¿Hay una fuente de energía en el núcleo de la Tierra? Si no, ¿por qué el núcleo está más caliente que la superficie? ¿Por qué no alcanza una temperatura de equilibrio uniforme?

Sí, la tierra alberga un reactor nuclear pasivo.

La evidencia realmente dice que todo el calentamiento de la Tierra tiene lugar en el manto y la corteza, no en el núcleo.

Todos los modelos de la Tierra interior dependen de evidencia indirecta. Los modelos líderes del tipo conocido como Tierra de silicato a granel (EEB) suponen que el manto y la corteza contienen solo litófilos (elementos “amantes de las rocas”) y el núcleo contiene solo siderófilos (elementos que “les gusta estar con hierro”). Por lo tanto, todo el calor de la desintegración radiactiva proviene de la corteza y el manto: aproximadamente ocho teravatios de uranio 238 (238U), otros ocho teravatios de torio 232 (232Th) y cuatro teravatios de potasio 40 (40K).

El reactor nuclear en la Tierra es un motor de calor pasivo que simplemente ocurre debido al contenido de materiales radiactivos que sufren descomposición natural y liberan calor. Un reactor nuclear en el sentido construido por el ser humano es un motor térmico activo donde la descomposición natural se acelera cambiando el flujo de neutrones en un núcleo de barras de combustible con materiales altamente purificados. El Sol es otro tipo de reactor nuclear todavía.

Se cree que la Tierra tuvo y aún puede tener un proceso de reactor nuclear activo que provoca una mayor conversión de energía térmica a partir de un aumento en el flujo de neutrones dentro del manto. Es un área con bastante debate pero la evidencia está aumentando. [1]

Investigaciones anteriores han demostrado que la producción total de calor de la Tierra es de aproximadamente 44 teravatios, o 44 billones de vatios. Los investigadores de KamLAND encontraron que aproximadamente la mitad de eso, 29 teravatios, proviene de la desintegración radiactiva de uranio, torio y otros materiales, lo que significa que aproximadamente el 50 por ciento del calor de la tierra proviene de geoneutrinos. [2]

Sin embargo, este es un proceso de descomposición que no puede soportar una reacción en cadena, por lo que las explosiones nucleares no están en las cartas.

Entre la generación activa de calor y la tasa de enfriamiento radiativo, se estima que el núcleo de la Tierra se mantendrá fundido durante 91 mil millones de años a pesar de que a nuestro sol solo le quedan 5–7 mil millones de años. [3] El tamaño y la densidad de la tierra aíslan el calor de manera muy efectiva. Es por eso que la corteza es fría y por qué tomará casi 100 mil millones de años enfriar el núcleo de la Tierra por completo.

Notas al pie

[1] https://arxiv.org/ftp/arxiv/pape…

[2] La desintegración radiactiva es el ingrediente clave detrás del calor de la Tierra.

[3] núcleo

Aparentemente hay una fuente de energía: el calor generado por la desintegración radiactiva de los elementos como el uranio que estará justo en el núcleo. Alrededor de la mitad del calor se genera a partir de esto. El resto del calor queda de la formación de la tierra.

El núcleo también está más caliente porque la superficie está en contacto con la atmósfera más fría, que a su vez pierde calor en el espacio. ¿Alguna vez has tratado de comer sopa caliente? Es posible que hayas notado que hace más frío alrededor del borde del tazón que en el centro. Esto se debe a que el tazón conduce el calor y lo irradia a la atmósfera. Es lo mismo con la tierra. El borde del cuenco representa la corteza de la tierra, que conduce e irradia el calor.

Las corrientes de convección gigantescas se elevan desde el núcleo de la tierra y hacen que la corteza se mueva y se agriete. Experimentamos esto como terremotos, volcanes y tsunamis. Es la razón del movimiento de los continentes. Todos estos eventos liberan cantidades masivas de energía. Así es como la tierra se enfría lentamente. Tomará miles de millones de años.

Creo que leí en alguna parte que el núcleo funciona con reacciones nucleares que generan el calor necesario para mantener nuestros campos magnéticos funcionando y la tectónica de placas. No hay campos magnéticos y nos volvemos como Marte, que no tenía campos magnéticos para evitar que el viento solar elimine la atmósfera.

Ha pasado un tiempo, pero creo que el núcleo de la Tierra se ejecuta en el ciclo nuclear basado en torio, que es lo que algunas de las últimas investigaciones (que se remontan a los años 70) en energía nuclear, es decir, Reactores de sal fundida, esperan implementar, para traer más energía nuclear intrínsecamente segura en lugar de los reactores basados ​​en U235, Pu. Los reactores de ciclo de torio, basados ​​en el diseño de sales fundidas, son la única forma de devolver energía nuclear segura y menos costosa al mercado para que más personas del mundo puedan disfrutar de los beneficios de la electricidad limpia libre de emisiones de carbono y los beneficios que se acumulan.

No puedo comentar inteligentemente sobre la falta de temperatura uniforme entre el núcleo y la superficie, aparte de decir que todos estaríamos muertos y que no importaría. Supongo que estaría relacionado con la velocidad de transferencia de calor a través del material en la superficie y la cantidad de calor que irradia al espacio. La tasa de transferencia de calor debe ser pequeña o las regiones polares no tendrían mucho material blanco.

Aquí hay algunas tasas de descomposición en los últimos 4.500 millones de años.

Nuestra atmósfera es de 1% de argón porque en eso se convierte potassoim 40. El uranio se convierte en plomo.