¿Por qué nadie sabe de dónde proviene la mitad de calor en las entrañas de la Tierra?

Acostado sobre el sol cálido día de verano, no siempre darte cuenta de que gran cantidad de calor viene de las profundidades de la Tierra. Este calor es equivalente a más del triple de consumo de energía de todo el mundo y mueve a los importantes procesos geológicos, tales como el movimiento de las placas tectónicas y de la corriente de magma en la superficie de la Tierra. Pero a pesar de esto, precisamente donde nace hasta la mitad de ese calor, sigue siendo un misterio.

Se Considera que los neutrinos de un cierto tipo de partículas de muy bajo peso emitidas por la radiactivos procesos en las entrañas de la Tierra, pueden ser una clave importante a la solución de este misterio. El problema es que es casi imposible de atrapar. Pero en un nuevo artículo publicado en la revista Nature Communications, los científicos explicaron un método que puede funcionar.

Las fuentes Conocidas de calor en las entrañas de la Tierra y de la desintegración radioactiva y el calor residual de aquellos tiempos, cuando el planeta sólo se ha formado. La cantidad de calor de la radiactividad, calculado sobre la base de mediciones de la composición de las muestras de las rocas, aún no han definido su — 25 al 90% del flujo total de calor.

el Elusivo de partícula

Los Átomos de los materiales radiactivos son inestables del núcleo, por lo que podrían расщепляться (desintegrarse hasta el estado estable) con la emisión de la radiación — parte de la cual se convierte en calor. Esta radiación se compone de diferentes partículas de ciertas energías, dependiendo de qué tipo de material de su entregó — incluyendo los neutrinos. Cuando los elementos radiactivos se desintegran en la corteza y del manto de la Tierra, que emiten "геонейтрино". De hecho, cada segundo, la Tierra emite más de un billón de billones de partículas en el espacio. La dimensión de su energía podría contar acerca de la sustancia que les produce, así, sobre la composición de las entrañas de la Tierra.

Las Principales fuentes conocidas de la radiactividad de la Tierra son la inestabilidad de los tipos de uranio, torio y potasio — esto hemos aprendido al estudiar muestras de rocas a una profundidad de 200 kilómetros bajo la superficie. Lo que se esconde debajo de esta profundidad, no está claro. Sabemos que геонейтрино emitidos en la desintegración del uranio, tienen más energía que los emitidos en la desintegración del potasio. Por lo tanto, la medición de la energía геонейтрино, podríamos saber de qué tipo de material radiactivo se originan. De hecho, es mucho más sencilla de averiguar lo que está dentro de la Tierra, que la perforación de decenas de kilómetros debajo de la superficie del planeta.

Por desgracia, геонейтрино es extremadamente difícil de detectar. En lugar de interactuar con la materia ordinaria, así como el hecho de que dentro de los detectores, simplemente pasan a través de él. Es por eso que llevo un gigantesco detector de metales subterráneo, lleno de 1000 toneladas de líquido que, por primera vez observar геонейтрино en el año 2003. Estos detectores miden los neutrinos, registrando su colisión con los átomos en el líquido.

Desde entonces, sólo otro experimento se pudo observar геонейтрино, utilizando una tecnología similar. Ambas dimensiones se cree que alrededor de la mitad del terrestre de calor causada por la radiactividad (20 teravatios), se puede explicar la desintegración del uranio y el torio. Fuente 50% restante sigue siendo desconocido.

Sin Embargo, las dimensiones hasta ahora no se ha podido medir la contribución de la desintegración del potasio — los neutrinos emitidos en este proceso, tienen muy bajo de energía. Puede ser que en el resto del calor proviene de la desintegración del potasio.

las Nuevas tecnologías

Los Nuevos estudios que sugieren que los científicos pueden elaborar un mapa de flujo de calor del interior de la Tierra, midiendo la dirección en la que vienen геонейтрино, así como su energía. Suena fácil, pero tecnológicamente, esta tarea es muy compleja y requiere de nuevos métodos de detección de partículas.

Los investigadores sugieren el uso de rellenos de gas de la cámara con los detectores de la "periodo de proyección. Estos detectores crean una imagen tridimensional геонейтрино, que chocan con el gas dentro de la cámara y выбивающих un electrón de un átomo de carbono. El movimiento de este electrón puede realizar un seguimiento en el tiempo, para recuperar una dimensión de proceso (tiempo). La tecnología de visualización de alta resolución podría reconstruir dos dimensiones espaciales del movimiento de este electrón. En los actuales sistemas de propulsión para los detectores de partículas que chocan y se van, pasan por una pequeña distancia (ya que se encuentran en el líquido), y su sentido no se puede determinar.

Estas detectores de pequeñas proporciones en la actualidad se utilizan para la medición precisa de la нейтринных de las interacciones y de la búsqueda de la materia oscura. Los científicos calcularon que el tamaño del detector, necesario para la detección de геонейтрино de radiactivo del potasio, será de 20 toneladas. Para poder representar gráficamente la composición del manto desde la primera vez, él debe ser 10 veces más voluminoso. Un prototipo de este detector ya está construido y se está trabajando por encima de su escala.

La Medición de la геонейтрино por lo tanto, puede ayudar a mostrar el flujo de calor en las entrañas de la Tierra. Esto nos ayudará a entender la evolución interna del núcleo mediante la evaluación de la concentración de elementos radiactivos. Esto también podría ayudar a desentrañar una larga misterio de la fuente de calor, que proporciona convección (transferencia de calor por el movimiento de líquidos en el núcleo exterior, que genera el campo geomagnético de la Tierra. Este campo es de vital importancia para la conservación de nuestra atmósfera, que protege la vida en la Tierra contra los rayos nocivos del sol.

Bastante extraño, que lo poco que sabemos sobre lo que está pasando debajo de la tierra, pero continuaremos trabajando. Que aún pueden ocultar secretos de las entrañas de nuestro planeta?