O calor da Terra provém de uma combinação de processos físicos e químicos que ocorrem em diferentes partes do interior do planeta. A Terra é um corpo quente imerso num espaço frio e perde temperatura constantemente, a uma taxa aproximada de 130 ºC a cada 1.000 milhões de anos. Esta perda gradual é um reflexo da dinâmica interna do planeta e da sua história geológica.
Vulcões e sistemas hidrotermais, como fontes de água quente, são manifestações visíveis do calor interno da Terra. Esta evidência na superfície permite-nos estudar e compreender melhor os processos que geram e distribuem o calor da Terra.
6 Processos que geram o calor da Terra
A seguir são descritos os principais processos responsáveis pelo calor da Terra, agrupados de acordo com a região do interior do planeta onde ocorrem:
- Calor latente de cristalização: Na fronteira entre o núcleo interno (sólido) e o núcleo externo (líquido), ocorrem reações de cristalização que são exotérmicas e geram calor. Este fenômeno, conhecido como calor latente de cristalização, também contribui para a manutenção do campo magnético terrestre.
- Gravitação: A força gravitacional comprime as camadas internas do planeta em direção ao seu centro, gerando calor através do atrito no processo de contração da massa terrestre.
- Calor remanescente da formação planetária: Este calor é um vestígio das colisões entre detritos estelares no disco protoplanetário que deu origem à Terra há cerca de 4,5 mil milhões de anos. Embora tenha diminuído ao longo do tempo, ainda contribui para o calor interno.
- Calor cinético ou friccional: Entre o núcleo externo e o manto, a energia é gerada na forma de calor devido ao atrito causado pelas diferentes respostas dessas camadas ao campo gravitacional da Lua e do Sol (forças de maré).
- Reações físico-químicas exotérmicas: No manto, altas pressões e temperaturas tornam os minerais instáveis, resultando em mudanças contínuas de fase. Esses processos liberam energia na forma de calor.
- Decaimento de isótopos radiogênicos: Na litosfera (composta pela crosta e manto superior), as rochas contêm elementos radioativos como os isótopos 235U, 238U, 232Th e 40K. A decomposição destes isótopos é exotérmica e constitui a maior fonte de calor na superfície da Terra.
É importante destacar que a temperatura da Terra aumenta para dentro, passando de uma média global de 15 ºC na superfície para mais de 5.000 ºC no núcleo interno.
Depósitos geotérmicos
Os depósitos geotérmicos são áreas onde o calor interno da Terra pode ser utilizado. Existem três tipos principais:
Reservatórios de água quente
Estes podem manifestar-se em fontes termais ou ser encontrados em aquíferos subterrâneos. As fontes termais são utilizadas desde a antiguidade como banhos terapêuticos. No caso de depósitos subterrâneos, é extraída água quente ou vapor para gerar energia mecânica através de turbinas ou para outros usos como aquecimento.
depósitos secos
Nestes reservatórios, as camadas quentes abaixo da superfície não contêm água. A água é injetada através de perfurações e recuperada já quente para aproveitar sua energia através de trocadores de calor. Posteriormente, a água pode ser reinjetada para continuar o ciclo.
Arrepio
Gêiseres são fontes termais especiais que periodicamente expelem colunas de água quente e vapor no ar.
A sua formação requer condições hidrogeológicas específicas, o que os torna um fenómeno raro. Atualmente, existem cerca de 1.000 gêiseres no planeta.
Quando a energia geotérmica começou a ser utilizada?
No final do século XVII, a Terra foi concebida como uma massa fundida com uma crosta sólida como resultado do seu resfriamento. Durante o século XIX, os primeiros cálculos da idade da Terra foram feitos com base na sua evolução térmica. Foi também neste século que a energia geotérmica foi definida como a disciplina que estuda o calor terrestre, a sua origem, distribuição e utilização.
O primeiro uso prático da energia geotérmica ocorreu em 1904 em Larderello, Itália, onde a eletricidade foi gerada pelo aproveitamento do vapor geotérmico. Desde então, esta fonte de energia tem sido desenvolvida como uma opção sustentável para geração de eletricidade, aquecimento e outros usos industriais.