1

Wärmefluß

2

Wärme, die eine Oberfläche in einer bestimmten Zeit durchströmt:

Wärme / Fläche / Zeit [J/m2/s, W/m2]

(Wärmestromdichte

)

Wärmefluß =

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

3

Wärmequellen (1)

Sonneneinstrahlung

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

Geht komplett

wieder verloren!

4

Wärmequellen (2)

Restwärme Radioaktiver Zerfall

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

5

Wärmequellen (3)

Radioaktiver Zerfall

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

6

Wärmequellen (4)

Restwärme:

Erde 10 x 1012 W 25%

Gesamt 42 x 1012 W 100%

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics. aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

aus: Davidson, Reed & Davis (1997): Exploring Earth.

Radioaktiver Zerfall:

Kruste 9 x 1012 W 20%

Mantel 21 x 1012 W 50%

Kern 2 x 1012 W 5%

Andere Referenz mit anderen Werten (→ auch Lehrbücher sollten

kritisch hinterfragt werden):

7

Wärmetransfer (1)

Konduktion (Wärmeleitung)

Übertragung kinetischer Energie zwischen benachbarten Atomen oder Molekülen

Wärmetransport ohne Stofftransport

8

Wärmetransfer (2)

Konvektion (Wärmeströmung)

heißes Material geringe Dichte Aufstieg Abkühlung größere Dichte AbsinkenErwärmung

aus: Powell, C. S.: Trends in der Geophysik. - Spektrum der Wissenschaft, 1991.

Wärme- und Stofftransport in Konvektionszelle

9

Wärmetransfer (3)

Advektion

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

Wärme- und Stofftransport in eine Richtung

10

Wärmetransfer (4)

Wärmestrahlung

Elektromagnetische Wellen

Beeinflußt ausschließlich Atmosphäre und Hydrosphäre

11

Wärmeverteilung in der Erde

Grundlagen der Geodynamik und Tektonik (Übungen), 14.04.09, Blanka Sperner

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

Restwärme radioaktiver Zerfall

Konduktion Konvektion

12

q = k (T/z)

Wärmeflußgleichung

q: Wärmefluß

k: thermische Konduktivität (Wärmeleitfähigkeit)

T/z: geothermischer Gradient

Grundlagen der Geodynamik und Tektonik (Übungen), 14.04.09, Blanka Sperner

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

k = konstant T/z = konstant

13

Ermittlung von T/z

Grundlagen der Geodynamik und Tektonik (Übungen), 14.04.09, Blanka Sperner

aus: Lillie, R. J. (1999): Whole Earth Geophysics.

Der geothermische Gradient ergibt sich aus Temperaturmessungen in unterschiedlichen Tiefen