Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Categories:

Какова тепловая мощность недр Земли?

      Греют ли какие-нибудь естественные процессы нашу Землю изнутри? А если греют, то с какой мощностью? Этот вопрос волнует всех, кто изучает эволюцию Земли. Ибо от ответа на него зависит понимание многих геологических процессов. В том числе, процессов схождения и распада материков, вулканической активности и других.

      Качественный ответ на этот вопрос давно известен. Эти процессы - распад ядер тяжелых элементов. Точнее - их изотопов с достаточно большим периодом полураспада. Ибо изотопы с малым периодом полураспада давно успели распасться.

      Но количественный ответ на этот вопрос до сих пор никому не был известен. Действительно, кто может заглянуть в недра Земли вплоть до ее центра и измерить суммарную тепловую мощность этих ядерных распадов? До сих пор это сделать никто не мог. Но времена меняются и теперь ответ на поставленный вопрос получен...


      Есть такая частица - нейтрино. Практически не взаимодействующая с другими частицами. Но образующаяся и в реакциях распада тяжелых ядер, и в реакциях слияния легких ядер. Последние идут в недрах звезд и, в частности, поток нейтрино от Солнца таков, что через каждый квадратный сантиметр нашей кожи каждую секунду проносится порядка 60 миллиардов нейтрино. Никак на нашу жизнь не влияющих.

      Измерить поток солнечных нейтрино удалось с помощью нейтринных телескопов. Которые обычно представляют собой большие емкости (на многие десятки и сотни тонн), заполненные весьма чистыми веществами. В которых иногда регистрируются акты взаимодействия нейтрино с атомами (ядрами) этого вещества (подробнее о некоторых таких телескопах - здесь).

      Поэтому один из предназначенных для ловли солнечных нейтрино телескопов (итальянский Borexino) применили для детектирования нейтрино, идущих из недр Земли (геонейтрино). За период с декабря 2007 года по апрель 2019-го на этом нейтринном телескопе удалось зарегистрировать аж 53 события взаимодействия геонейтрино с веществом телескопа. И после детальной обработки полученных данных были получены такие выводы:

  1. Урана-238 (период полураспада ~ 4,5 млрд лет) в недрах Земли не менее 33 триллионов тонн, тория-232 (период полураспада ~ 14 млрд. лет) в недрах Земли не менее 143 триллионов тонн.

  2. Общая мощность распадов ядер этих изотопов оказалась ~ 38 тераватт (с погрешностью в плюс-минус 13 Твт). Что почти в 20 раз превышает мощность всех электростанций Земли.

  3. С вероятностью не менее 95% в недрах Земли нет ядерных реакторов (допускающих цепную реакцию как в АЭС) мощностью более 2,4 Твт (подобные реакторы работали у самой поверхности земли в Габоне примерно 1,8 млрд. лет назад).

      Теперь возникает вопрос к геологам - хватает ли энергии распадов запасов урана-238 и тория-232 в недрах Земли для объяснения изучаемых ими процессов?

      Итак, тепловая мощность недр Земли примерно в 20 раз больше мощности всех электростанций мира. А по сравнению с Солнечной? Оценка по величине Солнечной постоянной показывает, что тепловая мощность падающего на Землю солнечного излучения примерно в 5 тысяч раз больше тепловой мощности недр Земли.

Tags: Земля, Физика на пальцах
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Маленькие рассказы о космосе (18).

    За 10 лет в ЖЖ написал немало постов по космической тематике. Расфасовав их метками по разным подтемам. Но будучи сделанными в разное время по…

  • Чем могу быть полезен?

    Еще Козьма Прутков говаривал: Специалист подобен флюсу, полнота его одностороння. К середине 1980-х я тоже стал подобен флюсу, что было…

  • Уроки физики. 5. Главный закон механики.

    Галилей заложил фундамент корректной экспериментальной физики. И закрепил на нем первый камень теоретической физики, сформулировав свой принцип…

promo moralg march 5, 2018 03:01 43
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 13 comments