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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E2 - Dinámica Térmica Interna
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4516
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Fuentes de calor interno
¿De dónde proviene el calor interno terrestre?
Grupo 2: Grupo 2: Convección vigorosa del manto
¿Por qué el manto puede transportar calor por convección?
Grupo 3: Grupo 3: Eficiencia del transporte térmico
¿Cuánto mejora la convección el transporte respecto de la conducción?
Grupo 4: Grupo 4: Transferencia hacia la superficie
¿Cómo llega el calor desde el interior hasta la superficie?
Grupo 5: Grupo 5: Heterogeneidad espacial del flujo
¿Por qué el flujo superficial varía entre dorsales y cratones?
Grupo 6: Grupo 6: Temperatura núcleo–manto y núcleo externo
¿Cómo condiciona la temperatura profunda el estado del núcleo externo y el geodínamo?
Grupo 7: Grupo 7: Evolución térmica y destino magnético
¿Cómo conecta el enfriamiento profundo con la solidificación del núcleo interno y la duración del campo magnético?
ID:1658
Grupo 1: Grupo 1: Fuentes de calor interno
Descripción
¿De dónde proviene el calor interno terrestre?
Pregunta clave: ¿De dónde proviene el calor interno terrestre?
Ese calor que la Tierra pierde proviene de dos fuentes distintas: el calor primordial que quedó almacenado desde la acreción y la diferenciación planetaria, un calor que se va disipando lentamente con el paso de las eras geológicas, y el calor radiogénico continuo que producen la desintegración del uranio doscientos treinta y ocho, del uranio doscientos treinta y cinco, del torio doscientos treinta y dos y del potasio cuarenta. La temperatura en el límite entre el manto y el núcleo, de entre tres mil quinientos y cuatro mil kelvin, es lo que mantiene líquido al núcleo externo y alimenta al geodínamo que genera el campo magnético terrestre; la evolución lenta de esa misma temperatura determina, a su vez, el ritmo al que el núcleo interno sigue solidificándose y cuánto tiempo más seguirá existiendo el campo magnético que protege al planeta, cerrando así el vínculo entre la pérdida de calor con la que empezó esta descripción y el destino a largo plazo del propio campo magnético terrestre. La eficiencia de este transporte convectivo respecto al simple transporte por conducción se puede cuantificar con otro parámetro, que en el manto terrestre toma valores de entre diez y cuarenta veces: esto significa que, si el manto no convectara y el calor solo se transportara por conducción, la temperatura del interior de la Tierra sería mucho más alta de lo que es hoy. El flujo de calor promedio que llega a la superficie terrestre ronda los ochenta milivatios por metro cuadrado, pero ese flujo de calor no es uniforme: alcanza hasta trescientos milivatios por metro cuadrado en las dorsales oceánicas, donde el manto asciende y se acerca mucho a la superficie, y cae a apenas treinta milivatios por metro cuadrado sobre los cratones más antiguos, donde la corteza continental lleva miles de millones de años aislando al manto que tiene debajo.
ID:2289
Grupo 2: Grupo 2: Convección vigorosa del manto
Descripción
¿Por qué el manto puede transportar calor por convección?
Pregunta clave: ¿Por qué el manto puede transportar calor por convección?
El manto terrestre convecta vigorosamente porque el parámetro que mide qué tan fácil resulta que un fluido comience a convectar alcanza, dentro del manto, un valor de entre diez millones y mil millones, muy por encima del umbral crítico de apenas mil que un fluido necesita superar para empezar a convectar; y el manto convecta con ese vigor pese a comportarse, en escalas de tiempo cortas, como si fuera un sólido rígido. La eficiencia de este transporte convectivo respecto al simple transporte por conducción se puede cuantificar con otro parámetro, que en el manto terrestre toma valores de entre diez y cuarenta veces: esto significa que, si el manto no convectara y el calor solo se transportara por conducción, la temperatura del interior de la Tierra sería mucho más alta de lo que es hoy. La temperatura en el límite entre el manto y el núcleo, de entre tres mil quinientos y cuatro mil kelvin, es lo que mantiene líquido al núcleo externo y alimenta al geodínamo que genera el campo magnético terrestre; la evolución lenta de esa misma temperatura determina, a su vez, el ritmo al que el núcleo interno sigue solidificándose y cuánto tiempo más seguirá existiendo el campo magnético que protege al planeta, cerrando así el vínculo entre la pérdida de calor con la que empezó esta descripción y el destino a largo plazo del propio campo magnético terrestre. La Tierra pierde el calor de su interior principalmente por convección dentro del manto y por conducción a través de la litosfera que tiene encima.
ID:2290
Grupo 3: Grupo 3: Eficiencia del transporte térmico
Descripción
¿Cuánto mejora la convección el transporte respecto de la conducción?
Pregunta clave: ¿Cuánto mejora la convección el transporte respecto de la conducción?
La eficiencia de este transporte convectivo respecto al simple transporte por conducción se puede cuantificar con otro parámetro, que en el manto terrestre toma valores de entre diez y cuarenta veces: esto significa que, si el manto no convectara y el calor solo se transportara por conducción, la temperatura del interior de la Tierra sería mucho más alta de lo que es hoy. La Tierra pierde el calor de su interior principalmente por convección dentro del manto y por conducción a través de la litosfera que tiene encima. El manto terrestre convecta vigorosamente porque el parámetro que mide qué tan fácil resulta que un fluido comience a convectar alcanza, dentro del manto, un valor de entre diez millones y mil millones, muy por encima del umbral crítico de apenas mil que un fluido necesita superar para empezar a convectar; y el manto convecta con ese vigor pese a comportarse, en escalas de tiempo cortas, como si fuera un sólido rígido. La temperatura en el límite entre el manto y el núcleo, de entre tres mil quinientos y cuatro mil kelvin, es lo que mantiene líquido al núcleo externo y alimenta al geodínamo que genera el campo magnético terrestre; la evolución lenta de esa misma temperatura determina, a su vez, el ritmo al que el núcleo interno sigue solidificándose y cuánto tiempo más seguirá existiendo el campo magnético que protege al planeta, cerrando así el vínculo entre la pérdida de calor con la que empezó esta descripción y el destino a largo plazo del propio campo magnético terrestre.
ID:2291
Grupo 4: Grupo 4: Transferencia hacia la superficie
Descripción
¿Cómo llega el calor desde el interior hasta la superficie?
Pregunta clave: ¿Cómo llega el calor desde el interior hasta la superficie?
La Tierra pierde el calor de su interior principalmente por convección dentro del manto y por conducción a través de la litosfera que tiene encima. La eficiencia de este transporte convectivo respecto al simple transporte por conducción se puede cuantificar con otro parámetro, que en el manto terrestre toma valores de entre diez y cuarenta veces: esto significa que, si el manto no convectara y el calor solo se transportara por conducción, la temperatura del interior de la Tierra sería mucho más alta de lo que es hoy. El flujo de calor promedio que llega a la superficie terrestre ronda los ochenta milivatios por metro cuadrado, pero ese flujo de calor no es uniforme: alcanza hasta trescientos milivatios por metro cuadrado en las dorsales oceánicas, donde el manto asciende y se acerca mucho a la superficie, y cae a apenas treinta milivatios por metro cuadrado sobre los cratones más antiguos, donde la corteza continental lleva miles de millones de años aislando al manto que tiene debajo. La temperatura en el límite entre el manto y el núcleo, de entre tres mil quinientos y cuatro mil kelvin, es lo que mantiene líquido al núcleo externo y alimenta al geodínamo que genera el campo magnético terrestre; la evolución lenta de esa misma temperatura determina, a su vez, el ritmo al que el núcleo interno sigue solidificándose y cuánto tiempo más seguirá existiendo el campo magnético que protege al planeta, cerrando así el vínculo entre la pérdida de calor con la que empezó esta descripción y el destino a largo plazo del propio campo magnético terrestre.
ID:2292
Grupo 5: Grupo 5: Heterogeneidad espacial del flujo
Descripción
¿Por qué el flujo superficial varía entre dorsales y cratones?
Pregunta clave: ¿Por qué el flujo superficial varía entre dorsales y cratones?
El flujo de calor promedio que llega a la superficie terrestre ronda los ochenta milivatios por metro cuadrado, pero ese flujo de calor no es uniforme: alcanza hasta trescientos milivatios por metro cuadrado en las dorsales oceánicas, donde el manto asciende y se acerca mucho a la superficie, y cae a apenas treinta milivatios por metro cuadrado sobre los cratones más antiguos, donde la corteza continental lleva miles de millones de años aislando al manto que tiene debajo. La Tierra pierde el calor de su interior principalmente por convección dentro del manto y por conducción a través de la litosfera que tiene encima. La eficiencia de este transporte convectivo respecto al simple transporte por conducción se puede cuantificar con otro parámetro, que en el manto terrestre toma valores de entre diez y cuarenta veces: esto significa que, si el manto no convectara y el calor solo se transportara por conducción, la temperatura del interior de la Tierra sería mucho más alta de lo que es hoy. La temperatura en el límite entre el manto y el núcleo, de entre tres mil quinientos y cuatro mil kelvin, es lo que mantiene líquido al núcleo externo y alimenta al geodínamo que genera el campo magnético terrestre; la evolución lenta de esa misma temperatura determina, a su vez, el ritmo al que el núcleo interno sigue solidificándose y cuánto tiempo más seguirá existiendo el campo magnético que protege al planeta, cerrando así el vínculo entre la pérdida de calor con la que empezó esta descripción y el destino a largo plazo del propio campo magnético terrestre.
ID:2293
Grupo 6: Grupo 6: Temperatura núcleo–manto y núcleo externo
Descripción
¿Cómo condiciona la temperatura profunda el estado del núcleo externo y el geodínamo?
Pregunta clave: ¿Cómo condiciona la temperatura profunda el estado del núcleo externo y el geodínamo?
La temperatura en el límite entre el manto y el núcleo, de entre tres mil quinientos y cuatro mil kelvin, es lo que mantiene líquido al núcleo externo y alimenta al geodínamo que genera el campo magnético terrestre; la evolución lenta de esa misma temperatura determina, a su vez, el ritmo al que el núcleo interno sigue solidificándose y cuánto tiempo más seguirá existiendo el campo magnético que protege al planeta, cerrando así el vínculo entre la pérdida de calor con la que empezó esta descripción y el destino a largo plazo del propio campo magnético terrestre. El manto terrestre convecta vigorosamente porque el parámetro que mide qué tan fácil resulta que un fluido comience a convectar alcanza, dentro del manto, un valor de entre diez millones y mil millones, muy por encima del umbral crítico de apenas mil que un fluido necesita superar para empezar a convectar; y el manto convecta con ese vigor pese a comportarse, en escalas de tiempo cortas, como si fuera un sólido rígido. La eficiencia de este transporte convectivo respecto al simple transporte por conducción se puede cuantificar con otro parámetro, que en el manto terrestre toma valores de entre diez y cuarenta veces: esto significa que, si el manto no convectara y el calor solo se transportara por conducción, la temperatura del interior de la Tierra sería mucho más alta de lo que es hoy. El flujo de calor promedio que llega a la superficie terrestre ronda los ochenta milivatios por metro cuadrado, pero ese flujo de calor no es uniforme: alcanza hasta trescientos milivatios por metro cuadrado en las dorsales oceánicas, donde el manto asciende y se acerca mucho a la superficie, y cae a apenas treinta milivatios por metro cuadrado sobre los cratones más antiguos, donde la corteza continental lleva miles de millones de años aislando al manto que tiene debajo.
ID:2294
Grupo 7: Grupo 7: Evolución térmica y destino magnético
Descripción
¿Cómo conecta el enfriamiento profundo con la solidificación del núcleo interno y la duración del campo magnético?
Pregunta clave: ¿Cómo conecta el enfriamiento profundo con la solidificación del núcleo interno y la duración del campo magnético?
La temperatura en el límite entre el manto y el núcleo, de entre tres mil quinientos y cuatro mil kelvin, es lo que mantiene líquido al núcleo externo y alimenta al geodínamo que genera el campo magnético terrestre; la evolución lenta de esa misma temperatura determina, a su vez, el ritmo al que el núcleo interno sigue solidificándose y cuánto tiempo más seguirá existiendo el campo magnético que protege al planeta, cerrando así el vínculo entre la pérdida de calor con la que empezó esta descripción y el destino a largo plazo del propio campo magnético terrestre. El manto terrestre convecta vigorosamente porque el parámetro que mide qué tan fácil resulta que un fluido comience a convectar alcanza, dentro del manto, un valor de entre diez millones y mil millones, muy por encima del umbral crítico de apenas mil que un fluido necesita superar para empezar a convectar; y el manto convecta con ese vigor pese a comportarse, en escalas de tiempo cortas, como si fuera un sólido rígido. La eficiencia de este transporte convectivo respecto al simple transporte por conducción se puede cuantificar con otro parámetro, que en el manto terrestre toma valores de entre diez y cuarenta veces: esto significa que, si el manto no convectara y el calor solo se transportara por conducción, la temperatura del interior de la Tierra sería mucho más alta de lo que es hoy. El flujo de calor promedio que llega a la superficie terrestre ronda los ochenta milivatios por metro cuadrado, pero ese flujo de calor no es uniforme: alcanza hasta trescientos milivatios por metro cuadrado en las dorsales oceánicas, donde el manto asciende y se acerca mucho a la superficie, y cae a apenas treinta milivatios por metro cuadrado sobre los cratones más antiguos, donde la corteza continental lleva miles de millones de años aislando al manto que tiene debajo.
ID:2295