[CAE] El calor de la Tierra

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La Tierra que hay bajo nuestros pies no es sólo una esfera rocosa e inanimada que rota y se desplaza influida por la atracción solar, sino que además posee una energía interna propia, capaz de fundir y movilizar sus materiales. La mayor parte de esa energía procede de la radiactividad y sólo una pequeña parte se debe a los restos del calor primordial, es decir, al calor generado durante la formación del planeta (calor liberado por las colisiones y por la compactación gravitatoria).

Desde que se produjo la diferenciación, la evolución de la Tierra ha sido la de una máquina térmica, capaz de generar su propio calor a expensas de la radiactividad natural. Es cierto que la radiactividad ha disminuido, pero aún hoy suministra suficiente energía como para provocar el movimiento de las masas continentales o propiciar la formación de volcanes, cadenas montañosas, etc. Los máximos responsables de la energía liberada por desintegración han sido, y continúan siendo, el torio 232, el uranio 238, el potasio 40 y el uranio 235, con períodos de semidesintegración de 14.100, 4.510, 1.260 y 710 millones de años, respectivamente. Pero si sólo hubiese generación de calor, la Tierra se habría ido calentando hasta convertirse en una bola de fuego.

Afortunadamente para nosotros, la energía de la Tierra no permanece confinada, sino que el calor interno tiende a transmitirse hacia la corteza, mucho más fría, en un intento por conseguir una temperatura uniforme. Una parte de este calor interno fluye a la superficie, perdiéndose en el espacio, mientras que el resto provoca movimientos de la materia mineral, que se manifiestan en el exterior como un desplazamiento de los continentes y un potente campo magnético.
En la esfera rocosa, los términos de generación y pérdida de calor no se han compensado a lo largo del tiempo y, aunque es cierto que el interior se ha ido enfriando, nos encontramos aún muy lejos del equilibrio térmico.

Temperatura de las capas internas de la Tierra

La temperatura de la Tierra aumenta con la profundidad: para los primeros kilómetros, el aumento es muy rápido, del orden de un grado cada treinta metros, pero después la temperatura aumenta más lentamente, hasta alcanzar unos 3.000 grados en la frontera entre el manto y el núcleo, a 2.900 kilómetros de profundidad. Para la zona más profunda de la Tierra se estiman temperaturas cercanas a los 5.000 °C (algunos autores sugieren temperaturas que rondan los 6.000 °C para el centro de la Tierra).
En la Tierra, el calor interno llega a la superficie por conducción y por convección, y posteriormente es radiado desde la superficie terrestre hacia el espacio.

La conducción térmica

La conducción se produce en cualquier tipo de sustancia y puede resumirse de la forma siguiente: cuando se aumenta la temperatura en el extremo de un trozo de material, sus moléculas, átomos o iones se excitan y comienzan a vibrar. La vibración se transmite a las moléculas o iones vecinos, y con ella, la energía calorífica. La efectividad de la transmisión de calor depende de la conductividad térmica del material; si es elevada, como en los metales, el calor se transfiere rápida y eficazmente. Pero en el caso de la Tierra, la baja conductividad térmica de las rocas del manto y la corteza hacen que la conducción no sea muy efectiva; a pesar de eso se observa un flujo continuo de calor que, procedente del interior, llega hasta la superficie

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Para nosotros, que estamos acostumbrados a pensar que el calor «viene de arriba», parece extraño describir este flujo de calor interno. De hecho, seríamos incapaces de observarlo sin aparatos adecuados y, sin embargo, la energía emitida por conducción en un año supera a la liberada por todos los terremotos en el mismo período.

El otro mecanismo de transferencia del calor interno es la convección, que sólo se produce en medios fluidos y se da tanto en las masas fluidas superficiales como en el interior del planeta. En la convección, una masa de fluido al ser calentada desde abajo pierde densidad, «flotando» hacia la superficie, mientras que el fluido de la parte superior. más frío y más denso, cae debido a su propio peso. Se crean así unas corrientes, llamadas de convección (similares a las que se aprecian en un recipiente en donde calentamos agua). Estas corrientes movilizan el material y transportan el calor.

En superficie, la convección origina las corrientes oceánicas y atmosféricas, aunque el motor de estos movimientos no es la energía geotérmica, sino el calor solar, mientras que en el interior la convección se alimenta de la energía geotérmica y es un mecanismo de enfriamiento mucho más efectivo que la conducción; en este caso, los movimientos convectivos se dan tanto en el manto como en el núcleo terrestre.
En el núcleo, los movimientos convectivos de material metálico dan origen al campo magnético terrestre, mientras que las corrientes convectivas del manto son una de las causas principales del desplazamiento continental.

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Basándose en esta movilidad interna se ha realizado una clasificación de la Tierra que tiene en cuenta el papel desempeñado por las distintas zonas en la dinámica global:

La Tierra se divide de menor a mayor profundidad en: litosfera, astenosfera, mesosfera, núcleo externo y núcleo interno. (ver también capas internas de la Tierra)

La litosfera es la zona más superficial y contiene la corteza y una pequeña parte del manto superior. No es continua, sino que está constituida por una serie de placas, algunas de dimensiones continentales, que se mueven a razón de unos pocos centímetros anuales.

La astenosfera, o capa en estado de fusión parcial, juega un papel importante en el movimiento de las placas, ya que su naturaleza plástica facilita el deslizamiento de la Iitosfera.

La mesosfera es más rígida que la astenosfera y contiene la mayor parte del manto, llegando hasta una profundidad de unos 2.900 km, a partir de la cual comenzaría el núcleo.

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El AUTOR de este articulo es :

El calor de la Tierra

de astroyciencia: Astronomía y ciencia 

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Publicado por VRedondoF para CAE el 1/25/2012 01:00:00 AM