Το Κάλιο-40 θερμαίνει τον πυρήνα της Γης

Από την ιστοσελίδα του PhysicsWeb, 7 Μαίου 2003

Το ραδιενεργό Κάλιο θα μπορούσε να είναι μια σημαντική πηγή θερμότητας για τον πυρήνα της Γης. Ο V Rama Murthy και οι συνάδελφοί του από το πανεπιστήμιο της Μινεσότα έδειξαν ότι το Κάλιο-40 μπορεί να υπάρχει στον πυρήνα της Γης και να εκλύει θερμότητα από την ραδιενεργό διάσπασή του. Το αποτέλεσμά τους θα μπορούσε να έχει σημαντικές συνέπειες για τις θεωρίες της θερμικής εξέλιξης των πλανητικών πυρήνων και της προέλευσης των γεωμαγνητικών πεδίων. (βλέπε V Rama Murthy και άλλοι. 2003 Nature 423 163). 

Το Κάλιο-40 το οποίο έχει ένα χρόνο ημιζωής περίπου 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια, μπορεί να είναι μια σημαντική πηγή θερμότητας για τον πυρήνα της Γης, αλλά κάτι τέτοιο δεν έχει ποτέ πιστοποιηθεί με βεβαιότητα μέσω κάποιου πειράματος. Ο Murthy και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ένα μίγμα σιδήρου και θειούχου σιδήρου για να αναπαραστήσουν τον πυρήνα της Γης και πυριτικό γυαλί με Κάλιο για ν' αναπαραστήσουν το κέλυφός του. Μέτρησαν το συντελεστή διαμέρισης - δηλαδή τη συγκέντρωση του Καλίου-40 στο θειούχο μίγμα, διαιρεμένη με τη συγκέντρωσή του στο πυριτικό γυαλί - σε θερμοκρασίες και πιέσεις που πλησιάζουν αυτές που επικρατούν βαθιά μέσα στον μανδύα της Γης.  

Οι ερευνητές βρήκαν ότι ο λογάριθμος του συντελεστή διαμέρισης είναι αντιστρόφως ανάλογος με τη θερμοκρασία. Το αποτέλεσμα αυτό δείχνει ότι το Κάλιο-40 μπορεί να μετακινηθεί από το πυριτικό κέλυφος του πυρήνα προς τον πυρήνα θείου-σιδήρου, και ότι κάτι τέτοιο θα ήταν δυνατόν να σχηματίσει μια αρκετά υψηλή συγκέντρωση Καλίου-40 στον πυρήνα. 

Η ομάδα υπολόγισε ένα περιεχόμενο του πυρήνα σε Κάλιο-40, περί τα 60 έως 130 μέρη ανά εκατομμύριο (ppm), ποσότητα που παράγει περί τα 0,4 έως 0,8 Τεραβάτ (TW) θερμότητας. Οι εκτιμήσεις για τη ροή θερμότητας στο όριο μεταξύ πυρήνα και μανδύα, είναι μεταξύ 8 έως 10 TW. Έτσι η θερμότητα που παράγεται από το Κάλιο-40 θα μπορούσε να συνεισφέρει σημαντικά στη ροή θερμότητας αυτού του ορίου. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι τα παρόντα επίπεδα ροής θερμότητας θα ήταν αδύνατον να διατηρήσουν το μαγνητικό πεδίο της Γης κατά τα τελευταία 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτή η πρόσθετη όμως θερμότητα λόγω της ραδιενέργειας, θα μπορούσε να επιτρέψει την ύπαρξη του μαγνητικού πεδίου. 

"Τώρα σχεδιάζουμε να επεκτείνουμε τις μετρήσεις μας σε πολύ υψηλότερες πιέσεις και θερμοκρασίες," λέει ο Murthy.  "Θα επεκτείνουμε επίσης τα πειράματά μας και σε άλλες ραδιενεργές πηγές θερμότητας με ραδιενεργά στοιχεία που υπάρχουν στη Γη, όπως το ουράνιο και το θόριο."

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Πως σχηματίστηκε ο πυρήνας της Γης
Ο εσωτερικός πυρήνας της Γης, αποτελείται από στρώσεις
Ενδιαφέρουσες ιστοσελίδες
V. Rama Murthy’s homepage
Carnegie Institution, Washington
Home