Wärmeproduktion sind die aus der Entstehungszeit der Erde stammende Akkretionswärme und die vermutlich wesentlich wichtigere, aus dem Atomzerfall stammende, radiogene Wärme. Letztere stammt vorwiegend aus dem Zerfall von Uran 238, Uran 235, Thorium 232 und Kalium 40.

Eine weitere Wärmequelle ist die Gezeiten-Energie. Die Gezeitenkräfte aus der Wechselwirkung der Erde mit benachbarten Himmelskörpern bewegen nicht nur die Ozeane, sondern walken den ganzen Planeten durch. Die Energie selbst ist nicht endogen, jedoch wird exogene, kinetische Energie im Erdinneren in Wärme umgewandelt.

Über Erdwärme
Graphik heiße Erde Graphik heiße Erde
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Außer den o.a. primären Wärmequellen gibt es im Erdinneren sekundäre Wärmequellen, v.a. aktive, große Scherzonen, die eine bedeutende Zunahme der Gesteinstemperatur und der örtlichen Wärmestromdichte verursachen können. Durch Erdbeben werden jährlich rund 1018 J bis 1020 J freigesetzt.

Alle anderen Energiequellen sind exogen, vor allem die Sonnenenergie und ihre Umwandlungsformen ("Windenergie", "Wasserkraft" ...). Eine weitere, für den Wärmehaushalt allerdings unbedeutende exogene Quelle ist meteoritischen Ursprungs. Beim Einschlag von Großmeteoriten werden enorme Wärmemengen freigesetzt, die vor allem örtliche, mineralogische und strukturelle Änderungen bewirken. Diese Wärme wird in geologisch kurzer Zeit wieder in den Weltraum abgestrahlt.

Der Wärmestrom aus dem Erdinnern

Der Wärmeinhalt der Erde wird auf 1031 J geschätzt. Das heiße Innere der Erde gibt ständig Wärme an die kühleren äußeren Gesteinsschalen ab, die ihrerseits Wärme an die Ozeane und an die Atmosphäre abgeben, von wo sie schließlich in den Weltraum abstrahlen kann. Demnach ist die Erde ein Infrarot-Strahler! Aus dem Raum gesehen - mit Infrarot-Augen oder mit entsprechender Kamera - erscheint die Erde wie ein kleiner, schwach strahlender Stern.
Das Strahlen der Erde verbraucht aber nicht einfach einen "Vorrat" (der noch Milliarden Jahre reichen würde): Die Energie, die beim Atomzerfall im Erdinneren frei wird, liefert die Wärme ständig nach. Im Erdinneren wird die Wärme vor allem durch Wärmeleitung transportiert, ebenso an Grenzflächen verschiedener Medien. In den beweglichen Medien Mesosphäre, Ozean und Atmosphäre kommen als Transportmechanismen Konvektion und Wärmestrahlung hinzu.
Die durchschnittliche Wärmestromdichte an der Erdoberfläche liegt etwas über 6 x 10-2 W/m2. Das entspricht einem Wärmestrom von über 3 x 1013 W oder 9,4 x 1020 J/a.
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