Геологи измеряют радиоактивность земного ядра
|
Американские и японские ученые надеются, что результаты измерений естественной радиоактивности Земли позволят им определить, насколько велика роль процессов ядерного распада в огромном количестве тепла, производимом Землей.
Вялотекущий ядерный распад вносит свою лепту в процессы внутреннего выделения тепла, благодаря которому ядро Земли, разогретое до 5000 градусов, остается жидким и продолжает вот уже несколько миллиардов лет поддерживать в относительно стабильном состоянии мощное магнитное поле, защищающее планету от потоков заряженных частиц.
По некоторым признакам, совокупная энергетическая мощность земной «печки» составляет от 30 до 44 тераватт, однако геологи пока не могут прийти к согласию относительно того, какая доля этого огромного количества тепловой энергии производится за счет процессов ядерного распада. Расчеты, основанные на анализе углистых хондритов (каменных метеоритов, в состав которых входят сферические частицы — хондры), позволили геологам вычислить приблизительные доли урана и тория в массе Земли и предположить, что за счет радиоактивности Земля производит около 19 тераватт энергии.
Проблема в том, что использованная учеными методика расчета оставляет слишком большую вероятность значительной погрешности в результатах вычислений. Чтобы уменьшить эту вероятность, необходимо уточнить данные о доле урана. Сделать это, как пишет New Scientist со ссылкой на журнал Nature (vol. 436, p. 499), можно, проанализировав поток антинейтрино — антиподов пресловутых нейтрино, возникающих в процессе превращения урана в свинец.
Этот поток был измерен с помощью японского антинейтринного детектора KamLAND. Результаты измерений показали, что на сегодняшний день плотность этого потока составляет примерно 16,2 миллионов антинейтрино в секунду на квадратный сантиметр поверхности Земли. Таким образом, можно предположить, что земная радиоактивность, в процессе которой возникает этот поток, может генерировать от 24 до 60 тераватт тепловой энергии, где наиболее вероятным является первое значение.
Дальнейшие измерения, проводимые с помощью KamLAND, помогут геологам ответить на вопрос, является ли ядерный распад важнейшим источником тепла или же весомую роль играют и такие процессы, как кристаллизация жидкого железа и никеля во внешнем ядре Земли.
