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 23:10:01 +0100

Il 04/01/2011 18:46, Tetis ha scritto:
> On 4 Gen, 10:00, Soviet_Mario<Soviet.Ma..._at_CCCP.MIR> wrote:
>> Il 03/01/2011 19:04, Tetis ha scritto:
>

CUT

>
> Quello che si forma dipende per�, forse da cosa alimenta il processo
> di rifusione. Esistono esempi sparuti di rocce silico alluminate a
> fondo basaltico come le produceva la terra quando la fotosintesi non
> c'era

ah ... pensavo che le lave basaltiche (tipo awayano, vulcani
effusivi puri a scudo) non fossero particolarmente rari, e
che anzi rari fossero gli intrusivi quasi puri tipo vesuvio.
Ma anche in questo non sono esperto. Non ho idea se le
dorsali sottomarine caccino fuori magmi acidi o basici (il
loro contributo probabilmente sovrasta quello dei fratelli
terrestri).

Ho letto che alcune sorgenti idrotermali buttano fuori acido
solfidrico, e sembrerebbero ambienti riducenti. Ma se siano
significative quantitativamente non saprei dire.

Cmq nel bilancio delle rocce terrestri credo proprio che il
contributo massiccio delle dorsali e faglie marine non possa
essere trascurato (e probabilmente l'abbondante ossigeno
atmosferico l� non conta niente, viceversa non so se possa
contare la diminuita anidride carbonica ... non so se i mari
paleozoici fossero molto pi� acidi di ora per quello ... E
cmq quando il vulcanismo era molto attivo, era la loro
stessa anidride carbonica quella che predominava).
Giusto perch� oltre met� della superficie planetaria � mare
abbastanza fondo da essere "poco" vivo.

> e sono piuttosto differenti dai graniti (del resto l'atmosfera a
> quel tempo conteneva circa il triplo di anidride carbonica)

beh, non si pu� dire che fosse cos� abbondante nemmeno
allora, quindi. Ma � vero che i minerali rossi, ferrici, non
si formano facilmente in atm. non ossidanti, e viceversa.
Nota che la banale ruggine (ossido ferrico) � un composto
che fonde facile e ha notevoli capacit� fondenti su
silicati, silice, alluminati e allumina. Anzi nel laterizio
lo dosano con cura proprio come fondente.
Anche in questo senso l'atmosfera ossidante potrebbe
influenzare la facilit� di fusione di alcuni minerali.
L'ossido ferroso invece libero non esiste praticamente,
essendo troppo basico.

> La storia
> del granito inizia circa insieme con la fotosintesi, ma si tratta di
> una scoperta recente perch� si riteneva in passato che all'epoca dei
> primi graniti 3.8 miliardi di anni fa non ci fossero affatto specie
> capaci di fotosintesi, mentre sono emerse in seguito evidenze di ci�.

>> 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 .
>
> La crosta terrestre cominci� a formarsi circa 4 miliardi di anni fa ed
> era principalmente basaltica, sembra come se il silicio e l'alluminimo
> venissero efficacemente riassorbiti dai moti convettivi e riportati in
> profondit� e non andassero a formare la fase granitica stabile che
> comincia a vedersi a partire dall'epoca della fotosintesi.

ammetto qui di non avere idea precisa della differenza di
composizione tra un basalto e un granito affini (cio�
originati da magmi simili, ma cristallizzati in modo molto
diverso). Se ho tempo cercher� (ma ho il sospetto che la
differenza non sia abissale, quantitativamente, perch� quel
che chiamiamo roccia basica o acida non � che sia tipo
ossido di potassio o ossido di fosforo, ecco, � questione di
sfumature. Anche l'allumina pura non � che sia poi cos�
tanto acida, n� la silice. E un feldspato � basico ma alla
fine contiene poco potassio, il grosso � sempre silice)

> Una
> possibilit� � che mancasse un meccanismo abbastanza efficiente di
> amalgamazione fra silicati ed alluminati con i residui dell'erosione
> dei basalti. La fotosintesi contribuisce con un ammontare di 3 volte
> tanto rispetto al contributo geotermico.
>
>> 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.
>
> per� ci sono trasformazioni e sughi che semplicemente non si formano
> se mancano gli ingredienti adeguati :-)

beh, gli ingredienti son sempre gli stessi, solo magari si
concentrano (transitoriamente ?) in strati / zone differenti.
E' vero che quando si spegner� la fornace, minerali pi�
densi non risaliranno pi�, n� quelli galleggianti
affonderanno pi�, neanche in linea solo teorica, ma questo
s'era gi� detto.

>
>>> 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

qui ovviamente ho scritto un refuso, intendevo dire BASICI.
I feldspati, plagioclasi etc, e molti tectosilicati,
contenenti potassio, sodio, e un po' meno calcio, o loro
miscele (non sono sempre miscibili a stato solido cmq, sodio
e calcio si, hanno raggi ionici paragonabili, il potassio
poco) sono considerati basici, e non acidi.

>> 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.
>
> e non potrebbe avere anche un ruolo decisivo nel cambiare il bilancio
> energetico delle trasformazioni di fase che avvengono in fase
> rifusiva?

non ho capito. La domanda � se l'humus e gli acidi
organogeni possono influenzare la fusione delle rocce ? Se
era questa, penserei di no (bruciano assai prima, senza
manco ceneri organiche, se non al limite carbone se manca
aria). Ma forse volevi chiedere qualcosa di meno ovvio e non
ho capito

>
>>> 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

cos� poco ??? 50 grammi su due-tre ton che fanno ?

>>> 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 ?
>
> Si, ma infatti il conto � superficiale e sbagliato. Parte dall'ipotesi
> erronea che la densit� di massa interna non � cambiata, in pratica �
> vero che se si formano rocce con reticoli pi� voluminosi ed il raggio
> terrestre aumenta

si ma cambia la densit� di una parte soggetta, quindi la
deduzione che costi gravitazionalmente mi sembra non forzata.
Anzi direi che se gli elementi pi� pesanti affondano, dando
minerali densi, potrebbero ben pagare loro il conto
dell'affioramento dei pi� leggeri (il discorso della
compattezza dei reticoli conta con pari rango rispetto alla
mera considerazione delle masse atomiche, perch� entrambe le
variabili influenzano con la stessa forza la densit�).

> qualcuno deve mettere la differenza di energia
> potenziale,

e non potrebbe essere l'affondamento di composti
intermetallici e solfuri di ferro, nichel e roba massiccia ?

> ma sar� ben poca cosa rispetto a quelle 200.000
> tonnellate, tutt'al pi� si arriver� forse all'un per cento di quel
> numero. Era pi� che altro mia intenzione evidenziare anche questo
> aspetto dei bilanci energetici.
>
>
>>> 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 :-)
>
> Questo invece � un dato preso dalla letteratura e tradotto in massa
> equivalente.


no ma intendevo il calcolo delle 200'000 tonnellate

>
>
> 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.
>
> Quindi vuoi dire che degli altri minerali che non sono stati
> riprodotti si sa poco, a livello chimico, delle energetiche
> coinvolte ?

beh, non necessariamente. Si sa poco di artificiale : le
trasformazioni naturali e la struttura sono state studiate.
La seconda in particolare � spesso nota con grande
precisione. Circa i dati di reattivit�, io non sono un
geologo, e conosco solo le reazioni relativamente rapide,
come quelle fatte dall'uomo per spicciarsi.
Curiosit� : ci sono pure minerali che l'uomo fatica ancora,
e molto, a emulare. Sia quarzo, che corindone, che in
particolare il carbonio, danno origine a fasi (metastabili)
a densit� anomala e reticoli a coordinazione anomala nei
minerali da impatto meteorico (presumo anche da esplosione
atomica). Ci sono un sacco di allotropi di C pi� densi del
diamante, difficili da preparare (ci vogliono delle incudini
speciali, le diamond anvils, per le pressioni richieste per
piccole quantit� di campione). Talvolta anche la scarica dei
fulmini produce roba interessante, sempre metastabile. P.S.
queste considerazioni sono a latere, di certo non sfiorano i
bilanci di massa dei processi grossi.

>
>>> 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.

sar� una considerazione ingenua, ma trattandosi di
ricristallizzazione, la presumerei anche di poco ma
esotermica. Normalmente le rocce effusive, specie quelle
proprio amorfe/vetrose, tipo pomice e lapillo x capirsi, a
pari composizione hanno pi� energia delle controparti
intrusive di stessa composizione (cio� a cristalli grossi).
Insomma il discorso � uguale a quello dei metalli forgiati e
temprati vs quelli annealed (ricotti, dove i cristalli si
son messi a posto).

Se per� si verifica anche un cambio di composizione (ad es.
alcune frazioni solubili son dilavate) allora tale
considerazione non vale pi�, perch� bisognerebbe capire se
il dilavamento sia eso o endotermico (cmq la dissoluzione �
spinta anche dall'entropia maggiore degli ioni in soluzione
... che spesso sono ioni a basso calore di idratazione, tipo
potassio, cloruro, sodio)

>>> 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.
>
> In verit� la dissipazione di energia per effetto delle maree comporta
> anche che lo stesso rate dissipativo tenda a decrescere in media,
> infatti man mano la velocit� di rotazione della terra tende a
> diminuire e la luna ad allontanarsi finch� la terra non rivolgerebbe
> sempre la stessa faccia alla luna (come gi� la luna fa oggi verso la
> terra) il che annullerebbe affatto le forze mareali di origine lunare.

ah si, giusto. Gi� la luna ci � arrivata infatti : ci guarda
sempre con la stessa faccia.

> Ma siccome esistono molte incertezze su come evolve nel tempo il rate
> di dissipazione in rapporto ad esempio alle quantit� di acqua liquida
> e ghiacciata ed alle dinamiche interne dei moti convettivi non si pu�
> estrapolare dal rate odierno una costante che permetta di stimare
> ragionevolmente in quanto tempo la dissipazione mareale si annulla.
>
>> a sproposito, cosa ne pensa un Fisico degl'esperimenti di
>> Fleishmann e Pons ?
>
> personalmente penso che ci siano un mucchio di questioni interessanti
> sortite tutto intorno all'argomento e sulle quali il dibattito
> scientifico si � svolto con la dovuta compostezza obiettivit� e
> trasparenza. Forse non avrebbero ricevuto altrettanta attenzione se
> non ci fosse stato il caso P.F. ma non saprei dire se quel caso (a
> prescindere dalla valutazione nel merito che ha visto soffrire menti
> pi� acuminate della mia) abbia arrecato pi� benefici o pi� danni di
> certo fra i seguaci della teoria complottista si trovano innumerevoli
> fanfaronate, ma per contro anche nella ricerca scientifica pi�
> composta si trovano tante discussioni di scarso rilievo (non
> fanfaronate, certo, ma contribuiscono a modo loro a far confusione).
>
>>> 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.
>
> Trovi tutto sotto i nomi di Palmer e Jones, in origine la questione
> non riguardava la terra, ma Giove, in seguito Palmer ipotizz� che se
> fusione poteva avvenire nel nucleo di Giove avrebbe potuto avvenire
> anche nel nucleo terrestre e si mise a cercare evidenze in tal senso
> nei registri delle emissioni gassose di vulcani, trovando tracce di
> trizio (che � poco stabile e quindi dovrebbe essere assente) in alcuni
> fenomeni vulcanici, fu in quella circostanza che venne coniato il nome
> fusione fredda. Ovviamente si tratta di una fusione fredda nel senso
> che avviene in pianeti piuttosto che nel sole, ma non fredda nel senso
> che diedero poi al termine P.F. infatti che si possano avere fenomeni
> di fusione associati a scariche di plasma particolamente intense sotto
> la crosta terrestre non appare altrettanto inverosimile di quanto
> appaia l'amplificazione di un fattore 10.000 di una reazione di
> fusione possibile ma molto poco probabile (come dovrebbe avvenire per
> spiegare il caso di fusione fredda senza emissione di neutroni).
>
>> 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.
>
> diciamo pure che fusioni a partire dal ferro sono sicuramente costose
> ed endotermiche nonch� poco probabili per usare un eufemismo in
> condizioni di equilibrio, ma nel mantello esistono anche elementi
> leggeri e si trova certamente anche idrogeno che viene dalle
> inclusioni in subsidenza di acqua, nonch� prodotti di decadimento di
> alcuni nuclei radioattivi che potrebbero occasionalmente essere
> rigenerati dai prodotti di fusione di questi elementi leggeri, ma non
> � che mi immagini che le abbondanze originarie subiscano chiss� quali
> spostamenti, solo che oltre ai raggi cosmici ci sono anche questi
> altri meccanismi endogeni che, magari un giorno, potrebbe tornare
> utile ricordarsi (magari a proposito del trizio vulcanico :-) ).
> Piuttosto a proposito di bilanci di massa non trascurerei l'energia
> chimica perch� a fronte di pochi atomi radiattivi gli atomi di
> alluminio, carbonio e silicio e degli altri metalli sono davvero
> tanti.

Questo � vero ... cmq il torio tanto raro poi non �

ciao
Soviet
Received on Tue Jan 04 2011 - 23:10:01 CET