Gradientes De Temperatura En La Tierra 6b3y5p

GRADIENTES DE TEMPERATURA EN LA TIERRA: LA GEOTERMA

La fuente primordial de calor terrestre procede de la conversión a energía térmica de la energía cinética liberada a lo largo de la historia de la Tierra, tanto en los estadios iniciales de su formación durante la acreción e impacto de planetesimales, como durante el proceso de separación del núcleo terrestre ("catástrofe del Fe"). Otra fuente adicional de calor, ésta de origen cortical exclusivamente, es la desintegración de elementos radioactivos de vida media corta (e.g. 26Al, 235U, 238U, 232Th y 40K), que durante su desintegración producen calor. Esta fuente cortical de calor adicional puede suponer hasta un 45-75% del flujo térmico en regiones de corteza continental antigua. El cálculo de las temperaturas en el interior de la Tierra no es tan sencillo como el descrito anteriormente para las presiones. Las medidas "in-situ" de temperaturas se realizan en sondeos que penetran unos pocos kilometros en la corteza terrestre. Las temperaturas en la base de la corteza y en el manto se extrapolan para cada región a partir de este gradiente superficial medido. Por esta razón no debe sorprender que los gradientes térmicos en la Tierra varíen y difieran significativamente. Los gradientes medidos en regiones no orogénicas mediante minas y sondeos profundos, oscilan entre 10 y 60ºC/km (normalmente suele darse el gradiente tipo de 25ºC/km). Si se mantiene en profundidad este gradiente superficial a profundidades de 25 km (~1.2 GPa) se alcanzarían temperaturas de fusión parcial de una roca granítica, 625ºC, y a 52 km (~1.6 GPa) las propias para fundir una peridotita, 1300ºC. Las observaciones sísmicas realizadas en la corteza y manto superior terrestres atestiguan que a estas profundidades rara vez las rocas están fundidas. Por tanto el gradiente térmico medido en superficie debe descender en profundidad. Para explicar este descenso en el gradiente térmico superficial con la profundidad, debemos considerar diversos tipos de datos y observaciones procedentes de diferentes ramas de la Geología. El descenso brusco (de hasta el 10%) de las velocidades de propagación de las ondas sísmicas a profundidades entre 60 y 100 km (límite superior del canal mantélico de baja velocidad, límite litosfera-astenosfera) obedece probablemente a un o entre peridotitas sólidas arriba y peridotitas parcialmente fundidas debajo. Los experimentos petrológicos indican que las peridotitas con agua en su composición, comienzan a fundir a 1000ºC a una presión de 2 GPa (70 km). La base del canal de baja velocidad (250 km), está marcado por un aumento en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas. Para que a esta profundidad una roca peridotítica esté en estado fundido debe poseer temperaturas de unos 1500ºC. De esta manera, la comparación entre datos geofísicos y petrológicos experimentales muestra dos límites en el gradiente térmico de la Tierra; a profundidades de 70 km y 250 km las temperaturas deben ser aproximadamente de 1000ºC y 1500ºC respectivamente.

Modos de transmisión del calor (Q): el concepto de flujo térmico terrestre

Para determinar el gradiente térmico en la litosfera terrestre, debe conocerse, aunque sea someramente, como se transmite el calor desde regiones con mayor temperatura a otras más frías. Estos mecanismos de transmisión del calor dependen de las características del medio que lo transmite. Así, en el vacío el calor se puede transmitir por radiación exclusivamente; en un gas o líquido de baja viscosidad lo hace por convección (e.g. agua hirviendo en un cazo); y en un sólido opaco el calor se transmite por conducción exclusivamente. En la conducción -el mecanismo más importante en la mayoría de las situaciones geológicas- la energía térmica se transmite de una substancia a otra por una transferencia de la energía cinética de un átomo o molécula a otro/a. La ecuación general que gobierna la conducción de calor es:

dónde dQ/dt es la velocidad de conducción o transmisión de calor del cuerpo considerado; K es una constante denominada conductividad térmica (o también "coeficiente de conductividad térmica"); A es el área a través de la cual queremos medir la transferencia de calor; y x es la longitud que separa el área considerada de la fuente de calor. Si queremos normalizar la velocidad de conducción con el área del cuerpo, se obtiene el concepto de flujo térmico o flujo calorífico (J), que resulta ser:

[2] Esta expresión es conocida como la ley de Fourier. Los valores medios de flujo oscilan entre 60 mW/m2 para regiones estables (i.e. no orogénicas) de corteza continental, y hasta 335 mW/m2 en regiones de dorsal medio-oceánica en corteza oceánica. Por tanto, suponiendo que el mecanismo de transmisión de calor en la litosfera es esencialmente por conducción, y ya que en la ley de Fourier la conducción es directamente proporcional al negativo del gradiente térmico (dT/dx), se concluye que en la dirección que disminuya la temperatura en la Tierra, mayor será la cuantía del calor transmitido. Siendo la conductividad térmica, K, el factor de proporcionalidad en esta relación. Aplicando esta conclusión al gradiente geotérmico, que se mide según la dirección vertical z, resulta que a medida que disminuye z (i.e. hacia zonas más superficiales de la listosfera) el gradiente térmico dT/dz disminuye, o en otras palabras el flujo térmico aumenta hacia la superficie terrestre (i.e. una cantidad positiva de calor es transferida hacia fuera de la Tierra).

Temperaturas en la Litosfera: el gradiente estable ("steady-state geotherm") La mencionada disminución en profundidad del gradiente geotérmico, está determinada por diversos factores. El primero es debido a la producción radiogénica de calor en la corteza continental. El segundo, la transmisión de calor en el manto sub-litosférico es esencialmente por convección, lo que contribuye a mantener estable la temperatura en la base de la litosfera (≈0.6 ºC/km) [i.e. gradiente térmico vertical o de pendiente 90º en un diagrama T(coord. x)-P(coord. y), comunmente denominado gradiente adiabático]. Finalmente, a temperaturas superiores a 1200ºC aumenta la transparencia de los

minerales del manto (esencialmente silicatos) a las radiaciones infra-rojas, lo que permite que el calor se transmita por radiación. La acción combinada de estos tres factores contribuye a reducir el gradiente geotérmico en profundidad. Ya que la extrapolación lineal de la T con la profundidad realizada a partir de las medidas superficiales, da resultados erróneos, interesa definir el gradiente geotérmico en regiones de corteza continental estable (e.g. cratones proterozoicos o paleozoicos). El gradiente geotérmico estable se dice que ha alcanzado el estado estacionario ("steadystate geotherm") cuando no varía con el tiempo. En un gradiente de este tipo la temperatura varía en relación exclusivamente con la profundidad. La expresión numérica de una geoterma estable de este tipo, se realiza mediante las series de expansión de Taylor. Así la temperatura a una profundidad cualesquiera z es igual a:

siendo Tz=0 la temperatura en la superficie terrestre (en °K), y el gradiente geotérmico superficial es dT/dz. Esta expresión se puede poner en función del flujo térmico J sabiendo que dT/dz=J/K. Por lo que el tercer sumando en la expresión anterior, que es la segunda derivada del gradiente geotérmico sería:

El resto de los términos en la serie de Taylor pueden considerarse resultado de la producción radiogénica de calor. Suponiendo que la concentración de estos elementos en la corteza es constante, la temperatura a cualquier profundidad resulta ser:

[3] siendo J0 el flujo geotérmico medido en la superficie; A0 la producción radiogénica de calor en la superficie terrestre y z la profundidad considerada. A medida que se incluyen términos en esta ecuación más nos aproximamos al valor real de la temperatura. La ecuación [3] puede utilizarse para calcular las geotermas en cualquier situación geológica. En la Tabla 1 siguientes se recogen los valores de los diferentes parámetros considerados para el cálculo de una geoterma: Tabla 1

Producción radiogénica de calor (A, x0.001 mW)

Conductividad térmica (K, x1000 mW m1

°K-1)

Granito

2.93-2.95

2.93

Basalto

0.56

2.09

sedimentos

1.00

2.50

rocas sedimentarias

1.30

2.30

media Corteza Cont.

1.00

2.50

Corteza superior

2.09

2.51

2.5 x exp(-z/h) Corteza inferior

0.20

2.10

Peridotita

0.01

3.35

manto litosférico

0.02

3.40

--

3.00

media Litosf. Cont.

La figura siguiente muestra una aproximación al gradiente geotérmico real de la Tierra, tanto mediante una correlación lineal con la profundidad (lína discontinua, dos primeras expresiones en la serie de Taylor) como una geoterma estable corregida con la producción radiogénica de calor (linea continua, tres términos en la serie de Taylor). Para estimar con mayor precisión la T, deben incluirse parámetros que expliquen la variación de A con la profundidad.

Referencias Lachenbruch, A.H. y Morgan, P. (1990): Continental extension, magmatism and elevation: formal relations and rules of thumb. Tectonophysics, 174, 39-62. Philpotts, A.R. (1990): Principles of igneous and metamorphic petrology. Prentice Hall. Ranalli, G. (1987): Rheology of the Earth: Deformation and flow processes in geophysics and geodynamics. Allen & Unwin. Turcotte, D.L. y Schubert, G. (1982): Geodynamics-Applications of continuum physics to geological problems. Ed. Wiley.

La temperatura y la atmósfera son los primeros factores esenciales para la vida en la tierra. El planeta azul tiene una temperatura que sea habitable y una atmósfera que sea breathable para las cosas vivas, especialmente para las cosas vivas complejas tales como seres humanos. Estos dos factores extremadamente diversos sin embargo han venido en ser como resultado de las condiciones que resultan ser ideales para ambos. Uno de éstos es la distancia entre la tierra y el sol. La tierra no podría ser un hogar para la vida si estaban como cerca del sol como Venus está o como lejos de él como Júpiter: las moléculas carbo'n-basadas pueden sobrevivir solamente entre los límites de 120 y el 20.C y la tierra es el único planeta que temperaturas medias bajan dentro de esos límites. Cuando uno considera el universo en su totalidad, viniendo a través de una gama de temperaturas tan enangostan como esto es absolutamente una tarea difícil porque las temperaturas en el universo varían de millones de grados de las estrellas más calientes a cero absoluto (-273.C). En una gama tan extensa de temperaturas, el intervalo termal que permite que exista la vida es delgado de hecho; pero la tierra del planeta lo tiene. La prensa y el Raymond americanos Siever de la carta franca de los geólogos dibujan la atención a las temperaturas medias que prevalecen en la tierra. Observan que la "vida como la sabemos es posible sobre un intervalo muy

estrecho de la temperatura. Este intervalo es quizás 1 o 2 por ciento de la gama entre una temperatura de cero absoluto y la temperatura superficial del sol." El mantenimiento de esta gama termal también se relaciona con la cantidad de calor que el sol irradia tan bien como a la distancia entre la tierra y el sol. Según cálculos, una reducción de el apenas 10% en la energía radiante del sun daría lugar a la superficie de la tierra que es cubierta por capas de hielo muchos metros gruesos y eso si aumentara en un poco, todas las cosas vivas sería chamuscada y dado. No solamente debe la temperatura media ser ideal: el calor disponible se debe también distribuir bastante igualmente sobre el planeta entero. Un número de precauciones especiales se han tomado para asegurarse de que sucede ésta en hecho. El eje de la tierra es 23 inclinados. 27'to el plano de la eclíptica. Esta inclinación previene el recalentamiento de la atmósfera en las regiones entre los postes y el ecuador, haciéndolos llegar a ser más templados. Si no existiera esta inclinación, el gradiente de la temperatura entre los postes y el ecuador sería mucho más alto que es y las zonas templadas no serían tan temperate.or habitables. La velocidad rotatoria de la tierra en sus ayudas de las hachas también mantiene la distribución termal balance. La tierra hace una rotación completa una vez que cada 24 horas con el resultado que los períodos que se alternan de la luz del día y de la oscuridad son bastante cortos. Porque son cortas, el gradiente termal entre los lados ligeros y oscuros del planeta es absolutamente modesto. La importancia de esto se puede considerar en el ejemplo extremo del mercurio, donde un día dura más de largo que un año y donde casi está 1,000.C la diferencia entre el día y las temperaturas de la noche. Las ayudas de la geografía también distribuyen calor igualmente sobre la tierra. Hay una diferencia alrededor de 100.C entre las regiones polares y ecuatoriales de la tierra. Si un gradiente tan termal fuera existir sobre un área totalmente llana, el resultado sería vientos que alcanzan las velocidades de hasta 1.000 kilómetros por hora que barre lejos todo en su trayectoria. En lugar, la tierra es llena de barreras geográficas que bloqueen los movimientos enormes del aire que un gradiente tan termal causaría de otra manera. Esas barreras son cadenas de montañas como la que estira del Pacífico en el este al Atlántico en el del oeste, comenzando con el Himalaya en China y continuando con las montañas del tauro en Anatolia y las montan@as en Europa. En el mar, exceso del calor en las regiones ecuatoriales es norte y al sur gracias transferidos a la capacidad superior del agua a la conducta y disipa calor.

¿Cuanto Es La Temperatura Media De La Tierra? 

hace 1 año

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by c_urdian... Miembro desde: 31 julio 2008 Total de puntos: 1517 (Nivel 3)  

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Mejor respuesta - elegida por los votantes La temperatura interna de la tierra aumenta para cada 33 metros 1º C esto se conoce como gradiente geotérmico. En realidad la temperatura en el centro de la tierra oscila entre los 2200 y 4400 ºC. El flujo de calor desde el centro de la tierra produce un gradiente de temperatura con profundidad, un Gradiente Geotérmico no es constante y varia según los minerales constituyentes: fluidos porales con baja conductividad térmica actúan como aisladores al flujo del calor, zonas de baja compactación son una barrera para calentar el flujo y llevan a una pendiente de temperatura más alta, perturbaciones en la zona superior al cuerpo presurizado (caídas en la presión), etc., etc. Todos estos factores pueden tener influencias muy fuertes en la temperatura del lodo que sale o entra en el agujero (en la perforación de pozos de hidrocarburos, un incremento en la temperatura puede acelerar el proceso de intercambio catiónico y la transformación de la arcilla). En la generación de hidrocarburos: el proceso de catagénesis la temperatura juega un papel muy importante, por lo que se pueden también realizar divisiones que nos indican los cambios que experimenta la materia orgánica por el incremento del gradiente geotérmico. A los 60° C empieza la generación principal de hidrocarburos líquidos, los cuales son pesados y ricos en nitrógeno, azufre y oxígeno. Con el incremento de temperatura los aceites se van haciendo sucesivamente más ligeros: a los 100 °C se produce la máxima generación. Por encima de los 100°, la generación disminuye y se forman hidrocarburos condensados y gases. La ventana de generación de hidrocarburos líquidos se cierra a los 175 °C. Es importante señalar que la generación directa desde el kerógeno termina en los 225°C., etc., etc.

Fuente(s): Fundamentos de Geología. Geología del Petróleo.

Gradiente geotérmico De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda Gradiente geotérmico es la variación de temperatura, es decir gradiente térmico, que se produce en el material de un planeta rocoso (de ahí el prefijo GEO) cuando se avanza desde la superficie hacia el centro por un radio de su esfera, esto es, avanzando perpendicularmente desde la superficie del planeta hacia su interior. Físicamente se expresa en unidades de temperatura de diferencia entre unidades de longitud recorrida para obtenerlas. Por ejemplo, un gradiente geotérmico de 0,03ºC/m indica que cada metro de descenso supone un aumento de 0,03ºC en la temperatura. El gradiente geotérmico nos da una idea de la variación del calor interno de la Tierra. El gradiente geotérmico no es un valor constante puesto que depende de las características físicas que presente el material en cada punto del interior del planeta, es decir, de las condiciones geológicas locales algunas de las cuales son: la relación presión con temperatura, la composición química y las reacciones que se produzcan, la existencia de material radiactivo, la presencia de movimientos convectivos y rozamientos, y un largo etcetera. En la corteza terrestre el gradiente geotérmico promedio es de 30ºC/km, lo que supone aumento de 1ºC cada 30 metros de descenso. Los valores normales se encuentran en el rango 10 a 60 ºC/km pero se han medido grandientes de hasta 200 ºC/km. El aprovechamiento del gradiente geotérmico como fuente de energía geotérmica es una de las posibles soluciones que se han planteado para evitar la crisis energética que tendrá lugar con el pico de Hubbert. Su fórmula es dT/dz