KamLAND Model Radiogenik Bumi Berdasar Pengukuran Geoneutrino

Tinuku
News KeSimpulan.com - Bumi masih menyimpan banyak panas primordial ketika terbentuk lebih dari 4,5 miliar tahun lalu dan sekarang masih dalam proses pendinginan.

Sebuah studi baru menunjukkan sekitar setengah panas internal planet kita berasal dari radioaktivitas alami. Lainnya adalah panas primordial sisa-sisa Bumi pertama kali menggumpal dari bola gas panas, debu, dan materi lainnya.

Itaru Shimizu, fisikawan partikel dari Tohoku University di Sendai, Jepang, dan rekannya menggunakan partikel geoneutrino yang dihasilkan dalam berbagai cara terutama selama beberapa jenis peluruhan radioaktif untuk memperkirakan jumlah panas yang dihasilkan dari panas radiogenik dalam Bumi.

Panas yang berasal dari peluruhan unsur radioaktif seperti uranium dan thorium bukan panas sisa pembentukan Bumi.

Kamioka Liquid-Scintillator Antineutrino Detector (KamLAND) mencatat antara Maret 2002 hingga November 2009, sensor di dalam Gunung Ikenoyama, di dekat kota Kamioka, Jepang, mendeteksi 841 neutrino.

Sekitar 485 neutrino diantaranya dari pembangkit listrik nuklir, reaktor lainnya dan limbah nuklir. Sedangkan 245 neutrino lainnya mungkin dihasilkan oleh sumber-sumber seperti sinar kosmik molekul gas di atmosfer.

Jadi ada 111 neutrino terkait dengan radioaktivitas alami dalam Bumi. Menggunakan teknik analisis yang berbeda, mereka dipangkas penghitungan menjadi 106, para peneliti melapor ke Nature Geoscience.

Shimizu mengatakan sekitar 4,3 juta partikel yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif uranium-238 dan thorium-232 menyusup setiap sentimeter persegi permukaan Bumi setiap detik. Panas terus menerus yang dihasilkannya menunjukkan radioaktivitas sekitar 20 terawatts.

Penelitian sebelumnya menunjukkan peluruhan radioaktif potassium-40 yang tidak dapat diukur oleh sensor Jepang, memberi 4 terawatts. Secara keseluruhan akun panas radiogenik sekitar 54% mengalir ke atas melalui permukaan Bumi.

Perkiraan panas radiogenik sebelumnya kira-kira sama dengan angka Shimizu. Tapi didasarkan pada kesimpulan komposisi kimia Bumi dari analisis meteorit yang mungkin mewakili proporsi keseluruhan elemen awan debu dan gas dari mana sistem tata surya menjadi satu.

Jadi perhitungan baru panas radiogenik Bumi adalah hasil yang signifikan, kata David Stevenson, planetolog dari California Institute of Technology di Pasadena.

"Ini bagus untuk melihat estimasi muncul dari pengukuran yang sebenarnya," kata Stevenson.

Karena hasil peluruhan radioaktif pada kecepatan yang diketahui, temuan mengungkap berapa banyak Bumi kehilangan panas sekarang ini dan tingkat di mana kehilangan panas di masa lalu, kata Stevenson.

Secara khusus data memberi wawasan mengenai bagaimana kecepatan lempeng tektonik Bumi berpindah gerakan didukung oleh panas planet mungkin telah berubah seiring waktu.

"Lempeng tektonik adalah bagaimana Bumi mengontrol output panas," kata Stevenson.

Rata-rata output panas juga mempengaruhi proses geofisika seperti tingkat keseluruhan aktivitas gunung berapi. Radioaktivitas internal Bumi dan panas primordial berkurang untuk tahun-tahun mendatang, kata Stevenson.

Planet ini mendingin sekitar 100oC setiap 1 miliar tahun sehingga beberapa miliaran tahun dari sekarang dan pudarnya sinar Matahari maka tektonik beku dan planet ini sekarat.
  1. The KamLAND Collaboration. Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurements. Nature Geoscience, 17 July 2011, DOI:10.1038/ngeo1205
Itaru Shimizu http://www.tohoku.ac.jp
David Stevenson http://media.caltech.edu/experts_guide/3221

KamLAND Collaboration http://kamland.lbl.gov/
Tohoku University http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamlande/

Gambar : Tohoku Univ KamLAND http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamlande/
Tinuku Store