Geothermische Tiefenstufe
Gologie
Basiswissen
Die geothermische Tiefenstufe ist die Tiefe, die man senkrecht nach unten gehen muss, sodass sich die Gebirgstemperatur um einen Grad Celsius erhöht. Der weltweite Mittelwert liegt bei 33 Metern. Das ist hier kurz erläutert.
Erläuterung
Eine geothermische Tiefenstufe von 33 Metern bedeutet: geht man 33 Meter in die Tiefe, steigt die Gebirgstemperatur um etwa 1° C an. Dieser Wert traf zum Beispiel recht gut auf das Aachener Steinkohlenrevier zu: in rund 900 Metern Tiefe herrschte eine Gebirgstemperatur von dauerhaft etwa 30 Grad Celsius.
Bis in welche Tiefe gilt diese Regel?
Die geothermische Tiefenstufe gilt für den Bereich der Erdkruste. Die Erdkruste umfasst die oberen 12 bis 35 km (je nach Dicke) der Erde. Bei der Kontinentalen Tiefbohrung (KTB) wurden in 9000 Metern Bohrtiefe etwa 265° C gemessen, das passt näherungsweise gut auf den Wert von 30° C für 100 Meter. In größeren Tiefen (Erdmantel, Erdkern) gelten andere Funktionen. Siehe auch Temperatur als Funktion der Tiefe ↗
Welche Folgen hat die geothermische Tiefenstufe?
Technisch bedeutsam ist vor allem die starke Temperaturzunahme von tieferen Bergwerken. In einigen hundert Metern Tiefe liegt die Gesteinstemperatur oft dauerhaft bei über 30 °C. Tiefe Bergwerke müssen deshalb mit große Aufwand gekühlt werden. Dazu dient einerseits die sogenannte Bewetterung, das heißt die aktiv gesteuerte Belüftung des Bergwerks sowie andererseits der Einsatz von sehr energieintensiven Klimanlagen. Im detuschen Steinohlenbergbau waren 30 °C Gesteinstemperatur nicht selten. Siehe auch Bewetterung ↗
Beispielwerte
- Südafrika: 90 und 125 m/°C
- Gotthard (Alpen): etwa 50 m/°C
- Aachener Steinkohlenrevier: etwa 30 m/°C
- Schwäbischen Alb: etwa 11 m/°C
Fußnoten
- [1] Der Wissensstand im Jahr 1837: "Beim Eindringen unter die Oberfläche der Erde hat man jedoch beobachtet, daß der Wärmegrad oder die Temperatur derselben immer zunimmt, je tiefer man kommt, und zwar scheint in einer Tiefe von 70 F. dieselbe keiner, vom Wechsel der Jahreszeiten abhängigen, Veränderung mehr unterworfen und es scheint daher eine eigenthümliche Erdwärme vorhanden zu sein, mag dieselbe auch von anhaltenden chemischen Vorgängen oder andern Verhältnissen im Innern der Erdkugel herrühren. Vergl. Hoff's »Geschichte der durch Überlieferung nachgewiesenen natürlichen Veränderungen der Erdoberfläche« (2 Bde., Gotha 1822); Klöden, »Über die Gestalt und Urgeschichte der Erde nebst davon abhängigen Erscheinungen in astronomischer, geographischer und physikalischer Hinsicht« (2. Aufl., Berl. 1829)." In: Brockhaus Bilder-Conversations-Lexikon, Band 1. Leipzig 1837., S. 682-684. Online: http://www.zeno.org/nid/20000824984