日本地球惑星科学連合2014年大会

講演情報

口頭発表

セッション記号 M (領域外・複数領域) » M-TT 計測技術・研究手法

[M-TT42_2AM1] 地球化学の最前線:先端的手法から探る地球像

2014年5月2日(金) 09:00 〜 10:50 314 (3F)

コンビーナ:*横山 祐典(東京大学 大気海洋研究所 海洋底科学部門/地球表層圏変動研究センター)、鍵 裕之(東京大学大学院理学系研究科附属地殻化学実験施設)、橘 省吾(北海道大学大学院理学研究院自然史科学専攻地球惑星システム科学分野)、平田 岳史(京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻)、角皆 潤(名古屋大学大学院環境学研究科)、鈴木 勝彦(独立行政法人海洋研究開発機構・地球内部ダイナミクス領域)、下田 玄(産業技術総合研究所地質調査総合センター)、角野 浩史(東京大学大学院理学系研究科附属地殻化学実験施設)、小畑 元(東京大学大気海洋研究所海洋化学部門海洋無機化学分野)、高橋 嘉夫(広島大学大学院理学研究科地球惑星システム学専攻)、横山 哲也(東京工業大学大学院理工学研究科地球惑星科学専攻)、座長:横山 祐典(東京大学 大気海洋研究所 海洋底科学部門/地球表層圏変動研究センター)、橘 省吾(北海道大学大学院理学研究院自然史科学専攻地球惑星システム科学分野)、鍵 裕之(東京大学大学院理学系研究科附属地殻化学実験施設)

10:30 〜 10:50

[MTT42-07] 地球内起源ニュートリノによる新しい地球観測

*田中 宏幸1 (1.東京大学地震研究所)

キーワード:ニュートリノ, ウラニウム, トリウム, マントル

Neutrinoes generated in Earth (geo-neutrinos) gives us information about the distribution of Uranium (U), thorium (Th), and pottasium (K) inside Earth. Beta-decays of radionuclides U/Th/K inside Earth produce low energy anti-electron neutrinos (U and Th produces 7.41x107 neutrinos kg-1s-1 and 1.62x107 neutrinos kg-1s-1 respectively (without considering neutrino oscillation)) that traverse through Earth without being disturbed due to their extremely small interaction cross section with matter. Recent geo-neutrino observations have produced results that have a potential to support and clarify the current concerns of earth science: estimating the amount of contribution to the surface heat flux; constraining existing Earth's compositional estimates; and clarifying the origin of low shear velocity regions found at the core mantle boundary (CMB). Today, there are two detectors capable of measuring geoneutrinos: KamLAND, in Japan, and Borexino, in Italy. The KamLAND research team has found 116+/-28, 27 geoneutrino candidate events (generated through the decay processes of 238U and 232Th) during 2,991 days of geoneutrino observation (Gando et al. 2013). The contribution from geonuclear reactions to the heat flow, estimated from examination of the geoneutrino flux, reached 11.2+/-7.9, 5.1 TW. Although the volume of the Borexino detector (280 t) is much smaller than that of KamLAND (1,000 t), the background from reactor neutrinos is much lower than that for KamLAND because there are no nuclear power plants in Italy. Borexino detected 14.3±4.4 geoneutrino candidates over 1353 days of observation. Both measuremet results are consistent each other, and also reject the fullly radiogrenic model, which assumes that the total Earth's surface heat flux is completely originated from radiogenic heat from U, Th and K. The upperlimit on the fully radiogenic heat flux hypothesis (Herndon 1996) was set to be 4.5 TW at 95% confidence level (Bellini et al. 2013).Gando A, Gando Y, Hanakago H, Ikeda H, Inoue K, et al. 2013. Reactor on-off antineutrino measurement with KamLAND. Phys. Rev. D 88:033001.Herndon JM. 1996. Substructure of the inner core of the Earth. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:646-48.Bellini, G., Ianni, A., Ludhova, L., Mantovani, F., McDonough, W.F. 2013. Geo-neutrinos, Prog.Part.Nucl.Phys. 73:1-34