Comments 6
сейсмические наблюдения пока не продемонстрировали никаких свидетельств «ядерных взрывов» в мантии.
Где-то читал, что при попытке подорвать ядерную бомбу на дне Марианской впадины давление воды полностью погасит взрывную волну и эффект от взрыва будет околонулевой.
Я к тому, что при тех давлениях в мантии о каких ядерных взрывах вообще можно говорить?
сейсмические наблюдения пока не продемонстрировали никаких свидетельств «ядерных взрывов» в мантии.
О каких ядерных взрывах в мантии речь, если существование реактора предполагается внутри внутреннего ядра? Вероятно, авторегулирование скорости реакции происходит за счёт ускорения конвекции в актиноидном микроядре, которое приводит к смешиванию его внешнего слоя с окружающей его оболочной из свинца, что снижает реактивность.
Интересно, что если гипотеза геореактора верна, то появляется дополнительное условие для появления разумной жизни на планетах — планета должна образоваться в области галактики, где недавно происходило слияние нейтронных звёзд — ведь актиноиды образуются в основном при таких слияниях. Потому, что для того, чтобы жизнь эволюционировала до разумной, нужно, чтобы магнитное поле планеты существовало миллиарды лет, а это может оказаться возможным только при достаточном количестве актиноидов в протопланетном диске. Этот фактор может сильно увеличить уникальность Земли, и объяснить, почему не найдены радиосигналы внеземных цивилизаций.
В настоящее время уже установлено, что внутреннее ядро Земли более чем на 90% состоит из жидкого железа и никеля. Температура внутреннего ядра, сравнимого по размерам с Плутоном, достигает 6000 K, но в условиях огромных давлений (12 ГПа и более) это вещество остается в состоянии, близком к жидкому и постоянно «течёт».
Тут какая-то ерунда написана. Сейсмологические данные однозначно показывают, что внутреннее ядро - твердое (пропускает S-волны), а вот внешнее ядро - жидкое (проходят только p-волны). Так что магнитное поле генерируется во внешнем ядре, а не во внутреннем. Соответственно, гипотеза о наличии в жидком ядре кластеров с резко повышенным содержанием урана становится еще менее вероятной.
Второй важный момент - тепловой баланс Земли вполне сходится и без геореакторов. Да, многие величины известны лишь приближенно, однако наиболее вероятные значения приводят как раз к наблюдаемой картине. Поэтому исходя из принципа Оккама, нет никакой необходимости вводить дополнительные сущности вроде геореакторов в качестве существенного источника радиогенного тепла, вносящего значимый вклад в общий баланс. Проще говоря, для разогрева Земли никакие геореакторы не нужны. Те геореакторы, следы которых обнаружены, вполне могут быть единичными исключительными объектами, сформировавшимися благодаря довольно редкому стечению обстоятельств, возможному именно в земной коре (а не в ядре).
...для того, чтобы жизнь эволюционировала до разумной, нужно, чтобы магнитное поле планеты существовало миллиарды лет, а это может оказаться возможным только при достаточном количестве актиноидов в протопланетном диске
Вообще-то сейчас принято считать, что значительная часть первичного разогрева и современного теплового потока (порядка 50%) обеспечена гравитационной дифференциацией, а не радиоактивным распадом. Для чуть более массивного тела это соотношение было бы еще выше. Соответственно, жидкое ядро и геомагнитное динамо на таких планетах могут поддерживаться длительное время (как на Земле) даже при низком содержании актиноидов. Поэтому я бы поостерегся обосновывать уникальность Земли таким способом.
В качестве контрпримеров можно привести Марс и Венеру. Они формировались из примерно того же материала, что и Земля, однако магнитное поле там сейчас кратно слабее нашего. При этом на Меркурии геодинамо до сих пор как-то работает. По всей видимости, для формирования долгоиграющего геодинамо гораздо важнее не содержание актиноидов, а масса планеты, скорость ее вращения вокруг оси, наличие приливных эффектов и другие подобные факторы.
Но естественный ядерный взрыв в планетарных условиях вообще трудно представить-нужно очень резкое приближение к критической концентрации
Разумеется, настоящий ядерный взрыв ни в мантии, ни в ядре абсолютно невозможен. Дело в том, что для этого надо очень быстро создать критическую массу делящегося вещества в ограниченном объеме пространства и удерживать его там достаточно долгое время (сотни наносекунд). Именно в этом состояла основная проблема при создании ядерного оружия.
В процитированном комментарии я прикидывал нужные скорости по порядку величины. Как известно, максимальная скорость фронта детонационной волны в твердых ВВ близка к 10 км/с. При радиусе критической массы порядка 10 см получаем характерное время обжатия порядка мкс, что по масштабам ядерных реакций ужасно много, так как за 1 мкс произойдет многократная мультипликация реакции, которая просто раскидает вещество в разные стороны. Достаточно увеличить радиус на проценты, и надкритичность исчезнет. Попросту говоря, даже небольшая деформация зоны с высокой концентрацией делящегося изотопа кратно усилит утечку нейтронов из зоны реакции и она закончится, почти не начавшись. В результате прореагирует лишь ничтожная часть делящегося вещества. Получится не ядерный взрыв, а ядерный пшик.
В природном реакторе скорость накопления (сближения) изотопов на много порядков меньше, чем необходимо для взрыва. А создать критическую массу еще сложнее, так как концентрация делящегося вещества многократно меньше, и критический радиус (при котором нейтроны будут размножаться, а не покидать зону реакции) получится огромным. Поэтому при сближении таких изотопов в результате гравитационной дифференциации, диффузии или флюидного переноса возможна только реакция по типу ядерного реактора с коэффициентом размножения нейтронов k << 1 и минимальным выделением тепла в единицу времени. Если же в результате каких-то аномальных событий (ударная волна от попадания метеорита, землетрясение и т.п.) концентрация делящегося вещества/замедлителя резко увеличится и скорость реакции возрастет, реактор будет тотчас разрушен и реакция прекратится. Это неизбежно просто в силу того, что характерное время ядерных процессов - это наносекунды, а любые механические внешние воздействия - это микросекунды. А если речь о больших объемах (как в природных реакторах) - то сотни и тысячи микросекунд. Поэтому они в принципе не могут создать надкритичность. В искусственно созданных ЯВУ она достигается лишь благодаря использованию специальных схем детонации, малейшее отклонение от которых приведет к уменьшению энерговыделения на много порядков.
Геореактор: теория и возможные механизмы формирования