Warum ist die Erde warm?

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Warum ist die Erde warm?
Spike Uranus, Sim 8 Kapitel 7 von 12
Warum ist die Erde
warm?
Tja, da muss ich mich
entschuldigen. Ich hab Dir
doch erzählt, dass du Dir kein
Haus auf Mallorca kaufen
solltest, weil der Afrikaner[20]
ja kommt. Sich die Kontinente[29]
mit
der
Geschwindigkeit
bewegen,
wie Fingernägel wachsen. Und
ich hab in dem Beitrag vor
lauter Begeisterung über die
Plattentektonik[3], die ganzen
Verschiebungen
auf
der
Thema 91
Nordhalbkugel und wie nun
demnächst, also in den nächsten 20 Millionen Jahren Australien Indonesien verschlucken wird. Und, und, und....
ich heute nach, versprochen...
Und wir nehmen noch einen
ganz wichtigen Punkt mit, das
ist die Erdwärme[1]! Der Geothermie[1], wie man auch sagt.
Deshalb heute das Thema:
Da ist die Begeisterung mit „Warum ist die Erde[2]
mir durchgegangen und dann warm[1]?
bin ich auch nicht mehr zu
halten. Aber leider bin ich gar Die Wärme[1] ist nämlich der
nicht mehr dazu gekommen zu Grund für die Plattentektoerzählen, warum das alles so nik[3]. Also der Bewegung[4]
ist. Das tut mir Leid, das hole der Kontinentalplatten[5].
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Das die Erde[2] warm[1] ist, ist
klar. Jeder anständige Vulkan[6] der etwas auf sich hält,
zeigt uns, das im Inneren[8] der
Erde[2] deutlich höhere Temperaturen[22] herrschen als hier
bei uns oben auf der Erdoberfläche[7].
Bohrungen in Richtung Erdkern[8] zeigen, dass die Wärme[1] im Inneren[8] der Erde[2]
zunimmt. Das muss auch so
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sein, weil man sonst gar nicht res, etwas ähnliches, was so
verstehen würde, warum es etwas wie Erdwärme[1] zeigt?
überhaupt Vulkane[6] gibt.
Nein! Der Mond[10] ist geoloBohrt man ins Innere[8] der gisch gesehen völlig tot. Der
Erde[2] wird es alle 1.000 Me- Mars[11]? Nee, hat man auch
ter 30°C heißer. Tatsächlich ist nichts gesehen. Die anderen
es lokal verschieden und hängt Planeten[12]? Auch nicht.
von den Geometrischen Tiefenstufen[9] und den örtlichen Denn es ist nicht so einfach zu
Gegebenheiten ab. Aber als verstehen, warum die Erde[2]
grober Daumenwert soll uns immer noch warm[1] ist, sie ist,
das hier reichen.
wie alle anderen auch, ja auch
bereits 4,6[2] Milliarden Jahre
Bohrt man also 2 Km tief, was alt.
für den Bergbau[23] oder der
Ölbohrung[24] noch nicht wirk- 4,6[2] Milliarden Jahre, das ist
lich tief ist, dann ist es bereits kein Pappenstiel, das ist lang,
60°C wärmer, also kann man also wirklich lang. Und
sich ja ausrechnen wie es im warum unsere Erde noch so
Inneren[8] der Erde[2] aussieht. warm ist, ist nicht so leicht zu
verstehen.
Gibt es denn noch etwas andeThema 91
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Die Kontinentalplattendrift[4],
das sich der Indische Kontinent[26] auf Asien schiebt und
den Himalaya[19] auffaltet, der
Afrikaner[20] über Europa[25]
kommt, in der Mitte des Atlantiks[27] ein langer Rücken[21] ist,
aus dem ständig Material[28]
heraus kommt, sich die Kontinente[29] bewegen, mit der Geschwindigkeit wie unsere
Fingernägel wachsen.... All so
´was.. aber woher kommt das
Der Rest ist kalt und tot, das Alles?
kann man auch verstehen. Die
Entfernungen sind zu groß, Dafür ist ein Phänomen verund die Gravitation[18] zu antwortlich, was man Konvekklein, als das sich da irgend- tion[30] nennt.
was tut.
Konvektion[30] meint im weAber warum die Erde[2] sentlichen, dass sich ein Matewarm[1] ist, das kann man erst rial von unten erwärmt, nach
mal nicht so leicht verstehen.
oben steigt, dabei Abkühlt,
Einen haben wir noch. Das ist
der Jupitermond[13][14] IO[15].
Io[15] wird vom Jupiter[13] ständig durchgeknetet. Der walkt
und knetet den richtig durch.
Und wenn etwas ständig unter
Druck[16] gesetzt wird, das
kennen wir von der Fahrradpumpe[17], dann wird es
warm[31]. Also warum Io
warm[31] ist, kann man gut verstehen.
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Wärme nach oben abgibt, und
wieder runterfließt, um neu
aufgestiegenem Material Platz
zu machen.
Es ist genau das gleiche, was
in einem Topf Tomatensoße
passiert, es blubbert.
Nachdem wir den Herd eingeschaltet haben gerät die erhöhte Temperatur[22] als erstes in
den Boden des Topfes. Anschließend fließt die Wärme[31]
in die Tomatensoße. Was jetzt
passiert ist: Das ein Tomatensoßenteilchen dem anderen
Tomatensoßenteilchen mitteilt:
„Ich brauche Platz!“ Wärme[31]
hat immer etwas mit dem
Abstand und der Bewegung
von Teilchen zu tun.
Thema 91
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Zunächst bleibt die Soße augenscheinlich noch in Ruhe,
aber alle Teilchen in ihr beginnen bereits damit sich Platz zu
machen. Jedes Teilchen drückt
den Nachbarn zur Seite. Aber
irgendwann kommt die Soße
in eine Krise[32] und wird ihre
Wärme nicht mehr los und
dann beginnt die Konvektion[30].
Und weil man nach unten und
an den Seiten des Topfes nicht
weg kann, geht es nach oben.
Oben angekommen gibt das
Tomatensoßenteilchen
die
[31]
Wärme ab. Es kühlt ab und
wird vom in der Mitte nachströmenden Soßenteilchen an
den Rand gedrückt, wo es wieder abtaucht, um den Tempe-
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raturtransport erneut zu voll- hinzieht.
ziehen.
Noch einmal. Es wird wärEin Kreislauf...
mer[31], die Teilchen bewegen
sich immer schneller zueinan[30]
Also für die Konfektion
der und irgendwann wird das
sind 2 Dinge wichtig.
Material[28] die Wärme[31] nicht
mehr los, es kommt in eine
[31]
Wärme ! Das ist klar und, Krise[32] und dann werden die
das wird gerne vergessen, großen Walzen aufgebaut,
Schwerkraft[18]!
dann kommt es zur Konvektion[30].
In der Schwerelosigkeit[33] gibt
es nämlich keine Konvekti- Und das passiert nicht nur im
on[30].
Soßentopf sondern auch im
Erdinnern.
[30]
Die Konvektion
weiß, das
sie Aufsteigen soll, und Auf- Und nun überrascht es auch
steigen ist eine Richtung, nach nicht zu hören, das es im Inneoben. Also muss es ein Unten ren der Erde heißer ist als
geben. Und ein unten gibt es Außen.
nur mit Schwerkraft[18]. Unten
ist ja da, wo die Schwerkraft Man vermutet im inneren Erd-
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kern[8] eine Temperatur von die Erdwärme[1] dazu bekometwa 6.000°C[34]. So um und men, über einen Radius[38] von
bei.
etwa 6.350 Km (denn die
Erde[2] hat ja einen DurchmesDer innerste Erdkern[34] ist ser[39]
von
etwas
über
[2]
fest, er besteht aus 80% Eisen 12.700Km ) an die Oberfläund 20% Nickel. Der ist che zu kommen und dabei soumgeben von einem flüssigen weit abzukühlen, das wir oben
äußeren Erdkern[35]. Hier hat`s drauf nicht verbrennen.
noch eine Temperatur von
4.200°C[35]. Darüber dann der Und woher kommt überhaupt
Untere Erdmantel[36] mit einer die Erdwärme[1], die ja dafür
Temperatur von zunächst noch verantwortlich ist, das diese
etwa 3.500°C[36], kühlt aber im Konvektion[30]
angetrieben
Oberen Mantel bis auf einige wird?
100°C[36] ab.
Dazu kommt noch, das sich
Mit 35Km hauchdünn, darüber das Erdmagnetfeld[40] ja immer
die
Erdkruste[37].
Sie mal wieder umgepolt hat. Die
schwimmt quasi auf dem Oberen Mantel[36].
Erde[2] hat ja einen Dynamo[41].
Weil die Erde im wesentlichen
So, nun müssen wir irgendwie das gleiche tut.
Thema 91
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Der Kern[8] im Inneren der
Erde[2] dreht sich schneller als
die äußere Erdkruste[37] und
dadurch erzeugt die Erde[2]
einen Strom[53], der ihr Magnetfeld[40] speist und uns vor
äußeren Einflüssen wie dem
Sonnenwind[42] zB schützt,
dessen Teilchen[43] sich dann
über dem Nordpol[44] und dem
Südpol[45] entladen und die
Polarlichter[46] erzeugen.
die ganze Erde[2] gedreht, sondern das Magnetfeld[40] hat
sich abgebaut und wieder aufgebaut. Und einen solchen
Dynamo[41], den man dazu
braucht, wie die Maschine[48]
am Fahrrad[49], wo Bewegungsenergie[50] in magnetische Energie[51] umgesetzt
wird, dafür braucht man eine
Rotationsbewegung[52], in unserem Fall durch Konvektion[30].
Und dieses Magnetfeld[40] hat
sich über die Jahrmillionen
immer mal wieder umgedreht.
Also da, wo der Nordpol[44]
war, war plötzlich der Südpol[45] und anders herum. Als
würde man einen Stabmagneten[47] einfach drehen.
Also wenn du mal wieder
nach Kompass[54] durch die
Stadt gehst, macht man ja immer
mal,
und
die
Kompassnadel nach Norden[44]
und Süden[45] zeigt, dann ist
das der Beweis dafür, das im
Erdinneren[8] KonvektionsströNun hat sich natürlich nicht me[30] das elektrisch leitende
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Material des Kern[34][35] ein fach. Also.... Die Erdwärme[1]
Magnetfeld[40] aufbauen lassen kommt vom Anfang... also...
und dabei die Pole festlegt
werden.
Die Erde[2] begann ja ihre
Existenz vor 4,6 Milliarden
[40]
[46]
Magnetfeld ,
Polarlicht
Jahren. Wie entstand sie? Sie
[46]
oder Aurora wie man auch wurde zusammengebacken...
sagt, Schutz vorm Sonnen- förmlich...
wind[42]..... können wir alles
vergessen ohne Magnetfeld[40]. Sogenannte Planetesimale[55],
also Kleinstplaneten, („Groß
Alles das sind Beweise dafür, Krümel“ könnte man auch sawas sich im tiefsten Erdinne- gen), von einigen 10 bis 100
ren[8][34][35][36] abspielt.
Km Größe ballerten aufeinander und setzten dabei natürlich
Aber nun sind wir schon wie- Energie[56] frei. Die wurde in
der abgeschwiffen.....;-)
Wärme[57] umgesetzt und so
wurde der Ball immer schweWir waren bei der Erdwär- rer, und schwerer, zog immer
me[1]. Wo kommt die eigent- mehr Material[28] an, die
lich her?
Schwerkraft[18] wurde immer
größer, das ballerte weiter
Ja, das ist jetzt nicht so ein- ganz mächtig, bis nichts mehr
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da war an Planetesimale und ser dichte Kern[8] aus Eisen[64]
am Ende war die Erde[2] ein und Nickel[65] und das ganze
glühend heißer Ball.
silikatartige[66] Gestein[67] blieb
im Mantel[36].
Die ganzen Brocken[55], die
sich da zur Erde[2] zusammen- Auf diese Weise sind die
gebacken haben, brachten be- schweren Elemente die zahlreits eine Vielzahl von Schwe- reich vorhanden waren durch
ren Elementen[58] mit. Also die immer größer werdende
richtig schwere Elemente[58]. Schwerkraft[18] nach Innen geVor allem auch solche, die nur wandert und das leichtere siliaus
katartige[66] Gestein[67] hat den
Erdmantel[36] gebildet.
Supernovaexplosionen[59]
stammen können, nämlich Ra- In diesem Mantel[36] verstedioaktives[60] Material[28].
cken sich nun Uran[61], Thorium[62] und so weiter....
Und dabei waren Uran[61], und
Thorium[62]. Und der Radioak- Also Radioaktive[60] Elementive Zerfall[60] dieser Elemente te[58] die dafür sorgten, dass
lässt daraus Blei[63] entstehen. das Mantelgestein[36] flüssig
bleib und durch das Absetzen
Aber zunächst bildete sich die- des Inneren Materials wurde
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auch Gravitationsenergie[18][16] Ist denn da noch etwas zu be[31]
frei. Es wurde noch einmal denken? Haben wir denn einen
geheizt.
riesen großen Konvektionskreislauf?
[31]
Also wir haben die Hitze
aus dem Druck[16] der Gravita- Nein es gibt Konvektionszotion[18], weil das ganze Ding nen.
zusammen schrumpft, wir haben die Heizung durch die Ra- In der Mitte der feste Erdkern.
dioaktiven[60] Elemente[58] (die Der ist so schwer, das sich da
Strahlen so vor sich hin), und gar nichts mehr tut. Darüber
beides zusammen führte nun nur wenig.
dazu, dass die Erde[2] bis heute
im Inneren[8][34][35][36][37] warm Es ist nun nicht so, dass die
geblieben ist. Immer noch, Erdwärme die unten losgeht
nach 4,6[2] Milliarden Jahren.
auch bei uns oben ankommt..
nee nee sondern...
So! Aber nun wissen wir immer noch nicht, wieso sich an In den verschiedenen Schichder Lithosphäre[68] irgendwas ten laufen die Konvektionssbewegt. Wieso geht die tröme[30] für sich ab. Wie ein
Wärme[31] nicht einfach raus?
Räderwerk das ineinander
greift, wird Schicht für
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Schicht die Wärme[57] nach Die Erdkruste[37], also der
oben getragen. Das nennt man oberste feste Teil des ErdmanMantelkonvektion[70].
tels, hat nun ein Problem mit
der Wärme die von unten
Der Grund dafür liegt in der kommt.
unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit[69] der Materialien[28]. Unten haben wir die großen
Konvektionswalzen[30], die die
Die Wärme[31] wird von der Erdwärme[1] immer wieder inKruste[37] nicht mehr sehr gut nerhalb ihrer Schichten weiter
geleitet, die ist ja fest. Das Transportieren. Aber oben
glutflüssige
Zeug
im angekommen,
gibt´s
das
[35][36]
[1][31]
Inneren
leitet
die Problem: Die Wärme
kann
[31]
Wärme
schon erheblich nicht weg.
besser.
Die Erdkruste[37] leitet die
Diese Prozesse[71] sind auch Wärme[31] einfach schlecht.
deshalb so lange aktiv, weil Das feste Gestein[67] bekommt
sich die Erdkruste[37] dann die Wärme[1] nicht weg, mit
doch relativ schnell abgekühlt anderen Worten, die Erde behat. Sie hat quasi das Innere kommt einen Wärmestau.
zu gedeckelt. So blieb es innen
erhalten.
Diese Wärmestau wächst lang-
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sam aber sicher an, wird immer größer und irgendwann
kommt es zur schlagartigen
Entladung, was wir dann als
Vulkanausbruch[72] erleben.
Ebenso ist es auf dem Ozeanboden[73][74]. Es wird einfach
ständig Material[28] ausgebracht. Mit Wärmeleitung ist
da nichts zu machen.
Warum ist die Erde warm?
Verständnis dafür gewonnen,
warum sich alle etwa 2 Milliarden Jahre auf der Erde[2] ein
Superkontinent[75]
bildet,
auseinander fällt und sich wieder bildet und so fort.…
Das war ein ganz heißer Start,
den unsere Erde[2] da hingelegt
hat. Am Anfang gab es Einschläge die Hülle und Fülle,
Radioaktives[60]
Material[28]
Deshalb quillt das Material wurde in die Erdkruste[37] einselbst zu Tage.
gebacken, welche heute noch
die Erde aufheizt und das ganAlso wir haben jetzt erst ein ze funktioniert genau so, wie
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bei uns Zuhause die Tomaten- fliegen.
soße für die Nudeln.
Nach einem Aufenthalt im All
[3]
Die Plattentektonik ist ein sagte ein Astronaut mal:
Zeichen für eine innere Krise[32] der Erde[2], weil sie die Die Schwerelosigkeit setzte
Wärme[31] von innen nicht los plötzlich ein, ich schwebte als
wird.
sei ich im inneren einer
Seifenblase, wie ein Säugling
Nun hat sich dieser Planet ja im Schoß der Mutter. In
in einen ganz wunderbar blau- meinem Raumschiff blieb ich
en Diamanten entwickelt.
immer ein Kind der Mutter
Erde.
Interessant immer wieder, was
Astronauten sagen, wenn sie
um unsere Mutter Erde herum-
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Quellennachweis
[1] Erdwärme / Geothermie
[14] Jupitermonde
%C3%A4ische_Platte
http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermie
http://de.wikipedia.org/wiki/Jupitermonde
[26] Indische Platte
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[15] IO http://de.wikipedia.org/wiki/Io_%28Mond http://de.wikipedia.org/wiki/Indische_Platte
[3] Plattentektonik
%29
[27] Atlantik http://de.wikipedia.org/wiki/Atlantik
http://de.wikipedia.org/wiki/Plattentektonik
[16] Druck http://de.wikipedia.org/wiki/Druck_ [28] Material / Materie
[4] Bewegung der Kontinentalplatten /
%28Physik%29
http://de.wikipedia.org/wiki/Materie
Kontinentaldrift
[17] Fahrradpumpe
[29] Kontinent
http://de.wikipedia.org/wiki/Kontinentaldrift
http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrradpumpe
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[5] Kontinentalplatte
[18] Gravitation / Schwerkraft
[30] Konvektion
http://de.wikipedia.org/wiki/Kontinentalplatte#Di http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerkraft
http://de.wikipedia.org/wiki/Konvektion
e_Bewegungen_der_Platten
[19] Himalaya
[31] Wärme http://de.wikipedia.org/wiki/W
[6] Vulkan http://de.wikipedia.org/wiki/Vulkan http://de.wikipedia.org/wiki/Himalaya
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[7] Erdoberfläche
[20] Afrikanische Platte
[32] Krise http://de.wikipedia.org/wiki/Krise
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdoberfl
http://de.wikipedia.org/wiki/Afrikanische_Platte [33] Schwerelosigkeit
%C3%A4che
[21] Atlantischer Rücken
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerelosigkeit
[8] Erdkern http://de.wikipedia.org/wiki/Erdkern http://de.wikipedia.org/wiki/Atlantischer_R
[34] Innerer Erdkern
[9] Geometrische Tiefenstufe
%C3%BCcken
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdkern#Innerer_Erd
http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermische_Tiefe [22] Temperatur
kern
nstufe
http://de.wikipedia.org/wiki/Temperatur
[35] Äußerer Erdkern
[10] Mond http://de.wikipedia.org/wiki/Mond
[23] Bergbau
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdkern#.C3.84u.C3.
[11] Mars http://de.wikipedia.org/wiki/Mars_
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%28Planet%29
[24] Ölbohrung http://de.wikipedia.org/wiki/Erd [36] Erdmantel
[12] Planet http://de.wikipedia.org/wiki/Planet
%C3%B6lgewinnung
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmantel
[13] Jupiter http://de.wikipedia.org/wiki/Jupiter_ [25] Europa / Eurasische Platte
[37] Erdkruste
%28Planet%29
http://de.wikipedia.org/wiki/Europ
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdkruste
Thema 91
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Uranus
http://soloton.selfhost.eu
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[38] Radius http://de.wikipedia.org/wiki/Radius
[39] Durchmesser
http://de.wikipedia.org/wiki/Durchmesser
[40] Erdmagnetfeld
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld
[41] Dynamo
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Generat
or
[42] Sonnenwind
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind
[43] Teilchen
http://de.wikipedia.org/wiki/Teilchen
[44] Nordpol
http://de.wikipedia.org/wiki/Nordpol
[45] Südpol http://de.wikipedia.org/wiki/S
%C3%BCdpol
[46] Polarlicht
http://de.wikipedia.org/wiki/Polarlicht
[47] Stabmagnet
http://de.wikipedia.org/wiki/Stabmagnet
[48] Maschine
http://de.wikipedia.org/wiki/Maschine
[49] Fahrrad http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrrad
[50] Bewegungsenergie / Kinetische Energie
http://de.wikipedia.org/wiki/Bewegungsenergie
[51] Magnetische Energie / Magnetismus
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http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetismus
[66] Silikat http://de.wikipedia.org/wiki/Silicate
[52] Rotation
[67] Gestein http://de.wikipedia.org/wiki/Gestein
http://de.wikipedia.org/wiki/Rotation_%28Physik [68] Lithosphäre
%29
http://de.wikipedia.org/wiki/Lithosph%C3%A4re
[53]Strom
[69] Wärmeleitfähigkeit
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Strom http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf
[54] Kompass
%C3%A4higkeit
http://de.wikipedia.org/wiki/Kompass
[70] Mantelkonvektion
[55] Planetesimale
http://de.wikipedia.org/wiki/Mantelkonvektion
http://de.wikipedia.org/wiki/Planetesimal
[71] Prozess http://de.wikipedia.org/wiki/Prozess
[56] Energie http://de.wikipedia.org/wiki/Energie [72] Vulkanausbruch
[57] Wärme http://de.wikipedia.org/wiki/W
http://de.wikipedia.org/wiki/Vulkanausbruch
%C3%A4rme
[73] Ozeanboden
[58] Chemisches Element
http://de.wikipedia.org/wiki/Ozeanboden
http://de.wikipedia.org/wiki/Chemisches_Element [74] Ozeanische Erdkruste
[59] Supernova
http://de.wikipedia.org/wiki/Ozeanische_Erdkrust
http://de.wikipedia.org/wiki/Supernova
e
[60] Radioaktivität
[75] Superkontinent
http://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktivit
http://de.wikipedia.org/wiki/Superkontinent
%C3%A4t
[76] Warum ist die Erde warm? Teil 1
[61] Uran http://de.wikipedia.org/wiki/Uran
http://www.youtube.com/watch?
[62] Thorium
v=V7SMfNR9_gU&list=PL74CFF4C2B87A11B
http://de.wikipedia.org/wiki/Thorium
E
[63] Blei http://de.wikipedia.org/wiki/Blei
[77] Warum ist die Erde warm? Teil 2
[64] Eisen http://de.wikipedia.org/wiki/Eisen
http://www.youtube.com/watch?
[65] Nickel http://de.wikipedia.org/wiki/Nickel v=nX1byewEVF0&list=PL74CFF4C2B87A11BE
HG: soloton.selfhost.eu:8002:STOA II Uranus
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