Откуда берется тепло Земли?

Земля генерирует тепло. Чем глубже, тем выше температура. На глубине 25 км температура достигает 750°C; в ядре, как считается, она составляет 4000°C. Средний тепловой поток с поверхности Земли равен 87 мВт/м² — это 1/10 000 энергии, получаемой от Солнца. Общая мощность тепловыделения Земли составляет 47 тераватт, что эквивалентно работе нескольких тысяч атомных электростанций. Источник этого тепла долгое время оставался загадкой, но теперь известно, что большая его часть является результатом радиоактивности.

Основной источник тепла связан с распадом тяжелых элементов, образовавшихся в звездах и вошедших в состав планеты. Речь идет о радиоактивном распаде урана, тория и калия с очень большим периодом полураспада. При распаде одного ядра урана-238 выделяется в среднем 6 нейтрино и 52 МэВ энергии, которая преобразуется в тепло. Эти частицы, называемые геонейтрино, позволяют исследовать недра Земли, так как они практически беспрепятственно проходят сквозь всю толщу планеты.

Для обнаружения геонейтрино используются крупные детекторы, такие как KamLAND (1000 тонн, Япония) и Borexino (280 тонн, Италия). Они зафиксировали, соответственно, более 100 и около 20 событий, которые можно отнести к геонейтрино. Эти данные, хоть и имеют значительную погрешность (20-30%), соответствуют модельным прогнозам. Они окончательно исключили гипотезу о существовании в центре Земли природного ядерного реактора с цепной реакцией деления. Новые, более совершенные детекторы (SNO+ в Канаде и Juno в Китае) позволят улучшить наши знания в этой области.