क्यों कोई नहीं जानता है, जहां के आधे में गर्मी पृथ्वी की आंत?

धूप में झूठ बोल रही एक गर्म गर्मी के दिन, हमेशा नहीं पता है कि एक महत्वपूर्ण राशि की गर्मी से आता है, पृथ्वी की गहराई है । इस गर्मी के बराबर है अधिक से अधिक तीन बार से ऊर्जा की खपत को पूरी दुनिया में आगे बढ़ रहा है और महत्वपूर्ण भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं, इस तरह के आंदोलन के रूप में विवर्तनिक प्लेटें और मेग्मा पृथ्वी की सतह पर है । लेकिन इस के बावजूद, वास्तव में, जहां पैदा हुआ है एक आधा करने के लिए इस गर्मी में एक रहस्य बनी हुई है.

यह माना जाता है कि एक निश्चित न्यूट्रिनो प्रकार के कणों के साथ बहुत कम जन द्वारा उत्सर्जित रेडियोधर्मी प्रक्रियाओं में, पृथ्वी की आंत हो सकता है के लिए एक महत्वपूर्ण कुंजी इस रहस्य को सुलझाने. समस्या यह है कि वे कर रहे हैं लगभग असंभव को पकड़ने के लिए. लेकिन एक नए लेख में प्रकाशित जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस में, वैज्ञानिकों ने एक विधि का वर्णन किया है कि काम कर सकता है.

के ज्ञात स्रोतों गर्मी पृथ्वी में रेडियोधर्मी क्षय और अवशिष्ट गर्मी से समय में जब ग्रह केवल बनाया गया था. गर्मी की राशि से रेडियोधर्मिता के आधार पर माप की रचना की चट्टान के नमूने नहीं किया गया है अभी तक परिभाषित किया गया — 25-90% की कुल गर्मी प्रवाह.

मायावी कण

परमाणुओं के रेडियोधर्मी सामग्री है अस्थिर नाभिक, और इसलिए cleaved किया जा सकता है (क्षय करने के लिए करने के लिए एक स्थिर राज्य) के साथ विकिरण के उत्सर्जन की है, जो गर्मी में बदल जाता है. इस विकिरण के होते हैं अलग-अलग कणों की विशिष्ट ऊर्जा पर निर्भर करता है क्या सामग्री आप उन्हें दे दिया — सहित न्यूट्रिनो. जब रेडियोधर्मी तत्वों में क्षय क्रस्ट और मेंटल पृथ्वी के वे उत्सर्जन "geoneutrino". वास्तव में, हर दूसरे, पृथ्वी का उत्सर्जन करता है और अधिक से अधिक एक खरब खरब इस तरह के कणों को अंतरिक्ष में. माप की अपनी ऊर्जा बता सकता है क्या पदार्थ, वे उत्पादन और इसलिए संरचना पर पृथ्वी के.

मुख्य ज्ञात स्रोतों रेडियोधर्मिता का पृथ्वी पर अस्थिर कर रहे हैं के प्रकार के यूरेनियम, थोरियम और पोटेशियम — यह है कि हम क्या सीखा है का अध्ययन करने से चट्टान के नमूने की गहराई पर 200 किमी की सतह के नीचे है । क्या झूठ के नीचे इस गहराई में, यह स्पष्ट नहीं है । हम जानते हैं कि geoneutrino द्वारा उत्सर्जित यूरेनियम के क्षय के, है, की तुलना में अधिक ऊर्जा उत्सर्जित क्षय में पोटेशियम की. इस प्रकार, माप की ऊर्जा geoneutrino, हम मिल सकता है की किस प्रकार बाहर रेडियोधर्मी सामग्री वे आते हैं । वास्तव में, यह बहुत अधिक सरल रास्ता खोजने के लिए बाहर के अंदर क्या है की तुलना में पृथ्वी ड्रिलिंग किलोमीटर के दर्जनों के नीचे ग्रह की सतह है.

दुर्भाग्य से, geoneutrino बहुत मुश्किल का पता लगाने के लिए है । इसके बजाय के लिए होने के लिए के साथ बातचीत साधारण बात नहीं इस तरह के रूप में है कि के अंदर डिटेक्टरों, वे बस के माध्यम से इसे पारित. यह इसलिए आवश्यक एक विशाल भूमिगत डिटेक्टर के साथ भरा है, 1000 टन तरल के लिए देखने के लिए पहली बार geoneutrino 2003 में. ऐसे डिटेक्टरों उपाय न्यूट्रिनो, रिकॉर्डिंग उनके टकराव के साथ परमाणुओं में तरल.

के बाद से तो, केवल एक अन्य प्रयोग निरीक्षण करने में सक्षम था, geoneutrino का उपयोग कर इसी तरह की तकनीक है. दोनों का मानना है कि के बारे में आधा पृथ्वी की गर्मी की वजह से रेडियोधर्मिता (20 terawatts), के द्वारा समझाया जा सकता क्षय के यूरेनियम और थोरियम है । स्रोत के शेष 50% अनजान बनी हुई है.

हालांकि, माप अभी भी करने में असमर्थ हैं, को मापने के योगदान के क्षय पोटेशियम — न्यूट्रिनो उत्सर्जित इस प्रक्रिया में भी कम कर रहे हैं ऊर्जा. यह हो सकता है कि बाकी की गर्मी से आता है के क्षय पोटेशियम.

नई प्रौद्योगिकी

नए शोध से पता चलता है कि वैज्ञानिकों नक्शा कर सकते हैं गर्मी प्रवाह के अंदर से पृथ्वी को मापने के द्वारा इस दिशा में जो geoneutrino आते हैं, और उनकी ऊर्जा. सरल लगता है, लेकिन तकनीकी रूप से, यह काम अत्यंत जटिल है और आवश्यकता के नए तरीकों का पता लगाने के कणों.

वैज्ञानिकों ने प्रस्ताव का उपयोग करने के लिए एक भरा गैस चैम्बर के साथ डिटेक्टरों के समय "प्रक्षेपण". ऐसे डिटेक्टरों उत्पन्न एक बहु-आयामी चित्र के geoneutrino टकराने के साथ गैस चैम्बर के अंदर और दस्तक देता है के इलेक्ट्रॉन बाहर के परमाणु गैस. आंदोलन के इस इलेक्ट्रॉन लगाया जा सकता है समय के साथ ठीक करने के लिए एक आयाम (समय). इमेजिंग प्रौद्योगिकी के साथ उच्च संकल्प सकता है, तो फिर से संगठित दो स्थानिक आयाम, गति के इलेक्ट्रॉन. में वर्तमान में प्रयोग किया जाता तरल डिटेक्टरों, कणों के टकराने और तितर बितर कर रहे हैं, एक छोटी दूरी (क्योंकि वे कर रहे हैं में तरल), और इसकी दिशा निर्धारित करने के लिए असंभव है.

इस तरह डिटेक्टरों छोटे पैमाने पर वर्तमान में इस्तेमाल के लिए सटीक माप की न्यूट्रिनो बातचीत और खोज के लिए डार्क मैटर है. वैज्ञानिकों ने गणना की है कि के आकार डिटेक्टर की आवश्यकता का पता लगाने के लिए geoneutrino के रेडियोधर्मी पोटेशियम, हो जाएगा 20 टन है । ठीक से करने के लिए नक्शे की संरचना विरासत के पहली बार, यह किया जा करने के लिए 10 गुना अधिक बड़े पैमाने पर है । एक प्रोटोटाइप के इस तरह के एक डिटेक्टर पहले से ही बनाया है और पर काम कर रहा है अपने पैमाने पर है.

माप की geoneutrino इस प्रकार मदद कर सकते हैं प्रदर्शित करने के लिए गर्मी प्रवाह पृथ्वी के भीतर. यह आपकी मदद करेंगे को समझने के लिए हमें विकास के भीतरी कोर का आकलन करने के द्वारा सांद्रता के रेडियोधर्मी तत्व है । यह भी मदद मिलेगी को हल करने के लिए लंबे समय से रहस्य की गर्मी के स्रोत प्रदान करता है जो संवहन (गर्मी हस्तांतरण द्वारा आंदोलन के तरल पदार्थ) बाहरी कोर में उत्पन्न करता है कि पृथ्वी के geomagnetic क्षेत्र है. इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण महत्व का है के संरक्षण के लिए हमारे वातावरण की रक्षा करता है कि पृथ्वी पर जीवन से हानिकारक सौर विकिरण.

बल्कि अजीब है कि हम बहुत कम जानते हैं, के बारे में क्या हो रहा है, जमीन के नीचे है, लेकिन हम पता लगाने के लिए जारी है । क्या किसी और को छिपाने के लिए गुप्त हमारे ग्रह की गहराई है?