L'origen de la calor terrestre és la suma de processos físics i químics que tenen lloc de manera diferenciada al seu interior.
La Terra és un cos calent immers en un espai fred que perd temperatura contínuament a un ritme de 130 º C per cada 1.000 milions d'anys.
Els volcans i els sistemes hidrotermals que donen lloc a surgències d'aigua a temperatures elevades són les manifestacions més evidents de la calor interior de la Terra que podem observar a la superfície.
Quins processos originen la calor de la geotèrmia?
A continuació es descriuen els diferents processos que originen la calor de la Terra, considerant la part de l'interior de la planeta on tenen lloc.
- Calor latent de cristal·lització: és el límit entre el nucli intern i el nucli extern. El nucli intern es troba en estat sòlid mentre que el nucli extern es troba en estat líquid. Al nucli extern es produeixen contínuament reaccions de cristal·lització; aquestes reaccions són exotèrmiques i per tant originen calor. Aquesta calor es coneix com a calor latent de cristal·lització.
- Gravitació. La gravetat exerceix una força de compressió cap al centre de la planeta, i en el procés de contracció de la massa terrestre es genera escalfament per fricció.
- Calor romanent de la formació de la planeta: Es tracta d'la calor, tot i que present, producte de les col·lisions entre els residus estel·lars del disc protoplanetari que va donar lloc a la Terra.
- Calor cinètica o de fregament: entre el nucli extern i el mantell. És l'energia en forma de calor que s'allibera com a conseqüència de la fricció que es produeix per les diferents respostes que el nucli extern i el mantell tenen davant del camp d'esforços de la Lluna i el Sol (forces de marea).
- Reaccions fisicoquímiques exotèrmiques: mantell. Les elevades pressions i l'alta temperatura fan que els minerals siguin inestables i es produeixin canvis de fase continus que generen energia en forma de calor.
- Descomposició radiogènics d'isòtops: escorça i mantell. Les roques que formen la litosfera (composta per l'escorça i la part més alta de la capa) són riques en minerals que contenen elements radioactius com els isòtops 235U, 238U, 232Th i 40K. Les reaccions de descomposició d'aquests isòtops són exotèrmiques. La descomposició radiogènics d'isòtops és el procés que aporta més calor a la superfície de la Terra.
Cal tenir en compte que la temperatura de la Terra augmenta cap a l'interior des d'una mitjana global en superfície de 15ºC fins a més de 5000ºC en el nucli intern.
Quins són els tipus de jaciments geotèrmics?
Es pot considerar que hi ha tres tipus de jaciments geotèrmics:
- Jaciments d'aigua calenta.
- Jaciments secs.
- Guèisers.
Jaciments d'aigua calenta
Aquests jaciments poden formar una font o ser subterranis, continguts en un aqüífer.
Els que formen fonts, s'aprofiten des de temps molt antics com banys termals. En general, solen tenir cabals relativament reduïts.
Els jaciments subterranis, serveixen per aprofitar la calor de l'interior de la terra. L'aigua calenta o el vapor poden fluir naturalment, per bombeig o per impulsos de fluxos d'aigua i de vapor.
Hi ha altres jaciments en els quals l'aigua surt en forma de vapor. En aquests, l'aprofitament és directe per obtenir energia mecànica mitjançant una turbina.
jaciments secs
En els jaciments secs, hi ha una zona sota la terra, a profunditat no excessiva, amb materials o pedres calentes, en sec. S'injecta aigua per una perforació i es recupera ja calent per una altra, s'aprofita la calor, per mitjà d'un intercanviador de calor i es torna a reinjectar.
Què és un guèiser?
Un guèiser és un tipus especial de font termal que emet periòdicament una columna d'aigua calenta i vapor a l'aire.
La formació de guèisers requereix una hidrogeologia favorable que existeix només en algunes parts de la planeta, pel que són un fenomen bastant estrany. Existeixen prop de 1000 al voltant de la planeta.
¿Quan es va començar a utilitzar l'energia geotèrmica?
A la fi de segle XVII es concebia la Terra com una massa fosa amb una escorça sòlida conseqüència del seu refredament. No va ser fins al segle XIX que es van elaborar els primers càlculs de l'edat de la Terra basats en la seva evolució tèrmica, i es va definir per primera vegada el terme geotèrmia com la disciplina científica que estudia la calor terrestre, l'origen d'aquesta calor , la distribució i l'aprofitament.
Precisament, l'aprofitament d'aquesta energia tèrmica és el que ha portat a desenvolupar l'energia geotèrmica. Aquesta font d'energia permet aprofitar l'energia calorífica de l'interior de la Terra en diferents aplicacions ajudant-se de les lleis de la termodinàmica.