中微子地球科学：综述、调研与未来展望

地球表面热流为 46$\pm$3 TW（太瓦，10$^{12}$ 瓦）。尽管许多人认为我们已知地球放射性生热元素（即 U、Th 和 K）的丰度与分布，但关于地幔热产额的估计相差一个数量级，且近期粒子物理的发现对我们主导的范式提出了挑战。地质学家预测地球的放射性产能为 20$\pm$10 TW，而粒子物理实验预测为 15.3$^{+4.9}_{-4.9}$ TW（KamLAND，日本）和 38.2$^{+13.6}_{-12.7}$ TW（Borexino，意大利）。我们欢迎这一机会，以凸显物理学界所提供的极其重要的资源，并提请关注地球地质表征方面的不足。我们综述了基于大陆的物理学实验的发现、地质学的预测，并评估了物理学测量与大陆岩石圈及下伏地幔预测模型之间的不匹配程度。由于我们对大陆的认识尚不确定（7.1$^{+2.1}_{-1.6}$ TW），地幔（3.5 至 32 TW）和整体硅酸盐地球（地壳加地幔）的放射性产能模型仍分别存在约 $\sim$10 和 $\sim$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，有望解决这一矛盾。中微子地球科学是一种强大的新工具，用于探究大陆地壳与地幔及其结构的组成。