Distribution of heat source of the Earth And Geonutrino Geophysics 地球内部の熱源分布とニュートリノ地 球科学 Neutrino geophysics: provides a direct measurement of the distribution of radiogenic elements in the earth 4.6 Ga time 4.3 Ga Lunar formation Accretion Late veneer Giant impact Plate tectonics Core formation Magma ocean Solidification of magma ocean Homogeneous mantle 2 太陽系の始原物質の化学組成 太陽系の元素存在度 熱源となる元素U,Th,K 6 Geologically Useful Decay Schemes Parent 235U Daughter 207Pb Half-life (years) 0.71 x 109 238U 206Pb 4.5 x 109 40K 40Ar 1.25 x 109 232Th 228Ra 1.405x1010 Neutrino geophysics K Th U Beta decay produces electrons and anti-neutrinos (geo-neutrino) ne ne ne G. Gamow: 1953 ne ne KamLAND Opens Neutrino Geoscience in 2005 ~ 50 years after G. Gamow’s suggestion from Eligio Lisi Physicists of Tohoku University run KamLAND Neutrino detector at Kamioka mine, KamLAND Geological map no nuclear power-stations : essential for U & Th geoneutrinos 238U 232Th BSE (McDonough and Sun, 1995, 1999) + local geology Enomoto and Ohtani (2005) Hawaii vs Kamioka 地震波速度異常 +1% -1% 高速(低温) 低速(高温) 新しい地球観測方法 ミューオン(Muon)地球科学 電気素量に等しい負の電荷と1/2のスピンを持つ。 ミュー粒子の静止質量は105.6 MeV/C2(電子の約 206.7倍の重さ)、平均寿命は2.2×10-6秒。 ミュー粒子 (μ-) は電子、ミューニュートリノおよび反電 子ニュートリノに、その反粒子である反ミュー粒子 (μ+) は陽電子、反ミューニュートリノおよび電子ニュートリノ に崩壊する。 ミューオン(Muon)地球科学 ミューオンも地球惑星科学に適用されつつある. 宇宙線起源のミューオンは,地球の表層部を透過する. 火口付近に上昇するマグマのモニターに対して有効性が 示されている.このような地殻表層部での変動現象のモ ニターとして,ミューオンによる宇宙線ラジオグラフィ は、地球惑星科学分野において様々な可能性が期待され る.(Tanaka, Nagamine et al., 2001; http://www.kek.jp/newskek/ 2002/novdec/muon.html) 19 浅間山 Tanaka, Nagamine et al., 2001; http://www.kek.jp/newskek/ 2002/novdec/muon.html 20 Tanaka, Nagamine et al., 2001; http://www.kek.jp/newskek/ 2002/novdec/muon.html 21
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