中性子地球科学：回顾、调查、未来展望
摘要：地球表面的热流为46±3 TW（1 TW = $10^{12}$ 瓦特）。虽然很多人认为我们知道地球上放射性热产生元素（即U，Th和K）的丰度和分布，但地幔热产量的估计相差一个数量级，最近的粒子物理学发现也挑战了我们的主导范式。地质学家预测地球的放射性能量预算为20±10 TW，而粒子物理学实验预测为15.3^{+4.9}_{-4.9} TW (KamLAND, 日本)和38.2^{+13.6}_{-12.7} TW (Borexino, 意大利)。 我们乐于强调物理学界所提供的基本重要资源，并注意地球地质特征的缺点。我们回顾了大陆上的物理实验结果，地质学的预测，并评估了物理测量和大陆岩石圈以及下面的地幔的预测模型之间的不匹配程度。由于我们对大陆的了解有些不确定（7.1^{+2.1}_{-1.6} TW），地幔（3.5至32 TW）和全岩石地球（地壳加地幔）中放射性能量的模型仍然存在着约为10倍和约为4倍的不确定性。在远离大陆影响的海洋中探测地球中微子信号具有解决这个矛盾的潜力。中微子地球科学是研究大陆地壳和地幔及其结构成分的强有力工具。
作者：W. F. McDonough and H. Watanabe
论文ID：2209.13746
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2022-09-29