ГлавнаяНовостиНаука

Ученые назвали главный источник подземного тепла

Наука
02.02.2020
126
0.0
Ученые назвали главный источник подземного тепла
Не стоит забывать, что радиоактивные вещества наверняка есть не только в коре, но и в мантии.

Недра нашей планеты выделяют 47 тераватт тепла. Судя по содержанию радиоактивных элементов в земной коре, их распад обеспечивает от 7 до 10 тераватт. Откуда берётся всё остальное?

Споры об этом не утихают. Одни специалисты говорят, что наша Земля родилась горячей, и не меньше половины нынешнего теплового потока из её недр — это энергия, запасённая в момент образования. Другие считают, что планета сформировалась как холодная, а разогревает её в основном трение от погружения к центру Земли тяжёлых пород и всплывания на поверхность лёгких.

До мантии, в отличие от коры, невозможно дотянуться буром. Поэтому остаётся неясным, какая часть подземного тепла образуется при радиоактивном распаде. Оценки разнятся от 15% до 50%.

Ответ на животрепещущий вопрос даёт научная статья, опубликованная в журнале Physical Review D международной группой, в которую входят и российские учёные.

Физики измерили поток нейтрино, исходящий из земных недр. Нейтрино — это очень лёгкие частицы, которые образуются в том числе при радиоактивном распаде урана-238 и тория-232. Зная интенсивность потока нейтрино, можно определить, сколько этих элементов ежесекундно распадается в глубинах Земли.

Исследователи работали с детектором Borexino, запущенным в 2007 году. Они обработали данные, накопленные с декабря 2007 года по апрель 2019 года. Отметим, что в создание этого инструмента и получение этих данных большой вклад внесли ученые из НИИ ядерной физики МГУ, Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" и Объединённого института ядерных исследований.

Всего за это время детектор зафиксировал 53 частицы. Не стоит обманываться: ежесекундно каждый квадратный сантиметр земной поверхности пронизывают миллионы нейтрино, родившихся в недрах планеты. Но эта капризная частица почти никогда не взаимодействует с материей, в том числе и с веществом детектора.

По количеству зарегистрированных нейтрино авторы вычислили их полный поток и пересчитали его в количество распадающихся в глубинах Земли ядер урана и тория.

Исходя из известной радиоактивности земной коры, физики вычислили вклад мантии. При этом они учитывали, что 18% радиогенного тепла приходится на распад калия-40, а уран и торий обеспечивают остальные 82%.

По расчётам исследователей, радиоактивные вещества мантии обеспечивают от 14 до 36 тераватт подземного тепла. Наиболее вероятное значение — 25 тераватт. То есть в сумме радиоактивные вещества коры и мантии дают около 70% всего подземного жара.

"Серьёзным вызовом для физиков на сегодня остаётся более точное измерение потока геонейтрино от мантии. Для этого, вероятно, будут использоваться несколько детекторов, расположенных в разных точках Земли. Есть проект создания геонейтринного детектора в России, в Баксанской нейтринной обсерватории. Другим проектом является детектор JUNO, в настоящее время сооружаемый в Китае, который будет в 70 раз больше "Борексино" по массе, что позволит достичь большей точности измерений за более короткие сроки", — резюмирует старший научный сотрудник НИИ ядерной физики МГУ Александр Чепурнов.Перейти на Главную страницу



Комментарии (0)

avatar