5. Método geotérmico
El flujo térmico (“Q”) es el calor que desprende la Tierra desde el interior a la superficie. Se expresa mediante la ley fundamental de la conductividad térmica:
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| Imagen de Jerónimo Moreno Pulido. Licencia cc |
Caso práctico
Lee el texto, observa la gráfica y contesta a la pregunta:
El gradiente geotérmico tiene un valor medio de 1ºC por cada 33 metros en los primeros kilómetros de la corteza terrestre.
Este valor puede variar de unas zonas a otras y ocasionar anomalías térmicas. Por ejemplo, la presencia de masas fundidas (magma) cerca de la superficie aumenta el valor del gradiente térmico, como ocurre en las dorsales (anomalía positiva). El caso contrario se da en las fosas oceánicas, donde el gradiente térmico es solo de 1 ºC / 100 m.
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| Temperatura media de la tierra en función de la profundidad Imagen de Jerónimo Moreno Pulido. Licencia cc |
1. Como se observa en la gráfica, se piensa que el gradiente geotérmico no se mantiene constante en el interior de la Tierra. Si no se han podido realizar mediciones reales de la temperatura dn las zonas internas ¿por qué se ha llegado a esa deducción?
Actividad de lectura
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Mecanismos de transferencia de calor del interior de la Tierra hasta la superficie |
La transferencia de calor del interior de la Tierra hacia afuera se realiza de tres formas:
- Por radiación: es un proceso de transmisión de calor mediante ondas electromagnéticas. Todas las rocas de la Tierra, incluso las que están en la superficie, emiten radiación electromagnética cuya longitud de onda depende de la temperatura a la que se encuentren.
- Por conducción térmica: es la transmisión de calor de roca a roca, desde el interior del planeta a la superficie, y es un viaje que tarda miles de años debido a que las rocas suelen ser malas conductoras del calor.
- Mediante corrientes de convección: son movimientos que describen los fluidos cuando éstos se calientan, se dilatan y ascienden. Los materiales de la base del manto se calientan y ascienden y al llegar a la litosfera se enfrían y se contraen, descendiendo hasta alcanzar el límite manto inferior - astenosfera o hasta alcanzar el límite superior del núcleo externo, donde el proceso volverá a comenzar.
A partir de los datos de la gráfica,
1. ¿Cuál crees que es el mecanismo que, a gran escala, se puede considerar casi despreciable? ¿En qué zona/s de la Tierra se produce?
2. Por el contrario, ¿cuál sería el mecanismo más importante? ¿En qué zonas se produce? ¿Qué porcentaje, aproximado, del total representa?
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| Impacto y acreción de planetesimales Imagen adaptada de Timwether en Wikimedia commons. Licencia cc |
El calor interno de la Tierra tiene su origen en:
- La energía del impacto y acreción de planetesimales al formar el protoplaneta, que se transformó en energía térmica y se conservó en el interior por la baja conductividad.
- La diferenciación gravitatoria que generó el núcleo, en los momentos iniciales de la Tierra, produjo un movimiento por densidades, de fuera a dentro y viceversa, y llevó asociadas fricciones que aportaron parte de calor interno.
- El movimiento de rotación de la Tierra sobre su eje (frenado de mareas). Producido por la atracción de la Luna (al principio estaba más cerca y frenaba la rotación terrestre).
- El calor de la desintegración radiactiva de isótopos como 235 U, 238 U, 232 Th y 40 K, presentes en rocas de composición félsica como los granitos.
- Cristalización del núcleo. El núcleo externo (líquido) está cristalizando continuamente, y en la zona de transición con el núcleo interno (sólido) se libera calor.
- Reacciones químicas exotérmicas: como la oxidación de yacimientos de sulfuros.
Aplicaciones del método
Los instrumentos que se utilizan para medir las temperaturas son los termómetros y los termistores. Las anomalías térmicas positivas suelen estar relacionadas con ascenso de magmas, formación reciente de rocas ígneas, alteración de sulfuros, altas concentraciones de elementos radiactivos, fuentes termales, etc.
Los cálculos de anomalías térmicas y mapas de flujo térmico se usan para el estudio de sistemas hidrotermales. Los sistemas hidrotermales son muy utilizados para calefacción y, de forma industrial, para la generación de electricidad (ej. centrales geotérmicas de Islandia).
Actividad
El gradiente geotérmico tiene un valor medio de 1ºC por cada 33 metros en los primeros kilómetros de la corteza terrestre; el método geotérmico utiliza este patrón para detectar anomalías relacionadas con la variación de la temperatura del subsuelo. A escala planetaria, el mecanismo más importante por el cual la Tierra pierde su calor interno es la convección térmica.
Pregunta Verdadero-Falso
Señala si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
Retroalimentación
Falso
El núcleo interno es sólido porque, aunque está a una temperatura muy superior al punto de fusión de sus componentes, las enormes presiones que existen a esas profundidades no favorecen la fusión de dichos materiales.
Retroalimentación
Falso
El gradiente geotérmico tiene un valor medio de 1ºC por cada 33 metros en los primeros kilómetros de la corteza terrestre.
Retroalimentación
Verdadero
La frase es verdadera.
Objetivos
Si quieres aprender más sobre métodos geofísicos de estudio del interior terrestre, consulta la página del Instituto Andaluz de Geofísica. Podrás observar y compara las imágenes obtenidas para la detección o prospección por métodos gravimétricas, magnético y eléctricos…
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| Imagen de la Universidad de Granada. Institución de derecho público |