Por qué la desintegración radiactiva desempeña un papel importante en el calor interno de la Tierra
Mapa global del flujo de calor, en mW/m2, del interior de la Tierra a la superficie[1] Los mayores valores de flujo de calor coinciden con las dorsales oceánicas medias, y los menores valores de flujo de calor se dan en los interiores continentales estables.
El balance térmico interno de la Tierra es fundamental para la historia térmica de la Tierra. El flujo de calor desde el interior de la Tierra hacia la superficie se estima en 47±2 teravatios (TW)[1] y procede de dos fuentes principales en cantidades aproximadamente iguales: el calor radiogénico producido por la desintegración radiactiva de isótopos en el manto y la corteza, y el calor primordial sobrante de la formación de la Tierra[2].
El calor interno de la Tierra se desplaza a lo largo de los gradientes geotérmicos y potencia la mayor parte de los procesos geológicos[3]. Impulsa la convección del manto, la tectónica de placas, la construcción de montañas, el metamorfismo de las rocas y el vulcanismo[2]. También se ha teorizado que la transferencia de calor convectivo dentro del núcleo metálico de alta temperatura del planeta sostiene un geodinamo que genera el campo magnético de la Tierra[4][5][6].
A pesar de su importancia geológica, el calor interior de la Tierra sólo contribuye en un 0,03% al presupuesto energético total de la superficie, que está dominado por 173.000 TW de radiación solar entrante[7] Esta fuente de energía externa impulsa la mayoría de los procesos atmosféricos, oceánicos y biológicos del planeta. Sin embargo, en la tierra y en el fondo del océano, el calor sensible absorbido de la insolación no reflejada fluye hacia el interior sólo por medio de la conducción térmica, por lo que sólo penetra varias decenas de centímetros en el ciclo diario y sólo varias decenas de metros en el ciclo anual. Esto hace que la radiación solar sea mínimamente relevante para los procesos internos de la corteza terrestre[8].
La temperatura interna de la Tierra
Hay tres fuentes principales de calor en las profundidades de la Tierra: (1) el calor de cuando se formó el planeta y se acrecentó, que aún no se ha perdido; (2) el calentamiento por fricción, causado por el material más denso del núcleo que se hunde hacia el centro del planeta; y (3) el calor procedente de la desintegración de elementos radiactivos.
El calor tarda bastante tiempo en salir de la Tierra. Esto ocurre tanto por el transporte “convectivo” del calor dentro del núcleo externo líquido de la Tierra y el manto sólido como por el transporte “conductivo” más lento del calor a través de las capas límite no convectivas, como las placas de la Tierra en la superficie. Como resultado, se ha retenido gran parte del calor primordial del planeta, de cuando la Tierra se acrecentó y desarrolló su núcleo.
La cantidad de calor que puede surgir a través de simples procesos de acreción, juntando pequeños cuerpos para formar la proto-tierra, es grande: del orden de 10.000 kelvins (unos 18.000 grados Farhenheit). La cuestión crucial es saber qué parte de esa energía se depositó en la Tierra en crecimiento y qué parte se irradió al espacio. De hecho, la idea actualmente aceptada sobre cómo se formó la luna implica el impacto o la acreción de un objeto del tamaño de Marte con la proto-tierra o por ella. Cuando dos objetos de este tamaño chocan, se generan grandes cantidades de calor, del que se retiene bastante. Este único episodio podría haber fundido en gran medida los últimos miles de kilómetros del planeta.
Núcleo de la Tierra por qué caliente
Los terremotos nos sacuden. Los volcanes entran en erupción, lanzando cenizas y gases calientes a la atmósfera y vertiendo roca fundida sobre la tierra. Las grandes cadenas montañosas ascienden gradualmente, a lo largo de milenios.
Infografía sobre el cambio globalEl calor interno de la Tierra contribuye al balance energético, concretamente a la energía disponible en la Tierra que impulsa los procesos del sistema en la geosfera. El calor interno de la Tierra es una parte esencial de Cómo funciona el sistema terrestre. Haz clic en la imagen de la izquierda para abrir la infografía Comprender el cambio global. Localiza el icono del calor interno de la Tierra e identifica otros procesos y fenómenos del sistema terrestre que provocan cambios en el calor interno de la Tierra o que se ven afectados por él.
La mayor parte del calor interno de la Tierra es un remanente de cuando se formó nuestro planeta, hace unos 4.500 millones de años. La Tierra y los demás planetas del sistema solar empezaron a tomar forma cuando innumerables cuerpos más pequeños chocaron y se agruparon. La energía de esas violentas colisiones se transformó en energía térmica. A medida que la Tierra primitiva crecía, la gravedad empezó a atraer la materia hacia el centro. La intensa compresión de la materia en el interior de la Tierra aumentó aún más el calor interno.
La energía nuclear es la energía del calor interno de la tierra
Los poetas y filósofos han celebrado la intemporalidad de la tierra que nos rodea durante eones, pero la Tierra sólida es en realidad un cuerpo muy dinámico. Las grandes placas tectónicas están en constante movimiento en la superficie de la Tierra.
Los terremotos y las erupciones volcánicas son manifestaciones de estos movimientos en escalas de tiempo humanas. Pero a lo largo de millones de años, los movimientos de la placa tectónica terrestre reorganizan la faz de la Tierra. Hacen que los continentes se abran y se desplacen, creando cuencas oceánicas completamente nuevas. Las colisiones entre las placas estrujan los antiguos océanos hasta hacerlos desaparecer y producen majestuosas cordilleras como los Alpes y el Himalaya.
Al igual que un mecánico que tiene que mirar “bajo el capó” para ver el motor que impulsa su coche, los geólogos tienen que mirar en lo más profundo del interior de la Tierra para entender las tremendas fuerzas subyacentes que construyen y dan forma a la superficie terrestre. Ahora estamos empezando a comprender y describir el papel que desempeña el manto terrestre en el impulso de los cambios en el planeta en el que vivimos.
El manto terrestre es el interior sólido y rocoso de nuestro planeta que se extiende desde la base de la corteza hasta el núcleo de la Tierra, a unos 2.900 kilómetros por debajo de la superficie. Aunque son sólidas, las rocas del manto terrestre pueden deformarse y fluir por fluencia viscosa durante largos periodos de tiempo. A primera vista, esto puede parecer extraño; después de todo, las rocas que encontramos en la superficie de la Tierra son frías y quebradizas, y se fracturan o rompen si se deforman. A gran escala, este mismo proceso provoca terremotos.