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News: Von der Sonne zum Erdinnern

In Italien und Japan durchgeführte Experimente zur Untersuchung der Sonne könnten auch den Geowissenschaftlern nutzen: Die Detektoren, die Neutrinos (flüchtige Sonnenpartikel) entdecken sollen, müßten auch eingesetzt werden können, um den Weg jener Neutrinos zu registrieren, die von radioaktiven Elementen im Erdinnern ausgestoßen werden. Die gewaltigen neuen Detektoren könnten Prozesse, die die Erde seit ihrer Entstehung aufheizen, auf neue Weise beleuchten.
Die Erdoberfläche strahlt eine Hitze von ca. 40 Billionen Watt aus. Ungefähr 40 % davon werden durch die zerfallenden, instabilen Isotope Uran 238 und Thorium 232 erzeugt. Sie fördern durch ihre Hitze plattentektonische, vulkanische und andere Prozesse. Die Geophysiker konnten jedoch nie direkt bestimmen, wie diese Elemente im Erdinneren verteilt sind. Die italienischen und japanischen Detektoren können das vielleicht ändern; sie scannen die Erde auf eine ähnliche Weise wie mittels Positron-Emission-Tomographie (PET) die aktiven Gehirnteile untersucht werden.

Der Trick besteht darin, die Neutrinos zu entdecken, die durch den Zerfall von Uran und Thorium entstehen. Gewöhnlich gleiten diese Partikel mühelos durch Materie. Aber etwa ein Neutrino aus einer Milliarde erzeugt in den Detektoren flackernde Funken ultravioletten Lichtes, erklärt Raju Raghavan, Physiker in den Bell Laboratories in Murray Hill, New Jersey (Physical Review Letters , Ausgabe vom 19. Januar 1998). Die neuen Detektoren sind in der Lage, diese Neutrinos von solaren Neutrinos zu unterscheiden. Da sich auch Uran- und Thorium-Neutrinos leicht in ihren Energien voneinander unterscheiden, „führt diese Technik vielleicht zur ersten globalen chemischen Transuran-Analyse der Erde“, bemerkt Raghavan. So könnte die Methode zum Beispiel das Verhältnis dieser Elemente zueinander in der kontinentalen Kruste im Gegensatz zur ozeanischen Kruste aufdecken.

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