Gradient geotèrmic
Es denomina gradient geotèrmic o geoterma a la variació de temperatura, que aumenta en la profunditat en l'interior terrestre. El valor promig d'este gradient és de 25 a 30 °C per cada quilómetro de profunditat, considerant que s'alvança des de la superfície cap al centre de l'esfera terrestre.[1] Els valors usuals es troben entre 10 i 66 °C/km; no obstant, s'han medit gradient de fins a 200 °C/km. La raó per la que la temperatura aumenta a mida que es profundisa radica en les molt altes temperatures que existixen en el núcleu del planeta. L'efecte del sol solament afecta a una profunditat d'uns 10-20 metros. Físicament s'expressa en unitats de temperatura i unitats de llongitut, com la raó entre la temperatura (T1) en un punt donat (P1) i un atre punt situat a major profunditat (P2) en temperatura (T2). Conseqüentment el gradient geotèrmic queda dau per l'expressió:
El gradient geotèrmic no és un valor constant; l'estudi de les ones sísmiques ha demostrat l'existència d'un núcleu intern sòlit, i açò no seria possible si l'increment de la temperatura fora constant, ya que, en eixe cas el centre del planeta soportaria al voltant de 200.000 °C, i es pensa que és de sol 5000 o 6000 °C.
El gradient geotèrmic depén de les característiques físiques del material propi de cada zona de l'interior del planeta, o dit d'un atre modo, de les condicions geològiques locals. Eixes condicions vénen donades per factors com la relació pressió-temperatura, la composició química i les reaccions que es produïxen, l'existència de material radiactiu, la presència de moviments convectivos i roçaments, etcétera.
L'utilisació del gradient geotèrmic com a font d'energia geotèrmica es du usant des de fa sigles. Els Romans ya l'usaven per als banys d'aigua calenta i, més recentment, s'usa per a producció elèctrica.
Estudi de l'estructura interna de la Terra
- Artícul principal → Balanç de la calor interna de la Terra.
Una forma de descriure l'interior d'un planeta és examinar cóm canvia la temperatura en la profunditat. Dessifrar l'estructura de temperatura de la Terra és important per a determinar els moviments de les roques dins del nostre planeta.
L'energia tèrmica fluïx des de l'interior terrestre cap a fòra, és dir, des de les zones més calentes cap a les zones més fredes.
El fluix de calor no és constant en tota la superfície terrestre, est és major prop de les dorsals centre-oceàniques, a on el magma calent està ascendint constantment cap a la superfície. En regions continentals a on hi ha roques enriquides en isòtops radiactius, també són focs de calor a on fluïx de forma elevada. No obstant, és menor en les planures abissals profundes, o zones continentals molt antigues, com cratones, a on la temperatura és molt més baixa.
La Terra, com tots els planetes del nostre sistema solar, ha experimentat dos etapes tèrmiques. La primera es va produir durant la seua formació que va implicar un ràpit increment de la temperatura interna per les innumerables colisions entre planetesimales. En cada colisió, l'energia cinètica es va convertir en energia tèrmica. A mida que el nostre protoplaneta creixia en tamany, la seua temperatura aumentava ràpidament. Ademés, la Terra al principi contenia molts isòtops radiactius en periodos de semidesintegración molt curts. A mida que es descomponien estos elements, varen ser lliberant energia, denominada calor radiogénico. Pero si l'única font de calor procedira de la seua formació inicial i la desintegració radiactiva, ya s'haguera gelat completament fa temps. No obstant, el mant i la corfa contenen isòtops radiactius en periodos de semidesintegración llarcs (de mils de millons d'anys), principalment, urani, tori i potassi.
Un atre acontenyiment significatiu va ser la colisió d'un objecte del tamany de Mart que va dur a la formació de la Lluna. A partir d'este punt, fa al voltant de 4500 millons d'anys, fins al present, la Terra s'ha anat gelant gradualment.
Les perforació realisades en la corfa nos mostren que, a major profunditat, major temperatura. El gradient geotèrmic mostra un valor mig de 30 °C per quilómetro. Pero açò sembla restringit als primers quilómetros de la corfa. Per al mant s'estima que el gradient geotèrmic té un valor mig de 0,6 °C per quilómetro, aplegant a una temperatura mija de 2700 °C. Per al núcleu s'estima en una temperatura aproximada de 5500 °C.
Una forma d'estudiar l'estat d'agregació de la matèria consistix en comparar la geoterma en la curva de fusió per a les roques en cada profunditat. D'esta manera, si la termperatura en un punt no supera a la temperatura de fusió a la mateixa profunditat, el material no estarà fos. En cas contrari el material sí ho estarà, lo que ocorre en el núcleu extern. Esta relació determina la rigidea o viscosidad del material en un punt. Quant més rígit, major viscosidad posseïx.
El núcleu extern, a pesar d'estar a menor temperatura que el núcleu intern, es troba en estat líquit. Açò es deu a que la temperatura en el núcleu no aumenta molt en la profunditat respecte de la pressió. La pressió es triplica i, per això, el ferro líquit del núcleu extern és més fret que el ferro sòlit del núcleu intern: la pressió al que està somés el núcleu intern no permet que es funda a la temperatura que experimenta.[2]
Referències
- ↑ «The possible role and contribution of geothermal energy to the mitigation of climate change».Lübeck, Alemània:
- 59-80.Consultat el 3 de novembre de 2013.
- ↑ Tarbuck, Edward J.; Taxa, Dennis,, {{{nom2}}}; García de l'Amo, Dolores,, {{{nom3}}} (2013). Ciències de la terra : una introducció a la geologia física, 10ª ed edició, Pearson Educació. OCLC 853507534. ISBN 978-84-9035-309-7.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Gradiente geotérmico» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.