¿Cómo se transmite el calor interno de la Tierra?

GEOFÍSICA + GEOTERMIA

La Tierra, un planeta dinámico desde hace miles de años, nos ha demostrado su actividad y su energía a través de diferentes manifestaciones físicas como terremotos, erupciones volcánicas o por el movimiento de sus placas tectónicas. Todas estas manifestaciones tienen su origen desde el interior de nuestro planeta. A varios cientos de kilómetros de profundidad, la Tierra es un planeta caliente que se encuentra en movimiento debido a las altas presiones y temperaturas en su interior, va transmitiendo calor a través de los diferentes materiales y medios circundantes hasta llegar a la Litosfera donde se va enfriándose gradualmente. ¿Pero cómo se transmite el calor del interior de la Tierra?

El globo terrestre está compuesto por rocas, metales y elementos químicos que conforman la geoesfera, dividida en tres capas principales. La corteza que mide aproximadamente 70 kilómetros; el manto (el estrato intermedio) que está formado por rocas en estado semisólido y líquido y tiene un espesor de 3.000 km y, por último, la capa más profunda, el núcleo donde se registran las presiones y temperaturas más altas de la Tierra, de hasta 6.000 grados centígrados.

Cuando se formó el Planeta, la corteza terrestre se fue enfriando hasta solidificarse. No obstante, las capas inferiores no lo hicieron tan rápidamente ya que la corteza funciona como aislante, permitiendo que el manto y el núcleo mantengan sus altas temperaturas. De esta manera, la Tierra funciona como una gran máquina térmica, capaz de generar su propio calor y conservarlo en el interior del globo. (1)

Pero el calor que se concentra en su interior no es estático sino, se encuentra activamente en movimiento transmitiéndose desde el núcleo al manto de diferentes maneras. Las formas en la que se transmite el calor de la Tierra son por conducción, convección y radiación. Sin embargo, los tres tienen diferente grado de importancia en las diferentes capas de la Tierra: en la corteza el principal medio de transporte de calor es la conducción mientras que en el manto lo es la convección y radiación.

La conducción es la forma como se transporta el calor de un cuerpo más caliente a uno más frío con el cual se encuentra en contacto. La eficiencia de ésta depende de una propiedad de los materiales que se llama conductividad térmica y que nos dice cuál será la diferencia de temperatura provocada por un flujo de calor: a mayor conductividad menor será la diferencia de temperatura a través del material. Un ejemplo de buen conductor lo es una barra de metal, la cual al ser calentada en uno de sus extremos inmediatamente conducirá el calor hasta el otro extremo. Por otro lado, un ejemplo de mal conductor lo sería la madera, la cerámica y el aire.

La convección es un proceso un poco más complejo que se da solamente en fluidos (líquidos y gases). Al ser calentada la parte inferior de un fluido, ésta se expandirá y se volverá menos densa que la parte superior más fría, por lo cual tenderá a subir, con lo que la parte fría quedará ahora en contacto con la fuente de calor repitiéndose de esta forma el proceso y dando origen a lo que se llama celdas de convección, en las cuales existen corrientes ascendentes y descendentes. Este mecanismo se va a generar a partir de un cierto valor de la diferencia de temperatura y depende de la viscosidad y densidad del fluido.

La radiación es una forma de transporte de calor que es importante a temperaturas altas; en realidad todos los cuerpos que tienen temperatura por arriba del cero absoluto (cero grados Kelvin o -273.15°C) emiten radiación, pero la frecuencia de la radiación emitida es proporcional a la temperatura del material: los seres humanos emitimos radiación en el infrarrojo y un trozo de hierro calentado a temperaturas muy altas empezará a emitir en el espectro visible.

De esta forma observamos que el transporte de calor en el interior de la Tierra va a depender de la temperatura y de las características del material. La corteza se comporta como un sólido y tiene temperaturas relativamente bajas. El manto se comporta como un fluido y como la convección es mucho más eficiente en este caso, ése es el principal medio de transporte, aun cuando las temperaturas relativamente altas hacen posible que la energía también se transporte por medio de la radiación. (2)

"La Geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la Física. Investiga y analiza el origen de diversos fenómenos naturales como tsunamis, terremotos, erupciones volcánicas, etc. apoyándose de herramientas indirectas para su estudio tomando como base métodos cuantitativos y métodos basados en las medidas de la gravedad, campos magnéticos, electromagnéticos o eléctricos." - Ciencia y Geofísica

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
(1) https://www.sostenibilidadedp.es/pages/index/el-calor-de-la-tierra
(2) http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/058/htm/sec_4.htm

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