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Inhaltsangabe
1. Physikalische Grundlagen zur Wärmeleitung.- 1.1 Temperatur und Temperaturgradient.- 1.2 Wärmeflußdichte, Wärme- und Temperaturleitfähigkeit.- 1.3 Die Wärmeleitungsgleichung.- 2. Thermische Eigenschaften von gebirgsbildenden Gesteinen.- 2.1 Die Wärmeleitfähigkeit.- 2.1.1 Temperatureinfluß auf die Wärmeleitfähigkeit.- 2.1.2 Druckeinfluß auf die Wärmeleitfähigkeit.- 2.1.3 Wärmeleitfähigkeit anisotroper Körper.- 2.1.4 Wärmeleitfähigkeit poröser Gesteine.- 2.2 Die spezifische Wärme.- 2.3 Die radiogene Wärmeproduktion.- 2.3.1 Die Gesteinsradioaktivität an der Erdoberfläche.- 2.3.2 Methoden zur Abschätzung der radiogenen Wärmeproduktion im Erdinnern.- 3. Analytische Behandlung von konduktiven Temperaturausgleichsvorgängen in der Erdkruste.- 3.1 Temperaturausgleich im homogenen Halbraum.- 3.1.1 Der Halbraum mit einer Grenzfläche.- 3.1.2 Untergrund mit Lavabedeckung.- 3.2 Temperaturausgleich im Modellkörpern.- 3.2.1 Abkühlung von Eruptivgängen.- 3.2.2 Abkühlung von kugelförmigen Intrusionen.- 3.2.3 Abkühlung von quaderförmigen Intrusionen.- 4. Der thermische Zustand des Erdinnern.- 4.1 Der thermische Zustand der oberen Erdkruste.- 4.1.1 Der Einfluß von Klimaschwankungen auf die Oberflächentemperatur.- 4.1.1.1 Der Tages- und Jahresgang der Oberflächentemperatur.- 4.1.1.2 Langfristige Temperaturschwankungen.- 4.1.2 Der topographische Einfluß auf das Temperaturfeld im Untergrund.- 4.1.3 Veränderungen des Temperaturfeldes durch Wasserbewegungen.- 4.1.4 Das Temperaturfeld in verschiedenartigen geologischen Strukturen.- 4.1.5 Die terrestrische Wärmflußdichte.- 4.1.5.1 Die regionale Variation der Wärmeflußdichte.- 4.1.5.2 Die zeitliche Variation der Wärmeflußdichte.- 4.2 Der thermische Zustand in der unteren Kruste und im tieferen Erdinnern.- 4.2.1 Der thermische Zustand in der unteren Kruste und im oberen Mantel.- 4.2.2 Zum thermischen Zustand des unteren Erdmantels.- 4.2.3 Zum thermischen Zustand des Erdkerns.- 4.3 Thermische Aspekte bei der Plattentektonik.- 5. Methoden der Temperaturermittlung.- 5.1 Geothermometer zur Bestimmung von Reaktionstemperaturen.- 5.1.1 Lösungsgleichgewichte als Temperaturindikatoren.- 5.1.1.1 Das SiO2-Thermometer.- 5.1.1.2 Das Na-K-Ca-Thermometer.- 5.1.2 Isotopenverhältnisse als Geothermometer.- 5.1.3 Spurenelemente in Salzen und Erzen.- 5.1.4 Das Granat-Pyroxen-Thermometer.- 5.1.5 Der Inkohlungsgrad organischer Einschlüsse in Sedimentgesteinen.- 5.2 Geophysikalische Methoden der Temperaturbestimmung.- 5.2.1 Direkte Messung an der Oberfläche und im Bohrloch.- 5.2.2 Indirekte Verfahren zur Ermittlung der Temperatur.- 5.2.2.1 Temperaturermittlung aus gravimetrischen Messungen.- 5.2.2.2 Temperaturermittlung aus geoelektrischen Messungen.- 5.2.2.3 Ergebnisse der Magnetotellurik als Temperaturindikatoren.- 5.2.2.4 Die CURIE-Fläche als Isotherme.- 5.2.2.5 Temperaturermittlung aus seismischen Ergebnissen.- 6. Erdwärme als Energiequelle.- 6.1 Prospektionsmethoden auf Wärmereservoire.- 6.1.1 Geochemische und geologische Methoden.- 6.1.1.1 Kartierung hydrothermaler Gesteinsveränderungen.- 6.1.1.2 Thermalwasseruntersuchungen.- 6.1.1.3 Spurenelemente im Boden.- 6.1.1.4 Veränderung kohliger Substanzen im Sedimentgestein.- 6.1.2 Geophysikalische Methoden.- 6.1.2.1 Infrarotmessungen.- 6.1.2.2 Messungen der Oberflächentemperatur und der Wärmeflußdichte.- 6.1.2.3 Gravimetrische Messungen.- 6.1.2.4 Geoelektrische Messungen.- 6.1.2.5 Seismische Methoden.- 6.2 Nutzung der geothermischen Energie.- 6.2.1 Thermalwassernutzung in Bädern.- 6.2.2 Thermalwässer zur Raumbeheizung.- 6.2.3 Umwandlung in elektrische Energie.- 6.2.3.1 Nutzung von Dampfvorkommen.- 6.2.3.2 Trockene heiße Gesteine als Energiequelle.- 6.2.3.3 Nutzung von heißem Wasser.- 6.2.4 Umweltbelastung bei der Nutzung geothermischer Energie.- 7. Anhang.- 8. Literaturverzeichnis.- 9. Sachregister.
1. Physikalische Grundlagen zur Wärmeleitung.- 1.1 Temperatur und Temperaturgradient.- 1.2 Wärmeflußdichte, Wärme- und Temperaturleitfähigkeit.- 1.3 Die Wärmeleitungsgleichung.- 2. Thermische Eigenschaften von gebirgsbildenden Gesteinen.- 2.1 Die Wärmeleitfähigkeit.- 2.1.1 Temperatureinfluß auf die Wärmeleitfähigkeit.- 2.1.2 Druckeinfluß auf die Wärmeleitfähigkeit.- 2.1.3 Wärmeleitfähigkeit anisotroper Körper.- 2.1.4 Wärmeleitfähigkeit poröser Gesteine.- 2.2 Die spezifische Wärme.- 2.3 Die radiogene Wärmeproduktion.- 2.3.1 Die Gesteinsradioaktivität an der Erdoberfläche.- 2.3.2 Methoden zur Abschätzung der radiogenen Wärmeproduktion im Erdinnern.- 3. Analytische Behandlung von konduktiven Temperaturausgleichsvorgängen in der Erdkruste.- 3.1 Temperaturausgleich im homogenen Halbraum.- 3.1.1 Der Halbraum mit einer Grenzfläche.- 3.1.2 Untergrund mit Lavabedeckung.- 3.2 Temperaturausgleich im Modellkörpern.- 3.2.1 Abkühlung von Eruptivgängen.- 3.2.2 Abkühlung von kugelförmigen Intrusionen.- 3.2.3 Abkühlung von quaderförmigen Intrusionen.- 4. Der thermische Zustand des Erdinnern.- 4.1 Der thermische Zustand der oberen Erdkruste.- 4.1.1 Der Einfluß von Klimaschwankungen auf die Oberflächentemperatur.- 4.1.1.1 Der Tages- und Jahresgang der Oberflächentemperatur.- 4.1.1.2 Langfristige Temperaturschwankungen.- 4.1.2 Der topographische Einfluß auf das Temperaturfeld im Untergrund.- 4.1.3 Veränderungen des Temperaturfeldes durch Wasserbewegungen.- 4.1.4 Das Temperaturfeld in verschiedenartigen geologischen Strukturen.- 4.1.5 Die terrestrische Wärmflußdichte.- 4.1.5.1 Die regionale Variation der Wärmeflußdichte.- 4.1.5.2 Die zeitliche Variation der Wärmeflußdichte.- 4.2 Der thermische Zustand in der unteren Kruste und im tieferen Erdinnern.- 4.2.1 Der thermische Zustand in der unteren Kruste und im oberen Mantel.- 4.2.2 Zum thermischen Zustand des unteren Erdmantels.- 4.2.3 Zum thermischen Zustand des Erdkerns.- 4.3 Thermische Aspekte bei der Plattentektonik.- 5. Methoden der Temperaturermittlung.- 5.1 Geothermometer zur Bestimmung von Reaktionstemperaturen.- 5.1.1 Lösungsgleichgewichte als Temperaturindikatoren.- 5.1.1.1 Das SiO2-Thermometer.- 5.1.1.2 Das Na-K-Ca-Thermometer.- 5.1.2 Isotopenverhältnisse als Geothermometer.- 5.1.3 Spurenelemente in Salzen und Erzen.- 5.1.4 Das Granat-Pyroxen-Thermometer.- 5.1.5 Der Inkohlungsgrad organischer Einschlüsse in Sedimentgesteinen.- 5.2 Geophysikalische Methoden der Temperaturbestimmung.- 5.2.1 Direkte Messung an der Oberfläche und im Bohrloch.- 5.2.2 Indirekte Verfahren zur Ermittlung der Temperatur.- 5.2.2.1 Temperaturermittlung aus gravimetrischen Messungen.- 5.2.2.2 Temperaturermittlung aus geoelektrischen Messungen.- 5.2.2.3 Ergebnisse der Magnetotellurik als Temperaturindikatoren.- 5.2.2.4 Die CURIE-Fläche als Isotherme.- 5.2.2.5 Temperaturermittlung aus seismischen Ergebnissen.- 6. Erdwärme als Energiequelle.- 6.1 Prospektionsmethoden auf Wärmereservoire.- 6.1.1 Geochemische und geologische Methoden.- 6.1.1.1 Kartierung hydrothermaler Gesteinsveränderungen.- 6.1.1.2 Thermalwasseruntersuchungen.- 6.1.1.3 Spurenelemente im Boden.- 6.1.1.4 Veränderung kohliger Substanzen im Sedimentgestein.- 6.1.2 Geophysikalische Methoden.- 6.1.2.1 Infrarotmessungen.- 6.1.2.2 Messungen der Oberflächentemperatur und der Wärmeflußdichte.- 6.1.2.3 Gravimetrische Messungen.- 6.1.2.4 Geoelektrische Messungen.- 6.1.2.5 Seismische Methoden.- 6.2 Nutzung der geothermischen Energie.- 6.2.1 Thermalwassernutzung in Bädern.- 6.2.2 Thermalwässer zur Raumbeheizung.- 6.2.3 Umwandlung in elektrische Energie.- 6.2.3.1 Nutzung von Dampfvorkommen.- 6.2.3.2 Trockene heiße Gesteine als Energiequelle.- 6.2.3.3 Nutzung von heißem Wasser.- 6.2.4 Umweltbelastung bei der Nutzung geothermischer Energie.- 7. Anhang.- 8. Literaturverzeichnis.- 9. Sachregister.
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