探测反中微子，测试地球自然放射地热能

牛虻注：
对星球上的生命支持最主要的因素，现在看来不是太阳光，而是地热能。太阳光只是对生命中的特例地表生命的发展有着关键的作用，而地热能却是生命起源的动 力。换言之，只要有水有地热，就极可能存在生命，正是由于这个观念，牛虻甚至相信在水星也有可能存在生命。即使是对人类来说，地热也是比太阳易取得多的能 量源泉；它推动着地球的板块，推动着地球形成磁场，也许，还实际上控制着地球的呼吸，影响着地球冰河和温暖期的交替。那么地热的产生因素是什么呢？大致总 结起来有四点：
１、星球的压力收缩下会存在致热效应；越大的星球这个作用在中心地区越明显；
２、星球潮汐作用会带来强烈的致热效应；欧罗巴，木卫二，水星，金星，地月系统都是这种致热效应；
３、星球撞击会带来致热效应；美国科学家Alan E Rubin认为，在拥有松软组成的星体如小行星、彗星，撞击的主要能量会以热的形式在星体内保存，这是导致小行星今天温度仍然很高的原因；
４、长周期放射性同位素如铀235,238,钍232,钾４０，铝２６的衰变会带来大量的热量；在熔融的星体里，较重的裂变元素如铀会在重力的作用下汇聚到星球中心，在高温高压下形成一个自然的反应堆，为星球提及持续的热源。

本文就是科学家希望通过反中微子测定地球现存热量中有多少是放射产生的，这样可以相应估计出其他致热因素的比例，从而最终确定一些我们难以到达的星球内部热量有多少——这对于确认生命是否在宇宙中广泛存在，有着非常重要的意义。


原文：
近日，科学家首次对地球的自然放射能进行了测量。测量数据将有助于地理学家计算在地球内部所产生的巨大的热量中有多少热量是由核衰变提供的。

　　目前已经知道，地球内部热量的不断外泄，带动岩浆流动，将液态铁搅带到外层核中，使地球产生了磁场。然而这些热量是从何而来却一直没有找到答案。地理 学家通过对矿井中不同岩层的温度坡度以及地上凿洞温度的测量已经能够估计到地球内部已经聚集了30太瓦到44太瓦的热量。

　　这些热量中部分来自放射性元素衰变。地理学家通过对原始陨石的研究，估算出地球中铀和钍的含量，并计算出大约有19太瓦的热量是来自放射能。不过据马 里兰州大学的地理学家比尔·迈克唐纳称，到目前为止，还无法精确测定地球到底含有多少铀。他说：“这是最基本的一个有待解决的问题。”

　　而降低铀含量不确定性的唯一方法就是寻找反中微子。这种粒子是等同于不带电的且几乎无质量的中微子的反物质，是在铀和钍衰变中释放出来的。如果这些反中微子是从地底深处产生，那么由于它们能穿透几乎所有物质，因此反中微子还是可以被监测到。

　　目前，设在日本神岗的KamLAND反中微子探测器已经探测到这种反中微子。所得数据经国际科学家小组分析，发现每秒钟每平方厘米有16200万个反 中微子从地球内部释放出来。他们算出产生这种粒子的核反应最多能产生60太瓦热量，不过大多数情况下只释放出了24太瓦。该小组的领导人，夏威夷大学的约 翰 ·雷恩德说：“我们已经对整个地球的放射能进行了首次测量。”而迈克唐纳则表示，科学家小组这一发现就像打开了一份生日礼物。

今后，随着时间的推移，科学家小组将探测到更多的反中微子。到那时，就能够断定地球内部的热量完全还是部分是由放射能提供的。
　 　此外，反中微子还能揭示地壳和地幔中的放射性组成，从而为地理雪茄确定它们的形成时间和方式提供线索。要做到这一点，就必须精确地定位反中微子发出的位 置。而这就要求要有个完整的探测器网络。对此，雷恩德说：“我们正在向建立全球性中微子X射线断层探测摄影网络迈进。这只是第一步。”