Der Ursprung der Erdwärme ist die Summe der physikalischen und chemischen Prozesse, die in ihr auf unterschiedliche Weise ablaufen.
Die Erde ist ein heißer Körper, der in einen kalten Raum eingetaucht ist und alle 1.000 Millionen Jahre kontinuierlich eine Temperatur von 130 ° C verliert.
Vulkane und hydrothermale Systeme, die bei hohen Temperaturen zu Wasserstößen führen, sind die offensichtlichsten Manifestationen der Erdinnenwärme, die wir an der Oberfläche beobachten können.
Welche Prozesse verursachen die Wärme der Geothermie?
Die verschiedenen Prozesse, die die Wärme der Erde erzeugen, werden im Folgenden unter Berücksichtigung des Teils des Inneren des Planeten beschrieben, in dem sie stattfinden.
- Latente Kristallisationswärme: Sie ist die Grenze zwischen dem inneren und dem äußeren Kern. Der innere Kern befindet sich im festen Zustand, während sich der äußere Kern im flüssigen Zustand befindet. Kristallisationsreaktionen treten kontinuierlich im äußeren Kern auf; Diese Reaktionen sind exotherm und erzeugen daher Wärme. Diese Wärme wird als latente Kristallisationswärme bezeichnet.
- Gravitation. Die Schwerkraft übt eine Druckkraft auf das Zentrum des Planeten aus, und beim Zusammenziehen der Erdmasse wird Reibungserwärmung erzeugt.
- Verbleibende Wärme von der Entstehung des Planeten: Dies ist die Wärme, obwohl vorhanden, als Folge der Kollisionen zwischen den Sternresten der protoplanetaren Scheibe, die zur Erde geführt haben.
- Reibung oder kinetische Wärme: zwischen dem äußeren Kern und dem Mantel. Es ist die Energie in Form von Wärme, die als Folge der Reibung freigesetzt wird, die durch die unterschiedlichen Reaktionen des äußeren Kerns und des Mantels auf das Spannungsfeld von Mond und Sonne (Gezeitenkräfte) erzeugt wird.
- Exotherme physikochemische Reaktionen: Mantel. Die hohen Drücke und die hohe Temperatur machen die Mineralien instabil und erzeugen kontinuierliche Phasenänderungen, die Energie in Form von Wärme erzeugen.
- Radiogene Zersetzung von Isotopen: Kortex und Mantel. Die Gesteine der Lithosphäre (bestehend aus der Kruste und dem höchsten Teil des Mantels) sind reich an Mineralien, die radioaktive Elemente wie die Isotope 235U, 238U, 232Th und 40K enthalten. Die Zersetzungsreaktionen dieser Isotope sind exotherm. Radiogene Isotopenzersetzung ist der Prozess, der mehr Wärme auf die Erdoberfläche bringt.
Es muss berücksichtigt werden, dass die Temperatur der Erde von einem globalen Oberflächendurchschnitt von 15 ° C auf mehr als 5000 ° C im inneren Kern nach innen steigt.
Welche Arten von geothermischen Stauseen gibt es?
Es kann davon ausgegangen werden, dass es drei Arten von geothermischen Ablagerungen gibt:
- Warmwasserspeicher.
- Trockene Ablagerungen.
- Geysire.
Warmwasserspeicher
Diese Ablagerungen können eine Quelle bilden oder unterirdisch sein und in einem Grundwasserleiter enthalten sein.
Diejenigen, die Brunnen bilden, werden seit der Antike als Thermalbäder verwendet. Im Allgemeinen neigen sie dazu, relativ niedrige Durchflussraten zu haben.
Die unterirdischen Ablagerungen dienen dazu, die Wärme aus dem Erdinneren zu nutzen. Heißes Wasser oder Dampf kann auf natürliche Weise durch Pumpen oder durch Impulse aus Wasser- und Dampfströmen fließen.
Es gibt andere Reservoire, in denen das Wasser in Form von Dampf austritt. Bei diesen ist die Verwendung direkt, um mechanische Energie durch eine Turbine zu erhalten.
Trockene Ablagerungen
In trockenen Lagerstätten befindet sich unter trockenen Bedingungen ein Bereich unter der Erde mit heißer Materialien oder Steinen in nicht übermäßiger Tiefe. Wasser wird durch eine Perforation injiziert und von einem anderen heiß zurückgewonnen, die Wärme wird mittels eines Wärmetauschers genutzt und erneut injiziert.
Was ist ein Geysir?
Ein Geysir ist eine spezielle Art von heißer Quelle, die regelmäßig eine Säule aus heißem Wasser und Dampf in die Luft abgibt.
Die Bildung von Geysiren erfordert eine günstige Hydrogeologie, die nur in einigen Teilen des Planeten existiert, was sie zu einem ziemlich seltsamen Phänomen macht. Es gibt ungefähr 1000 auf dem Planeten.
Wann wurde Geothermie genutzt?
Ende des 17. Jahrhunderts wurde die Erde als geschmolzene Masse mit einer festen Kruste als Folge ihrer Abkühlung konzipiert. Erst im 19. Jahrhundert wurden die ersten Berechnungen des Erdalters auf der Grundlage seiner thermischen Entwicklung durchgeführt, und der Begriff Geothermie wurde erstmals als wissenschaftliche Disziplin definiert, die die Erdwärme, den Ursprung dieser Wärme, untersucht , Verteilung und Verwendung.
Gerade die Nutzung dieser Wärmeenergie hat zur Entwicklung der Geothermie geführt. Diese Energiequelle ermöglicht es, die Wärmeenergie des Erdinneren in verschiedenen Anwendungen unter Verwendung der Gesetze der Thermodynamik zu nutzen.
