Die Erde schrumpft!

[volki]

AW: Die Erde schrumpft!

Die Konvektion gibts ja nicht, weil es IM Kern Temperaturunterschiede gibt, sondern weil es zwischen Kern und Erdoberfläche einen Temperaturunterschied gibt. Und da macht die Konvektion ja gerade das: Sie transportiert die Hitze des Kerns nach außen. Das kann aber noch ein Weilchen dauern...

Ich habe mir gerade im Lehrbuch das Wärme/Tiefe-Diagramm angesehen und da gibt es einen großen Sprung an der Kern-Mantel-Grenze. Demnach dürftest du recht haben. Deine Rechnung halte ich dennoch nur für die halbe Wahrheit, denn an der Kern-Mantel-Grenze wird zwar keine Wärme durch Konvektion übertragen, aber doch durch Konduktion, also nicht nur durch Strahlung.

[Willy]

AW: Die Erde schrumpft!

Die Konvektion gibts ja nicht, weil es IM Kern Temperaturunterschiede gibt,
sondern weil es zwischen Kern und Erdoberfläche einen Temperaturunterschied gibt.

Das kann ich aus eigener Erfahrung bestätigen !

Wollte eigentlich erst am 1. April 2008 damit herauskommen - aber was soll`s : Jetzt ist`s aktuell und passt :

Ich folgte unlängst exakt der Route von Jules Verne

http://www.amazon.de/Reise-Mittelpun.../dp/3596132592

und kann die Deconstruction von deconstruct confirmen !

[deconstruct]

AW: Die Erde schrumpft!

Dafür braucht die Temperatur im Kern nicht abnehmen, sondern es brauchen nur die Temperaturdifferenzen im Kern verschwinden.

Die Konvektion gibts ja nicht, weil es IM Kern Temperaturunterschiede gibt, sondern weil es zwischen Kern und Erdoberfläche einen Temperaturunterschied gibt. Und da macht die Konvektion ja gerade das: Sie transportiert die Hitze des Kerns nach außen. Das kann aber noch ein Weilchen dauern...

[volki]

AW: Die Erde schrumpft!

Das geht aber leider nicht. Auch wenn das da behauptet wurde, ist dies aus einem ganz einfachem Grund nicht möglich: Die Wärme kann nicht in so kurzer Zeit abgeführt werden [...] die Rechnung zeigt zumindest, dass in 1000 Jahren KEINE nennenswerte Temperaturabnahme im Kern möglich ist. Egal wie.

Damit das Magnetfeld verschwindet, muss nur die Konvektion des äußeren Kerns zum Erliegen kommen. Dafür braucht die Temperatur im Kern nicht abnehmen, sondern es brauchen nur die Temperaturdifferenzen im Kern verschwinden. Das könnte relativ schnell gehen, weil der Kern metallisch ist und Metalle gute Wärmeleiter sind. Im äußeren Kern wird die Wärme außerdem durch Konvektion transportiert, was viel schneller ist als Wärmestrahlung.

Das heißt aber nicht, dass ich den ATV-Wissenschaftern glaube.

[Joa]

AW: Die Erde schrumpft!

Hallo Deconstruct

Habe alles nachgerechnet stimmt ganz genau...

In 1000 Jahren sinkt die Temperatur also maximal um ca 0,54°C im Kern.

lg
tch

Tatsächlich, ich hab's jetzt auch nachgerechnet, die müssen sich geirrt haben

[tch]

AW: Die Erde schrumpft!

Das geht aber leider nicht. Auch wenn das da behauptet wurde, ist dies aus einem ganz einfachem Grund nicht möglich: Die Wärme kann nicht in so kurzer Zeit abgeführt werden, weil dies gegen grundlegende Gesetze der Quantenmechanik verstoßen würde, speziell gegen das Plancksche Strahlungsgesetz.
Aus diesem geht u.a. hervor, dass ein Körper, egal welcher Art, nur eine bestimmte maximale Abstrahlungsleistung erbringen kann, die sog. Schwarzkörperstrahlung. Mehr geht prinzipiell nicht.


Kleine Überschlagsrechnung:

Die Leistung die ein Schwarzer Körper maximal abstrahlen kann beträgt: P = k * A * T^4
Wobei k die Boltzmann-Konstante ist, A die Fläche und T die Temperatur. Wie gesagt: Das ist die maximale Abstrahlung, die möglich ist. Die Erde ist aber bei weitem kein Schwarzer Körper, sie kann nur viel weniger abstrahlen. Betrachten wir die Erde zugunsten der Behauptung von oben trotzdem mal als Schwarzen Körper. Wenn wir die Erde (Oberfläche: 510 Mio km², Temp. 15°C=288K, Albedo 0,3) mal so betrachten, dann ergibt sich folgendes: P = (5,6704 * 10^-8) * (5,10 * 10^14) * 288^4 * 0,7 * Watt = 1,3927 * 10^17 Watt
Die Maximale Strahlungsleistung der Erde wäre rund 1,4 * 10^17 Watt oder kurz 140000 TeraWatt. Allerdings haben wir jetzt die Sonne noch außer acht gelassen. Die schickt uns ja auch jede Menge Strahlung, die die Erde absorbiert und wieder los werden muss. Die Sonne strahlt mit einer Leistung von etwa 1368W/m² auf Höhe der Erdbahn, was einer Gesamtaufnahme von 1,7439 * 10^17 Watt entspricht. Aufgrund ihres Albedos absorbiert die Erde davon aber nur 70%, also ca 1,2207 * 10^17 Watt.
Damit verbleiben netto zum Abstrahlen für die Erde nur noch 0,172 * 10^17 Watt. In Wahrheit ist das eigentlich noch viel weniger.
Hinweis: Auffällig ist, dass Sonneneinstrahlung und maximal mögliche Rückstrahlung fast gleich groß sind. Dies ist der Grund, wieso die Erde in der "bewohnbaren Zone" um die Sonne liegt. Wäre die Differenz zwischen beiden Werten hoch, wäre die Erde entweder viel zu kalt oder viel zu warm.

Daraus ergibt sich also in 1000 Jahren (=1000*31.536.000 Sekunden) eine maximal abführbare Energie: E_max_abf = 5,4242 * 10^26 Ws.

Als nächstes schauen wir, wie viel Energie in etwa im Kern in Form von Wärmenergie gespeichert ist. Die Temperatur im Kern beträgt etwa 4000 Kelvin, die Dichte liegt etwa bei 12t pro m³. Der Erdkern hat einen Radius von ca 3470km, also ein Volumen von etwa 1,7502 * 10^20 m³. Daraus ergibt sich ein Gewicht von etwa 2,1000 * 10^24kg. Der Kern besteht zu mehr als 90% aus Eisen und Nickel, d.h. die spezif. Wärmekapazität ist etwa 0,44 kJ/(K*kg).
Der Kern speichert also etwa folgende Wärmeenergie:
E_th_kern = 2,1 * 10^24 * 0,44 * 4000 kJ = 3,696 * 10^30 Ws.

Jetzt schauen wir mal, wie weit wir die Temperatur dann in 1000 Jahren senken können, also:
E_th_neu = E_th_kern - E_max_abf = 3,696 * 10^30 - 5,4242 * 10^26 Ws = 3,6955* 10^30 Ws.

Nun müssen wir noch die Temperatur ausrechnen, die zu der Wärmeenergie gehört, also

E = m * c * T
=> T = E / (m*c)

Also T_neu = E_neu / (m * c) = 3,6955 * 10^30 / (2,10 * 10^24kg * 0,44 * 10^3) = 3999,46K



Fazit:
In 1000 Jahren sinkt die Temperatur also maximal um ca 0,54°C im Kern. Die Änderung ist also viel zu klein, um zu einer Auflösung des Magnetfeldes zu führen.


Logischerweise ist das nur eine obere Grenze. In Wahrheit ist die Erde ja kein Schwarzer Körper und der Wärmetransport vom Kern nach außen viel schlechter und es kommen noch diverse andere Faktoren dazu, wie Zerfallsprozesse von Elementen, bei denen Hitze freigesetzt wird. Die Temperaturabnahme im Kern ist daher um ein vielfaches kleiner. Aber die Rechnung zeigt zumindest, dass in 1000 Jahren KEINE nennenswerte Temperaturabnahme im Kern möglich ist. Egal wie.

Hallo Deconstruct

Habe alles nachgerechnet stimmt ganz genau...

In 1000 Jahren sinkt die Temperatur also maximal um ca 0,54°C im Kern.

lg
tch

[deconstruct]

AW: Die Erde schrumpft!

Das hat man bisher auch angenommen. Ich kann mich jetzt nicht mehr erinnern auf welchen Messmethoden diese neuen Erkenntnisse bzw Annahmen beruhen. Möglicherweise werden dadurch frühere Theorien abgelöst. Jedenfalls wurde in der Sendung nicht explizit ausgeschlossen, dass die Abkühlung des innersten Erdkernes auch schon in 100 oder 1000 Jahren passieren könnte

Das geht aber leider nicht. Auch wenn das da behauptet wurde, ist dies aus einem ganz einfachem Grund nicht möglich: Die Wärme kann nicht in so kurzer Zeit abgeführt werden, weil dies gegen grundlegende Gesetze der Quantenmechanik verstoßen würde, speziell gegen das Plancksche Strahlungsgesetz.
Aus diesem geht u.a. hervor, dass ein Körper, egal welcher Art, nur eine bestimmte maximale Abstrahlungsleistung erbringen kann, die sog. Schwarzkörperstrahlung. Mehr geht prinzipiell nicht.


Kleine Überschlagsrechnung:

Die Leistung die ein Schwarzer Körper maximal abstrahlen kann beträgt: P = k * A * T^4
Wobei k die Boltzmann-Konstante ist, A die Fläche und T die Temperatur. Wie gesagt: Das ist die maximale Abstrahlung, die möglich ist. Die Erde ist aber bei weitem kein Schwarzer Körper, sie kann nur viel weniger abstrahlen. Betrachten wir die Erde zugunsten der Behauptung von oben trotzdem mal als Schwarzen Körper. Wenn wir die Erde (Oberfläche: 510 Mio km², Temp. 15°C=288K, Albedo 0,3) mal so betrachten, dann ergibt sich folgendes: P = (5,6704 * 10^-8) * (5,10 * 10^14) * 288^4 * 0,7 * Watt = 1,3927 * 10^17 Watt
Die Maximale Strahlungsleistung der Erde wäre rund 1,4 * 10^17 Watt oder kurz 140000 TeraWatt. Allerdings haben wir jetzt die Sonne noch außer acht gelassen. Die schickt uns ja auch jede Menge Strahlung, die die Erde absorbiert und wieder los werden muss. Die Sonne strahlt mit einer Leistung von etwa 1368W/m² auf Höhe der Erdbahn, was einer Gesamtaufnahme von 1,7439 * 10^17 Watt entspricht. Aufgrund ihres Albedos absorbiert die Erde davon aber nur 70%, also ca 1,2207 * 10^17 Watt.
Damit verbleiben netto zum Abstrahlen für die Erde nur noch 0,172 * 10^17 Watt. In Wahrheit ist das eigentlich noch viel weniger.
Hinweis: Auffällig ist, dass Sonneneinstrahlung und maximal mögliche Rückstrahlung fast gleich groß sind. Dies ist der Grund, wieso die Erde in der "bewohnbaren Zone" um die Sonne liegt. Wäre die Differenz zwischen beiden Werten hoch, wäre die Erde entweder viel zu kalt oder viel zu warm.

Daraus ergibt sich also in 1000 Jahren (=1000*31.536.000 Sekunden) eine maximal abführbare Energie: E_max_abf = 5,4242 * 10^26 Ws.

Als nächstes schauen wir, wie viel Energie in etwa im Kern in Form von Wärmenergie gespeichert ist. Die Temperatur im Kern beträgt etwa 4000 Kelvin, die Dichte liegt etwa bei 12t pro m³. Der Erdkern hat einen Radius von ca 3470km, also ein Volumen von etwa 1,7502 * 10^20 m³. Daraus ergibt sich ein Gewicht von etwa 2,1000 * 10^24kg. Der Kern besteht zu mehr als 90% aus Eisen und Nickel, d.h. die spezif. Wärmekapazität ist etwa 0,44 kJ/(K*kg).
Der Kern speichert also etwa folgende Wärmeenergie:
E_th_kern = 2,1 * 10^24 * 0,44 * 4000 kJ = 3,696 * 10^30 Ws.

Jetzt schauen wir mal, wie weit wir die Temperatur dann in 1000 Jahren senken können, also:
E_th_neu = E_th_kern - E_max_abf = 3,696 * 10^30 - 5,4242 * 10^26 Ws = 3,6955* 10^30 Ws.

Nun müssen wir noch die Temperatur ausrechnen, die zu der Wärmeenergie gehört, also

E = m * c * T
=> T = E / (m*c)

Also T_neu = E_neu / (m * c) = 3,6955 * 10^30 / (2,10 * 10^24kg * 0,44 * 10^3) = 3999,46K



Fazit:
In 1000 Jahren sinkt die Temperatur also maximal um ca 0,54°C im Kern. Die Änderung ist also viel zu klein, um zu einer Auflösung des Magnetfeldes zu führen.


Logischerweise ist das nur eine obere Grenze. In Wahrheit ist die Erde ja kein Schwarzer Körper und der Wärmetransport vom Kern nach außen viel schlechter und es kommen noch diverse andere Faktoren dazu, wie Zerfallsprozesse von Elementen, bei denen Hitze freigesetzt wird. Die Temperaturabnahme im Kern ist daher um ein vielfaches kleiner. Aber die Rechnung zeigt zumindest, dass in 1000 Jahren KEINE nennenswerte Temperaturabnahme im Kern möglich ist. Egal wie.

[Joa]

AW: Die Erde schrumpft!

Natürlich kühlt die Erde ab. Allerdings ist dieser Prozess so langsam, dass sich das über Milliarden von Jahren erstreckt.

Das hat man bisher auch angenommen. Ich kann mich jetzt nicht mehr erinnern auf welchen Messmethoden diese neuen Erkenntnisse bzw Annahmen beruhen. Möglicherweise werden dadurch frühere Theorien abgelöst. Jedenfalls wurde in der Sendung nicht explizit ausgeschlossen, dass die Abkühlung des innersten Erdkernes auch schon in 100 oder 1000 Jahren passieren könnte
Interessant war's in jedem Fall und es wurden ua die verschiedenen Schichten der Erde mittels eines fiktiv gebohrten Loches, das bis zum Erdmittelpunkt reicht, von einem Menschen durchflogen und dabei recht anschaulich der Aufbau erklärt...

[wilder hund]

AW: Die Erde schrumpft!

Stellt euch vor die Anziehungskraft würde wirklich abnehmen, dann könnte ich vielleicht ganz leich nen zehner kletter

Auf die abnehmende Anziehunskraft

[a666]

AW: Die Erde schrumpft!

zu WAS??

schwer wahrscheinlich.

[alice58]

AW: Die Erde schrumpft!

Ja, die Atmosphäre wird dünner, wenn das Magnetfeld weg wäre. Sie wird aber nicht so dünn werden, wie die des Marses, dazu ist die Erde schlicht und einfach zu

zu WAS??

[deconstruct]

AW: Die Erde schrumpft!

da war von keiner Umpolung oder Unregelmäßigkeit des Magnetfeldes die Rede, das sich anschließend wieder aufbaut, sondern von einer tatsächlichen und messbaren Abkühlung des inneren Kernes der Erde, der veranschaulicht mit einem Atomreaktor verglichen wurde dem sozusagen das Uran ausgeht und der Abkühlungsprozess deswegen immer schnellere Ausmaße annimmt.

Natürlich kühlt die Erde ab. Allerdings ist dieser Prozess so langsam, dass sich das über Milliarden von Jahren erstreckt. Messen kann man das ohnehin nicht, wir wissen ja nicht mal, wie hoch die Temperatur im Inneren überhaupt ist. Die Temperatur im Inneren kann man nur schätzen, aufgrund von diversen Vorgaben (Tiefbohrprojekte, Seismische Messungen, etc). Die meisten Schätzungen bewegen sich um die 6000 Grad.
Um eine Abkühlung messen zu können, müssten wir in der Lage sein, die Temperatur im Erdkern auf ein Millionstel Grad genau messen zu können. Das ist aber derzeit unmöglich.

Durch die Abnahme des Magnetfeldes wird da sehr wohl ein ursächlicher Zusammenhang mit der darauf folgenden Verflüchtigung der Atmosphäre gesehen und der Erde ein gleiches Schicksal wie dem Mars prophezeit.

Aber erst in Milliarden von Jahren... und da fliegt uns die Atmosphäre sowieso um die Ohren, weil sich die Sonne zum Roten Riesen aufbläht.


Ja, die Atmosphäre wird dünner, wenn das Magnetfeld weg wäre. Sie wird aber nicht so dünn werden, wie die des Marses, dazu ist die Erde schlicht und einfach zu

[Joa]

AW: Die Erde schrumpft!

Da ich mich mit dem Thema persönlich nicht auseinander gesetzt habe, kann ich den hier postenden Spezialisten nur empfehlen bei ATV anzurufen um den Gestalter der Sendung kontaktieren zu können und in weiterer Folge dann mit den damals zu Wort gekommenen Wissenschaftlern die Frage der Abkühlung des Erdkernes und deren Messung weiter zu diskutieren

Ich habe jetzt jedenfalls das 31. Glas selbsteingekochter Marmelade verschraubt und kann persönlich bestätigen, dass die heißen Gläser nach und nach abkühlen und die Marmelade spätestens am Nachmittag genussfertig ist.

Für Interessierte...

ca 9 kg Wachauer Marillen (die Ernte ist voll im Gange !)
ca 4 kg wildwachsende kleine gelbe und rote Kriecherln (Mirabellen) mit 250 g Himbeeren
ca 3,5 kg Ribisel mit 250 g Himbeeren

so long....

[volki]

AW: Die Erde schrumpft!

In der Doku auf ATV hat das aber aus dem Munde von Wissenschaftlern ganz anders geklungen.... da war von keiner Umpolung oder Unregelmäßigkeit des Magnetfeldes die Rede, das sich anschließend wieder aufbaut, sondern von einer tatsächlichen und messbaren Abkühlung des inneren Kernes der Erde

Wie wollen sie es denn gemessen haben? Die Temperatur des inneren Kerns wird normalerweise über dessen Dicke (die ihrerseits aus der Geschwindigkeitszunahme der Erdbebenwellen berechnet wird) und den Druck bestimmt; eine direkte Messung ist nicht möglich. Weil bei höherem Druck Flüssigkeiten fest werden, ist der innere Kern fest und der äußere flüssig. Bei einer Abkühlung würde auch bei niedrigeren Drucken der Aggregatszustand in den festen übergehen, d.h. der innere Kern würde wachsen. Das könnte man über die Erdbebenwellen messen. Weil man aber erst seit ein paar Jahrzehnten in der Lage ist, die Geschwindigkeiten der Erdbebenwellen zu messen, fehlen schlichtweg die Vergleichsdaten!

der veranschaulicht mit einem Atomreaktor verglichen wurde dem sozusagen das Uran ausgeht und der Abkühlungsprozess deswegen immer schnellere Ausmaße annimmt.

Schon mal von der Halbwertszeit gehört? Das Uran (und Thorium) verschwindet nicht vom einen Tag auf den anderen.

[Joa]

AW: Die Erde schrumpft!

In der Doku auf ATV hat das aber aus dem Munde von Wissenschaftlern ganz anders geklungen.... da war von keiner Umpolung oder Unregelmäßigkeit des Magnetfeldes die Rede, das sich anschließend wieder aufbaut, sondern von einer tatsächlichen und messbaren Abkühlung des inneren Kernes der Erde, der veranschaulicht mit einem Atomreaktor verglichen wurde dem sozusagen das Uran ausgeht und der Abkühlungsprozess deswegen immer schnellere Ausmaße annimmt. Durch die Abnahme des Magnetfeldes wird da sehr wohl ein ursächlicher Zusammenhang mit der darauf folgenden Verflüchtigung der Atmosphäre gesehen und der Erde ein gleiches Schicksal wie dem Mars prophezeit.