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Konvektion

Konvektion ist ein weit verbreitetes Phänomen, das in Flüssigkeiten oder Gasen auftritt, die von unten erhitzt und von oben gekühlt werden. Das erwärmte Fluid, eine Flüssigkeit oder ein Gas, dehnt sich aus und steigt auf, weil seine Dichte geringer ist als die des kühleren Materials weiter oben. Weil sich das erwärmte Material von selbst bewegt und seine Wärme mit sich führt, transportiert Konvektion die Energie weitaus effektiver als Wärmeleitung. In den von der heissen, aufsteigenden Flüssigkeit gleichsam freigemachten Raum strömt kälteres Material ein, das nun selbst erwärmt wird und seinerseits nach oben steigt, so dass ein Kreislauf entsteht.

Festkörper kühlen im allgemeinen nur durch Wärmeleitung ab, aber auch in Festsubstanzen, die über große Zeiträume betrachtet plastisch fließen, können Konvektionsbewegungen auftreten. Konvektion ist die Voraussetzung für die Plattentektonik. Die meisten Konvektionsmodelle der Erde gehen heute von zwei Lagen von Konvektionszellen übereinander aus. Dementsprechend ist ein System von Konvektionszellen im Oberen Mantel bis in Tiefen von 700 km von einem zweiten System im unteren Erdmantel getrennt.

Die Konvektionsströme sind ein wichtiger Mechanismus, durch den sich die Erde im Laufe geologischer Zeiträume bis heute abgekühlt hat. Die Sonne liefert jedoch das 5000fache der Energie, die wir aus dem Erdinneren erhalten.


Einordnung