Re: quanta massa equivalente varrebbe l'energia geotermica prodotta dal pianeta terra, diciamo in 1 anno ?

From: Soviet_Mario <Soviet.Mario_at_CCCP.MIR>
Date: Tue, 04 Jan 2011 10:00:36 +0100

Il 03/01/2011 19:04, Tetis ha scritto:
> On 3 Gen, 11:15, Soviet_Mario<Soviet.Ma..._at_CCCP.MIR> wrote:
>> Il 03/01/2011 03:40, Tetis ha scritto:
>>
>> ho letto con interesse la tua profonda e capillare analisi.
>> Cmq io volevo solo intendere che praticamente tutti i
>> processi che citi non sono essenzialmente irreversibili,
>> nelle condizioni terrestri (i minerali si formano e si
>> disfano in continuazione, la crosta ingoiata e fusa, e
>> riemessa come rocce ignee in continuazione, per non parlare
>> dei processi biologici, che son cicli che si chiudono anche
>> in tempi ben minori dei cicli geochimici.
>
> Mi lascia perplesso il fatto che parli di cicli:

per� in un punto, verso la fine, ho detto, o forse era
rimasto implicito (dove parlavo di disequilibrio, forse in
un senso un po' esteso), che molti di essi non si erano mai
chiusi, e che probabilmente non si chiuderanno mai per
esaurimento del "motore" che spingerebbe tutti questi cicli
(dove dicevo di rocce antiche di 4 miliardi di anni in zone
morte vulcanicamente).
Parlavo di cicli in senso estrapolato, ossia ammettendo che
il motore interno avrebbe continuato per un tempo abbastanza
lungo.

> a quanto sappiamo n�
> i processi di geochimica profondi n� quelli superficiali sono ciclici.
> In particolare la formazione di graniti curiosamente ha avuto inizio
> con l'inizio della fotosintesi clorofilliana e sembra non sia un caso.

non lo so. Da chimico con solo un'infarinatura in geologia
(per quanto interessato ai minerali e lo stato solido) non
mi riesce incredibile credere che le condizioni che li hanno
prodotti non si potrebbero ripetere (sono abbastanza
convinto che si siano creati in profondit� come le rocce
ignee non effusive) laddove non so quanto possa influire
l'atmosfera. Ancor oggi che l'atmosfera � fortemente
ossidante, emergono tranquillamente silicati basici con
minerali ferrosi (ferro II) nei magmi.

> Va ricordato comunque che le teoria di formazione dei graniti si sono
> avvicendate molto vivacemente fin dagli inizi della mineralogia: la
> prima teoria detta teoria magmatica postulava che il granito fosse
> dovuto all'emersione di strati profondi di magma basico, ma questa
> teoria fu poi confutata, in seguito fu il momento della teoria di Daly
> che postulava l'acidificazione per inclusione di silice del magma in
> ascesa lungo le fratture della roccia, poi Bowen avanz� l'ipotesi
> della differenziazione gravitativa. In breve nessuna di queste teorie
> ha potuto spiegare la prevalenza delle rocce granitiche a fronte di
> quelle basiche.

non credo che importi il dettaglio nell'economia del
ragionamento grezzo che facevo. In qualche maniera
alluminati e silicati (lievemente acidi) sono galleggiati in
abbondanza nella crosta, laddove i minerali di ferro e i
solfuri pi� pesanti emergono solo laddove i moti convettivi
sono pi� intensi e risalgono da pi� in profondit�.

Quel che volevo dire era paragonare i cicli effusione,
erosione, seppellimento, subsidenza, ai moti convettivi in
una pentola d'acqua. Prima o poi tutta l'acqua passa alla
superficie, e prima o poi raffreddata affonda e torna sotto.
Ma ripeto che venendo esaurendosi il fornello, dato che qui
ci sono solidi leggeri che galleggiano, probabilmente hanno
creato isole dove non sono erosi n� fonderanno pi�.
Cmq sono convinto che in presenza di sufficiente
vulcanesimo, come c'era prima, sarebbero stati inghiottiti e
rifusi.

> Oggi la teoria pi� accreditata � quella metamorfica,
> sicch� oggi si ritiene che il granito sia originato dall'inclusione di
> materiali sedimentari a chimismo acido in neomagmi di origine
> subsidenziale. In definitiva la fissazione di silice negli strati
> superficiali � dovuta quasi esclusivamente al chimismo di degradazione
> biologica delle rocce basaltiche operata da alberi, batteri e altre
> specie.

molti feldspati, acidi, sono anche stati dilavati dalla
semplice acqua+anidride carbonica. I caolini, argille, sono
il risultato del dilavamento dei cationi + solubili
(essenzialmente sodio e potassio) dai feldspati (e
plagioclasi etc). Presumo che in quanto pi� acido della CO2
(e chelante) l'acidit� dell'humus possa accelerare la cosa.

> Per quanto ne so la biochimica legata ai basalti � complessa
> ed � fatta di processi esotermi (per alcuni batteri che traggono
> energia dalle rocce basaltiche)

di questo ne so poco. Avevo giusto letto qualche articolo su
batteri trovati in america produttori di idrogeno, che
ossidavano il ferro ferroso di basalti, in condizioni anaerobie.

> che di processi endotermici (altri
> organismi traggono energia dai gradienti termici)

su questo non so nulla tout court

> principalmente
> legati alla degradazione delle rocce per l'estrazione di alimenti da
> parte di alberi e fito-organismi. Per quanto riguarda la fisica questi
> materiali sono mediamente meno densi di circa 50 grammi su metro cubo
> il che comporta che sostituire la crosta terrestre con granito in
> luogo di basalto ha comportato un aumento del volume della terra ed ha
> comportato al tempo stesso un aumento della sua massa in relazione
> all'energia gravitazionale per un ammontare di 200.000 tonnellate:

figata ! ma hai fatto i calcoli tu ?

> un'inezia rispetto ai 10^24 Kg della massa terrestre ed anche rispetto
> alle quasi 16 tonnellate annue

questo era forse il dato che chiedeva l'OP :-)

> di massa equivalente all'energia
> termica che fluisce attraverso la crosta terrestre, tuttavia per
> quanto riguarda l'energia chimica dei graniti rispetto ai basalti �
> ben probabile che i numeri non siano cos� esili anche se rapportati
> alle scale di tempo geologiche. Io in definitiva non so, al momento,
> come si pu� impostare il bilancio dell'energia chimica in gioco e
> confido nel fatto che tu abbia pi� strumenti di me

LOL ! Pare proprio di no. Parto dal presupposto, magari
errato ma ne sono convinto, che qualsiasi minerale terrestre
sia riproducibile, aggiustando le condizioni sperimentali
pi� elementari (pressione, temperatura, composizione in
senso generico).
Del resto tutti i minerali che servono di pi� all'uomo e non
erano abbondanti, l'uomo ha trovato come riprodurli, a volte
meglio che in natura.
Certo i minerali a struttura pi� complessa possono essere
difficili. Ma ad es. le zeoliti, con struttura spaventosa a
buchi fatti di ottagoni, abbiamo imparato a farle perch�
erano molto utili. Credo anche certe bentoniti artificiali.
Il punto � che certe fonti naturali sono troppo economiche e
non hanno spinto la ricerca alla loro sintesi artificiale.

> per impostare un
> ragionamento che permetta almeno di capire se la formazione di granito
> da basalti � mediamente endotermica o esotermica, cosa che io non so
> con esattezza.
>
> Anche se in linea di principio andrebbero considerati anche i residui
> fossili di carbone, gas e petrolio, in pratica si vede che in un anno
> viene estratta da queste fonti circa il 28% dell'energia geotermica
> che fluisce attraverso la crosta. Ben poca cosa se si considera che
> l'esaurimento delle scorte � stimato per tempi ben inferiori a quelli
> geologici che stiamo considerando in questo contesto. Anche le forze
> mareali contribuiscono alla formazione di parte di quel calore che
> viene misurato nel flusso geotermico ma si tratta di circa un 10%
> della potenza totale,

questo � interessante. Mi ero chiesto quanto potesse
contribuire, e mi hai dato la risposta. Ovviamente la sua
quota salir� sempre venendo meno la potenza nucleare.

> questa energia viene in ultima analisi dal
> rallentamento della rotazione terrestre che alimenta da una parte la
> formazione di questo calore e quindi l'erosione delle rocce,
> dall'altro l'allontanamento della luna che ha un costo in termini di
> energia gravitazionale.
>
> Rimane in definitiva da capire quanto delle quasi 50 tonnellate di
> massa prodotte ogni anno dalla fotosintesi viene di nuovo trasformato
> in energia termica e definitivamente disperso per irragiamento prima
> che di contribuire alla formazione di granito e quanto la formazione
> di granito conti, in attivo o in passivo, rispetto a queste 50
> tonnellate annue.
>
>
> Sulla questione del difetto di massa nucleare che hai proposto. A
> titolo di curiosit� voglio ricordare che tutta la grandiosa polemica
> mondiale innescata ormai vent'anni fa dalle dichiarazioni di Pons e
> Fleshmann

a sproposito, cosa ne pensa un Fisico degl'esperimenti di
Fleishmann e Pons ?

> derivava essenzialmente da un problema nel bilancio
> energetico associato al flusso di energia geotermica, questo problema
> era stato all'origine di un filone di ricerca sulla possibilit� che
> parte dell'energia prodotta all'interno della terra fosse di origine
> fusionale anzich� fissionale. Su questo filone di ricerca si era in
> ultimo innestato il "lavoro" dei due scienziati.

non lo sapevo. Quanto alle fusioni, a parte quelle da raggi
cosmici particolarmente penetranti, avevo scritto che non so
se possano avvenire. Specie nell'interno fatto di ferro
nichel zolfo e roba difficile da fondere.

> In linea di principio
> della nuova fisica nucleare o subnucleare, della quale per definizione
> non sapremmo ancora nulla, potrebbe anche essere endotermica, ma �
> certamente molto pi� pratico e spesso pi� che sufficiente ragionare
> sui modi in parte ignoti in cui si combina la fisica (e la chimica)
> nota piuttosto che inventare a modo di pezze tappabuchi dei fenomeni
> completamente nuovi.

Ora prendo il fiato ...

> Ed infatti ricordo che da quel tempo (1989 circa) dei progressi sono
> stati compiuti in questa direzione: circa nel 2006 � stato scoperto
> che alcuni materiali rocciosi piroelettrici soggetti a differenze di
> temperatura generano dei notevoli potenziali elettrici sufficienti ad
> accelerare dei protoni ad energie tali da dare luogo a fenomeni di
> fusione nucleare genuina (ordinaria, cio� calda, e di conseguenza alla
> formazione di particelle alfa e neutroni abbastanza energetici da
> portare a fenomeni di cattura endotermica), sono stati persino
> realizzati dei sistemi portatili per la generazione di neutroni veloci
> basati su questo metodo, ragione per cui non � nemmeno del tutto certo
> che i fenomeni di disattivazione nucleare debbano essere totalmente
> irreversibili alle energie di cui � tuttoggi capace il nostro pianeta
> terra nelle sue manifestazioni spontanee.
>

Belin ragazzzi, son proprio contento di essermi intromesso
in questa discussione, sia pure in modo rozzo. Cos� �
saltata fuori questa perla che ignoravo completamente e di
cui ti ringrazio (E vado a leggere).
Per associazione di idee, e nella remota ipotesi che tu gi�
non ne sia al corrente, ti citerei un fatto che mi hai
ricordato coi piroelettrici.
Hanno prodotto lampi di raggi X (se la memoria non mi
inganna persino durelli) srotolando del nastro adesivo nel
vuoto. L'energia elastica e la deformazione causavano
un'elettrizzazione sufficiente (il materiale � molto
isolante) tale da originare potenziali cos� alti da causare
poi la scarica, che se era nel vuoto generava appunto raggi
X. Purtroppo non ricordo se era un articolo di LeSCienze o
nature :( Se non trovi niente, se gi� non lo sapevi e ti
interessa, posso provare a cercare.
Questo per dire che mi ha colpito molto la fusione da
piezoelettricit�, ma non sembra violare nulla di noto.
Avevo letto che (in Gabon ? ah la memoria) si era acceso un
reattore a fissione ad uranio naturale qualche tempo fa
(centinaia di migliaia di anni ? non ricordo manco quello,
oggi � spento) perch� era ricristallizzato qualche minerale
di uranio e si era naturalmente concentrato ... forse c'era
anche carbone o semplice umidit� adsorbita da moderatore.

> Qui trovi un poco di letteratura recente su questi prodigiosi
> dispositivi:
>
> http://www.rpi.edu/~danony/Papers/2009/Nano%20Today%20Enhanced%20pyroelectric.pdf
>

grazie del link, sono impaziente

>
>> Erosione,
>> metamorfismi, cambiano stato alle rocce, ma alla lunga si
>> ricementano, vengono seppellite, in miliardi di anni tornano
>> dentro alle subsidenze).
>
> forse, ma miliardi di anni potrebbe essere pi� alla lunga di quanti
> anni richiede l'esaurimento dell'energia solare ed ancora aspetto di
> sapere se la formazione di granito produce o distrugge massa.

uh, svista clamorosa. Puntando gli occhi alla terra ho dato
per scontato che il sole fosse l� bello bello e che ci
sarebbe rimasto imperturbabile. In effetti siamo coetanei, e
in teoria pi� longevi di lui, che pure � longevo, (salvo
incidenti cosmici possibili su scala temporale cos� vasta).
Il discorso di certi cicli era solo teorico cmq

Cmq il dato chiesto dall'OP alla fine l'hai fatto saltare
fuori ... ammesso che legga ancora e lo trovi nel pagliaio :)
ciao
P.S.
un tempo ricordo che ti avevo chiesto che lavoro fai (ma non
ricordo se mi avessi risposto o se possa avere scordato io
la risposta ... scommetterei sul ricercatore, o magari
professore in qualche ateneo tosto). Se non � indiscreto, me
lo diresti o ridiresti ? Cos� son solo curioso.
Se ti secca dirlo pubblicamente puoi anche dirmelo in
privato (tipo a : GattoVizzato_at_gmail.com)
riciao
Received on Tue Jan 04 2011 - 10:00:36 CET

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