Geothermie: Woher kommt die Wärme in der Erde?

Erdwärme: Woher kommt sie?

Tief unter unseren Füssen ist es heiß. Wir sehen dies an heißen Quellen und mehr als deutlich bei vulkanischen Eruptionen. Doch woher kommt die Wärme im Erdinneren, die sogar Gestein schmelzen lässt?

Steigender Druck

Nach heutigem Kenntnisstand der Wissenschaft ist die Erdwärme auf drei Ursachen zurückzuführen: Ein Teil der Erdwärme ist ein Überbleibsel aus der Frühzeit unserer Erde. Beim Aufprall kosmischen Materials wurde ein Großteil seiner Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Und mit zunehmender Ansammlung von neuem Material vergrößerte sich die Masse der Erde und somit der Druck im Innern des Planeten, was ebenfalls einen Temperaturanstieg bewirkte.

Seit Milliarden von Jahren

Der dritte und wahrscheinlich wichtigste Prozess, der zur Erdwärme führt, beruht auf dem Zerfall radioaktiver Elemente wie beispielsweise Uran. Bei ihnen zerfallen die Atome spontan durch die Aussendung eines Elektrons oder so genannten Alphateilchens. Die freigesetzten Teilchen werden vom umgebenden Material absorbiert. Dabei wird Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt, die ausreicht, um seit Milliarden von Jahren die Gesteine teilweise zum Schmelzen zu bringen.

Abhängig vom Bau

Im Durchschnitt nimmt die Temperatur auf 100 Meter Tiefe um drei Grad Celsius zu. Von diesem Mittelwert treten jedoch Abweichungen auf. Sie stehen in Abhängigkeit vom lokalen geologischen Bau der Erdkruste, von der Temperaturleitfähigkeit der Gesteine, der Gesteinslagerung, der Ausprägung der Erdoberfläche (Berge, Meere) und dem Auftreten von besonderen Wärmequellen wie Magma, das nach oben steigt.

Bis 2.500 Grad Celsius

An einigen Stellen der Erde erreicht die Temperatur in 30 bis 40 Kilometern Tiefe 1.000 Grad Celsius, an anderen liegt sie in der gleichen Tiefe erst bei 500 Grad. Da radioaktive Elemente verstärkt in den ersten Kilometern unter der Erdoberfläche vorkommen, nimmt die Temperatur mit zunehmender Tiefe langsamer zu. Von der Obergrenze des Erdmantels bis zu seiner Untergrenze in 2.900 Metern Tiefe reichen die Temperaturen von etwa 1.000 bis 2.500 Grad Celsius.