Unsere Erde

Unsere Erde

von McDaniel-77 am 03.05.2013 02:41

Hallo Leute,


ich habe einen Artikel über den Erdkern gelesen und sah mich genötigt, selber nachzudenken.  Es geht dabei um die Temperatur im Erdkern:


""Die geschätzten Werte schwanken zwischen 4850 und 7.600 Kelvin", so die Forscher."


Durch einfache Extrapolation (oder sollte man in diesem Fall lieber interpolieren? ) der Erdtemperatur nahe unter der Erdoberfläche, kommt man sehr schnell zu verblüffenden Ergebnissen.


Bohrt man ein Loch in die Erde, wird es schnell heiß. Nehmen wir also nur eine lauwarme Temperatur von 300 K einige Kilometer unter der Erdoberfläche an, dann vervierfacht sich die Temperatur beim halben Radius.

r/2 > 1.200 K in 3.000 km Tiefe
r/4 > 4.800 K in 4.500 km Tiefe
r/8 > 19.200 K in 5.250 km Tiefe
r/16 >  76.800 K in 5.625 km Tiefe, 375 km vom Erdmittelpunkt entfernt.


Rechnet mal mit einem linearen Temperaturanstieg, dann:


"Sobald der Effekt der eigentlichen Tiefengeothermie spürbar wird, steigt die Temperatur an. So herrscht in 100 m Tiefe eine Durchschnittstemperatur von ca. 12 °C und in 200 m Tiefe ca. 15 °C. In der Regel steigt die Erdtemperatur alle 100 m um 2-3 °C an." 


2 K pro 100 m, entsprechen 20 K/km. In 6.000 km Tiefe müsste es nach dieser Rechnung 120.000 K heiß sein.


Warum soll die Erde einen Eisen-Kern besitzen? 

Mich stört diese Annahme, da Eisen nicht das schwerste Element ist und aufgrund der Dichte, die schweren Elemente nach unten sinken und die leichten nach oben. Daher findet man auch Wasser und Erdgas auf/an der Erdoberfläche.


Die Elemente der Dichte nach angeordnet 


Eisen ist dabei bei Position 103 und 108 von 173 Elementen und deren Modifikationen. 70 Elemente sind schwerer als Eisen (α-Modifikation), vor allem radioaktive Elemente im Erdkern könnten für die Temperatur verantwortlich sein, besonders die Elemente mit relativ langen Halbwertszeiten:




    Dieser Thread darf ruhig auch andere Themengebiete zu unserer Erde beinhalten.


MfG


McDaniel-77

Re: Unsere Erde

von Robert am 03.05.2013 09:18

Und warum sollte "man" mit einem linearen Anstieg rechnen? Ist die Erde homogen aufgebaut? Gibt es irgendeine Kraft, die linear zur Erdmitte hin zu- oder abnimmt?

Re: Unsere Erde

von McDaniel-77 am 03.05.2013 23:34

Guter Einwand Robert,


ich habe diese unsinnige Annahme des linearen Temperatur-Anstiegs nur gemacht, weil in der Standard-Lehre ständig unvernünftige Annahmen gemacht werden. Aber im Fall der Erde und ihrer Kern-Temperatur könnte man ohne Probleme zu bekommen, von der 1/r² Gesetzmäßigkeit ausgehen.

Demnach dürfte der Erdkern etwa mindestens 50.000 K heiß sein und somit etwa eine Größenordnung heißer, als von Geologen behauptet.

MfG


McDaniel-77

Re: Unsere Erde

von Robert am 03.05.2013 23:47

Achso? Und Warum? Weil es gerade so passt oder auch nicht passt?

Deine Annahmen sind von erheblich schlechterer Qualität, als die jedes zweitklassigen Geologen.

Du kennst die Zusammensetzung der Erde in den unterschiedlichen Tiefen nicht. Also kannst Du auch keine Annahme über den Temperaturverlauf treffen, die etwas anderes als pure Phantasie ist.

Trotzdem unterstellst du den aktuellen Hypothesen der Geologie, sie seien weniger korrekt als deine "Gedankenspielchen"?

Totale Zeitverschwendung => End of discussion

Re: Unsere Erde

von McDaniel-77 am 04.05.2013 01:50

Hallo Robert,

ich wohne zufällig ganz in der Nähe der KTB in Windischeschenbach (Kontinentale Tiefbohrung). Der Name ist bereits verwirrend, denn von einer Tiefbohrung kann keine Rede sein:

"Mehrfach kam es zu Problemen, die die Bohrung zum Stillstand brachten, auch konnte wegen der unerwartet höheren Temperatur die zunächst gewünschte Zieltiefe von 10-14 km nicht ganz erreicht werden (man erwartete diese Temperaturen erst in 12-14 km Tiefe). Zweifelsohne stellt diese Tiefbohrung eine der größten technischen Meisterleistungen überhaupt dar."


"... in der Endtiefe der Bohrung wurden 265 °C gemessen ..."

Man konnte nicht mal 10 km tief bohren bei einer Tiefe bis zum Erdkern von über 6.360 km. Etwa 0,15% der Tiefe wurden erreicht, die Erde wurde praktisch kaum angekratzt.

Nimmt man nun die gemessenen 265°C als Temperaturzunahme bis 10 km Tiefe an - etwa 25 K/km - dann erhält man durch Extrapolation bis zum Erdkern in 6.000 km Tiefe eine Temperatur von 150.000 K. Diese Berechnung stimmt natürlich nur, wenn die Energiequelle im Erdkern steckt (Radioaktivität).

Die aktuellen Hypothesen der Geologen sind praktisch unhaltbar. Meine "Gedankenspielchen" orientieren sich an den Fakten, welche Daten die sog. studierten Geologen verwenden, das würde mich auch interessieren.

MfG


McDaniel-77

Re: Unsere Erde

von Max am 04.05.2013 15:28

Ich versteh dich nicht, Geologie hab ich keine Ahnung von und intressiert mich auch wenig, aber bei der Hintergrundstrahlung mir riesigen Datensätzen und vielen Messpunkten und hochkomlexen Modellen, ist Interpolieren (außerdem Extrapolierst du hier, entscheidener Unterschied) unsinn, aber du mit 2 Messpunkten und ohne Modelle willst damit studierte Geologen wiederlegen? Das ist einfach wiedersprüchlich und entzieht deine Argumenten in anderen Disskusionen den Boden.

Re: Unsere Erde

von coruscant am 04.05.2013 17:20

Also habe jetzt mal mir alle Methoden angeschaut die man zur Bestimmung des Erdinneren nutzt. Bis auf eine Tiefenbohrung in Russland von 12 km gibt es bis jetzt nur indirekte Messmethoden. Zu nennen sind da:

Gravimetrie aus deren Schweremesswerten abgeleitet wurde, das Krustendichte geringer ist als die Durchschnittsdichte. Somit  muss der Rest etwas höher sein (Schwerere Elemente). Wie man da allerdings von Eisen ausgeht oje Kaffeesatzleserei.

Seismische Messungen: daraus werden Aussagen über Zusammensetzungsänderungen gemacht. Sprunghafter Dichteabfall wird aus veränderten "Signallaufzeiten" abgeleitet.

Des Weiteren wird aus Meteoriten-Zusammensetzungen auf die Elementzusammensetzung der Erde geschlossen. Das halte ich für sehr gewagt. Ein paar Meteoriten sind doch keine Signifikante Stichprobe.

Ich prophezeihe daher, dass in Zukunft in diesem Sektor noch gravierende Überraschungen erlebt werden. 
Realistisch gesehen wissen wir über den Meeresboden mehr als über das Erdinnere, und selbst dort ist es nur 1-2%.

mfg
Coruscant 

Re: Unsere Erde

von McDaniel-77 am 04.05.2013 17:24

Hi Max,

wie Wärmeleitung funktioniert ist doch bekannt. Also kann man aus der Kenntnis über die Kugelform der Erde und dem Temperatur-Gradienten eine Hochrechnung anstellen.

Da die Erde keine Wärme verschwinden lassen kann, sondern nur als Wärmestrahlung an den Weltraum abgeben, stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein.

Aus der Beobachtungstatsache, dass die Erde mit zunehmender Tiefe immer wärmer wird und der Annahme, dass die Erde im Erdkern eine Heizung (Radioaktivität) besitzt, lässt sich die Erdkern-Temperatur einfach extrapolieren. Egal wie man es macht, die postulierten Werte sog. studierter Geologen sind logisch nicht haltbar. Die Dimensionierung der Heizung im Erdkern kann nur abgeschätzt werden. Unter der Annahme, dass die radioaktiven Elemente nur einen Bruchteil der Erdzusammensetzung ausmachen, kann die Größe des Erdkerns nicht beliebig gewählt werden.

Forscher gehen davon aus, dass etwa 50% der Erdwärme (20 Terawatt) durch den radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium produziert werden und die andere Hälfte als Restwärme aus der Entstehungszeit der Erde stammen soll:

"Wir haben festgestellt, dass der Zerfall von Uran-238 und Thorium-232 zusammen rund 20 Terawatt zum Wärmefluss der Erde beiträgt", sagen die Forscher um Itaru Shimizu von der Tohoku University im japanischen Miyagi.

Re: Unsere Erde

von Max am 04.05.2013 17:36

Erstmal unabhängig vom Thema. Was ist denn das schon wieder für eine Quelle, wo irgendein Jurnalist Wärme in Watt angiebt. Watt ist eine Leistung, Die physikalische Größe Wärme wird in Joule gemessen, und ich denke in einer Disskusion über Wissenschaft sollte man auf sowas achten.

Achja und die Physiker bei der Hintergrudnstrahlung hatten nicht das Wissen da zu Interpolieren?

Und du willst in einem höhst inhomogenen System, in denen neben Wärmeleitung auch Wärmeströmung sicherlich eine entscheidene Rolle spielen, und woher kennst du den Temperaturgradienten? Du kennst ihn auf den ersten 20km in einer Borhrung, sehr wissenschaftlich den auf Grund dieses Wissens einfach überall als Konstant anzunehmen. Und die Heizung ist natürlich nur im Mittelpunkt und nirgendwo anders.

Ich versteh wirklich nicht wie du woanders sowas als mathemtischen Schwachsinn abtust und es hier in sehr sehr viel schlechtere Qualität selbst tust und dann behauptest das wäre der Wahrheit letzter Schluß.

Warum ist die Restwärme unsinnig?

Re: Unsere Erde

von coruscant am 04.05.2013 18:09

@ MC:

Egal wie du interpolierst oder extrapolierst, du kannst keine Vernünftige Aussage über den Erdkern und dessen Temperaturen treffen. Es gibt keine ausreichenden Messwerte. Die bisherigen reichen gerade so aus um sie auf den Temperaturbereich aus deinem ersten Post einzugrenzen.

Und selbst diese Grenzen sind noch lange nicht der letzte Schluss. Dennoch kann deine Linerae Rechnung niemals stimmen. Es gibt Schichten unterschiedliche Dichte. Mehr Dichte, mehr Druck, mehr Temp. Dazu kommt noch die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit der Materialien.

Um mal deine herangehensweise zu verdeutlichen: Du sitzt im Bus mit 20 anderen Leuten. Es passen maximal 50 rein. An der nächsten Haltestelle steigt Einer aus und 2 Leute ein. Jetzt rechnest du die erste Haltestelle aus wo der Bus voll ist, bzw. einer auf den nächsten Bus warten muss.

mfg
Coruscant