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Atmosphäre

Die Erdatmosphäre (von griechisch ἀτμός atmós ‚Dampf‘, ‚Dunst‘, ‚Hauch‘ und σφαῖρα sphaira ‚Kugel‘) ist die gasförmige Hülle der Erdoberfläche. Sie ist eine Erdsphäre und hat einen hohen Anteil an Stickstoff und Sauerstoff und somit oxidierende Verhältnisse.

Die bodennahen Schichten bis in etwa 90 km Höhe haben eine recht gleichförmige Zusammensetzung, weshalb dieser Abschnitt auch als Homosphäre bezeichnet wird. Was wir als Luft bezeichnen, besteht bei Außerachtlassen des wechselnden Wasserdampfgehalts (also wasserdampffreie Luft) im Wesentlichen aus (in Volumenprozent) 78,084 % Stickstoff (N₂), 20,946 % Sauerstoff (O₂) und 0,934 % Argon (Ar), dazu Aerosole und Spurengase, darunter Kohlenstoffdioxid (CO₂) mit zur Zeit 0,04 %, nach Wasserdampf der wichtigste Verursacher des Treibhauseffekts, Methan (CH₄), Ozon (O₃), Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Schwefeldioxid (SO₂) und Stickstoff- Verbindungen.

Bedeutung für die Geothermie

Die bedeutenste geowissenschaftliche Grenzfläche, die Erdoberfläche, trennt den geologischen Untergrund von der Atmosphäre. Durch diese Grenzfläche findet ein vielfältiger stofflicher und nicht-stofflicher Austausch statt. Da die Geothermie als die in der festen Erde gespeicherte Wärmeenergie definiert ist, grenzt die Erdoberfläche auch den Definitionsbereich der Geothermie zur Atmosphäre ab. Der für die Geothermie bedeutendste Austausch durch diese Grenzfläche ist der Wärmeaustausch. Er erfolgt in beiden Richtungen. Die feste Erde gibt die durch den terrestrischen Wärmefluss ständig bereitgestellte Energie an die Atmosphäre ab, teils durch Wärmeübertragung, teils durch Wärmestrahlung. In der anderen Richtung erfolgt eine Wärmezufluss in den Untergrund, teils durch Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche, teils duch Wärmeaustausch zu Zeiten in denen die Atmosphäre wärmer ist als der Untergrund. Neben diesen Hauptformen gibt es noch eine Vielzahl anderer, weniger bedeutender, Austauschformen zwischen Atmosphäre und Untergrund, die auch geothermisch relevant sein könen. Hierzu gehören Regen und Sickerwasser. Auch auf diesem Weg kann (durch warmen Regen) dem Untergund Energie zugeführt oder durch Verdunstung entzogen werden.