Pregunta:
¿Por qué la temperatura entre el núcleo terrestre y la superficie no se distribuye linealmente?
HeLi8
2017-05-18 13:51:37 UTC
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Leí en alguna parte que la temperatura del núcleo interno de la Tierra podría llegar a los 7000 ° C.

Dependiendo de la composición de las diferentes capas hacia la superficie, la temperatura debería descender hasta la temperatura de la superficie. del aire, a una media de 14 ° C.

Sin embargo, este no parece ser el caso, ya que la temperatura al principio se vuelve más fría si uno comienza a cavar.

¿Cómo ¿Se puede explicar esto?

Y disculpe cualquier ingenuidad en mi nombre, ya que no soy un científico.

Bienvenido al sitio, y gracias por una buena pregunta. Estoy seguro de que alguien con más conocimiento de esta área estará presente, pero mi respuesta rápida sería que la temperatura en la superficie es una anomalía, sujeta al clima, las estaciones. , etc., y que una vez que desciendes un camino corto, a minas o cuevas, es bastante constante. Entonces, tal vez esa poca profundidad sea lo que debería considerarse la "superficie" para los propósitos de lo que está preguntando.
El efecto justo debajo de la superficie se debe a que el sol también es una fuente de calor.
One responder:
Tactopoda
2017-05-18 15:38:42 UTC
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De hecho, la temperatura aumenta con la profundidad, algo que es un problema en las minas profundas o en la perforación profunda, pero una ventaja para el calentamiento geotérmico. El calor se origina principalmente por la desintegración radiactiva, pero también hay una fracción del calor primordial de la formación de la Tierra.

Como regla general, los geólogos a menudo asumen incrementos de temperatura de 25 ° C / km dentro de las placas continentales, pero incrementos más pronunciados en las placas oceánicas o regiones volcánicas. Sin embargo, la curva de temperatura no es constante. Debido a la convección, la temperatura aumenta más lentamente con la profundidad en el manto y el núcleo externo. En ese sentido, la corteza es una cubierta aislante. La temperatura también varía debido a las subducciones, la dinámica del manto y la radiactividad dentro de la corteza.

La temperatura del suelo poco profundo y la temperatura del aire dependen principalmente de la insolación, la radiación de calor del sol. El aislamiento solar anual promedio es de 1361 $ W / m ^ 2 $, pero solo el flujo de calor de 20-500 $ mW / m ^ 2 $ proviene de la producción de calor interno de la Tierra. Sin embargo, esta pequeña fracción puede ser importante en algún momento, p. Ej. comprender el derretimiento basal de las capas de hielo y los glaciares.

 Geothermal gradient adapted from Boehler, R. (1996). Melting temperature of the Earth's mantle and core: Earth's thermal structure. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 24(1), 15–40. CC Gradiente de temperatura desde la corteza hasta el núcleo. Investigaciones recientes han mejorado la precisión, pero el principio de la figura se mantiene (Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 24 (1), 15–40)

Entonces, ¿por qué experimenta la temperatura más frío bajo tierra cuando estás excavando?

La temperatura en profundidad es la temperatura media para el día y la noche o incluso el año. La energía del sol llega solo a la capa superior del suelo que absorbe calor, pero la conductividad térmica es relativamente baja y no transporta el calor hacia abajo. . El suelo es reacio a cambiar su temperatura, independientemente de las variaciones en la superficie.

La intensidad con la que experimente la diferencia de temperatura depende del lugar del mundo en el que se encuentre y de las condiciones locales. En algunas áreas, el suelo permanece congelado, conocido como permafrost, incluso cuando las temperaturas en el aire pueden ser agradables durante el verano y la capa superficial se derrite. La profundidad de sugiere que se ha formado durante mucho tiempo. Llega hasta la profundidad donde la temperatura media durante cientos o miles de años es de 0 ° C. A mayores profundidades, el calor del interior de la Tierra se hace cargo y derrite la escarcha.

CC Original contributor, German Wikipedia user, "HylgeriaK", translation by User:HopsonRoad. Wikimedia Temperatura en la capa activa y permafrost. El espesor de la capa activa es de menos de un par de metros y el espesor del permafrost depende de su edad, el lecho rocoso y la distancia a la costa. (Por el colaborador alemán de Wikipedia, "HylgeriaK")


Vea la trama, vinculada por @JeopardyTempest en los comentarios para comprender mejor las variaciones. Trazado en otra escala y profundidad, probablemente también se verían variaciones anuales.

Entonces, si entiendo esta respuesta informativa correcta, debido a que la temperatura de la superficie solía ser mucho más fría y la conductividad térmica del suelo es baja, tomará mucho tiempo hasta que el intercambio de calor entre la superficie y el núcleo haya calentado la capa entre ellos. . ¿Y podría medirse la velocidad de este proceso por qué tan rápido está cambiando la base del permafrost?
El calor del núcleo se pierde en la superficie, y si se pierde más calor del que se agrega, la temperatura baja, como vemos en la corteza terrestre. Para suelos poco profundos, la energía del sol es mucho más importante que la energía geotérmica, pero las variaciones en la temperatura del aire son mucho más rápidas que las del suelo debido a su inercia térmica y conductividad limitada.
Actualicé la respuesta, espero que sea un poco más clara.
Entonces, para resumir la idea: la "piel" delgada de la Tierra generalmente se calentará más cerca de la superficie debido a la energía solar, pero también se enfría más rápidamente cerca del límite debido a su exposición al aire. Y la infiltración de la humedad del suelo también cambia significativamente las temperaturas. Por lo tanto, a menudo hace más calor en la superficie en comparación con abajo ... y también a menudo es más fresco (por la noche / en la estación fría / después de llover). La exposición al sol, al aire y al agua causa muchas fluctuaciones muy cerca de la superficie.
@HeLi8 Hay dos capas de fuentes de calor y un fregadero. El Sol calienta desde el exterior y la Tierra desde el interior. El sumidero está solo en el exterior (radiación térmica de la Tierra). La temperatura diaria promedio es constante (ignorando los cambios estacionales, la atmósfera y los océanos, etc.), lo que significa que, en promedio, la cantidad de calor irradiado por la superficie de la Tierra es la misma que la cantidad de radiación incidente (del Sol) y el calor escapando de la fuente terrestre. Si eliminara el Sol, la temperatura de la superficie sería mucho más baja, mientras que la corteza más profunda permanecería igual.
Para obtener un poco de datos en vivo de HeLi8, eche un vistazo a http://www.mesonet.org/index.php/weather/soil_temperature, donde puede ver las fluctuaciones que Tbb mostró en su imagen y cómo disminuyen a medida que avanza. hacia abajo (y puede ver algunos impactos de la lluvia / clima, y ​​si lo cambia al día 90 en la parte superior izquierda, cómo cambian las cosas con las estaciones)
@JeopardyTempest Espero que el aire tenga un ligero impacto negativo: hace que la diferencia entre las temperaturas diurnas y nocturnas sea menor, por lo que el gradiente de temperatura es menor. Si eliminara la atmósfera de la Tierra, la superficie se enfriaría mucho (por muchas razones); si también quitaste el sol, más aún.
Bonita trama @JeopardyTempest lo deja muy claro!
@Luaan Correcto. Pero en la superficie, el calor del interior es despreciable. A cierta profundidad (unos pocos metros) las estacionales también se suavizan.
Buenas cifras. ¿Tiene números en su eje y, quizás números aproximados?
La profundidad de la capa activa de @gerrit varía en un amplio rango, dependiendo de muchos factores. No solo la temperatura sino, según mi experiencia, la humedad han sido muy importantes. Cerca de los glaciares, la capa activa puede ser casi nada, y en algunos valles, con veranos cálidos puede ser de un par de metros. El espesor del permafrost varía en un rango aún mayor, según su edad y el lecho de roca. Es solo un boceto de principio, el único CC que pude encontrar.
@Tbb Bueno. ¿Podría poner una atribución de fuente inmediatamente debajo de cada figura, solo para evitar confusiones? Supongo que es de uno de los artículos vinculados, pero es mejor ser claro.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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