Fysikere kaldte hovedkilden til underjordisk varme

Fysikere kaldte hovedkilden til underjordisk varme
Fysikere kaldte hovedkilden til underjordisk varme
Anonim

Tarmene på vores planet udsender 47 terawatts varme. At dømme efter indholdet af radioaktive elementer i jordskorpen giver deres henfald fra 7 til 10 terawatts. Hvor kommer resten fra?

Striden om dette aftager ikke. Nogle eksperter siger, at vores jord blev født varm, og mindst halvdelen af den nuværende varmestrøm fra dens dybder er den energi, der er lagret på dannelsestidspunktet. Andre mener, at planeten blev dannet som kold, og den opvarmes hovedsageligt ved friktion fra nedsænkning til midten af jorden af tunge sten og flyder til overfladen af lungerne.

Glem ikke, at radioaktive stoffer sandsynligvis ikke kun findes i skorpen, men også i kappen (i planetens kerne, ifølge geofysikere, er de ubetydelige). Men hvor mange er der? I modsætning til skorpen kan kappen ikke nås med en boremaskine. Derfor er det stadig uklart, hvor meget af den underjordiske varme, der genereres ved radioaktivt henfald. Estimaterne varierer fra 15% til 50%.

Svaret på det brændende spørgsmål er givet af en videnskabelig artikel offentliggjort i tidsskriftet Physical Review D af en international gruppe, som også omfatter russiske forskere.

Fysikere har målt strømmen af neutrinoer, der stammer fra jordens indre. Neutrinoer er meget lette partikler, der blandt andet dannes under det radioaktive henfald af uran-238 og thorium-232. Ved at kende intensiteten af neutrinostrømmen, er det muligt at bestemme, hvor mange af disse elementer der henfalder hvert sekund i jordens dybder.

Forskerne arbejdede med Borexino -detektoren, der blev lanceret i 2007. De behandlede de data, der var akkumuleret fra december 2007 til april 2019. Det skal bemærkes, at forskere fra Research Institute of Nuclear Physics ved Moscow State University, National Research Center "Kurchatov Institute" og Joint Institute for Nuclear Research har ydet et stort bidrag til oprettelsen af dette værktøj og erhvervelse af disse data.

I løbet af denne tid registrerede detektoren 53 partikler. Lad dig ikke narre: hvert sekund bliver hver kvadratcentimeter af jordens overflade gennemboret af millioner af neutrinoer født i planetens tarm. Men denne lunefulde partikel interagerer næsten aldrig med stof, herunder detektorens substans.

Med antallet af påviste neutrinoer beregnede forfatterne deres samlede flux og genberegnede det til antallet af uran- og thoriumkerner, der forfaldt i Jordens dybder.

Baseret på den kendte radioaktivitet i jordskorpen beregnede fysikere mantelens bidrag. Samtidig tog de højde for, at 18% af den radiogene varme kommer fra henfald af kalium-40, og uran og thorium giver de resterende 82%.

Ifølge forskernes beregninger leverer de radioaktive stoffer i kappen fra 14 til 36 terawatts underjordisk varme. Den mest sandsynlige værdi er 25 terawatts. Det vil sige, at de radioaktive stoffer i skorpen og kappen i alt giver omkring 70% af al underjordisk varme.

Mere bestemte tal kan navngives, når neutrino -fluxen fra kappen skal måles mere præcist.

"En alvorlig udfordring for fysikere i dag er stadig en mere præcis måling af strømmen af geoneutrinoer fra kappen. Til dette er det sandsynligt, at flere detektorer placeret i forskellige dele af Jorden vil blive brugt. Der er et projekt for at oprette en geoneutrino -detektor i Rusland, ved Baksan Neutrino -observatoriet. Et andet projekt er JUNO -detektoren., der i øjeblikket er under opførelse i Kina, som vil være 70 gange større end Borexino i masse, hvilket vil gøre det muligt at opnå større målenøjagtighed på kortere tid, "opsummerer Alexander Chepurnov, seniorforsker ved Research Institute of Nuclear Physics ved Moscow State University.

Anbefalede: