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Abb. 6.23
Keine lineare Beziehung zwischen Wärmestromdichte q
0
und Wärmeproduktionsrate A
0
in Daten aus dem Trans-Hudson-
mit eine Störung dar, die eine Korrektur erfordert. (2) Auf
der anderen Seite bleiben diese Signaturen wegen der ver-
gleichsweise geringen thermischen Diffusivität der Gesteine
im Temperaturfeld der oberen Kruste im Vergleich zur Dau-
er ihrer Anregung relativ lange erhalten, bevor sie soweit
abklingen, dass sie in der natürlichen Variabilität des Tem-
peraturfelds nicht mehr auszumachen sind. Die Erdkruste
speichert also die Signaturen der mit klimatischen Verände-
rungen an der Erdoberfläche einhergehenden zeitlichen Ver-
änderungen der Temperatur der Erdoberfläche. Aus diesem
Blickwinkel sind diese Signaturen somit ein Datenarchiv für
die Schwankungen des Erdklimas in Zeiträume bis weit vor
Beginn der instrumentellen Aufzeichnungen.
Die stationäre Temperaturverteilung T
ref
.
z
/
in einem ho-
rizontal geschichteten Halbraum wird beschrieben durch
schen Kola- und deutschen KTB-Tiefbohrung im Kristallin
6.5.3 Paläoklima
Schwankungen der Temperatur an der Erdoberfläche diffun-
dieren unter Abschwächung in die obere Kruste, wo sie das
terrestrische Temperaturfeld überlagern. Ebenso wie die ra-
diogene Wärmeproduktion führen sie zu Krümmungen im
vertikalen Temperaturprofil. Im Extremfall verursachen sie
sogar negative Temperaturgradienten, ein weltweit vor allem
in Flachbohrungen beobachtetes und lange schlecht ver-
standenes Phänomen. Schwankungen der Temperatur an der
Erdoberfläche gibt es auf ganz unterschiedlichen räumlichen
und zeitlichen Skalen und sind sowohl vom Menschen (z. B.
durch Änderung der Landnutzung wie Rodung, Ackerbau,
Verstädterung) verursacht als auch eine Folge von regiona-
lem oder globalem Klimawandel.
Diese instationären Signaturen im Temperaturfeld der
Erdkruste können aus zwei Blickrichtungen betrachtet wer-
den: (1) Zunächst stellen sie Störungen des stationären ter-
restrischen Temperaturfelds dar. Wenn es um die Interpre-
tation des thermischen Regimes der Erde geht, insbeson-
dere um die Interpretation von aus Bohrlochtemperaturen
gewonnenen Werten der Vertikalkomponente der Wärme-
stromdichte, müssen diese Einflüsse erfasst und quantifiziert
werden. Aus diesem Blickwinkel stellen diese Signaturen so-
T
ref
.
z
/ D
T
O
;
ref
C
q
O
;
ref
R
.
z
/
M
.
z
/;
(6.141)
wobei q
O
;
ref
und T
O
;
ref
die vertikale Wärmestromdichte und
die ungestörte Referenztemperatur an der Erdoberfläche vor
Beginn der Variation
T
O
.
t
/ D
T
O
;
neu
.
t
/
T
O
;
ref
auf das
neue Temperaturniveau T
O
;
neu
.
t
/
sind. R(z) und M(z) sind
der integrale Wärmewiderstand und der Beitrag zur Tempe-
ratur durch die Wärmeproduktion zwischen der Erdoberflä-
che und der Tiefe z:
z
0
Z
z
Z
z
Z
dz
0
œ.
dz
0
œ.
z
00
/
dz
00
;
R
.
z
/ D
und M
.
z
/ D
A
.
z
0
/
z
0
/
0
0
0
(6.142)
