TARBUCK y LUTGENS, Ciencias de la Tierra (8va ed.)

La máquina térmica del interior de la Tierra 355Una consecuencia recientemente descubierta delcampo magnético de la Tierra es que afecta a la rotacióndel núcleo interno sólido. Los cálculos actuales indicanque el núcleo interno gira en dirección oeste a este a aproximadamenteun grado al año más deprisa que la superficiede la Tierra. Por tanto, el núcleo hace una rotación extraordinariaaproximadamente cada 400 años. Además, eleje de rotación del núcleo interno está desalineado unos10° con respecto a los polos rotacionales de la Tierra.La máquina térmica del interiorde la TierraComo se comentó en el Capítulo 4, la temperatura aumentagradualmente con la profundidad a un ritmo conocidocomo gradiente geotérmico (Figura 12.13). Elgradiente geotérmico varía considerablemente de un lugara otro. En la corteza, las temperaturas aumentan deprisa,a una media de 20 °C a 30 °C por kilómetro. Sinembargo, la velocidad de aumento es mucho menor enel manto y en el núcleo. A una profundidad de 100 kilómetros,se calcula que la temperatura supera los1.200 °C, mientras que en el límite núcleo-manto se calculaque es de 3.500-4.500 °C y puede superar losProfundidad (km)01000200030004000CortezaMantosuperiorLitosferaAstenosferaMesosfera(manto inferior)Capa D''Núcleo externo6.700 °C en el centro de la Tierra (¡más caliente que lasuperficie del Sol!).Tres procesos importantes han contribuido al calorinterno de la Tierra: (1) el calor emitido por la desintegraciónradiactiva de los isótopos de uranio (U), torio(Th) y potasio (K); (2) el calor liberado cuando el hierrocristalizó para formar el núcleo interno sólido, y (3) el calorliberado por la colisión de partículas durante la formaciónde nuestro planeta. Aunque el primero de los dosprocesos sigue activo, su velocidad de generación de calores mucho menor que en el pasado geológico. En la actualidad,nuestro planeta irradia hacia el espacio más cantidadde su calor interno de la que es generada por esosmecanismos. Por consiguiente, la Tierra se está enfriando,con lentitud, pero continuamente.Flujo de calor en la cortezaEn la corteza, el flujo de calor se produce por el familiarproceso de conducción. Cualquiera que haya intentadolevantar una cuchara de metal dejada en una cazuela calientese habrá dado cuenta enseguida de que el calor eraconducido a través de la cuchara. La conducción, que es latransferencia de calor a través de la materia por actividadmolecular, ocurre a un ritmo relativamente lento en las rocasde la corteza. Por tanto, la corteza tiende a actuarcomo un aislante (frío en la parte superior y caliente en laparte inferior), que contribuye a explicar el enorme gradientede temperatura mostrado por la corteza.Ciertas regiones de la corteza terrestre tienen ritmosde flujo de calor mucho mayores que otras. En concreto,a lo largo de los ejes de las cordilleras mesoceánicas, dondela corteza tiene sólo unos pocos kilómetros de grosor,las velocidades de flujo del calor son relativamente elevadas.Por el contrario, en los antiguos escudos (como el canadiensey el báltico) se observa un flujo de calor relativamentebajo. Esto quizá se deba a que esas zonas tienenuna raíz litosférica gruesa que aísla de manera eficaz lacorteza del calor astenosférico inferior. Otras regiones dela corteza exhiben un elevado flujo de calor, por intrusionesígneas superficiales o por concentraciones superioresa la media de materiales radiactivos.5000600002000 4000 6000 8000Temperatura (°C)Núcleo interno▲ Figura 12.13 Gradiente geotérmico calculado para la Tierra.Las temperaturas del manto y el núcleo se basan en diversassuposiciones y pueden variar 500 °C. (Datos de Kent C. Condie.)Convección del mantoPara que cualquier modelo del manto funcione debe explicarla distribución de temperaturas calculada para estacapa. Dentro de la corteza se produce un gran aumento dela temperatura, pero esta tendencia no continúa a través delmanto. Antes bien, el aumento de la temperatura con laprofundidad en el manto es mucho más gradual. Esto significaque el manto debe tener un método más eficaz detransmisión del calor desde el núcleo hacia fuera. Dado que