Fluxo de Calor e o Interior da Terra
O calor que escapa do interior da Terra impulsiona a convecção, o geodínamo e a tectónica de placas, e a medição deste fluxo de calor, juntamente com dados sísmicos e de física mineral, revela a composição, estrutura e evolução do planeta profundo.
Definition
Fluxo de calor e o interior da Terra é o estudo do estado térmico interno e do balanço energético do planeta, integrando o fluxo de calor superficial medido, a estrutura sísmica e a física mineral de alta pressão para determinar a composição, temperatura e evolução da crosta, manto e núcleo.
Scope
Esta área abrange o estado térmico da Terra e a constituição do seu interior: o fluxo de calor terrestre e as suas fontes na radioatividade e no calor primordial e do núcleo, a composição e estrutura em camadas da crosta, manto e núcleo, e a física mineral que conecta medições laboratoriais a alta pressão e temperatura com a Terra profunda. Trata da geotermia, dos modos de transporte de calor e da evolução térmica a longo prazo do planeta. A ênfase está no balanço energético e no estado físico do interior.
Sub-topics
Core questions
- Quanto calor flui para fora da Terra e de onde ele vem?
- Quais são a composição e a estrutura física da crosta, manto e núcleo?
- Como os experimentos minerais de alta pressão restringem o interior profundo?
- Como o estado térmico da Terra evoluiu ao longo do tempo geológico?
Key concepts
- Fluxo de calor terrestre e a geotermia
- Fontes de calor radiogénico, primordial e do núcleo
- Estrutura em camadas: crosta, manto e núcleo
- Física mineral a alta pressão e temperatura
- Evolução térmica e arrefecimento da Terra
Key theories
- Balanço de calor da Terra
- O fluxo de calor superficial global é fornecido pela desintegração radioativa de isótopos de longa duração, juntamente com a lenta libertação de calor primordial e do núcleo, e este balanço define a energia disponível para impulsionar a convecção do manto, a tectónica de placas e o geodínamo.
- Estrutura em camadas do interior
- A sismologia, a gravidade e a física mineral, em conjunto, estabelecem que a Terra é diferenciada numa crosta fina, um manto de silicato com camadas de transição de fase e um núcleo metálico com uma parte externa líquida e uma parte interna sólida.
Clinical relevance
O calor interno da Terra impulsiona a convecção responsável pela tectónica de placas, vulcanismo e campo magnético, sustenta os recursos de energia geotérmica e fundamenta modelos de como o planeta e outros evoluíram e permaneceram habitáveis.
History
A estimativa de arrefecimento do século XIX de Kelvin para a idade da Terra, posteriormente derrubada pela descoberta da radioatividade, abriu o estudo do calor terrestre; a sismologia do século XX delineou as camadas interiores, Birch relacionou a velocidade sísmica com a composição, e compilações modernas de fluxo de calor e a física mineral quantificaram o balanço energético do planeta.
Key figures
- William Thomson (Lord Kelvin)
- Inge Lehmann
- Francis Birch
- Edward Bullard
Related topics
Seminal works
- fowler2005
- turcotte2014
- stacey2008
Frequently asked questions
- De onde vem o calor interno da Terra?
- A maior parte provém da desintegração radioativa de isótopos de longa duração, como urânio, tório e potássio, sendo uma parte significativa o calor primordial remanescente da formação do planeta e o calor libertado à medida que o núcleo arrefece lentamente e o núcleo interno congela.
- Como sabemos do que é feito o interior profundo da Terra se não podemos amostrá-lo?
- Os cientistas combinam medições sísmicas de como as ondas viajam através do interior com experimentos de laboratório que recriam as imensas pressões e temperaturas em profundidade, comparando as propriedades observadas com minerais e metais candidatos para inferir a composição do interior.