Del 1, se Neos svar. Jorden kommer att förlora sin värme oavsett vad vi gör, och vår utvinning av geotermisk energi är obetydlig ( Wikipedia citerar en BP-siffra på 11,4 GW elektrisk, 28 GW uppvärmning).

Till svara på del 2 av din fråga: om jordens kärna tappar sin värme kommer detta inte att ha någon större direkt påverkan på klimatet. Intern värmeproduktion uppskattas av Davies och Davies (2010) till ungefär 47 TW. Med en yta på 5,1 × 10 ¹⁴ m ² , översätts detta till ungefär 0,1 W / m ² . Detta kan jämföras med de andra flödena i klimatsystemet, illustrerat av Trenberth och Fasullo, 2012:

—Trenberth, Kevin E. och John T. Fasullo. "Spåra jordens energi: Från El Niño till global uppvärmning." Undersökningar inom geofysik 33, nr. 3-4 (2012): 413-426. Webblänk

Så ur ett klimatperspektiv är intern värmeproduktion inte viktigt. Se även detta inlägg på skeptisk vetenskap.

Men vi kan förlora vår atmosfär, vilket skulle få obekväma konsekvenser. En istid skulle vara det minsta av våra bekymmer. En efterföljande fråga skulle vara: (Hur länge) skulle jordens atmosfär hålla utan ett globalt magnetfält? Det är en annan fråga och jag är inte säker på om vi verkligen känner till svara.

Den här frågan är relevant, Varför är jordens insida så het?

Det korta svaret är att kärnan förlorar värme oavsett vad vi gör. Du förstår, värme transporteras från kärnan till ytan, men det är viktigt att tänka på värme i termer av energi. Eftersom det finns en begränsad mängd energi inom jorden överför vi faktiskt energi från insidan till utsidan. Det fungerar som en förbränningsmotor som finns i din bil. Du omvandlar en potentialskillnad (hög och låg temperatur) till mekanisk energi. I jordens fall representeras denna mekaniska energi som konvektionsceller, som driver plåtektonik. Så småningom tar en motor slut på bensin, eller i jordens fall, energi och börjar svalna.

När kärnan svalnar, tror jag inte att en istid skulle vara rätt att säga. Mars skulle vara ett bra exempel på vad som kan hända med jorden när den tappar det mesta av sin värme. Det kommer inte längre att finnas tektoniska händelser som vulkanism, jorden kommer att bli en kall masskula. Det kommer att finnas mycket is, men så småningom kommer kosmisk strålning och solvindar att förstöra atmosfären utan att skyddet av jordens magnetfält lämnar en karg planet med en i stort sett homogen yta. Så säker, det kommer att orsaka en istid, men planetens yttersta öde är kargt, med en solid icke-konvektionsmantel och kärna.

Redigera:

Jag vill lägga till det här är till stor del spekulationer om att vi verkligen inte vet vad som kommer att hända. Jag antar bara att jorden kommer att dela ett öde som Mars. Mars hade en gång ett magnetfält som skyddade sin atmosfär, men när planeten svalnade försvann fältet. Mars historiska magnetfält är ett område med omstridd forskning.

Som Gerrit påpekade har Venus en atmosfär utan magnetfält, så detta är tydligt postulation. Kanske kommer en expert att belysa denna fråga (Hur länge) skulle jordens atmosfär hålla utan ett globalt magnetfält?

Lägg en stekpanna på en spis och gör pannan varm. Mät dess temperatur varje minut över en halvtimme eller så för att få en uppfattning om hur snabbt det naturligt svalnar.

Starta sedan experimentet igen. Den här gången tar du en nål och rör vid och håller spetsen mot stekpannan så att den fungerar som en kylfläns. Stekpannans och nålens relativa storlek kommer att ungefär "Jorden och nuvarande metoder för geotermisk överföring". Mät kylningen under den närmaste halvtimmen.

Om du kör de två experimenten några gånger och jämför resultat bör du upptäcka att det är praktiskt taget omöjligt att upptäcka någon skillnad. Resultaten kan extrapoleras för att uppskatta effekterna på jorden, och en trolig slutsats är att den inte kommer att göra någon meningsfull skillnad.

Den enkla anledningen är att våra nuvarande geotermiska ansträngningar (liksom alla för närvarande projicerade framtida ansträngningar) är så försvinnande små jämfört med jordens storlek att den har mindre effekt än vi kan mäta.

Nu betyder det inte att någon radikal framtida förändring av tekniken inte kommer att förändras. saker. Men ingen kan svara på dessa villkor förutom att hävda att vi skulle kunna göra en betydande skillnad om vi kunde utveckla tekniken tillräckligt långt.

Kan all borrning och grävning för att använda jordens naturliga värme som geotermisk energi påverka jordens kärna och få den att svalna?

Ja. Men hur mycket? Låt oss göra lite grov matte. Vi kommer bara att tänka på storleksordningar här.

Antag att vi har en enhetlig sfär som är lika stor som jordens storlek. Kalla det 10 ²¹ kubikmeter.

Antag att denna sfär är gjord av sten som är fyra gånger tätare än vatten. Vatten väger 1000 kg per kubikmeter.

Naturligtvis är jorden inte enhetlig; den består av stenar som är mindre täta och metaller som är mer täta. Vi gör lite grov matte här.

Och låt oss anta att det inre på vår planet har en enhetlig temperatur, säg 5000 Kelvin.

Återigen, naturligtvis är jorden inte jämnt het överallt. Återigen gör vi grov matematik här, bara för att få en uppfattning om storleksordningen.

Låt oss anta att vår boll av sten inte producerar ny värme. Naturligtvis producerar jorden ny värme inuti den, till exempel från radioaktiva element i kärnan. Men låt oss anta att det inte är det.

Och låt oss anta att vår boll av sten har en specifik värmekapacitet på 0,8 joule per kilogram * kelvin. Den specifika värmekapaciteten berättar ungefär hur mycket energi som finns i en mängd av ett ämne vid en viss temperatur. Så multiplicera det.

(10 ²¹ kubikmeter) x

(4000 kg / kubikmeter) x

(5000 kelvin) x

(0,8 Joule per kilogram * kelvin) =

1,6 x 10 ²⁸ joule

Vi tittar bara för en storleksordning här. Vår klippa har ungefär 10 ²⁸ joule termisk energi.

Låt oss nu anta att vi extraherar en del av dessa joule. Mänsklighetens totala energiförbrukning från alla källor - kärnkraft, gas osv - är cirka 10 ¹⁸ joule per år. Om vi ​​fick 100% av det från vår boll av het sten, skulle det svalna av det med en tio miljardedel av sin totala värme varje år.

Det gör de värsta möjliga antagandena; naturligtvis kommer vi inte någonstans nära all vår kraft från geotermisk energi, den energi vi får skulle bara slösas bort i atmosfären så småningom, jorden gör sin egen värme, och så vidare. Vi kunde få våra totala kraftbehov uppfyllda av geotermisk energi under biljoner år utan att oroa oss för att kyla kärnan.

hur behåller den sin värme?

På samma sätt som någon annan stenkula behåller sin värme. Värme, som alla former av energi, behålls på obestämd tid tills något verkar för att ta bort den. Jag är inte klar över vilken fråga du faktiskt ställer här.

... får det att svalna?

Detta svar på frågan "Varför har jordens kärna inte blivit solid?" över på fysik verkar hävda att svaret är nej.

Kärnan värms upp av radioaktiva sönderfall av Uran-238, Uran-235, Thorium-232 och Kalium-40, som alla har halveringstider på mer än 700 miljoner år (upp till ungefär 14 miljarder år för Thorium).

Kärnan är inte varm bara på grund av kvarvarande värme kvar från bildandet, värmeenergin i kärnan förnyas kontinuerligt av radioaktiva processer.

Om så är fallet, skulle det resultera i en istid?

Denna energi från kärnan måste redan kontinuerligt spridas upp genom manteln, genom skorpan , in i atmosfären och så småningom i rymden (annars skulle planeten värmas upp).

Allt vi kan göra är att påskynda spridningen av denna energi genom skorpan, all energi vi extraherar skulle komma till ytan ändå.

Som andra har påpekat är geotermisk energi en liten bråkdel av det som värmer upp vår atmosfär, det mesta kommer från solen.

Även om detta inte var fallet, skulle vi behöva ha nästan fullständig kontroll över geotermisk utsläpp för att vi skulle kunna orsaka en istid. genom konstgjorda medel. Vi skulle behöva extrahera tillräckligt med energi under tillräckligt lång tid från djupt nog i jorden för att det inte längre fanns någon betydande naturlig värmedispersion genom skorpan. Då måste vi stoppa och tappa upp vår manuella utvinning värmen hade inga andra medel att fly utan att stiga genom skorpan på det naturliga sättet. Värmen som finns i atmosfären skulle försvinna ut i rymden mycket snabbare än ny värme skulle stiga genom skorpan.

Jag föreställer mig att både processen att ingripa till kontrollpunkten och vår plötsliga avståelse från kontrollen betydande effekter förutom klimatförändringar: jordbävningar, vulkanutbrott, störande kontinentaldrift ...

Om inte, hur behåller den värmen?

Jag hoppas att det är klart att det inte gör det.

Du måste börja med orsaken till värmen: radioaktiva isotoper är fördelade över hela jorden och eftersom värmestrålning sker på ytan, desto djupare du blir desto varmare blir den. Radioaktiva isotoper förfaller med en fast hastighet och vissa har mycket långa halveringstider så denna värme frigörs över jordens livslängd. Jordens värme beror inte (mestadels?) På kinetisk energi som är kvar från dess bildande eller tidvatten som kläms av månen. På grund av skalan kommer ingenting vi gör att göra stor skillnad för denna situation.

Jorden producerar 20TW [1] värmeenergi från radioaktivt sönderfall i manteln. Detta är den mängd värme som jorden genererar, så det borde ge oss en uppfattning om hur mycket värme vi skulle behöva ta bort från jorden för att påverka jordens inre temperatur. För att sammanfatta uppvärmningssituationen under jordskorpan kommer den befintliga värmen från två källor i ~ lika delar: radioaktivt sönderfall och kvarvarande värme från jordens skapelse [1]. Mycket värme träffar jorden från solen men strålas ut igen; Det har egentligen inget att göra med interna temperaturer [1].

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_internal_heat_budget

Så vitt jag kan säga från den wikki-sidan: Nuvarande värme i jorden: ~ 50% strålning, ~ 50% kvarIntern värmebudget: Geotermisk energiförbrukning + 47TW överförd från manteln till skorpan och därefter [1 ] - 20TW genererad från strålning = Core kylningshastighetCore kylhastighet utan geotermisk: 0 + 47TW - 20TW = 27TW

Världen förbrukade 22 000 TWh 2017 [2]. Det betyder en genomsnittlig strömförbrukning på 2,5TW. Om allt detta var geotermiskt skulle vi öka kylhastigheten i jordens kärna med cirka 10%.

[2] https://yearbook.enerdata.net/electricity/electricity -domestic-consumption-data.html

Så baserat på det, hur snabbt kyler varje TW geotermisk jord jorden? Tja, jag tittade på de vanligaste jordelementen i massa och fann att den vägda genomsnittliga värmekapacitansen är cirka 1000 J / kg / deg C. För att få en uppfattning om effekten 1 TW skulle göra, använder jag det talet och en genomsnittlig inre temperatur på 3000 grader C. För att beräkna att jordens termiska energi använder jag Q = M c dT Jag kommer att överväga ett termiskt fönster mellan 0C och 3000C . Skillnaden i jordens termiska energi mellan dessa punkter är i storleksordningen 1,8x10 ^ 31 J.

På ett decennium genererar en 1TW-källa 3,2x10 ^ 20 J. För att få 1% inverkan på den genomsnittliga inre temperaturen på planeten (30 grader C för vårt analysfönster), måste en 1TW-källa arbeta heltid tills solen förbrukade jorden på 5 miljarder år.

Jag tycker att det här är fantastiskt! Jag ville se hur fantastiskt dock.

Vad sägs om det faktum att människor verkar fördubbla sitt maktbehov vart decennium eller så? Jag kastade ihop ett snabbt kalkyltabell och simulerade det århundrade för århundrade för att se hur lång tid det tog att få mätbara effekter på jordens temperatur när våra kraftbehov går upp genom tiden.

Det visar sig att om vi var för att konvertera hela vår kraftproduktion till geotermisk energi idag och fördubbla vår totala globala geotermiska kraftproduktion varje decennium, skulle vi få 8400 år av ren energi innan vi kyler jordens kärna med 1%!

Vi skulle behöva göra en förändring strax efter, för om vi fortsatte så skulle vi helt tömma jordens värme i århundraden. Vid den tiden kan vi till och med ha tillräckligt med kraftfull teknik för att värma jorden artificiellt.