弗朗索瓦·范努齐《对话》 2015年福尔奈塞火山爆发
信用:格雷格·德·塞拉/Flickr，抄送 地球产生热量
越往深处走，温度越高
下降25公里时，温度高达750摄氏度；据说核心温度是4000摄氏度
早在远古时代，人类就一直在利用温泉，今天我们使用地热技术来加热我们的公寓
火山爆发、间歇泉和地震都是地球内部发电站的迹象
来自地球表面的平均热流为87mW/m2——也就是说，是从太阳接收的能量的1/10000，这意味着地球总共发出47t瓦特，相当于几千座核电站
地球热量的来源长期以来一直是个谜，但我们现在知道大部分热量是放射性的结果
原子的诞生 为了理解这些热量是从哪里来的，我们必须追溯到原子元素的诞生
大爆炸以质子、中子、电子和中微子的形式产生物质
第一批原子的形成花了大约37万年——质子吸引电子，产生氢
其他更重的原子核，如氘和氦，在一个叫做大爆炸核合成的过程中同时形成
创造重元素要困难得多
首先，恒星诞生了，在炽热的坩埚中通过吸积形成了重核
这个过程被称为恒星核合成，耗时数十亿年
然后，当恒星死亡时，这些元素分散在太空中，以行星的形式被捕获
因此，地球的组成非常复杂
对我们和我们的存在来说幸运的是，它包括所有的自然元素，从最简单的原子氢到重原子如铀，以及所有介于两者之间的元素碳、铁——整个元素周期表
地球内部是一整套元素，排列在不同的洋葱状层中
我们对地球内部知之甚少
最深的矿井最深可达10千米，而地球的半径为6500千米
通过地震测量获得了更深层次的科学知识
利用这些数据，地质学家将地球的结构划分为不同的地层，以地核为中心，内部为固体，外部为液体，然后是下地幔和上地幔，最后是地壳
地球由重的、不稳定的元素组成，因此具有放射性，这意味着有另一种方法可以了解它的深度并了解它的热源
含有小剂量镭的药物和化妆品，20世纪初
信用:拉玛/维基媒体，抄送 什么是放射性？ 放射性是一种普遍且不可避免的自然现象
地球上的一切都是放射性的——也就是说，一切都自发地产生基本粒子(人类每秒发射几千个)
在玛丽·居里的时代，没有人害怕放射性
相反，据说它有有益的效果:美容霜被证明具有放射性，当代文献赞美矿泉水的放射性
莫里斯·勒布朗在他的一次冒险中写道，温泉拯救了他的主角亚森·罗宾:“这种水蕴含的能量和力量使它成为名副其实的青春之泉，其特性源于其不可思议的放射性
”(莫里斯·勒布朗，《未来的民主》，1927) 有各种各样的放射性，每一种都涉及粒子的自发释放和释放能量，这些能量可以以热沉积的形式被探测到
在这里，我们将讨论“β”衰变，其中发射一个电子和一个中微子
电子一产生就被吸收了，但是中微子有惊人的能力穿透各种各样的物质
整个地球对中微子都是透明的，所以探测地球内部放射性衰变产生的中微子应该能让我们了解到地球最深处发生了什么
这种粒子被称为地球中微子，它们为研究地球的深度提供了一种新颖的方法
尽管探测它们不是一件容易的事情，因为中微子与物质的相互作用很小，一些探测器足以进行这种研究
地球中微子主要来自半衰期非常长的重元素，其特性现在已经通过实验室研究得到了彻底的了解:主要是铀、钍和钾
例如，一个铀-238原子核的衰变平均释放出6个中微子，释放出的粒子携带52兆电子伏的能量，这些粒子随后滞留在物质中并储存热量
每个中微子携带大约两兆电子伏的能量
根据标准化的测量方法，一兆电子伏相当于1
6 ^ 10-13焦耳，所以每秒大约需要1025次衰变才能达到地球的总热量
问题是，这些中微子能被探测到吗？ Sno+实验使用加拿大的SnoLab探测器来探测地球中微子等
信用:SNOLAB 探测地球中微子 实际上，我们必须在检测点对来自各个方向的流量进行综合测量
很难确定水流的确切来源，因为我们无法测量它们的方向
我们必须使用模型来创建计算机模拟
知道了每种衰变模式的能谱，并对影响最终结果的各种地质层的密度和位置进行建模，我们得到了预期中微子的总谱，然后从给定探测器预测的事件数中扣除
这个数字总是很低——每年每千吨探测器只有几个事件
最近的两个实验增加了这项研究:KamLAND，一个在日本山下重1000公吨的探测器，和Borexino，它位于意大利格兰萨索山下的一个隧道里，重280公吨
两者都使用“液体闪烁体”
“要探测来自地球或宇宙的中微子，你需要一种在低能时有效的探测方法；这意味着激发闪烁液体中的原子
中微子与质子相互作用，产生的粒子发出可观察的光
卡姆兰已经宣布了100多起事件和大约20起Borexino事件可归因于地球中微子，不确定系数为20-30%
我们无法确定它们的来源，但这一总体测量——虽然相当粗略——与模拟的预测一致，在所获得的低统计的限制之内
因此，在地球中心有一种核反应堆的传统假设已经被排除了，这种核反应堆是由一团像核电站里的裂变铀组成的
裂变不是自发的放射性，而是由链式反应中的慢中子激发的
现在正在开发新的、更有效的探测器:加拿大的SNO+和中国的朱诺，这将提高我们对地球中微子的了解
“不要贬低它，把看不见的东西加到看得见的东西上只会丰富后者，赋予它意义，完成它
”(保罗·克洛岱尔，《立场与主张》，1928)
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