Mecanismos de transferencia de energía en la Tierra: conducción, convección, turbulencia y radiación

La Tierra es un planeta en constante transformación. En la corteza terrestre, por ejemplo, han tenido lugar cambios que en algunos casos han originado distintas formas de relieve: la lava emerge de las entrañas terrestres para formar volcanes, mientras que el agua y los vientos actúan como agentes modificadores de la apariencia superficial de la litosfera.

Algunos de estos cambios se dan en una sola dirección, como ocurre con el enfriamiento progresivo de la Tierra desde su formación, aunque su interior permanece a muy altas temperaturas. También existen cambios de naturaleza cíclica, como el comportamiento del agua (ciclo hidrológico) o la transformación de las rocas (ciclo de las rocas).

La energía que impulsa estos cambios proviene de dos fuentes principales: el calor interno del planeta, responsable de la mayor parte de los procesos geológicos, como la tectónica de placas; y la radiación solar, que estimula la circulación de la atmósfera y de los océanos, la fotosíntesis, y es igualmente causa de los fenómenos meteorológicos que originan el tiempo y el clima.

Los fenómenos anteriormente señalados son, además, consecuencia de una serie de interacciones que tienen lugar entre las diferentes esferas terrestres. Por otra parte, en cada una de las geosferas se producen fenómenos que guardan entre sí relaciones recíprocas, es decir, que se comportan como pequeños sistemas. Todo esto evidencia que la Tierra actúa como un sistema dinámico.

El carácter dinámico del sistema Tierra es posible gracias a la energía existente y a los mecanismos de transferencia de la misma: conducción, convección, turbulencia y radiación.

Mecanismos de Transferencia de Energía

Conducción

Consiste en la transferencia de energía de partícula a partícula, cuando dos cuerpos se encuentran en contacto directo.

Convección

Se produce en los fluidos. Consiste en una transferencia de energía con movimiento de materia, debido a las diferencias de temperatura y densidad de los materiales: las partículas más calientes se dilatan, pierden densidad y ascienden; por el contrario, las partículas frías que están por encima descienden. Se originan entonces corrientes de ascenso y descenso, mediante las cuales se transmite el calor, formando celdas convectivas.

Turbulencia

Se produce, particularmente, en la atmósfera, donde hay movimientos desordenados de las partículas de aire, de origen mecánico (fricción), lo cual hace que las partículas frías (más densas) ocupen el lugar de las más calientes (menos densas), y viceversa, originando la formación de pequeños remolinos de tamaño limitado.

Radiación

Hace posible la transferencia de calor de un cuerpo a otro, sin que haya contacto entre ellos. Es el caso del Sol, que envía grandes cantidades de energía en todas las direcciones, parte de la cual se transforma en calor al cambiar de longitud de onda.