Home GeoForum Forums Geologia & Professione Chiedilo ai geologi Calore interno Terra: per quanto tempo ancora?

Ciao a tutti!

Anche se è una domanda alla quale non è possibile dare una risposta precisa, e che nessuno di noi conosce con certezza, mi interesserebbe sapere da dei geologi una stima anche approssimata del tempo nel quale la Terra continuerà a produrre calore.
In sostanza, visto che le principali fonti del calore terrestre sono derivare per circa il 40% dal decadimento degli isotopi dei materiali radioattivi (in particolare U238 e U235 e via a seguire potassio 40 e Torio 232Th), e per il restante 60% (non so se siano invertite le percentuali) dal calore primordiale, mi piacerebbe a grandi linee sapere, per quanti miliardi di anni ancora la Terra produrrà calore dal nucleo verso l'esterno prima di raffreddarsi completamente e conseguentemente, cessare il movimento delle placche tettoniche.

Dato che l'Uranio238 è quello che possiede l'emivita più lunga (circa 4.5 miliardi di anni se non sbaglio), per quanto tempo ancora gli isotopi produrranno calore per mantenere la Terra in attività? (movimenti tettonici, campo magnetico, vulcanismo, etc).

A naso, direi che probabilmente dovrebbe produrre calore ancora per una quantità di tempo pari a quello trascorso dalla sua nascita, e cioè circa 4.5 miliardi di anni ancora, ma non sono del tutto sicuro.
Che voi sappiate, potrebbe essere di più o di meno?

Un'ultima cosa: da quello che ho letto, i continenti dovrebbero riunirsi, salvo cambiamenti imprevisti, tra qualcosa come 205-300 milioni di anni, fino a riformare una specie di Pangea primordiale.
Ma ammesso che le cose vadano così e che i continenti si riuniscano in un nuovo super continente, secondo voi, visto che la Terra dovrebbe ancora produrre calore e quindi movimenti convettivi di materia, dico una cavolata se dico che l'evoluzione continentale non si fermerebbe lì, ma continuerebbe RI-separando i continenti nuovamente, fino all'esaurimento completo del calore interno?

Ho letto che alcuni scienziati ipotizzano che il calore si esaurirà anche oltre il momento in cui i Sole entrerà nella sua fase di gigante rossa, e addirittura potrebbe anche superarlo come durata (quindi ancora per circa 5 miliardi di anni).
Altri invece suppongono che il calore interno durerà ancora per circa un miliardo di anni, dopodiché cesseranno tutti movimenti tettonici.

Secondo voi quale potrebbe essere la previsione più verosimile delle due?

Grazie a tutti per l'attenzione!

Ma se ho ben capito, ci sono due zone di transizione o di cambiamento di fase nel mantello superiore, ossia a 410 Km e circa 700 Km, è così?
Cioè, al di sotto della quota di 700 Km, le rocce dovrebbero diventare da prevalentemente olivine-peridotitiche, a polimorfe con cambio di struttura, ma composizione invariata, tipo la wadsleyite e la ringwoodite, è giusto?
Ho letto che queste rocce cambiano di struttura, che diventa cubica per meglio sopportare il carico delle rocce sovrastanti, la densità resta molto elevata ed il comportamento, causa la pressione elevata, dovrebbe essere prevalentemente rigido sotto i 700 Km.

Quello che intendo, è che siccome le rocce molto dense del mantello inferiore sono cattivissime conduttrici di calore, quale potrebbe essere il tempo stimato per l'esaurimento del calore interno?

Che dite?

il blocco dei movimenti tettonici potrà avvenire anche ben prima quando per l'aumento dell'energia da parte del Sole gli oceani evaporeranno... fine acqua liquida = fine della tettonica a zolle

Ciao piombino.

Grazie per aver risposto.
Ma in che modo il Sole c'entra con il calore interno della Terra?
Certamente quando il Sole diverrà più caldo ( si parla di circa un 10% di aumento di calore per ogni miliardo di anni), gli oceani cominceranno ad evaporare, ma non vedo come questo potrà influenzare le dinamiche dell'interno terrestre che a quanto mi risulta, sono indipendenti dall'irraggiamento Solare.
Voglio dire, anche se la Terra fosse vagante nello spazio, quindi non riscaldata dal calore di nessuna stella, il calore interno, dovuto ai processi di decadimento radioattivo, continuerebbe lo stesso indipendentemente dalle condizioni esterne fino al completo esaurimento.
Quindi in che modo c'entra il Sole?
Oltretutto, secondo un recente studio di scienziati britannici, il Sole dovrebbe continuare ad irraggiare in modo costante per almeno un periodo compreso tra un minimo di 1,750 miliardi di anni e un massimo di 3,25 miliardi di anni (studio che naturalmente va preso con le pinze), per cui hai voglia di quanto tempo deve passare.

la tettonica a zolle è influenzata pesantemente dalla presenza di acqua. Senza gli oceani non c'è tettonica a zolle. Venere docet
almeno, questo è il modo con cui viene spiegata l'assenza di tettonica attiva su Venere e l'ipotesi che "va per la maggiore" oggi

Interessante osservazione la tua. Ho approfondito un po' l'argomento e ho riscontrato delle evidenze in favore dell'acqua che faciliterebbe i movimenti tettonici fungendo da lubrificante tra crosta e mantello, non ci ero arrivato!
E sicuramente l'acqua gioca un ruolo importante per facilitare lo scorrimento e la subduzione delle zolle, perché favorisce lo scivolamento delle stesse nelle zone dove queste vengono inghiottite nel mantello, è indubbio.

Tuttavia non mi convince molto questa teoria, perché se è vero che l'acqua aiuta raffreddando le placche subducenti, è altresì vero che non annulla del tutto i movimenti della crosta.
Infatti è vero che su Venere non ci sono movimenti tettonici apprezzabili, ma recenti osservazioni hanno evidenziato che la tettonica non è del tutto assente, e ci sono periodici episodi di movimenti tettonici, dove parte della crosta sarebbe subdotta nel corso di pochi milioni di anni.

La dinamica di Venere è ancora in gran parte sconosciuta e molto misteriosa, ma la ragione per cui su Venere non ci siano movimenti tettonici analoghi a quelli terrestri, oltre l'indubitabile assenza di acqua come giustamente tu fai notare, secondo l'idea che mi sono fatto io facendo un po' di ricerche e per intuizione personale, è perché mancano, o sono molto deboli, sufficienti correnti convettive all'interno del nucleo, atte a trasmettere il calore in superficie in modo efficiente come sulla Terra.

Secondo gli scienziati, su Venere si sarebbero verificati degli episodi radicali di rifacimento globale della crosta, che avrebbero interrotto le correnti convettive all'interno del nucleo-mantello (immagino probabilmente, un bombardamento meteorico molto ingente o qualche altra catastrofe naturale).

Mancanza di correnti convettive = mancanza di tettonica a placche.
Poi certamente la mancanza d'acqua non ha facilitato certo le cose.

Un'altra cosa a sostegno di questa tesi, è la mancanza di un campo magnetico intrinseco che genera l'effetto dinamo.
Infatti, si suppone che Venere, avendo presumibilmente avuto un raffreddamento simile a quello terrestre, dovrebbe avere anche un interno simile.
Le simulazioni fatte dagli scienziati, mostrano che anche se la rotazione di Venere è molto lenta, tale da non produrre un effetto di Coriolis significativo, il nucleo di Venere dovrebbe essere conduttivo a sufficienza per generare una dinamo attraverso il calore interno, e il fatto che sia assente, implica assenza di convezione.
Probabilmente, in seguito a questi eventi drammatici avvenuti su Venere, il mantello si sarebbe surriscaldato a tal punto da eliminare la differenza di temperatura necessaria, mantello-nucleo, a trasmettere movimento convettivi di materia dall'interno verso l'esterno, e di qui l'assenza di tettonica apprezzabile conseguente.

Questo è un po' quello che ho letto e che, anche se più dettagliato ed argomentato, corrisponde all'idea che mi ero fatto.
Poi non so se le cose stiano proprio così.
Magari l' assenza di acqua liquida è determinante ai fini dei movimenti tettonici come dice la teoria che citi, ma per me non è il fattore decisivo. Chissà poi com'è veramente!

inizio con una osservazione sui "metodi".
io mi baso sulla letteratura scientifica in peer-review, non so dove hai trovato quello di cui parli.
spero non su wikipedia perchè non è affidabile...
inoltre è facile scrivere "secondo gli scienziati", ma è sbagliato. Occorre dire chi lo ha scritto e dove lo ha scritto... oppure dare un link a dove è scritto (se da le informazioni di cui sopra)

e veniamo all'acqua:
l'effetto fondamentale della sua presenza è abbassare la temperatura di fusione della crosta o del mantello..
senza acqua non ci sarebbero le condizioni per la formazione di magmi.... quindi niente basalti delle dorsali oceaniche e niente espansione dei fondi oceanici (e quindi, specularmente, niente subduzione)
senza l'acqua portata in basso nelle zone di subduzione non avresti il magmatismo di retroarco...

inoltre senza acqua non avresti le serie sedimentarie dei prismi di accrezione e quindi le dinamiche dei sistemi arco - fossa accrezionali sarebbero molto diversi, ma sarebbero diversi anche quelli dei sistemi arco - fossa erosionali...

Si, hai ragione, senza acqua non ci sarebbero neanche i bacini di retroarco che vengono inghiottiti man mano che i continenti avanzano gli uni verso gli altri nelle fosse di subduzione, incorporando anche gli archi insulari con i loro vulcani, non ci avevo pensato.
Ora che me lo fai notare, non ci sarebbero neanche i magmi di retroarco che fondendo parzialmente la crosta discendente nella astenosfera, fanno risalire i magmi basaltici che alimentano i vulcani soprastanti.
Ma le dorsali medio oceaniche dovrebbero erutterare lo stesso, sempre secondo me, i magmi basaltici; solo che come giustamente dici tu, probabilmente, causa l'assenza di acqua, il magma si raffredderebbe più lentamente e non darebbe origine ai prismi accrezionali (tipo il basalto colonnare) e molto probabilmente, si accumulerebbe lentamente sopra la dorsale accrescendo l'altezza della dorsale stessa per assenza (o ridotta capacità) di scorrimento della placca.
In sostanza, credo che si incepperebbe il meccanismo di "nastro trasportatore" che fa muovere le placche.
Però, come ripeto, almeno sopra le dorsali medio oceaniche, l'attività eruttiva dovrebbe proseguire anche in assenza di acqua, a causa dei processi di disintegrazione radioattiva.
Non credi?

Invece nelle fosse di subduzione, non essendoci più l'acqua che abbassa la temperatura di fusione, la litosfera oceanica probabilmente fonderebbe forse lo stesso, però ad una profondità maggiore con conseguente minore quantità di magma in risalita (causa la maggiore viscosità).
Almeno è un ragionamento che mi viene intuitivo, ho detto un cavolata?

Infatti, forse mi sono espresso male, non intendo che la tettonica a zolle rimarrebbe invariata, molto probabilmente per le ragioni giustissime che citi, sarebbe ridotta di molto, ma secondo me non cesserebbe del tutto, continuerebbe anche se fortemente rallentata (almeno nelle dorsali).
QUI è la fonte (pag. 83).

Per quanto riguarda le fonti, le prendo principalmente da libri di geologia, astronomia ed enciclopedie varie che ho a casa, poi integro e approfondisco con quello che trovo leggendo su internet, per completare meglio alcuni argomenti.
I libri di geologia ed astronomia che possiedo (essendo appassionato) non sono universitari ,ma non ci vanno neanche tanto lontano, perché in molte cose vanno molto in profondità con dovizia di particolari e contributi schematici (molti erano di mio zio).

Quello che dici riguardo a Wikipedia che delle volte non è attendibile, sono pienamente d'accordo, a volte si trovano delle contraddizioni palesemente evidenti (se vuoi ti cito anche il caso solo che mi sa che andiamo fuori OT).
Altre volte però sono attendibili per il fatto le informazioni che si leggono, si possono riscontrare anche da altre fonti per averne una conferma.
Infatti quello che ho scritto su Venere, in parte lo sapevo già per averlo letto sui libri di astronomia che ho, in parte ho integrato leggendo su Wikipedia alcune informazioni riguardo le placche tettoniche che non sarebbero del tutto assenti (come anche il vulcanesimo).
QUI è dove ho letto.

Nel punto dove dice le informazioni che ho riportato riguardanti la sporadica attività tettonica residua, frutto di un probabile cataclisma naturale, immagino che le abbiano rilevate tramite gli strumenti delle varie sonde sovietiche e statunitensi, che ha orbitato attorno al pineta per un po'. Quindi dovrebbero essere abbastanza attendibili.
Poi non so se queste informazioni siano state condivise nella comunità scientifica, mi immagino di si (infatti in fondo alla pagina ci sono le fonti da dove hanno tratto i dati).
Cosa ne pensi?

ora non ho davvero il tempo di rispondere, non è una scortesia.
Faccio solo notare che in un forum specialistico wikipedia non dovrebbe neanche essere citata...
perchè non è possibile definirla una fonte autorevole

volete sapere qualcosa su Venere? penso proprio che siti come quello della NASA o dell'ESA siano BEN più autorevoli di quella accozzaglia di informazioni spesso errate e sempre redatte da non-si-sa-chi-nè-cosa-conosce-al-riguardo che è wikipedia

No, fermo.... non ci siamo... i prismi accrezionali sono le grandi serie sedimentarie che si formano nel forearc, cioè la zona di compressione tra la fossa e l'arco magmatico....

A parte che si dovrebbe parlare di fissione nucleare, è sempre un problema di diagramma di stato di una roccia a composizione mantellica. Qui non si va sul “credo o non credo”, si cercano i diagrammi di stato e si deduce che temperatura ci vuole per iniziare una fusione parziale (e quanto parziale, particolare di non trascurabile importanza ai fini di composizione, temperatura e viscosità del magma) Dove trovarli di aggiornati non so.
Innanzitutto la fossa oceanica è una cosa e la zona di subduzione un'altra. Poi le zolle subdotte prima o poi vengono digerite dal mantello. Ma la questione è: senza produzione di nuova crosta nelle dorsali oceaniche o con una produzione rallentata di parecchio, altri fenomeni come lo slab-pull basterebbero a far muovere le placche? Vedi http://aldopiombino.blogspot.it/2013/06/il-carburante-della-tettonica-placche-2.html