Η Γη ως πηγή νετρίνων: Πείραμα διπλασίασε τον αριθμό γεωνετρίνων από το εσωτερικό της Γης – Επιπτώσεις στα γεωλογικά μοντέλα του μανδύα

Τα νετρίνα μας βομβαρδίζουν από όλες τις κατευθύνσεις, συμπεριλαμβανομένου του εσωτερικού της Γης, όπου διασπάσεις ραδιενεργών στοιχείων, όπως ουράνιο και θόριο, παράγουν νετρίνα. Το πείραμα Borexino, που εξελίσσεται στο Εθνικό Εργαστήριο Gran Sasso στην Ιταλία, έχει πλέον μετρήσει ένα συνολικό αριθμό 53 από αυτά τα «γεωνετρίνα», περισσότερα από το διπλάσιο της προηγούμενης μέτρησης του προγράμματος. Τα νέα αποτελέσματα εντοπίζουν καλύτερα την προέλευση της παρατηρούμενης ροής των γεωνετρίνων, δείχνοντας ότι σχεδόν τα μισά των σωματίων που ανιχνεύονται προέρχονται από τον μανδύα της Γης και ότι τα υπόλοιπα προέρχονται από τον φλοιό.

Το πείραμα Borexino συνίσταται από μια σφαίρα διαμέτρου 18 m που περιέχει 280 τόνους υγρού σπινθηριστή που περιβάλλεται από φωτοσυλλέκτες. Τα εισερχόμενα νετρίνα μπορούν – σε σπάνιες περιπτώσεις – να αλληλεπιδρούν με έναν πυρήνα στον σπινθηριστή, παράγοντας ένα ανιχνεύσιμο σήμα φωτός. Αρχικά κατασκευασμένος για τη μελέτη ηλιακών νετρίνων, ο ανιχνευτής επίσης εξυπηρετεί ως ένα παρατηρητήριο γεωνετρίνων. Προηγούμενα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι ο πλανήτης μας εκπέμπει περίπου 10^25 γεωνετρίνα το δευτερόλεπτο (σχεδόν το ένα τρισεκατομμυριοστό των νετρίνων που δίνει ο Ήλιος).

Για τη νέα τους μελέτη για τα γεωνετρίνα, η Συνεργασία για το Borexino ανέλυσε δεδομένα από το 2007 μέχρι το 2019, χρησιμοποιώντας βελτιωμένες τεχνικές για τη διαχωρισμό των γεγονότων νετρίνων από σήματα υποβάθρου που προκαλούνται από άλλα σωμάτια, όπως τα μυόνια. Τα μέλη της Συνεργασίας εκτίμησαν επίσης των αριθμό των νετρίνων υποβάθρου που προέρχονται από τους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Από τις προκύπτουσες μετρήσεις των γεωνετρίνων, η ομάδα υπολόγισε ότι η αναμενόμενη ενέργεια από τις ραδιενεργές διασπάσεις που παράγουν τα σωμάτια εξηγεί περισσότερο από το μισό της ολικής παραγόμενης θερμότητας της Γης (47.000 GW). Αυτός ο εκτιμώμενος προϋπολογισμός ευνοεί τα μοντέλα που προβλέπουν – σχετικά με άλλα μοντέλα – υψηλή συγκέντρωση ραδιενεργών στοιχείων στον μανδύα.