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Geothermische Tiefenstufe


Die geothermische Tiefenstufe ist die Tiefendifferenz, in der sich die Erdkruste um ein Kelvin erwärmt, und ist damit der Kehrwert des entsprechenden Temperaturgradienten:

[math]\mathrm{Tiefenstufe = \frac 1 {Temperaturgradient}}[/math]

Eine solche Erwärmung erfolgt durchschnittlich alle 33 Meter, so dass oft ein Gradient von 3 Kelvin pro 100 Metern angegeben wird:

[math]\mathrm{\frac{33 m}{1 K} \approx \frac 1 {\frac{3 K}{100 m}}}[/math]

Die geothermische Tiefenstufe ist je nach Gebirge unterschiedlich groß. In alten und ruhigen Gebieten der Erdkruste (beispielsweise in Südafrika) kann sie zwischen 90 und 125 Meter pro K betragen, während in Europa auf der Schwäbischen Alb 11 Meter, im Lötschberg 45 Meter und im Gotthard 50 Meter pro K erreicht werden. Diese Abweichungen sind u. a. durch die örtlich variierende Mineralogie, Geologie, Morphologie und besonders vulkanische Aktivität bedingt. Hervorgerufen werden die kleineren Tiefenstufen, d. h. die größeren Temperaturgradienten, durch geringere Wärmeleitfähigkeit des Gesteins und durch geringere effektive Dicken der Erdkruste (weil diese entweder dünn ist oder weil Magma eingedrungen ist).

Die Wärme im Erdinneren stammt zu 50 bis 70 Prozent aus radioaktiven Zerfallsprozessen im Erdmantel und Erdkern und zu 30 bis 50 Prozent aus der aufsteigenden Restwärme aus der Zeit der Erdentstehung.

Die geothermische Tiefenstufe ist z. B. für die Geothermie, aber auch für jede Art von Tiefbohrungen relevant. In vulkanisch aktiven Gebieten ist sie besonders klein, d. h. der Temperaturgradient besonders groß, wobei es jedoch im Bereich von Subduktionszonen in größeren Tiefen auch zu einer Umkehrung des Temperaturgradienten kommen kann: dort steigt die Temperatur nicht mit der Tiefe, sondern sie sinkt. Dies hängt damit zusammen, dass dort vergleichsweise kühle Oberflächengesteine in den Erdmantel gezogen werden.

Messungen der Temperaturzunahme im Erdinnern wurden z.B. von Louis Cordier in Frankreich um 1827 durchgeführt. An einer besonders tiefen Bohrung, der Bohrung Sper I/1867, die in den Sperenberger Salzstock 1271,6  m abgeteuft wurde, wurde sie 1867 genauer bestimmt.[1]

Literatur

  • Werner Zeil: Brinkmanns Abriss der Geologie, erster Band: Allgemeine Geologie. 12. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1980, ISBN 3-432-80592-6, S. 217.

Einzelnachweise

  1. Die geologische Besonderheit Sperenbergs. Förderverein Heimatstube Sperenberg e. V., abgerufen am 18. Dezember 2009.

Kategorien: Geothermie

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