Si tomáramos toda el agua de la superficie de la tierra y sumergiéramos el núcleo de la tierra en ella, ¿sería suficiente para enfriar el núcleo a temperatura ambiente?

Pensé que, por diversión, repasaría algunos de los cálculos del sobre para mostrar qué tan buena es esta respuesta.

Primero, necesitamos encontrar mucha energía térmica (en relación con la temperatura ambiente) que contiene el núcleo de la Tierra. Podemos usar la ecuación calorimétrica básica E = m * Cp * dT donde E es energía térmica, m es masa, Cp es la capacidad calorífica específica del núcleo y dT es el cambio de temperatura. Si suponemos que la temperatura ambiente es de 25 ° C (~ 75 F), y el núcleo de la Tierra es de 6,000 ° C, obtenemos dT = 5,975 ° C. (La temperatura exacta del núcleo de la Tierra es difícil de estimar, y aumentará a medida que se mueva hacia el centro, pero este documento El Núcleo de la Tierra 1,000 grados más caliente de lo esperado produce una buena estimación media de 6,000). Este sitio (Datos educativos e historia del planeta Tierra) da la masa del núcleo como 1.93 * 10 ^ 24 kg (no es una fuente primaria, pero es al menos el orden de magnitud correcto). Se cree que el núcleo está compuesto principalmente de hierro, que tiene un calor específico de 0,45 kJ / (kg * K). El calor específico de hierro en el núcleo será diferente a este (ya que es significativamente más denso y se encuentra en un régimen de temperatura-presión completamente diferente, pero nuevamente esto es solo un cálculo aproximado). Entonces, la energía requerida para llevar todo el núcleo a temperatura ambiente es entonces:

E = (1.93e24 kg) * (0.45 kJ / kg * K) * (5,975 K)

E ~ = 5.19e30 J

Esta es una enorme cantidad de energía. Veamos qué tan cerca pueden llegar los océanos de la Tierra a absorber este tipo de calor. Según este sitio web ¿Qué porcentaje de la Tierra es agua ?, la masa de agua de la Tierra es de 1.35e21 kg. La temperatura promedio del agua en la Tierra varía en función de muchos factores (la profundidad del océano probablemente es la temperatura principal del agua del océano), pero supongamos que la temperatura es constante de 10 ° C. El agua líquida tiene un calor específico de 4,186 kJ / kg * K. Podemos usar la misma ecuación de calorimetría de antes para calcular la energía para llevar el agua de la Tierra a ebullición, además de usar el calor latente de vaporización (Lv = 2,257 kJ / kg) de agua para calcular la energía absorbida de la transición de fase al vapor de agua ( E = m * Lv). Entonces obtenemos:

E = m * Cp * dT + m * Lv = (1.35e21 kg) * (4,186 kJ / kg * K) * (100 ° C – 10 ° C) + (1.35E21 kg) * (2,257 kJ / kg)

E ~ = 5.12e29 J

Entonces podemos ver que esto es casi exactamente un orden de magnitud demasiado pequeño. Por lo tanto, el núcleo se enfriaría notablemente, pero no estaría cerca de la temperatura ambiente. Podemos estimar la nueva temperatura del núcleo invirtiendo la ecuación de calorimetría:

(Nuevo-Contado) = -E / (m * Cp) → Nuevo = Contado – E / (m * Cp) = 6,000 ° C – (5.12e29 J) / [(1.93e24 kg) * (450 J / kg * K)]

Nuevo ~ = 5.410 ° C

Lo único que permite que el agua haga una abolladura notable en la temperatura central es la increíblemente alta capacidad calorífica del agua. Sin embargo, el núcleo es aproximadamente 1,000 veces más masivo que el agua superficial de la Tierra, y por lo tanto gana en general.

No. Realmente no. No hay suficiente agua de la superficie de la tierra para hacer algo más que chisporrotear brevemente, si se entrega (de alguna manera) al núcleo de la tierra. Gracias a Glulio por el bonito gráfico.

¿Crees que esa gota sería suficiente? Sin mencionar que no estamos hablando de fuego normal sino de magma.

Entonces, para evitar cualquier cálculo complicado, no

Si toda el agua del mundo fuera realmente hielo a 0 grados centígrados y se usara para enfriar su núcleo interno a 5400 grados (suponiendo que estuviera compuesto solo de hierro), su temperatura bajaría a unos 4350 grados solamente …

Respuesta corta no. La cantidad de agua en la superficie de la tierra es insignificante en comparación con el tamaño de la Tierra y su núcleo.