Hiljadama kilometara ispod naših nogu nalazi se deo Zemlje koji nikada nećemo moći direktno da istražimo. Naučnici zato sada pokušavaju da ga mapiraju na potpuno drugačiji način - pomoću izuzetno retkih čestica koje nastaju duboko ispod naših nogu i stižu sve do površine.
Reč je o geoneutrinima, a važan novi korak napravljen je u Kanadi. Detektor SNO+ zabeležio je prve geoneutrine na zapadnoj hemisferi, čime su naučnici dobili novu lokaciju sa koje mogu da "osluškuju" radioaktivne procese u unutrašnjosti Zemlje.
Geoneutrini nastaju prilikom radioaktivnog raspada uranijuma, torijuma i kalijuma u Zemljinoj kori i omotaču. Taj raspad oslobađa toplotu koja, zajedno sa energijom zaostalom od nastanka planete, održava njenu unutrašnjost aktivnom i učestvuje u procesima koji pokreću tektonske ploče.
Upravo tu geoneutrini postaju posebno zanimljivi. Pošto gotovo bez prepreka prolaze kroz ogromne količine stena, čestice nastale duboko u planeti mogu da stignu do detektora na površini. Njihov broj naučnicima daje informacije o količini radioaktivnih elemenata u delovima Zemlje koje ne mogu direktno da istraže.
Problem je što ih je neverovatno teško registrovati. Neutrini toliko slabo reaguju sa materijom da ogromna većina jednostavno prođe i kroz sam detektor kao da ne postoji.
Zbog toga je SNO+ smešten oko dva kilometra ispod zemlje, u kanadskom rudniku Creighton. Njegovu osnovu čini sfera sa 780 tona posebne tečnosti koja proizvodi slab bljesak kada dođe do odgovarajuće interakcije čestica, a gotovo 10.000 svetlosnih senzora pokušava da uhvati upravo te retke događaje.
Zašto je detekcija u Kanadi toliko važna?
Sama činjenica da je SNO+ pronašao geoneutrine nije iznenađenje. Važno je to što su ih naučnici ranije uspešno merili samo pomoću detektora Kamland u Japanu i Borexino u Italiji.
Sa Kanadom sada imaju tri veoma udaljene tačke za poređenje. A dosadašnji rezultati nagoveštavaju da količina geoneutrina koji dolaze iz omotača možda nije ista na svim tim mestima.
Ako se to potvrdi preciznijim merenjima, naučnici bi mogli da utvrde da radioaktivni elementi nisu jednako raspoređeni kroz unutrašnjost planete. To bi im omogućilo da postepeno naprave hemijsku mapu Zemljinog omotača i otkriju gde se nalaze najveće koncentracije elemenata koji proizvode toplotu.
Za sada, međutim, postoji veliki problem. Geoneutrini koje detektor zabeleži ne dolaze samo iz dubokog omotača, već i iz mnogo bliže Zemljine kore. Naučnici zato moraju precizno da procene i oduzmu taj signal, zajedno sa neutrinima koje proizvode nuklearni reaktori.
Zbog toga trenutne razlike između Japana, Italije i Kanade još nisu dokaz da se sastav omotača zaista razlikuje od mesta do mesta. Potrebno je mnogo više detekcija da bi signal postao dovoljno precizan.
U tome bi veliku ulogu trebalo da ima novi kineski eksperiment JUNO. Njegov detektor sadrži više od 20.000 tona scintilatora i očekuje se da već tokom prve godine zabeleži više geoneutrina nego prethodna tri eksperimenta zajedno tokom više decenija.
Naučnici razmatraju i još ambiciozniju mogućnost - postavljanje detektora na dno okeana. Tamo je Zemljina kora znatno tanja, pa bi bilo mnogo lakše izdvojiti geoneutrine koji stižu iz omotača.
Sa dovoljno takvih merenja širom planete, geoneutrini bi mogli da postanu potpuno novi način istraživanja Zemlje. Umesto da o njenoj dubokoj unutrašnjosti zaključujemo samo posredno, čestice koje iz nje neprestano izlaze mogle bi da nam pokažu kako je ona hemijski građena.
