Die
geothermische Tiefenstufe ist die Tiefendifferenz, in der sich die
Erdkruste um ein
Kelvin erwärmt, und ist damit der
Kehrwert des entsprechenden
Temperaturgradienten:
Eine solche Erwärmung erfolgt durchschnittlich alle 33 Meter, so dass oft ein Gradient von 3 Kelvin pro 100 Metern angegeben wird:
Die geothermische Tiefenstufe ist je nach Gebirge unterschiedlich groß. In alten und ruhigen Gebieten der Erdkruste (beispielsweise in
Südafrika) kann sie zwischen 90 und 125 Meter pro K betragen, während in Europa auf der
Schwäbischen Alb 11 Meter, im
Lötschberg 45 Meter und im
Gotthard 50 Meter pro K erreicht werden. Diese Abweichungen sind u. a. durch die örtlich variierende
Mineralogie,
Geologie,
Morphologie und besonders
vulkanische Aktivität bedingt. Hervorgerufen werden die kleineren Tiefenstufen, d. h. die größeren Temperaturgradienten, durch geringere
Wärmeleitfähigkeit des
Gesteins und durch geringere effektive Dicken der Erdkruste (weil diese entweder dünn ist oder weil
Magma eingedrungen ist).