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REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Materiais de Referência: Folios #1 e #2 Apresentação PPT de Matt Cohen ? ?

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1 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Materiais de Referência: Folios #1 e #2 Apresentação PPT de Matt Cohen ? ?

2 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 PARTE 1... Cálculo das transformidades do calor interno da Terra e da energia das marés Valores base de transformidade

3 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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

4 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 ENERGIA SOLAR Constante solar: 2 cal/cm 2 /min = 2 Langley por minuto (Ly/min) 70% absorção (Von der Haar e Suomi, 1969) Seção com face para o Sol: 1,27E+14 m 2 (2 Ly/min)(10 kcal/m 2 /Ly)(1,278E+14 m 2 )(5,256E+05 min/ano)(4186 J/kcal)(0,7) = 3,93E+24 J/ano Transformidade Solar: 1 por definição

5 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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) Transformidade do calor interno = 3,93E+24 sej/ano = 6055 sej/J 6,49E+20 J/ano Emergia da insolação

6 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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)

7 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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 km 3 /ano (Todd, 1970)  Elevação média: 875 m (39,6E+03 km 3 /ano)(1E+12 kg/km 3 )(9,8 m/s 2 )(875 m) = 3,395E+20 J/ano Transformidade = Emergia Solar = 9,44E+24 sej/ano = sej/J Energia das Correntezas nos Rios 3,4E+20 J/ano Emergia dos 3 inputs

8 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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 recebida pela Terra 8,515E+19 J/ano Transformidade da energia das marés = sej/J

9 Emergia dos Inputs para a Geobiosfera (Environmental Accounting – 1996) ____________________________________________________________ Nota Fluxo Transformidade Solar Empower sej/J sej/ano ____________________________________________________________ 1Energia Solar Absorvida1 3,93 2Calor na Crosta0,60E+04 4,07 3Energia das Marés1,68 E+04 1,44 Empower Global Total-- 9,44 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009

10 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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

11 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Por definição, sabemos que a transformidade da energia solar é igual 1 sej/J Contribuição dos 3 inputs: 1 equação para o aquecimento da crosta 1 equação para a energia geopotencial das águas oceânicas Como calcular as transformidades restantes? Usar duas equações simultâneas e estabelecer dois inputs que façam o mesmo produto equivalente (Energia A * Tr A ) + (Energia B * Tr B ) = (Energia C * Tr C ) Princípio: Empower dos inputs é igual ao empower do output, onde cada termo contém um fluxo multiplicado pela emergia/unidade

12 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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 E+20 Joules/ano 1,98 Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano 4,74 13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano 6,49 0, Fluxo de energia das marés: 0,52E+20 J/ano (Miller, 1966) Fluxo de energia solar: baseada na constante de 2 gcal/cm 2 /min, 70% de absorção e 1,27E+14 m 2 de seção com face para o Sol

13 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 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Emergia do Calor na Crosta

14 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Emergia do Calor na Crosta E+20 Joules/ano 1,98 4,74 6,49 0, Emergia Solar + Emergia das = Aquecimento por Gerada Marés Processos Superficiais Equação 1: (39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Tr t ) = (6,49E+20 J/ano)(Tr h )

15 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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.

16 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Emergia do Geopotencial Oceânico E+20 Joules/ano 0, Contribuição da Terra: calor do manto (4,74E+20 J/ano) + radiação (1,98E+20 J/ano) = 6,72E+20 J/ano 6,72 1,62 Energia do geopotencial oceânico: marés (0,52E+20 J/ano) + (1,62E+20 J/ano) = 2,14E+20 J/ano Falta a referência

17 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Emergia do Geopotencial Oceânico E+20 Joules/ano ,72 2,14 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)(Tr t ) + (6,72E+20 J/ano)(Tr h ) = (2,14E+20 J/ano)(Tr t ) (1,62 + 0,52)E+20 J/ano Entram diretamente no estoque de energia geopotencial Fluxo de calor do manto + Radiação

18 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Resolvendo as equações: Equação 2: (39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Tr T ) + (6,72E+20 J/ano)(Tr h ) = (2,14E+20 J/ano)(Tr t ) Equação 1: (39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Tr t ) = (6,49E+20 J/ano)(Tr h ) (Tr t ) = (6,17E+20 J/ano)(Tr h ) Chega-se à relação: (6,72E+20 J/ano)(Tr h ) = (2,14E+20 J/ano)(Tr t ) - (6,49E+20 J/ano)(Tr h ) Substituindo na equação 1, temos que:  Transformidade do calor interno: Tr h = sej/J  Transformidade da energia das marés: Tr t = 6,17 x = sej/J

19 Emergia dos Inputs para a Geobiosfera (2000) ____________________________________________________________ Nota Fluxo Transformidade Solar Empower sej/J sej/ano ____________________________________________________________ 1Energia Solar Absorvida1 3,93 2Calor na Crosta1,20 E+04 8,06 3Energia das Marés7,37 E+04 3,83 Empower Global Total-- 15,83 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009

20 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Discussão: Aquecimento total da crosta: 13,21E+20 J/ano (Sclater et al., 1980) Geração de radioatividade: 1,98E+20 J/ano E+20 Joules/ano 1,98 Fluxo de calor do manto: 4,74E+20 J/ano 4,74 13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano 6,49 0, O fluxo de calor do manto considera a mudança de fase (líquido  sólido) ???

21 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Discussão: 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 Equação 1: (39300E+20 J/ano)(1 sej/J) + (0,52E+20 J/ano)(Tr t ) = (6,49E+20 J/ano)(Tr h ) 13,21E+20 – (1,98+4,74)E+20 = 6,49E+20 J/ano

22 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 Discussão: Há liberação de calor na consolidação do núcleo externo líquido (rico em ferro) em contato com o núcleo interno sólido Contato com a Dra. Maria Cristina Motta de Toledo, co-autora do livro Decifrando a Terra

23 REUNIÃO DO LEIA 21/01/2009 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 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.


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