La radioactividad interna de la Tierra se debe principalmente a la desintegración de isótopos radiactivos. Estas desintegraciones producen partículas alfa, beta y rayos gamma, liberando así energía térmica dentro del manto y la corteza terrestre.
Esta energía, liberada por la desintegración radiactiva de los radioisótopos, desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de parte del manto terrestre en estado parcialmente fundido, condicionando la convección del manto que impulsa el movimiento de las placas litosféricas. Sin esta fuente interna de calor, la tectónica de placas, la formación de dorsales oceánicas y la actividad volcánica se verían fuertemente reducidas, o incluso serían imposibles a largo plazo.
La distribución de los isótopos radiactivos no es homogénea: algunos elementos, como el uranio y el torio, se concentran en la corteza continental, mientras que el potasio-40 está más presente en el manto superior. Esta heterogeneidad influye en la distribución local del flujo térmico y la dinámica geológica de las diferentes regiones de la Tierra.
La viscosidad no es uniforme y depende fuertemente de la profundidad, la temperatura, la presión y la composición mineralógica. Para comparación, la miel tiene una viscosidad de aproximadamente 10 Pa·s, por lo que incluso el manto superior es unas 1018 veces más viscoso que la miel, pero aún puede fluir lentamente durante millones de años.
| Zona del manto | Profundidad (km) | Viscosidad aproximada (Pa·s) | Comentario |
|---|---|---|---|
| Manto superior | 0 – 410 | 1019 – 1021 | Más dúctil, permite la convección a escala de las placas litosféricas |
| Manto intermedio | 410 – 660 | 1021 – 1022 | Viscosidad ligeramente más alta, influye en la transferencia de material entre zonas superiores e inferiores |
| Manto inferior | 660 – 2.890 | 1022 – 1024 | Muy viscoso, pero en escalas de tiempo largas, fluye y alimenta la convección global |
Fuentes: Karato & Wu (1993), Rheology of the Upper Mantle, Science 260: 771–778; Mitrovica & Forte (2004), Earth and Planetary Science Letters 225: 177–191.
La energía radiactiva genera un calentamiento interno que provoca movimientos convectivos en el manto. Estos movimientos impulsan el desplazamiento de las placas litosféricas, alimentando la tectónica de placas y los fenómenos volcánicos. La cantidad de calor producido se puede estimar en aproximadamente 20 TW para toda la Tierra.
| Isótopo | Vida media (años) | Abundancia relativa (%) | Flujo térmico (TW) | Comentario |
|---|---|---|---|---|
| Uranio-238 | 4,47 × 109 | 0,3 | 8 | Principal contribuyente en el manto y la corteza |
| Torio-232 | 1,41 × 1010 | 1 | 8 | Presente principalmente en la corteza continental |
| Potasio-40 | 1,25 × 109 | 0,012 | 4 | Contribuye principalmente al flujo térmico del manto superior |
Fuentes: Jaupart et al. (2007), Physics of the Earth and Planetary Interiors 160: 3–30; Turcotte & Schubert (2014), Geodynamics, 3ª edición.
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