Erdwärme / Geothermie - physikalische Grundlagen
Die Erde besitzt einen Radius von ca. 6.500 km und wird in Erdkern (ca. 3.500 km), Erdmantel (ca. 2.900 km) und Erdkruste (kontinentale Kruste < 100 km, ozeanische Kruste < 10 km) unterteilt. Die chemischen Hauptkomponenten sind vermutlich - da bislang überwiegend nur seismologisch ermittelt - im Erdkern das Eisen und im Erdmantel Silikate.
Geophysiker gehen zunehmend davon aus, daß der Erdkern großenteils flüssig ist (Schmelze unter hohem Druck und hoher Temperatur) und einer andauernden Strömung unterliegt. Diese Strömung könnte sowohl für das Erdmagnetfeld als auch die Phänomene an der Erdkruste (Plattentektonik, Vulkanismus etc.) verantwortlich sein. Als Ursache dieser Strömung scheint der Zerfall radioaktiver Isotope als Wärmequelle am wahrscheinlichsten zu sein.
Radioaktiver Zerfall ist auch die Hauptursache für die Temperatur im Erdmantel. Die überwiegenden Isotope, die für die radiogene Erwärmung verantwortlich sind, sind das Kalium-Isotop K 40, die Uran-Isotope U 235, U 238 und das Thorium-Isotop Th 232. Möglicherweise leistet auch ein Rest der sogenannten "Ursprungswärme" einen Beitrag zur Erdtemperatur. Hierunter wird Wärmeenergie verstanden, die bei der Erdentstehung durch Kontraktion freier Materie entstanden ist und im Erdinneren eingeschlossen wurde. Im Erdmantel findet eine Konvektion der unter Hitze und Druck plastisch gewordenen Gesteine statt, die somit einen Wärmetransport bewirken, obgleich sie selbst schlechte Wärmeleiter sind.
