¿La energía total de la tierra está cambiando con el tiempo?

Muchos años ego, la Tierra estaba caliente. Con el tiempo, ha perdido energía y se ha enfriado. ¿Está ahora en equilibrio o está cambiando su energía total?

Consulte el pronóstico del tiempo local para confirmar que la temperatura atmosférica no es constante.
@DavidH: El clima local es irrelevante para la pregunta (que trata sobre la energía total en el sistema terrestre). El calor puede moverse de un área a otra sin afectar el total. Además, cualquier persona interesada en esta pregunta probablemente también estaría interesada en la propuesta de Area51 Earth Sciences
@ naught101 Pero es absolutamente relevante para la cuestión del equilibrio, que es a lo que me refería.
@DavidH: mmm. Sí, tienes razón, estaba malinterpretando la definición de equilibrio. ¿Existe una palabra para cuando el sistema terrestre no tiene un intercambio de calor neto con el resto del universo? ¿ Algo parecido al equilibrio dinámico (en química)?

Respuestas (3)

La "energía total de la Tierra" es un concepto un tanto extraño, pero no hay razón por la que no podamos realmente considerarlo. Plantea algunas preguntas realmente difíciles. La forma correcta de abordar esto es definir el sistema correctamente y luego identificar formas de contenido y flujos de energía.

Cosas para "contar" en la energía de la Tierra:

  • Contenido de calor
  • Energía nuclear
  • energía rotacional
  • energía gravitacional

Mientras miro esta lista, creo que todos ellos están disminuyendo constantemente. Las desintegraciones nucleares en el núcleo de la Tierra continúan con el tiempo, y esto convierte la energía nuclear en contenido de calor. Escuché que la descomposición nuclear comprende una gran fracción de la energía geotérmica que se conduce a través de la corteza, por lo que se deduce que la energía nuclear está disminuyendo a un ritmo similar al contenido de calor.

La energía de rotación se transfiere constantemente a la luna lentamente, y esto es similar a la energía de marea teórica máxima que podría extraerse.

La energía térmica, por supuesto, se pierde por la radiación del cuerpo negro al espacio. El calentamiento global "cubre" nuestro planeta un poco más, por lo que inicialmente disminuiría esto. Sin embargo, el contenido de calor de los océanos y la biosfera (que tienen la capacidad de absorber esta energía) es pequeño en comparación con el total de la Tierra. Siempre ha habido un déficit entre la energía radiada por la Tierra y la energía entrante del sol que proviene de la energía nuclear y térmica del planeta.

La Tierra siempre ha estado en la red perdiendo energía hacia el espacio por radiación. En teoría, un aumento de los gases de efecto invernadero podría cambiar esto y hacer que la Tierra conserve más calor. Sin embargo, es pequeño en comparación con los flujos naturales de la Tierra. Quizás después de algún supervolcán pasado, la Tierra ganó energía temporalmente. Sin embargo, ese ciertamente no es el caso hoy.

Señalaré una pequeña falacia en la pregunta:

Muchos años, la tierra del ego estuvo caliente y con el tiempo ha perdido energía y se ha vuelto más fría.

Si el contenido de calor normal fuera la única reserva de energía, esta sería una conexión lógica. Perder energía significaría bajar la temperatura. Sin embargo, están presentes otras reservas de energía, en particular rotacional, nuclear y gravitatoria. La conversión de estos en energía térmica es extraña. La rotación se convierte en calentamiento de marea y luego contribuye al déficit de radiación.

No obstante, si se toma la Tierra como un todo, sólo el gran centro debería tener una importancia significativa. Es casi seguro que se ha vuelto más frío con el tiempo, además de liberar energía nuclear almacenada. Si la producción de calor nuclear fuera lo suficientemente grande, o si el manto fuera lo suficientemente aislante, podría haber aumentado la temperatura porque el calor de la descomposición nuclear no se disipó a la superficie lo suficientemente rápido.

Venus, por ejemplo, puede haber tenido ciclos en los que el planeta almacenó energía adicional y luego un evento en el que el manto pasó por un cambio volcánico masivo.

Gracias por su respuesta. ¿La energía radiada por el sol aumenta la masa de la tierra? También sé que la entrada/salida de gases también podría cambiar la masa (y por lo tanto la energía) de la tierra. ¿Son estos factores despreciables?
La energía de @Paul Earth está disminuyendo, por lo que esto reduce su masa en C 2 veces eso. La radiación del sol es un flujo de entrada igualado por el flujo de salida. Buena decisión sobre la desgasificación. Solo miré el balance de energía. El sol le da protones a la Tierra, pero la Tierra también pierde protones en el espacio mientras gana meteoritos. Aquí hay un gráfico que hice sobre ese tema i.imgur.com/PGKQHXz
Un buen gráfico de hecho. Gracias por la perspectiva sobre la disminución de la masa en c^2 y las otras ganancias/pérdidas
¿Los impactos de meteoritos agregan alguna energía significativa al sistema de la Tierra que definiste?
@KeithSmith Es pequeño, este es mi argumento: la distribución del tamaño de los asteroides coloca la mayor parte de la masa encerrada en los cuerpos más grandes. Eso significa, por ejemplo, que el asteroide del evento de extinción KT probablemente tenía más energía que todo el resto combinado (como la masa de Ceres). Eran 100 millones de megatones de TNT, que es pequeño en la escala de la que estamos hablando.
Sin embargo, ¿cómo está perdiendo la Tierra energía gravitacional? Dijiste que la Tierra podría perder energía gravitatoria pero ¿cómo?

El calor generado por el núcleo de la Tierra es de aproximadamente 4x10^13 W, mientras que el Sol proporciona aproximadamente 1,7x10^17W, por lo que aunque el núcleo de la Tierra se está enfriando lentamente, esto tiene muy poco efecto sobre la temperatura de la Tierra.

La Tierra está en equilibrio entre la energía que recibe del sol y la energía que emite al espacio. Si la cantidad recibida cambia, entonces la temperatura de la Tierra cambiará para mantener el equilibrio, ya sea debido a que el sol emite más o a que la atmósfera del invernadero absorbe más.

Yo diría que depende de la definición de 'energía total'; vea la respuesta de Alan arriba.

La energía térmica total no está en equilibrio, está aumentando: calentamiento global, es decir un desequilibrio de alrededor de 0,5 W/m^2 , que corresponde a un desequilibrio total de 2,5x10^14 vatios (si hice bien la multiplicación... )

El aumento de temperatura no implica aumento de energía. ¿Cómo llegas a esa conclusión?
@jinawee: ¿por qué el aumento de temperatura no implica un aumento de energía?
(tenga en cuenta también que el 'calentamiento global' es primero un desequilibrio energético en la superficie, el aumento de temperatura es un efecto de ello)
Otros tipos de energía (rotacional, nuclear...) podrían disminuir. Ver la respuesta de AlanSE.
@jinawee: ah, está bien, sí, solo estaba pensando en la energía térmica, actualicé mi respuesta
El "calentamiento global" vive en la troposfera, que constituye una fracción casi nula de la masa y la capacidad calorífica de la Tierra. Es bastante importante para nosotros, pero para la Tierra en su conjunto es una perturbación superficial menor.