REUNIÃO DO LEIA
21/01/2009
Materiais de Referência:
Folios #1 e #2
Apresentação PPT de Matt Cohen
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PARTE 1...
Cálculo das transformidades do calor
interno da Terra e da energia das marés
Valores base de transformidade
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Emergia de processos globais apresentada no Environmental
Accouting (1996)
 São considerados 3 inputs para a geobiosfera:
ENERGIA SOLAR
CALOR INTERNO DA TERRA
ENERGIA DAS MARÉS
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ENERGIA SOLAR
 Constante solar: 2 cal/cm2/min = 2 Langley por minuto (Ly/min)
 70% absorção (Von der Haar e Suomi, 1969)
 Seção com face para o Sol: 1,27E+14 m2
(2 Ly/min)(10 kcal/m2/Ly)(1,278E+14 m2)(5,256E+05 min/ano)(4186 J/kcal)(0,7)
= 3,93E+24 J/ano
 Transformidade Solar: 1 por definição
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CALOR INTERNO DA TERRA
 Aquecimento total da crosta: 13,21E+20 J/ano (Sclater et al., 1980)
 Geração de radioatividade: 1,98E+20 J/ano
 Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano
13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano
 Transformidade do calor interno =
Emergia Solar (sej/ano)
Energia do Calor Interno (J/ano)
Emergia da insolação
 Transformidade do calor interno = 3,93E+24 sej/ano = 6055 sej/J
6,49E+20 J/ano
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ENERGIA DAS MARÉS
 Energia das marés recebida pela Terra: 2,7E+09 ergs/seg
(Munk e Mcdonald, 1960)
(2,7E+09 ergs/seg)(3,153E+07 seg/ano) = 8,515E+19 J/ano
(1E+07 ergs/J)
 Energia das marés transformada em correntes oceânicas:
1,65E+19 ergs/seg (Miller, 1966)
(1,65E+09 ergs/seg)(3,153E+07 seg/ano) = 5,12E+19 J/ano
(1E+07 ergs/J)
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ENERGIA DAS MARÉS
 Considera-se que a transformidade das correntes das marés é
igual a transformidade das correntezas nos rios (27764 sej/J)
 Runoff global (escoamento superficial): 39,6E+03 km3/ano (Todd, 1970)
 Elevação média: 875 m
(39,6E+03 km3/ano)(1E+12 kg/km3)(9,8 m/s2)(875 m) = 3,395E+20 J/ano
Emergia dos 3 inputs
Transformidade = Emergia Solar = 9,44E+24 sej/ano = 27764 sej/J
Energia das
Correntezas
nos Rios
3,4E+20 J/ano
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ENERGIA DAS MARÉS
Emergia das Marés = (5,2E+19 J/ano)(27764 sej/J) = 1,44E+24 sej/ano
Transformidade = Emergia das correntes = 1,44E+24 sej/ano
Energia das marés
8,515E+19 J/ano
recebida pela Terra
Transformidade da energia das marés = 16842 sej/J
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Emergia dos Inputs para a Geobiosfera (Environmental Accounting – 1996)
____________________________________________________________
Nota Fluxo
Transformidade Solar Empower
sej/J
1024 sej/ano
____________________________________________________________
1 Energia Solar Absorvida
1
3,93
2
Calor na Crosta
0,60E+04
4,07
3
Energia das Marés
1,68 E+04
1,44
--
9,44
Empower Global Total
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Emergia de processos globais apresentada no Folio #2
 São considerados 3 inputs para a geobiosfera:
ENERGIA SOLAR
CALOR INTERNO DA TERRA
ENERGIA DAS MARÉS
Surgem novos
estoques e o homem
no diagrama
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 Por definição, sabemos que a transformidade da energia
solar é igual 1 sej/J
 Como calcular as transformidades restantes?
Usar duas equações simultâneas e estabelecer dois inputs que
façam o mesmo produto equivalente
 Contribuição dos 3 inputs:
1 equação para o aquecimento da crosta
1 equação para a energia geopotencial das águas oceânicas
 Princípio: Empower dos inputs é igual ao empower do
output, onde cada termo contém um fluxo multiplicado pela
emergia/unidade
(Energia A * Tr A) + (Energia B * Tr B) = (Energia C * Tr C)
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Emergia do Calor na Crosta
 Aquecimento total da crosta: 13,21E+20 J/ano (Sclater et al., 1980)
 Geração de radioatividade: 1,98E+20 J/ano
 Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano
13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano
 Fluxo de energia das marés: 0,52E+20 J/ano
(Miller, 1966)
 Fluxo de energia solar:
baseada na constante de 2
gcal/cm2/min, 70% de absorção
e 1,27E+14 m2 de seção com
face para o Sol
4,74
0,52
1,98
39300
6,49
E+20 Joules/ano
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Emergia do Calor na Crosta
Sol e as Marés movimentam
atmosfera, oceanos, ciclos
hidrológicos e sedimentários e
contribuem com o aquecimento
por enterrar substâncias oxidadas
e reduzidas, por fricção e por
compressão dos depósitos de
sedimentos
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Emergia do Calor na Crosta
Emergia Solar + Emergia das = Aquecimento por
Gerada
Marés
Processos Superficiais
Equação 1:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) = (6,49E+20 J/ano)(Trh)
0,52
4,74
1,98
39300
6,49
E+20 Joules/ano
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Emergia do Geopotencial Oceânico
A energia das marés contribui
para a geobiosfera através força
gravitacional da Lua e do Sol
relativa à rotação do planeta,
que influencia o ar, a Terra e
especialmente os oceanos,
causando fricção e dissipação
de calor.
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Emergia do Geopotencial Oceânico
 Contribuição da Terra: calor do manto (4,74E+20 J/ano) + radiação (1,98E+20 J/ano)
= 6,72E+20 J/ano
 Energia do geopotencial oceânico: marés (0,52E+20 J/ano) + (1,62E+20 J/ano)
= 2,14E+20 J/ano
Falta a referência
6,72
0,52
39300
1,62
E+20 Joules/ano
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Emergia do Geopotencial Oceânico
Emergia Solar + Emergia das + Emergia do Calor = Geopotencial
Gerada
Marés
Interno
Oceânico
Equação 2:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) + (6,72E+20 J/ano)(Trh)
= (2,14E+20 J/ano)(Trt)
Fluxo de calor do
manto + Radiação
(1,62 + 0,52)E+20 J/ano
Entram diretamente no estoque
de energia geopotencial
6,72
39300
E+20 Joules/ano
2,14
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 Resolvendo as equações:
Equação 1:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) = (6,49E+20 J/ano)(Trh)
Equação 2:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(TrT) + (6,72E+20 J/ano)(Trh)
= (2,14E+20 J/ano)(Trt)
(6,72E+20 J/ano)(Trh) = (2,14E+20 J/ano)(Trt) - (6,49E+20 J/ano)(Trh)
Chega-se à relação:
(Trt) = (6,17E+20 J/ano)(Trh)
Substituindo na equação 1, temos que:
 Transformidade do calor interno: Trh = 11981 sej/J
 Transformidade da energia das marés: Trt = 6,17 x 11981 = 73923 sej/J
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Emergia dos Inputs para a Geobiosfera (2000)
____________________________________________________________
Nota Fluxo
Transformidade Solar Empower
sej/J
1024 sej/ano
____________________________________________________________
1 Energia Solar Absorvida
1
3,93
2
Calor na Crosta
1,20 E+04
8,06
3
Energia das Marés
7,37 E+04
3,83
--
15,83
Empower Global Total
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Discussão:
 Aquecimento total da crosta: 13,21E+20 J/ano (Sclater et al., 1980)
 Geração de radioatividade: 1,98E+20 J/ano
 Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano
13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano
O fluxo de calor do manto
considera a mudança de fase
(líquido  sólido) ???
4,74
0,52
1,98
39300
6,49
E+20 Joules/ano
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Discussão:
Equação 1:
(39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Trt) = (6,49E+20 J/ano)(Trh)
13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano
 Não conseguimos achar o trabalho de Sclater et al. (1980) que
é referência para o valor de fluxo total de calor
 Trabalhos semelhantes de Stein e Pollak mostram como é
feita a estimativa de aquecimento da crosta
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Discussão:
 Contato com a Dra. Maria Cristina Motta de Toledo, co-autora do livro
Decifrando a Terra
Há liberação de calor na consolidação
do núcleo externo líquido (rico em ferro)
em contato com o núcleo interno sólido
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Discussão:
 Contato com a Dra. Maria Cristina Motta de Toledo, co-autora do livro
Decifrando a Terra
“A Terra é sólida (o manto NÃO é líquido), com
exceção do núcleo externo (de 2900 a 5100 km de
profundidade) e de alguns locais com câmaras
magmáticas.”
“A consolidação do núcleo externo ocorre a 5.000 km
de profundidade, e a crosta tem apenas alguns km de
espessura (até 10 para a crosta oceânica e até 35 para
a crosta continental).”
O calor latente dessa consolidação logo se transforma em calor
sensível e, por isso, já está incluído nas estimativas de
aquecimento da crosta.