Flujo de calor y el interior de la Tierra
El calor que escapa del interior de la Tierra impulsa la convección, el geodinamo y la tectónica de placas, y la medición de este flujo de calor, junto con los datos sísmicos y de física mineral, revela la composición, estructura y evolución del planeta profundo.
Definition
El flujo de calor y el interior de la Tierra es el estudio del estado térmico interno y el balance energético del planeta, integrando el flujo de calor superficial medido, la estructura sísmica y la física mineral de alta presión para determinar la composición, temperatura y evolución de la corteza, el manto y el núcleo.
Scope
Esta área cubre el estado térmico de la Tierra y la constitución de su interior: el flujo de calor terrestre y sus fuentes en la radiactividad y el calor primordial y del núcleo, la composición y estructura en capas de la corteza, el manto y el núcleo, y la física mineral que conecta las mediciones de laboratorio a alta presión y temperatura con la Tierra profunda. Trata la geotermia, los modos de transporte de calor y la evolución térmica a largo plazo del planeta. El énfasis se pone en el balance energético y el estado físico del interior.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cuánto calor fluye de la Tierra y de dónde proviene?
- ¿Cuáles son la composición y la estructura física de la corteza, el manto y el núcleo?
- ¿Cómo restringen los experimentos minerales a alta presión el interior profundo?
- ¿Cómo ha evolucionado el estado térmico de la Tierra a lo largo del tiempo geológico?
Key concepts
- Flujo de calor terrestre y la geotermia
- Fuentes de calor radiogénico, primordial y del núcleo
- Estructura en capas: corteza, manto y núcleo
- Física mineral a alta presión y temperatura
- Evolución térmica y enfriamiento de la Tierra
Key theories
- Balance de calor de la Tierra
- El flujo de calor superficial global es suministrado por la desintegración radiactiva de isótopos de larga vida junto con la liberación lenta de calor primordial y del núcleo, y este balance establece la energía disponible para impulsar la convección del manto, la tectónica de placas y el geodinamo.
- Estructura en capas del interior
- La sismología, la gravedad y la física mineral establecen conjuntamente que la Tierra está diferenciada en una corteza delgada, un manto de silicato con capas de transición de fase y un núcleo metálico con una parte exterior líquida y una parte interior sólida.
Clinical relevance
El calor interno de la Tierra impulsa la convección responsable de la tectónica de placas, el vulcanismo y el campo magnético, sustenta los recursos de energía geotérmica y es la base de los modelos sobre cómo el planeta y otros han evolucionado y se han mantenido habitables.
History
La estimación de la edad de la Tierra por Kelvin en el siglo XIX, basada en el enfriamiento y posteriormente refutada por el descubrimiento de la radiactividad, abrió el estudio del calor terrestre; la sismología del siglo XX delineó las capas interiores, Birch relacionó la velocidad sísmica con la composición, y las compilaciones modernas de flujo de calor y la física mineral cuantificaron el balance energético del planeta.
Key figures
- William Thomson (Lord Kelvin)
- Inge Lehmann
- Francis Birch
- Edward Bullard
Related topics
Seminal works
- fowler2005
- turcotte2014
- stacey2008
Frequently asked questions
- ¿De dónde proviene el calor interno de la Tierra?
- La mayor parte proviene de la desintegración radiactiva de isótopos de larga vida como el uranio, el torio y el potasio; una parte significativa es calor primordial remanente de la formación del planeta y calor liberado a medida que el núcleo se enfría lentamente y el núcleo interno se solidifica.
- ¿Cómo sabemos de qué está hecho el interior profundo de la Tierra si no podemos tomar muestras?
- Los científicos combinan mediciones sísmicas de cómo viajan las ondas a través del interior con experimentos de laboratorio que recrean las inmensas presiones y temperaturas en profundidad, comparando las propiedades observadas con minerales y metales candidatos para inferir la composición del interior.