La energía de laTierra (I parte)

Enfriamiento planetario y calentamiento global. Teorías más recientes. ¿Cómo se sabe todo esto? ¿Se puede aprovechar esta energía?

Por Arnaldo González Arias
18 marzo, 2008

Géiseres, fuentes termales, fumarolas, volcanes que arrojan toneladas de lava hirviente..., terremotos que destruyen puentes, carreteras, edificios y ocasionan la muerte de decenas y cientos de miles de personas. ¿Cuál es la fuente de toda esta energía? ¿El sol? Algunos opinan que es la energía térmica liberada por la lenta desintegración del uranio y otros elementos radiactivos. Sin embargo, ésta no es la única explicación posible.

Cierta vez alguien me preguntó que si es el sol quien calienta la tierra, entonces ¿por qué en la cima de las montañas más cercanas al sol, hace más frío que en la base?  Confieso que en aquel instante no supe qué responder; sin embargo, la respuesta es muy simple.  A pesar del conocido fenómeno del “calentamiento global”, nuestro planeta como un todo no se calienta; se está enfriando desde hace miles de años.  La energía fluye continuamente de su interior más caliente -a una temperatura de cuatro mil grados centígrados- hacia el exterior más frío.

Aclaremos:
En la superficie del planeta existe un equilibrio muy delicado entre la radiación que se recibe del sol y la que emite la tierra. En los últimos años, este equilibrio se ha ido alterando, principalmente a causa de las emisiones del dióxido de carbono (CO2) gaseoso de los vehículos, la industria y la tala de bosques (que absorben CO2), desplazando la temperatura de equilibrio hacia valores más altos. El CO2 tiene el poder de reducir la emisión de las radiaciones terrestres sin bloquear las solares. En esto consiste el calentamiento global.

Ahora bien, la superficie habitable de nuestro planeta, desde lo más profundo de los mares hasta las montañas más altas, es sólo una ínfima parte de su diámetro -piense el lector en la fina cáscara de una manzana-. De ahí que los cambios en la superficie, de vital importancia para nosotros, son casi imperceptibles para el planeta como un todo.

Así, la Tierra se está enfriando desde hace cientos de miles de años, y lo seguirá haciendo en el futuro.  Y es precisamente ese enfriamiento el que proporciona la fuerza motriz de volcanes y terremotos. A medida que nos alejamos del centro del planeta la temperatura disminuye, y por esta razón en la cima de las montañas la temperatura es menor que en la base, a pesar de que las cimas están “más cerca del sol”.

Teorías más recientes
Las teorías modernas acerca de la formación del sistema solar consideran que nuestro planeta se formó hace unos 5 mil millones de años a partir de los choques a alta velocidad de meteoritos y cometas que fueron aglomerándose en un sólo cuerpo celeste. Estos choques liberaron una gran cantidad de energía, suficiente para calentar todo el planeta, e incluso fundirlo y llevarlo a fase líquida. El proceso de enfriamiento y solidificación subsiste hasta el presente. 

Durante la formación de la Tierra, las sustancias más densas como el hierro se hundieron hacia el centro del planeta, mientras que los compuestos más ligeros como los silicatos y otros compuestos de oxígeno, incluyendo el agua, quedaron cerca de la superficie. Hoy día se conoce que la tierra está dividida en tres capas principales que difieren por su constitución química: la corteza, que alcanza una profundidad de 30 kilómetros; el manto, que se extiende desde la litosfera hasta una profundidad de unos dos mil 900 Km. y el núcleo, de unos dos mil 225 Km. de radio (figura 1)

La corteza, mucho más delgada que cualquiera de las otras capas, está formada por minerales poco densos de calcio, sodio y silicatos de alúmina. Más fría y frágil que las capas inferiores, se fractura fácilmente para dar lugar a los terremotos. La corteza incluye las partes oceánica y continental, con características diferentes. 

Es un hecho ampliamente comprobado que a medida que descendemos en una excavación la temperatura aumenta, independientemente de la latitud geográfica donde se lleve a cabo el descenso. Si cerca de la superficie se pueden encontrar algunas diferencias entre un lugar frío y otro templado, a la distancia de 2,5 Km. bajo la superficie terrestre se encuentra invariablemente una temperatura de cien grados centígrados independiente del sitio geográfico, lo que representa un incremento promedio de 30 grados C por Km. de profundidad.

Suponiendo que el ritmo de incremento se mantenga aproximadamente igual a mayor profundidad, a 50 Km. por debajo de la superficie (apenas la mitad de la distancia entre la Habana y Varadero) se debe alcanzar la temperatura de las rocas fundidas (entre mil 200 y mil 800 grados).  Si por el contrario nos alejamos de la superficie, la temperatura disminuye, aunque más lentamente (5,5 grados C por kilómetro de altura). En los trópicos la temperatura media es de alrededor de 25 grados C, pero a diez kilómetros de altura (la altitud de los vuelos interoceánicos) la temperatura puede disminuir hasta – 30 grados C o más.

El manto está formado principalmente de hierro, magnesio, aluminio, silicio y compuestos de oxígeno en forma de silicatos pero, a pesar de ser esencialmente sólido, puede deformarse y fluir plásticamente de la misma forma que la pasta de dientes cuando apretamos el tubo con fuerza suficiente. Se divide en manto superior o manto rígido y el manto inferior o manto plástico. La corteza y el manto superior forman la litosfera, mientras que la zona de transición entre el manto superior y el inferior se denomina astenosfera (figura 2).

La astenosfera representa un papel importante en la teoría tectónica de placas, que explica satisfactoriamente la deriva de los continentes y la existencia de las diferentes zonas sísmicas en nuestro planeta. Las corrientes de convección dentro del manto trasladan la mayor parte de su energía térmica desde la profundidad de la Tierra a la superficie y constituyen la fuerza motriz de la deriva de los continentes. Este flujo de convección es quien proporciona rocas calientes y fundidas al sistema mundial de cadenas montañosas y suministra la lava que sale de los volcanes.

El núcleo también se subdivide en dos partes: una externa, compuesta fundamentalmente de hierro fundido con un pequeño porcentaje de azufre; y otra más interna, que se encuentra a  temperatura aún mayor  (hasta seis mil 650 grados), pero que, a causa de la alta presión que ejercen las capas superiores, se encuentra en estado sólido. 

¿Cómo se sabe todo esto? ... ¿Se puede aprovechar esta energía?...