Приблизно половина тепла, випромінюваного Землею, генерується в процесі радіоактивного розпаду таких елементів, як уран і торій.

До такого висновку прийшла міжнародна група фізиків у результаті вивчення потоку антинейтрино, що виходить із надр Землі. Цей результат, отриманий на детекторі KamLAND в Японії, узгоджується з попередніми розрахунками, і повинен допомогти в побудові моделей генерування теплової енергії земних надр.

На думку геофізиків, загальна потужність теплового потоку, що випромінюється Землею, становить близько 44 ТВт (44х1012 Вт). Питання полягає в тому, яка його частина генерується в процесі радіоактивного розпаду, а яка – отримана з інших джерел. Зокрема, значна частина теплового потоку – це залишкове явище від процесу формування Землі.

Найпопулярніша модель – "валова силікатна Земля" (bulk silicate Earth, скорочено BSE) – передбачає, що радіоактивні матеріали, такі як уран і торій, містяться в силікатній частині Землі і відсутні в залізній частини. Відповідно до неї, обсяг радіоактивної речовини може бути визначений шляхом вивчення магматичних порід, излитие на поверхню планети, а також складу деяких метеоритів.

Працюючи з цією моделлю, вчені прийшли до думки, що радіоактивність дає близько 20 ТВт теплової енергії: 8 ТВт від розпаду урану-238, ще 8 від торію-232 і останні 4 тераватта від калію-40.

У процесі розпаду відбувається також викид антинейтрино, які проходять крізь Землю і можуть бути виявлені детекторами. Це дозволяє виміряти приблизну швидкість радіоактивного розпаду і, як наслідок, виділяється теплову енергію.

За кілька років детектор KamLAND виявив 111 таких "гео-нейтрино". Розрахунки показали, що тепловий потік від розпаду урану і торію складає близько 20 ТВт з похибкою близько 8 ТВт. Хоча експеримент не може визначити тепловий потік по яких меншу енергію антинейтрино від розпаду калію-40, дослідники вважають, що модель BSE вірно оцінює його в 4 ТВт.

Поки точно невідомо, що виробляє половину земної тепла. Одна з гіпотез говорить, що глибоко в надрах Землі існує природний "ядерний реактор", що виробляє тепло як продукт ланцюгової реакції. Але експерименти вчених, які досліджують "гео-нейтрино", встановили верхню планку в 3-5 МВт, які цей "реактор" може виробляти, якщо він існує.

За матеріалами: rnd.cnews

Tweet