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El origen del calor de la Tierra

A finales del siglo XVII se concebía la Tierra como una masa fundida recubierta de una corteza sólida consecuencia de su enfriamiento. Hasta el siglo XIX no se elaboraron los primeros cálculos de la edad de la Tierra basados en su evolución térmica, y se definió por primera vez el término geotermia como la disciplina científica que estudia el calor terrestre, así como su origen, distribución y aprovechamiento.

La Tierra es un cuerpo caliente inmerso en un espacio frío, cuya pérdida continua de temperatura alcanza un ritmo de 130 ºC cada 1.000 millones de años.

Los volcanes, los sistemas hidrotermales que dan lugar a surgencias de agua a temperaturas elevadas, son las manifestaciones más evidentes del calor interno de la Tierra que pueden observarse en su superficie.

El origen del calor de la Tierra

El origen del calor terrestre es la suma de procesos físicos y químicos que tienen lugar de forma diferenciada en su interior.

A continuación se describen los diversos procesos que originan el calor de la Tierra, considerando la parte del interior del planeta donde tienen lugar.

- Calor latente de cristalización: límite entre el núcleo interno y el núcleo externo. El núcleo interno se halla en estado sólido mientras que el núcleo externo es líquido. En el núcleo externo se dan reacciones de cristalización de forma continuada; estas reacciones de son exotérmicas y por tanto desprenden calor. Este calor se denomina calor latente de cristalización.

- Gravitación: La gravedad ejerce una fuerza de compresión hacia el centro del planeta, y en el proceso de contracción de la masa terrestre se genera calentamiento por fricción.

- Calor remanente de la formación del planeta: Se trata del calor, aún presente, producto de las colisiones entre los residuos estelares del disco protoplanetario que dio origen a la Tierra.

- Calor cinético o de rozamiento: entre el núcleo externo y el manto terrestre. Es la energía en forma de calor que se libera como consecuencia del rozamiento producido por la distinta respuesta del núcleo externo y el manto ante los campos de fuerza de la Luna y el Sol (fuerzas de marea).

- Reacciones fisicoquímicas exotérmicas: manto terrestre. Las elevadas presiones y la alta temperatura provocan que los minerales sean inestables y se produzcan cambios de fases continuos, que a su vez generan energía en forma de calor.

- Descomposición radiogénica de isótopos: corteza y manto. Las rocas que forman la litosfera (compuesta por la corteza y la parte superior del manto), son ricas en minerales que contienen elementos radioactivos como los isótopos 235U, 238U, 232Th y 40K. Las reacciones de descomposición de estos isótopos son exotérmicas. La descomposición radiogénica de isótopos es el proceso que aporta más calor a la superficie de la Tierra. Hay que tener presente que la temperatura de la Tierra aumenta hacia el interior desde una media global en superficie de 15 ºC hasta más de 5000 ºC en el núcleo interno.

Distribución de temperaturas en el interior de la Tierra