Neue Energie von Innen (Geothermie verstehen)

LOHNENDER BLICK IN DIE TIEFE:
WÄRME OHNE ENDE
„ M I T D E R V E R W E N D U N G G E O T H E R M I S C H E R E N E R G I E W E R D E N W I R I N D I E L A G E V E R S E T Z T ,
EINE NACH MENSCHLICHEN MASSSTÄBEN UNENDLICHE RESSOURCE KÜNFTIG SINNVOLL ZU NUTZEN.“
Rainer Baake, Staatssekretär im Bundesumweltministerium
DER SCHATZ LIEGT UNS ZU FÜSSEN
HEISSE POWER AUS DER TIEFE
Über 99 % des Erdballs sind heißer als 1.000 °C. Seit der Zeit, in der
sich unser Planet aus dem Staub des Weltalls zusammengebacken
hat, fl ießt ein ständiger Wärmestrom aus dem Inneren der Erde an
ihre Oberfl äche. Jeden Tag strahlt sie etwa die vierfache Menge
der Energie in das Weltall ab, die die Menschheit benötigt. Die Erde
wird aber nicht kalt! Denn in ihrer Mitte zerfallen ständig Atome und
bei diesem radioaktiven Zerfall entsteht Wärme. Der heiße Kern
(siehe Grafi k unten rechts) sorgt damit für einen permanenten
Hitzenachschub. Nach menschlichem Ermessen sind die in der Erde
generierten Wärmevorräte damit genauso unerschöpfl ich wie die
Energie der Sonne. Sich diesen immerwährenden Wärmestrom zunutze
machen – das ist die Idee der geothermischen Energiegewinnung.
Neben Vulkanen offenbaren Geysire am deutlichsten das heiße
Innenleben der Erde – und deren Nutzungspotential: Wo sie
sprudeln, hat sich Grundwasser in Hohlräumen der Erdrinde erhitzt
und schießt über senkrechte Kanäle an die Erdoberfl äche. Die
treibenden Kräfte bei Geysiren sind sogenannte Plumes – heiße
Magma-Ströme aus dem tiefen Erdmantel, – die bis zu dessen oberer
Grenzschicht aufsteigen und dort tiefe Wasserreservoirs aufheizen
können. Plumes und Geysire gibt es nur in Vulkangesteinen. Aber
die Erde heizt auch anderswo das Grundwasser auf: Die Erdwärme
nimmt durchnittlich pro 100 m Tiefe um 3 °C zu. Je tiefer das Gestein
liegt, desto heißer ist es also – und, wenn vorhanden, das umgebende
Wasser. An vielen Orten der Erde sprudelt es als Thermalquelle von
selbst an die Oberfl äche. Doch wenn man an die große Hitze
heran will, muss man am richtigen Ort tiefe Löcher bohren.
DIMENSIONEN DER ERDE
Wo die Hitze herkommt
Die Erde lässt sich in drei Schalen einteilen: die Erdkruste, den Erdmantel
und den Erdkern. Der innere Kern der Erde erstreckt sich
zwischen 5.100 und 6.300 km unter der Erdoberfl äche. Hier herrscht
ein Druck von bis zu vier Millionen Bar und eine Höllentemperatur
von 4.000° bis circa 4.500 °C – ähnlich der Temperatur der dunklen
Flecken an der Sonnenoberfl äche.
Die Erdkruste mit ihren Ozeanen und Kontinenten bildet, zusammen
mit dem festen Teil des Erdmantels, die Lithosphäre. Die dünne
Schicht, auf der wir leben, schwimmt – zersplittert in riesige Platten –
auf der „Fließschicht“ des plastischen Erdmantels herum.
Die ozeanische Kruste ist teilweise nur 5 bis 10 km dick, während die
kontinentale zwischen 30 und 60 km misst. Dort, wo sie als Gebirgsmassiv
am höchsten aufragt, taucht sie durch ihr Eigengewicht auch
am tiefsten ein. Angetrieben durch fl üssiges Magma im Erdmantel
sind die Platten ständig in Bewegung – wenn auch sehr langsam.
An Orten, wo die Platten aneinanderstoßen, kann es ungemütlich
und sehr heiß werden! Erdbeben und Vulkanausbrüche erschüttern
die Welt, wenn die schweren Gesteinsmassen sich (a) voneinander
wegbewegen (z.B. ostafrikanische Riftzone), (b) untereinander wegtauchen
(z.B. Anden, Südamerika) oder sich aneinanderreiben, wie es
beispielsweise bei der San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien
geschieht.
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