Внутри детектора KamLAND. Фото kamland.stanford.edu
Около половины мощности теплового потока, исходящего из недр Земли, связано с остаточным теплом, сохранившимся со времени формирования нашей планеты. К такому выводу пришел большой коллектив ученых (77 исследователей из 15 научных центров Японии, США и Нидерландов) в статье, опубликованной недавно в журнале Nature Geoscience. Основное содержание скрупулёзного труда армии ученых в ясном и лаконичном виде содержится в резюме этой статьи, доступном по адресу: http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/abs/ngeo1205.html. Ниже мы приводим с небольшими добавлениями наш перевод этого материала.
Земля охлаждается с момента ее образования, однако распад внутри планеты радиоактивных элементов, и в частности изотопов урана, тория и калия, обеспечивает постоянную тепловую «подпитку». Современный тепловой поток от земли в космос составляет, как известно, 44.2±1.0 тераватт (≈ 44.2х1012 ватт), но относительный вклад изначального остаточного тепла и потока, образующегося за счет радиационных распадов, остается неопределенным.
«Радиационная» часть вклада может быть оценена из анализа потока геонейтрино (geoneutrinos), представляющих собой электрически нейтральные легкие частицы с половинным спином, возникающие в процессе радиоактивного распада и характеризующиеся удивительной проникающей способностью (проходят сквозь земной шар практически без ослабления). В рассматриваемой публикации приводятся результаты совместных исследований потока геонейтрино, выполненных на жидкостном сцинтилляционным детекторе антинейтрино Kamioka (KamLAND) в Японии и на детекторе антинейтрино Borexino в Италии. Авторы установили, что совокупный вклад процесса распада урана-238 и тория-232 дает лишь ≈ 20.0 ± 8 тераватт теплового потока Земли. Еще ≈ 4 тераватт, как известно, дает процесс радиоактивного распада калия-40. Таким образом, тепло от радиоактивного распада составляет около половины всего теплового потока земли. Следовательно, запасенное в планете изначальное остаточное тепло все еще далеко не исчерпано.
Приведенная выше информация, несомненно, носит достаточно оптимистический характер. Она свидетельствует о том, что старушка Земля все еще достаточно бодра и готова согревать нас и наших далеких потомков. Будем, однако, уповать на добрый нрав Солнца и не слишком агрессивное поведение малых тел солнечной системы.
П.Л. Смолянский, Отдел перспективного развития, ИВЦ ВСЕГЕИ
P.S. Краткая информация о «неуловимых» частицах: нейтрино и геонейтрино, особенностях конструкции детекторов KamLAND и Borexino, спектре научно-практических задач, решаемых на этих установках, содержится в интересной заметке: http://sfiz.ru/page.php?al=zaregistrirovany_estestv
