Žemės gelmėse slypinti šiluma – niekam ne paslaptis. Šios šilumos persiskirstymai nulemia tektoninį Žemės plokščių aktyvumą bei tuo pačiu prisideda prie planetos ekosistemos palaikymo. Tačiau iš kur šiluma atsiranda?

Žemė susiformavo prieš 4,5 mlrd. metų, tačiau ji dar iki šiol neataušo. Naujo tyrimo duomenys rodo, kad vos pusę natūralios vidinės planetos šilumos sudaro natūralus radioaktyvumas. Likusi šiluma yra pirmapradė kaitra, likusi nuo Žemės susiformavimo iš karšto dujų, dulkių ir kitų medžiagų kamuolio, rašo sciencemag.org.

Naujus duomenis pateikė eksperimentas, atliktas giliai Japonijos kalne. Tohoku universiteto (Japonija) dalelių fizikas Itaru Shimizu su kolegomis pasinaudojo geoneutrinais (įvairiais būdais susikuriančiomis dalelėmis, dažniausiai vykstant tam tikriems radioaktyvaus skilimo procesams) siekdamas tiesiogiai įvertinti radiacinės šilumos, susidarančius Žemės viduje, kiekį. Tai yra šiluma, kurią skleidžia radioaktyvių elementų – tokių, kaip urano ir torio – skilimas, bet ne po Žemės susiformavimo likusi šiluma.

Nuo 2002 metų kovo iki 2009 metų lapkričio giliai Ikenoyama kalne buvęs jutiklis užfiksavo 841 neutrinus. Mokslininkų teigimu, apie 485 iš jų atkeliavo iš atominių elektrinių ir kitų reaktorių bei iš atominių atliekų saugojimo vietų. Dar 245 tikriausiai buvo generuoti kosminiams spinduliams susidūrus su dujų molekulėmis atmosferoje. Taigi, tik 111 neutrinų yra sietini su natūraliu Žemės radioaktyvumu, leidinyje „Nature Geoscience“ tvirtina mokslininkai. Pasinaudojus kitais analitiniais metodais neutrinų skaičius buvo sumažintas iki 106.

Nepaisant tokio nedidelio kiekio, mokslininkai mano, kad kiekvieną sekundę per kiekvieną kvadratinį Žemės paviršiaus centimetrą pereina apie 4,3 mln. dalelių, generuotų urano-238 ir torio-232 radioaktyviojo skilimo. Pasak I. Shimizu, šio radioaktyvumo nuolat generuojama šiluma yra apie 20 teravatų. Ankstesniais tyrimais nustatyta, kad dar 2 teravatus šilumos išskiria kalio-40 radioaktyvus skilimas – jo neįmanoma buvo išmatuoti japonų jutikliu. Manoma, kad bendra radiogeninė šiluma sudaro apie 54 proc. visos šilumos, iš gelmių kylančios į Žemės paviršių.

Ankstesni radiogeninės šilumos paskaičiavimai daugmaž sutampa su naujaisiais skaičiais. Tačiau jie buvo apskaičiuoti pagal Žemės cheminę sandarą, nustatytą analizuojant meteoritus, kurie, kaip manoma, reprezentuoja bendras elementų proporcijas pirmapradžiame dujų ir dulkių debesyje, iš kurio išsivystė Saulės sistema. Todėl naujasis Žemės radiogeninės šilumos matavimas yra reikšmingas rezultatas, tvirtina Kalifornijos technologijų instituto (JAV) planetų fizikas Davidas Stevensonas. „Malonu matyti rezultatą, gautą atlikus realius tiesioginius matavimus“.

Radioaktyvus skilimas vyksta žinomu greičiu, todėl pagal jį galima apskaičiuoti kiek šilumos Žemė netenka dabar ir kokiu jo netekdavo praeityje, teigia D. Stevensonas. Naujieji duomenys taip pat gali pateikti įžvalgų apie tai, kaip bėgant laikui kito Žemės tektoninių plokščių judėjimas. „Plokščių tektonika – tai būdas, kuriuo Žemė kontroliuoja savo šilumos išskyrimą“, sakė mokslininkas. Be to, šilumos išskyrimas taip pat veikia tokius geofizinius procesus, kaip bendras ugnikalnių aktyvumas.

Vidinis Žemės radioaktyvumas ir jos pirmykštė kaitra ateityje mažės, tvirtina D. Stevensonas. Dabar planeta aušta maždaug 100 °C per milijardą metų greičiu, taigi, kažkada, galbūt po kelių milijardų metų, blėstantys mirštančios saulės spinduliai kris ant tektoniškai negyvos šaltos planetos.

Komentarai (0)