O užitečné radioaktivitě - tentokrát v zemském plášti

Nebýt radioaktivity, nebyli bychom tu ani my. Zdá se vám to přemrštěné? Blog o tom, jak radioaktivita umožnila život na Zemi. Borexino. (délka blogu 5 min.)

Naše planeta je radioaktivní - díkybohu! Vědci zjistili, jaký má radioaktivita podíl na ohřívání zemského nitra - a tím i ohřívání jádra, které se pak stará o existenci ochranného magnetického pole. 

Planety se při svém zrodu ani trochu nepodobají pozdějším pevným chladným koulím, lhostejně obíhajícím kolem své centrální hvězdy. Dokud průměr protoplanety nedosáhne zhruba 100 km není dokonce ani kulatá. Až při větších rozměrech se projeví gravitace, která vnutí vesmírnému tělesu tvar koule. 

Kromě toho jsou mladé planety a protoplanety rozžhavené díky nesčetným srážkám materiálu, ze kterého se formovaly. 

Každý gram hmoty totiž musel nejdříve kolidovat s bezpočtem svých kolegů, aby nakonec společně vytvořili obrovský slepenec, který se jednou stane pevnou planetou. Čím větší je hrouda hmoty a čím rychleji letí, tím více má kinetické energie. Při srážkách se část této energie mění na teplo. 

Zatímco později povrch nové planety pomalu vychladá, panuje vysoká teplota v jejím nitru daleko déle. Částečně je tomu také proto, že se k teplu ze srážek původního materiálu planety přidává také teplo, vznikající při rozpadu přirozeně radioaktivních prvků, obsažených v materiálu planety. 

Kolik tepla se v Zemi tvoří radioaktivním rozpadem?

Vědci dnes našli způsob, jak se o procesech uvnitř Země dozvědět. Nepomůže sice navrtat zemskou kůru (jádro a dokonce i vnější plášť naší planety jsou pro nás tímto způsobem nedosažitelné), nahlédnout ale do planety přesto mohou. Dělají to pomocí nepatrných a těžko detekovatelných částic - neutrin. 

Geoneutrina…

jsou antineutrina, pocházející z rozpadových řad thoria a uranu. Jako rozpadová řada se označuje řada radioaktivních přeměn nestabilních izotopů prvků, končící vznikem stabilního izotopu olova. Přeměna v rozpadové řadě je doprovázena vyzařováním částic alfa (jader atomů helia) nebo beta (elektronů případně pozitronů) a výše zmíněných neutrin.

Na obrázku je vidět vědecký experiment s názvem Borexino. Nachází se v Itálii - v největší pozemské podzemní laboratoři jménem Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Aparatura zachycuje sluneční ale také “pozemská” neutrina, kterým se začalo říkat “geoneutrina”. A není jich zrovna málo. Každou vteřinu se čtverečním centimetrem “probije” kolem milionu těchto částic, vzniklých při procesech, probíhajících uvnitř naší planety. 

Během jednoho cyklu měření jich detektor zachytí jen několik set až tisíc, přesto se z nich dají vyčíst zajímavé informace. 

Díky výsledkům experimentů nyní vědci odhadli, že je vysoká teplota uvnitř Země z více než poloviny způsobena rozpadem radioaktivních jader.

Radioaktivita tak pomáhá udržovat v chodu vulkanismus, pohyb zemských desek nebo také zemské magnetické pole. To se totiž vytvořilo díky procesům v tekutém (protože horkém) kovovém jádře naší planety. 

A dál?

Vědci se samozřejmě nechystají s pokusy přestat - naopak. V Číně se staví detektor JUNO. Ten bude 70x větší a umožní měření s daleko lepší statistikou a přesností. 

Další zdroje:https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.101.012009, https://www.fz-juelich.de/ikp/ikp-2/DE/Forschung/Neutrinos/_node.html;jsessionid=86261D8D630408229F11469A9E928E90