| 科学家将首次测量地心放射性 |
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| 责编:popul 中国科技信息网 2005-08-01 |
科学家将首次进行地球天然放射性测量，研究结果将有助于地质学家解开核衰变在地球产生无穷尽热能的过程中所起到的作用到底有多少。
地球产生的热量会产生对流，并且搅动外核中的液态铁，从而增强地球的磁场。通过分析地面钻孔和矿石岩层的测量所获得的温度梯型变化曲线，科学家们估计地球内部所产生的热量大约在30到44太瓦（热能单位，也叫做“兆瓦特”）之间。
而这些热量中的一部分是来自放射性物质的衰变。根据之前对称为碳粒陨石的远古陨石所进行的研究推测，地质学家们估算了地球内部铀与钍的含量与产生的热量后发现，大约有19太瓦的热量来自于放射能。但是至今为止，还没有任何人能够准确地测量出地球中铀的确切含量。马里兰大学的地质学家Bill McDonough说：“这样一来，有很多基本的因素都是不确定的。”
有一个办法能够减少这些不确定因素，那就是寻找反中微子，它是无电荷、几乎没有质量的微中子的反物质等价物，铀与钍在铅中产生衰变的同时会放射出反中微子。如果在地球的深层内核产生了反中微子，科学家们就能够测量出这种能够穿透几乎所有物质的粒子。
目前，日本神岗地区所设立的KamLAND反中微子探测器正在进行对反中微子的测量。在那里工作的国际研究小组已经通过对所测得数据的分析发现了地心每秒喷涌出的反中微子大约在1620万个/平方厘米。通过对这一研究结果的计算，他们进一步发现数目如此之多的粒子意味着地心核反应产生的热量有60太瓦，但是释放出来的热量只有24太瓦左右（《自然》，436期，499页）。“我们已经完成了整个地球的第一次放射性测量，” KamLAND 研究组的负责人John Learned在美国夏威夷大学表示。而McDonough则形容KamLAND 研究组的发现就象是正在一层一层地揭开一份生日礼物的包装。
随着研究的继续，KamLAND研究组的科学家们将探测到越来越多的反中微子，最终他们有可能会找出究竟放射能是不是地球热能的来源，或者是有其它的热能来源，比如说地球外核液态铁与镍的结晶化同样十分重要。 McDonough说：“探测反中微子然后通过研究来获得硬性数字是我们未来的研究方向。”
反中微子还能够帮助地质学家们确定地壳与地幔中放射性物质的成分，从而确定这些成分形成的方式与时间。但是在此之前，他们必须首先确定反中微子的来源，而这就需要一个广泛的探测器网络。Learned表示：“我们的目标就是为地球做一次线体层照相，这也只是整个研究的第一步而已。”
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