产热元素及关联地球中微子通量的参考地球模型
地球物理
2013-03-20 v2
摘要
KamLAND 和 Borexino 探测器近期获得的地球中微子实验结果揭示了分析地球中微子通量的有效性，因为它为放射性生热功率的强度提供了约束，进而为整体硅酸盐地球（BSE）的成分模型提供了检验。该通量取决于地球内部产热元素（HPEs：U、Th 和 K）的数量与分布。我们建立了一个基于地球物理学的、三维全球参考模型，用于描述 BSE 中 HPEs 的丰度与分布。参考模型详细刻画了地球最外部——地壳及其下伏岩石圈地幔——的结构与成分，这一部分对地球中微子通量影响最大。该参考模型结合了三个现有的全球地壳地球物理模型，得出大陆平均地壳厚度为 34.4±4.1 km，海洋为 8.0±2.7 km。利用 CRUST 2.0 提供的原位地震波速，并结合角闪岩相和麻粒岩相岩石的新版及更新版成分数据库与实验室超声速度测量，我们得以估算深部大陆地壳的平均成分。采用更新的捕虏体橄榄岩数据库来代表大陆岩石圈地幔的平均成分。使用蒙特卡洛模拟预测了 16 个选定地点的地球中微子通量，并追踪了由于地壳岩石中 HPE 浓度呈对数正态分布而导致的放射性生热功率的非对称不确定性。
引用
@article{arxiv.1301.0365,
title = {A reference Earth model for the heat producing elements and associated geoneutrino flux},
author = {Yu Huang and Viacheslav Chubakov and Fabio Mantovani and Roberta L. Rudnick and William F. McDonough},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.0365},
year = {2013}
}
备注
58 pages, 8 tables, 10 figures