El calor producido por la tierra es (en última instancia) de origen radiactivo

Pitton de la Fornes en Explosion (2015) – © Greg de Serra – Flickr CC BY-NC-SA

  • Según un estudio publicado por nuestro socio The Conversation, ahora sabemos que la temperatura de la Tierra es mayoritariamente radiactiva.
  • El estudio de geonutrinos de partículas producidos por nuestro planeta proporciona un método original para la exploración profunda de la Tierra.
  • El análisis de este fenómeno fue realizado por Fran ச ois Vannucci, investigador en física de partículas y experto en neutrinos (Universidad de París).

La tierra se está calentando. Sabemos que la temperatura interior aumenta a medida que nos hundimos en la corteza terrestre. A una profundidad de 25 km, alcanza los 750 grados; En el centro, se estima en 4000 a. Las aguas termales se conocen desde la antigüedad y hoy en día se utiliza energía geotérmica para calentar edificios de apartamentos. Las erupciones volcánicas, los géiseres y los terremotos son signos de energía interior.
Para la energía total emitida por la Tierra, medimos el flujo de calor promedio emitido en 87 milivatios por m2 o una décima parte de la energía recibida del sol. 47 metros cuadradosO varios miles de plantas de energía nuclear. La apariencia ha sido un misterio durante mucho tiempo, y ahora sabemos que la mayoría son radiactivos.

¿Cómo nacen los átomos?

Para comprender el origen de este calor, debemos remontarnos al origen de los elementos atómicos.

El Big Bang creó materia en forma de protones, neutrones, electrones y neutrinos. Hace unos 370.000 años, se formaron los primeros átomos, y los protones atraían electrones para emitir hidrógeno. Los otros núcleos son un poco más pesados, deuterio, helio, coexistentes, llamados The Nucleosíntesis adi.

La forma de construir componentes más pesados ​​fue mucho más difícil. La formación de estrellas y la acumulación de núcleos pesados ​​en masa estelar no es hasta el nacimiento; Aquí está Nucleosíntesis de estrellas Tiene varios miles de millones de años de embarazo. Posteriormente, estos elementos se pueden ver extendiéndose en el espacio en el momento de la muerte de la galaxia y capturándose a sí mismos al nivel de los planetas.

Entonces, la composición de la tierra es tan compleja que, afortunadamente para nuestra existencia, existen todos los elementos naturales, desde el hidrógeno, átomos simples, hasta átomos pesados ​​como el carbono y el uranio. Hierro … y todo mesa de Mendeleïev. En los intestinos de la tierra existe una panoplia de elementos nucleares recogidos en diferentes capas, que se distribuyen según el sistema de cebolla.

Nuestro planeta tiene todos los elementos mencionados en el horario de los elementos © Scalar & Mica – Wikipedia CC BY-SA

Sabemos poco sobre el interior de nuestro planeta, con túneles profundos de un máximo de 10 km y un radio de 6.500 km. Se obtienen más conocimientos sobre pruebas internas mediante mediciones sísmicas. A partir de estos datos, los geólogos han dividido la estructura de la tierra en diferentes capas: el núcleo en el centro, dando una superficie interior sólida y una superficie exterior líquida, seguido de los revestimientos interior y exterior y finalmente la corteza. Sin embargo, la tierra es radiactiva debido a la combinación de elementos pesados ​​que son inestables, y sugiere un sistema de llenado original para explorar su interior y comprender mejor de dónde proviene su calor.

¿Qué es la radiactividad?

Una pequeña cantidad de medicamentos y cosméticos que contienen radio a principios del siglo XX © Rama – Wikipedia CC BY-SA

La radiación es un fenómeno natural muy común e inevitable. Todo en la Tierra es radioactivo, es decir, produce partículas elementales de forma espontánea, y cada segundo emitimos algunos miles de partículas. La opinión pública en la época de Marie Curie no le tenía miedo. Al contrario, apreciamos sus beneficios: compramos cremas de belleza certificadas irradiadas y glorificamos las propiedades del agua mineral, inspiradas en la literatura de la época. Maurice LeBlanc escribe sobre una fuente termal que salva al Arsenal Lupin en sus aventuras termales:

“El agua tiene los principios de la energía y el poder, lo que realmente la convierte en una fuente de juventud, principios derivados de la radiactividad impactante” (Maurice LeBlanc, Mujer joven de ojos verdes, 1927).

Se conocen diferentes tipos de radiactividad, cada uno de los cuales genera de forma espontánea emisiones de partículas y libera energía, que se manifiesta por la deposición de calor. A continuación, nos centraremos en el tipo de desintegración “beta” que libera electrones junto con neutrinos. Se absorbe tan pronto como se produce el electrón, pero el neutrino tiene propiedades muy importantes que pueden atravesar muchas cosas sin detenerse. Toda la Tierra está expuesta a los neutrinos, por lo que la detección de neutrinos formados por desintegración radiactiva dentro de la Tierra nos permite ver en principio lo que está sucediendo a grandes profundidades.

Zionotrinos es el nombre que se le da a estas partículas producidas por nuestro planeta, proporcionando así un método original para la exploración profunda de la Tierra. Aún no se han descubierto, lo cual es un tour de force porque interactúa muy poco con un neutrino. Sin embargo, existen suficientes hallazgos y han demostrado ser adecuados para dicha investigación.

Mapa mundial de neutrinos terrestres © SM Usman y col. Organización de Geografía e Inteligencia / AGM 2015

Las principales fuentes de geonutrinos son componentes pesados ​​con una vida útil muy larga, y sus propiedades son conocidas precisamente por estudios de laboratorio. Se trata principalmente de elementos de uranio, torio y potasio. Por ejemplo, la descomposición del núcleo del uranio 238 produce un promedio de 6 neutrinos a la vez porque emite 52 megaelectronvoltios de energía activada por partículas ardientes, que retienen el calor en el objeto. Cada neutrino tiene una fuerza de alrededor de 2 mega electronvoltios. Tenga en cuenta que 1 mega electronvoltio de energía equivale a 1,6 10-13 julios en unidades oficiales. Esto significa que el calor total de la Tierra requiere alrededor de 1.025 fracciones por segundo. ¿Podemos encontrar estos neutrinos?

¿Cómo ver los geonutrinos?

En la práctica, estamos limitados a tomar una medida general de dónde está ubicado el dispositivo, que ve corrientes provenientes de todas las direcciones. Entonces, obtener información precisa sobre el origen es complicado y no se puede medir la dirección de llegada. Necesitamos confiar en los modelos que componen las simulaciones por computadora. Al conocer el espectro de energía de cada modo de desintegración y modelar la densidad y ubicación de las diferentes capas geográficas que contribuyen al resultado final, extraemos el espectro global esperado de neutrinos y reducimos el número de eventos predichos en un descubrimiento en particular. Este número sigue siendo muy bajo: es un detector de kilotones y algunos eventos por año.

Dos estudios contribuyeron recientemente a esta investigación: Kamland, Un buscador que acecha bajo una montaña japonesa de 1.000 toneladas
Borexino Instalado en una galería excavada bajo la montaña Gran Sasso en Italia y con un peso de 280 toneladas. En ambos casos, el medio sensorial contiene un “centelleador líquido”. De hecho, para
Detectar geonutrinos O
De la InternacionalEs necesario realizar una detección efectiva a bajas energías: es la excitación de los átomos de un líquido luminoso. Un neutrino interactúa con un protón y las partículas producidas quedan expuestas. Sujeto a una multa Sabemos cómo encontrar la luz.

La prueba Snow + utiliza el detector Snowlob en Canadá, especialmente para detectar geonutrinos | © Snowlob / Flickr

Camland informa más de 100 casos y veinte casos de borrexona que causan geonutrinos con una incertidumbre del 20 al 30%. No sabemos cómo llegar a su nivel de emisión, pero esta medida global, aunque bastante burda, es suficiente para mostrar la concordancia con las predicciones de las simulaciones dentro del rango de las cifras débiles obtenidas.

Así, la hipótesis Avanzado en el pasado Ahora se descarta la presencia de un reactor nuclear en el centro de nuestra tierra, hecho de bola de craqueo de uranio, similar al que se encuentra en los reactores de generación de energía. La fisión es un tipo de radiación que ya no es espontánea, sino que se simula.

En el futuro, esperamos la contribución de innovadores nuevos y talentosos a la producción en Canadá, SNO +, Y en China,
Juno, Que refinará nuestro conocimiento de los geonutrinos.

“En lugar de ser una pobreza, la suma de lo invisible lo hace más que enriquecedor, tiene sentido, completa. Paul (Paul Gladell, Posiciones y proyectos, 1928).

Este análisis fue escrito por Fran ுவா ois Vannucci, investigador en física de partículas y experto en neutrinos (Universidad de París). El artículo original fue publicado en el sitio web. Conversacion.

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