On s’intéresse à l’énergie dégagée par la Terre elle-même.
On a passé en revu les 3 principaux éléments naturels radioactifs.
L’énergie dissipée par an est donc
Pour le Thorium : Eth = 5,3 E+22 J
Pour l’uranium 238 : Eu238 = 3 ;88 E+22 J
Pour le potassium : Ek40 = 2,8 E+22 J
Pour l’uranium 235 : Eu235 = 1,62 E+21 J
Au total On a Er = 1,2 E+23 J
Rappel : L’énergie annuelle absorbée par la Terre par an ET = 3,9 E+24J.
Le rayon de la Terre et r = 6,37 E+9 m
La surface de la Terre et S = pi * r * r = 5,1 E+14 m2
Le flux d’énergie sur un an est E1 = Er/S = 2,4 E+8 J/m2
La puissance correspondante est Pr = E1/(24*3600*365) = 7,5 W/m2
Les sites en référence ne donnent pas cette valeur.
http://www.unites.uqam.ca/terre/flux_de_chaleur/FrameSet1.html
http://www.earth.rochester.edu/fehnlab/ees215/lect6.html
On est plutôt dans les 0,1 W/m2
Il faut donc en conclure que les éléments radioactifs ne sont présents que dans la croûte terrestre qui représente environ 1,4 % de la masse de la Terre.
Je trouve cela plutôt étrange. On a affaire a un sacré mécanisme de séparation !
Un autre site indique qu’il y a bien des éléments radioactifs dans le manteau (moins mais c’est bien plus grand et cela génère plus de chaleur).
http://www.insu.cnrs.fr/web/article/art.php?art=242
Ce sont donc les chiffres estimatifs sur le proportion de ces éléments dans la croûte qui sont aussi à revoir.
Ce site évoque un puissance de 44 E+12 W soit 0,086 W/m2
Outre la radioactivité, il existe 2 autres sources de « libération d’énergie » au sein de la Terre : la solidification du noyau et l’énergie de gravitation libéré par la concentration de la densité au centre.
Je ne possède pas d’éléments chiffrés.
Enfin, le temps de transit de la chaleur entre le centre de la Terre et la surface est un mystère. Par exemple, s’il y avait des éléments radioactifs au centre de la Terre, la chaleur dégagée prendrait un certain temps. Le flux de chaleur mesuré aujourd’hui correspond donc à des désintégration émise il y a longtemps. Or, « il y a longtemps » signifie une densité d’éléments radioactifs plus importante.
Bref, l’impression général qui ressort de ces calculs est qu’il y a encore beaucoup d’incertitude sur les questions suivantes
- Présence des éléments K, U, Th dans les différentes couches terrestres.
- Flux d’énergie interne
- Part des autres composantes de l’énergie interne.
Il faut aussi considérer qu’une part de l’énergie transite au sein de la Terre sous des formes autre que de la chaleur (Energie cinétique et électrique).
C’est bien, la recherche a donc du « pain sur la planche ».
Pour mon propos et mes « calculs de coin de table », c’est plus embêtant. Il est difficile de voir où se situent les erreurs principales. Le calcul mené abouti à un rapport d’environ 100 pour un par rapport aux données recueillies : c’est beaucoup !