约半数地热来自地球诞生时的原始热量

在诞生几十亿年之后，地球仍然是一颗内心炽热、表面温暖的星球。一个国际研究小组最近报告说，他们通过对中微子的观测发现，地球自身热量大约有一半来自放射性物质衰变，另一半则是从地球刚形成时保存至今的原始热量。

　　此前曾有研究由间接证据推算出类似的数值。这项新研究是首次根据实际观测得出结论，有助于研究地球的形成和演变过程。相关论文发表在新一期英国《自然地球科学》杂志网络版上。

　　以日本东北大学为主的这个研究小组，利用位于日本中部岐阜县一座矿山地下千米处的装置“KamLAND”，观测来自地球内部的中微子。中微子是一种不带电、质量极小、穿透力极强的基本粒子，可由多种途径产生，包括地球热量的重要来源——放射性铀和钍的衰变过程。

　　由于中微子可以穿透几乎任何障碍，即使放射性物质位于地下深处，也能依据观测到的中微子数量，推算出放射性物质的数量和分布情况。

　　从2002年3月到2009年11月，研究小组共观测到841个中微子。排除掉来自核电站、核废料、宇宙射线等的中微子之后，可能有106个中微子来自地球内部天然放射性物质的衰变。

　　据此推算，地球内部天然铀-238和钍-232衰变产生热量的功率大约为21万亿瓦。结合以前对钾-40等物质衰变的研究，研究小组得出结论——在地球表面释放的热量中，大约有54%来自放射性物质衰变，剩余部分是从地球诞生时保存至今的原始热量。

　　科学界通常认为，太阳系是近46亿年前从一片气体尘埃云中诞生的，其中一部分尘埃在引力作用下收缩成为地球。地球在最初形成时是炽热熔融的状态，此后因为原始热量流失而逐渐冷却。同时，地球内部铀、钍、钾等放射性同位素的衰变，持续产生出新的热量。

　　这项研究加深了人们对地球热量产生和流失情况的认识，可望为地质研究提供帮助。地球内部热量是地质运动的原动力，火山、地震、山脉的形成与变迁，都是地球热量释放的体现。