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私たちの惑星は太陽からそのエネルギーの多くを得ますが、プレートテクトニクスや磁場のような地球の最も重要な自然現象のいくつかは地球の内部の奥深くに蓄えられた燃料に頼っています。そして、地質学者は長い間その燃料のどれだけが私たちの惑星を走らせるために残されているかを推定してきましたが、現実には私たちが実際にいくら残すかについて本当の考えを持っていません。しかし今、反ニュートリノを含む非常に気の利いた実験のおかげで、私たちは10年以内に答えを持つかもしれません。
私たちが地球の燃料について話すとき、私たちは化石燃料や人間がエネルギーのために抽出して燃やす他の材料を扱っていません。その代わりに、私達はもっともっと根本的なもの、地球の形成からの原始エネルギーと放射性元素の崩壊によって生成された核エネルギーの混合物を取り扱っています。地球がどれだけ残っているかを知ることは、私たちの惑星がどのように機能するかについての基本的な質問を明確にするでしょう。
メリーランド大学の地質学者でウィリアム・マクドノウ氏は、次のように述べています。「単純な見方をすることができます。空に走っているのか、地球のエンジンを動かすのに十分な燃料があるのかを知る必要があります。」地球の燃料供給を測定する 逆 。 「約150年前、人々は太陽がどのくらい輝くのか尋ねていました。これは、輝く過程（すなわち、太陽の中心部での核の燃焼）の詳細についての質問につながりました。それはまた、地球に関する同様の基本的な珍品をもたらしました。」
ここに含まれる実際の方法は極端に微妙です。この計画は、ウランやトリウムなどの放射性元素の崩壊によって放出される特別な種類の反ニュートリノであるジオニュートリノと呼ばれる粒子を測定することです。これらの地球ニュートリノが検出器内で水素原子と衝突すると、研究者はすべての出来事をまとめて地球内の放射能崩壊率を推定することができ、それによって地球の燃料供給量を推定することができます。
「2005年以前は、年間ゼロ検出イベントが私の人生でした。」
これですべてうまくいきますが、地球ニュートリノのように小さくて弱い相互作用のような素粒子は簡単には見つけられません。測定値を台無しにする宇宙ニュートリノからそれを遮蔽するために、地下1マイルを埋める小さな建物のサイズの検出器が必要です。それでも、私達は現在の探知機で毎年平均して約16の目撃を目撃します。繰り返しになりますが、極端に細かい、そして年に16回でさえも、状況が改善されています。
「年間ゼロ検出イベントは2005年以前の私の人生でした」とマクドノウは言いました。しかし、中国とカナダの3つの新しい検出器が年間検出数を500以上に押し上げると予想されるため、その数は急増しています。数年分のデータは潜在的に何千ものデータポイントを意味します。研究者がトリウムとウランの崩壊速度について自信を持てるようになるには十分です。 「これらの実験は数十年続くので、2年ごとに観測数を1000回以上増やしています。それが重要です」
これは、いったん発見されれば、そもそもそれを知らなかったのは驚くべきことです。
McDonoughと彼の仲間の研究者は、地球の10億年にわたる物語、燃料がどれだけ速く燃え尽きるか、そしてどれだけ残されているかについての大きな疑問を探求できることを望んでいるので、ここでやるべきたくさんの良い基礎科学があります。研究者が発見したいと思う答えもまた、より直接的な利益をもたらす可能性があります。
「我々は、経済資源について、そして地球のどこに元素があるのかについて、優れた予測をすることができます」とマクドノウは言いました 逆 。 「原子力発電所に燃料を供給するために地球にどれだけのウランがありますか。地球にはどのくらいのニオブ、リチウム、ランタンがありますか？これらは私たちが最近頼りにしているすべての要素です。私たちはこの要素を使ってエネルギーを作り出し、ラップトップに電力を供給し、GPSチップを機能させ、ハイブリッドカー用のバッテリーを製造しています。」
この最後の例は、実際、McDonoughとその仲間の研究者が成し遂げたいと望んでいることに対する良いたとえを提供しています。地球ニュートリノを検出することは簡単な作業ではありませんが、地球がそのことわざのタンクにどれだけ残っているかを知りたいのなら、それは非常に必要です。それは私たちの惑星がどのように動くかについての基本的なことであり、一度発見されたならば、そもそも私たちがそもそもそれを知らなかったのは驚くべきことだと思います。
「それは車の運転手のようです」とマクドノウは言った。 「彼/彼女は自分の車に関して2つの重要なことを知っています - どのくらいの燃料が残っているか、そして彼/彼女は彼らの燃料を使い果たしてきたスピード。それは、母船である地球の戦車の中身と、どれだけ早くそれを使用してきたかについての単純な要求です。」