Tranportes de calor

MECANISMOS DE TRANSPORTE DE CALOR
EL transporte de calor en el interior de la Tierra se lleva a cabo por medio de tres mecanismos: conducción, convección y radiación; sin embargo, los tres tienen diferente grado de importancia en las diferentes capas: en la corteza el principal medio de transporte de calor es la conducción mientras que en el manto lo es la convección y radiación. Pero antes dedescribir lo que sucede en la Tierra es necesario explicar cómo funciona cada uno de ese tipo de mecanismos, para después establecer cómo es que influyen en la disipación de la energía contenida en el interior de la Tierra y por lo tanto determinar su contribución al enfriamiento de ésta.
La conducción es la forma como se transporta el calor de un cuerpo más caliente a uno más frío con el cualse encuentra en contacto. La eficiencia de ésta depende de una propiedad de los materiales que se llama conductividad térmica y que nos dice cuál será la diferencia de temperatura provocada por un flujo de calor: a mayor conductividad menor será la diferencia de temperatura a través del material. Un ejemplo de buen conductor lo es una barra de metal, la cual al ser calentada en uno de sus extremosinmediatamente conducirá el calor hasta el otro extremo. Por otro lado, un ejemplo de mal conductor lo sería la madera, la cerámica y el aire.
La convección es un proceso un poco más complejo que se da solamente en fluidos (líquidos y gases). Al ser calentada la parte inferior de un fluido, ésta se expanderá y se volverá menos densa que la parte superior más fría, por lo cual tenderá a subir,con lo que la parte fría quedará ahora en contacto con la fuente de calor repitiéndose de esta forma el proceso y dando origen a lo que se llama celdas de convección, en las cuales existen corrientes ascendentes y descendentes. Este mecanismo se va a generar a partir de un cierto valor de la diferencia de temperatura y depende de la viscosidad y densidad del fluido.
La radiación es una forma detransporte de calor que es importante a temperaturas altas; en realidad todos los cuerpos que tienen temperatura por arriba del cero absoluto (cero grados Kelvin o -273.15°C) emiten radiación, pero la frecuencia de la radiación emitida es proporcional a la temperatura del material: los seres humanos emitimos radiación en el infrarrojo y un trozo de hierro calentado a temperaturas muy altas empezaráa emitir en el espectro visible.
De esta forma observamos que el transporte de calor en el interior de la Tierra va a depender de la temperatura y de las características del material. La corteza se comporta como un sólido y tiene temperaturas relativamente bajas. El manto se comporta como un fluido y como la convección es mucho más eficiente en este caso, ése es el principal medio de transporte,aun cuando las temperaturas relativamente altas hacen posible que la energía también se transporte por medio de la radiación.
Sin embargo, el transporte de calor desde el interior hacia la superficie no es el único mecanismo de disipación de energía. La continua creación y destrucción de montañas consume 2.4 x 1016 cal/año, los sismos liberan 2.4 x 1018 cal/año (26 x 1010 kilowatts-hora/año),los 800 volcanes activos que existen en la Tierra producen cerca de 1 km3 de lava por año, o sea 1.2 x 1016 cal/año y para efectos de comparación con los mecanismos de disipación de calor, diremos que cada año la Tierra pierde 2 x 1020 cal por conducción a través de su superficie.
No obstante que la principal forma de transporte de calor en la corteza es la conducción, esto no excluye que existanalgunas áreas en las cuales el calor se transmite principalmente por convección, aprovechando zonas de debilidad en la roca sólida que forma la corteza (fallas, fracturas, etc.). A través de esas zonas van a ascender fluidos calientes que provienen de diferentes profundidades y pueden tener características distintas: pueden ser rocas fundidas generadas en la base de la corteza, o bien pueden...