Noticias y opiniones 1.06

Saturday, January 21, 2006

Noticias y opiniones, 1.2006.

NOTICIAS Y OPINIONES NATURALEZA

GEOLOGÍA
Fantasmas de adentro.

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La primera detección de geoneutrinos debajo de nuestros pies es un acontecimiento que marca una etapa importante en el desarrollo o un momento crucial en la geología. El permitir una mejor valoración abundancia y distribución de elementos radiactivos en la tierra y su temperatura.
El decaimiento de los isótopos inestables de los elementos químicos dentro de la tierra produce un aumento de la temperatura que contribuye a su energía total, un hecho reconocido poco después del descubrimiento de la radiactividad por Henri
Becquerel en 1896. Más de 100 años después, Araki informa de la primera medición de antineutrinos que se producen por el decaimiento radiactivo beta en el corazón de la tierra. Los resultados obtenidos de estos llamados geoneutrinos son consistentes con los modelos geoquímicas y geofísicos del planeta, y proporcionan una nueva manera de determinar dónde los isótopos inestables, radionucleidos, se almacenan dentro de la tierra, y en qué concentraciones.

Neutrinos.
Los neutrinos son una de las partículas fundamentales que forman parte del universo y son un tipo de partículas poco comprendidas, los mismos son similares al electrón, con una diferencia crucial: los neutrinos no llevan la carga eléctrica. Debido a esto, no son afectados por las fuerzas electromagnéticas que actúan en electrones. Los neutrinos son afectados solamente por una fuerza "débil" subatómica de un rango mucho menor que las fuerzas electromagnéticas y pueden por lo tanto pasar a través de la materia sin ser afectado por ella, en una gran distancia. Si los neutrinos tienen masa, también interactúan gravitacionalmente y recíprocamente con otras partículas masivas, pero la gravedad es la en gran medida la más débil de las cuatro fuerzas conocidas.
Existen tres tipos de neutrinos conocidos; hay evidencias que no existen neutrinos adicionales, a menos que sus características sean de propiedades inesperadamente muy diferentes de los tipos conocidos. Cada tipo o "sabor" de neutrino se relaciona con una partícula cargada (que da al neutrino su correspondiente nombre). Por lo tanto, el "neutrino del electrón" se asocia al electrón, y dos otros neutrinos se asocian a versiones más pesadas del electrón llamado el muon y el tau (las partículas elementales se nombran con frecuencia con las letras griegas). La siguiente tabla nombra los tipos conocidos de neutrinos (y de sus relaciones con las partículas cargadas).
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Los antineutrinos del electrón se producen en un proceso de decaimiento nuclear del tipo beta, por ejemplo, cuando el potasio se transforma al isótopo de calcio y también en la serie del decaimiento del uranio y de torio.
Los neutrinos y los antineutrinos son partículas fantasmales, no tienen ninguna carga y casi ninguna masa y pasan a través de la materia sin interactuar con ella siendo la detección de ellos extremadamente difícil.
El sistema utilizado para detectar el antineutrino, denominado KamLAND, es un escintilador liquido que detecta estas elusivas partículas, el mismo esta esquematizado en el siguiente dibujo y esta ubicado en la gran isla japonesa Honshu, en una mina a un kilómetro debajo de la cumbre del monte Ikenoyama, para reducir los efectos de rayos cósmicos de los antineutrinos, estos son ocasionalmente capturados por protones en el sistema de 13 metros de diámetro.



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Los antineutrinos son ocasionalmente capturados por los protones en el sistema KamLAND en un proceso conocido como decaimiento beta inversa. Esto produce un neutrón, que combina con un protón para formar un deuterón y produce un rayo gama característico con una energía del 2,2 MeV. La luz que esta reacción produce es detectada como una señal eléctrica por un sistema fotomultiplicadores que rodean el detector.

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En 2003, el sistema KamLAND desempeñó un papel fundamental en la investigación del fenómeno conocido como oscilación del antineutrino, en el cual las variedades de antineutrinos cambian espontáneamente en uno a otro tipo. Ese resultado demostró que los antineutrinos tienen una masa (no obstante pequeña) y reforzó el descubrimiento de la oscilación entre tipos del neutrino del sol del observatorio de neutrinos de Sudbury en Canadá. Los antineutrinos oscilantes detectados por el KamLAND fueron producidos en reactores nucleares ubicados a distancias de unos 180 kilómetros. Ahora el detector ha visto los antineutrinos de una fuente aún más distante, los geoneutrinos, clave en el conocimiento de la energía que emana de la Tierra.
La potencia total disipada por la Tierra de su interior varia entre 30 y 44 teravatios ( 1 TW equivale a 10^12 vatios ) , de varios modelos de los procesos de la Tierra , se deduce que la cantidad de potasio, uranio y torio en el planeta contribuyen con solo 19 TW(19 billones ) de potencia al total.
Esta es la primera vez que estas partículas evasivas se han utilizado para estudiar la geología de la tierra, confirmando que la mitad del calor en la Tierra proviene del decaimiento de los elementos radiactivos que producen antineutrinos. El resto proviene de los procesos del núcleo terrestre, rico en hierro.

Energía térmica del interior de la Tierra.

La fuente primordial de calor terrestre procede de la conversión de la energía térmica a energía cinética liberada a lo largo de la historia de la Tierra, tanto en los estadios iniciales de su formación durante la acreción e impacto de planetesimales, como durante el proceso de separación del núcleo terrestre ("catástrofe del Fe"). La fuente de calor que produce esta energía, se encuentra naturalmente al interior de la Tierra. De manera muy simplificada, se puede decir que su estructura se compone de tres partes: núcleo, manto y corteza; a) núcleo, con un diámetro de aproximadamente de 3.400 km, formado fundamentalmente por hierro fundido; su temperatura superaría los 4.000° C, b) manto, correspondiente a la zona intermedia, de aproximadamente 2.900 km de espesor, formado principalmente por hierro y magnesio, con una temperatura que varía entre los 800 y 1.000° C, en su parte exterior, y 4.000° C. en la zona de contacto con el núcleo, y c) la corteza, tiene como espesor que varía entre 5 Km., bajo los océanos, y de 30 a 65 Km. en la parte continental. Está constituida, fundamentalmente por silicatos de aluminio (SiAl), en las zonas continentes, y por silicatos de magnesio (SiMa), bajo los océanos. Su temperatura varía de 15 a 20° C., en la superficie, hasta los 600° a 800° C., en torno al contacto con el manto.

Eduardo Ghershman, 25.1.2006

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