Земля по-прежнему согрета первобытным теплом

Земля сформировалась более 4,5 млрд лет назад, но до сих пор не остыла. Исследование, проведённое Итару Симидзу из Университета Тохоку (Япония) и его коллегами, показало, что только половина внутреннего тепла планеты имеет своим источником естественную радиоактивность. Остальное — это «первобытный жар», оставшийся с тех времён, когда горячий газ, пыль и прочее впервые соединились в нашу Землю.

Исследователи оценили количество радиогенного тепла с помощью геонейтрино. Эта теплота — результат распада радиоактивных элементов (в основном урана и тория). В период с марта 2002 по ноябрь 2009 года датчики, установленные в глубине горы Икенояма близ города Камиока, зарегистрировали 841 нейтрино. Примерно 485 из них были произведены ядерными реакторами и радиоактивными отходами. Ещё 245 имели своим источником космическое излучение, взаимодействовавшее с молекулами газа в атмосфере. Только 111 нейтрино были связаны учёными с естественной радиоактивностью Земли. (Другой метод анализа дал цифру поменьше — 106.)

Учёные подсчитали, что каждую секунду через каждый квадратный сантиметр земной поверхности проходит около 4,3 млн частиц, порождённых распадом урана-238 и тория-232.

В результате генерируется примерно 20 ТВт тепла. Прежние исследования показали, что распад калия-40 (японские датчики его не измеряли) даёт ещё 4 ТВт. Всё вместе составляет где-то 54% теплоты, проходящей через поверхность Земли.

Предыдущие оценки радиогенного тепла в целом согласуются с этим показателем. Но они были основаны на анализе химического состава метеоритов: считается, что последние содержат примерно ту же пропорцию элементов, что и газопылевое облако, из которого создавалась Солнечная система. Прямые измерения Земли до сих пор не проводились.

Поскольку скорость радиоактивного распада известна, можно вычислить, сколько теплоты потеряла планета в прошлом и как влияла на этот процесс тектоника плит.

Сегодня Земля охлаждается примерно на 100 ˚C каждый миллиард лет. Последние лучи умирающего Солнца осветят тектонически мёртвую планету, континенты которой давно застыли на одном месте.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.