二、中微子能否加热地核?
《2012》公映后,不少人对电影中关于中微子(中微子实为轻子的一种。一般情况下,其运动速度与光速相近)穿透地球、加热地核的说法提出质疑。他们认为,中微子确能穿透地球,但并不能加热地核。理由是:中微子的穿透性极强,很难被其他物质吸收。相关实验表明,大约每100亿个中微子才有一个被实验材料(四氯化碳等物质)吸收。据此,他们认为“中微子加热地核”的说法纯属无稽之谈。
然而,笔者却认为这样的解释不够科学,如此得出结论过于草率、武断。首先,上述实验数据是在常温常压下得到的。限于科技水平,我们人类至今尚不能在类地核的温度、压强下进行实验。因此,我们根本就不知道中微子在经过地核时所发生的变化(中微子的性质是否发生改变,有什么变化)。再说,地核里的物质组成与物质结构本来便与那些实验材料不一样。所以,我们是没有足够的证据来否认“中微子加热地核”的观点的。其次,中微子来源广泛,数量巨大。在每一秒钟里,通过每个人身体的来自太阳内部核反应的中微子就达6万多亿个。倘使太阳活动变得异常剧烈,这个数字会更加巨大。现在看来,“中微子加热地核”确有可能。

当然,要想证实这一观点还需更为充分的证据。金丹风水的一篇博文——《中微子能够毁灭地球吗》便通过列举和剖析相关事实(地球内部圈层的形成、环形山的成因等)佐证了上述观点。金丹风水认为,来自太阳的中微子在通过地球外部圈层、地壳、地幔的过程中受到显著的削弱,速度大幅下降。在距地面2900千米处(即地核与地幔交界处),快中微子大量变为慢中微子。因为慢中微子能较易地被其他物质吸收(通常,速度较慢的粒子比速度较快的粒子更易被吸收。例如,核裂变中常用慢中子轰击铀235,而非用快中子),所以地球外核会大量吸收这些粒子而温度升高。这便是外核物质呈液态而内核、地幔大部呈固态的原因。我基本赞同金丹风水的这种解释但有所补充。地球形成之初,整个地核并无内外之分,皆为液态。但随着地核热量不断向地幔扩散,地核温度普遍下降。但由于内核热量不断传递到外核,而外核又不断吸收慢中微子,内外核温度下降幅度不同。终于,在地球历史的某个时刻,内核开始结晶并逐渐长大。
现在,我们能据此推断内外核的形成与中微子有关吗?显然还不能。因为在上文的论述中,似乎没有中微子的加热,内外核也照样能形成。因此,我们还需进一步的探究。

假定主要吸收中微子的物质分布在外核全部,即距地面2900~5100千米处,那么关于内核年龄的传统说法有可能是错误的。因为传统的说法并没有考虑中微子的影响,而是认为地核目前的温度主要来源于地球形成时残留下来的热量。这种说法是通过内核现在的体积等来推算出内核年龄的。但是,在上述假定条件下,内核便有可能在某个时刻停止增长。此时,内核的大小与现在相同,是一个距地面5100~6400千米处的地球圈层。换句话说,由于内外核热量交换及外来能量输入稳定(即内核的能量输入与输出动态平衡,外核亦是如此),内外核温度恒定不变,其形态基本稳定。倘若真是这样,内核的年龄就很有可能远大于10亿年。这或可成为验证上述假定条件及“中微子能加热地核”的一个突破口。
当然,主要吸收中微子的物质也有可能只分布在外核的局部,例如在距地面2900~3100处。如果是这样,那内核将继续长大。可是,其成长速率必然十分缓慢。以我们目前的科技水平,我们根本无法测定。因而,对于这种可能的探究和验证也将是十分困难的。
显然,上文的论述并不能证明“中微子能加热地核”,甚至连“快中微子在外核处大量变为慢中微子而被吸收”也没有得到有力证据的支撑。确实,我们需要换一个角度来探究这一问题。现在,我们不妨假定“快中微子在外核处大量变为慢中微子而被吸收”成立。也就是说,在经过有2900千米以上厚度的物质的缓冲,快中微子会大量变为慢中微子。

假设存在这样一颗星体,它的直径恰好在2900~5100千米之间,那么从该星一面进入的快中微子必定会在其另一面变为慢中微子而被该星该面的物质吸收。之后,那些吸收快中微子的岩石就会温度上升并最终熔化。如果该星会因星体运动(星体的自转、公转等)而不断改变其吸收中微子的地方(星面),那已熔化的岩石便会再度冷却而呈现新的形态。

月球(直径约为3700千米)、水星等星体便符合上述假想要求。令人欣喜的是,用上文的推想来解释这些星体上奇特环形山的形成似乎再合适不过。我们知道,月球上的环形山十分密集,且常有“环中有环”(即一个环形山里还有另一个环形山)的现象。小行星或彗星的撞击真的能创造如此奇迹吗?确实有些困难。毕竟,陨石撞击在同一地点的慨率几乎为零。
“中微子加热是环形山形成的主因”这一观点虽然颇有道理,但仍存在很多疑点。首先,为什么中微子会促成环形山这种地貌的形成,而不促成其它地貌的形成?其次,月球的年龄已有70多亿年,比地球还要老出许多。在其为地球捕捉前的漫长岁月里难道你能保证它不通过小行星十分密集的地带吗?最后,即便我们真的证实环形山确是中微子所为,我们也不能立即推断“中微子能加热地核”是正确的。因为月球等星体的物质组成与地球毕竟相差甚大。更何况,这些星体的表层环境跟地核根本不一样。这无疑又回到前面问题,即温度、压强、物质的组成与结构对中微子的性质是否有影响。
因此,更加深入的研究和严谨科学的实验是必不可少的。
