A Borexinonevű olaszországi részecskedetektor kutatói elsőként detektáltaka Föld köpenyében zajló radioaktív folyamatokban keletkező antineutrínókat. Bár hasonló geoneutrínókat már korábban is észleltek a szakértők, ez az első alkalom, hogy nagy biztonsággal állítható, a detektált részecskék nagyjából fele ténylegesen köpenyből, a másik fele pedig a kéregből származik. A Borexino-csapat tagjai ráadásul azzal kapcsolatban is becsléseket végeztek a friss adatok alapján, hogy mennyi hő keletkezik a földmélyi bomlások során. A kapott érték magasabb lett, mint várták, a kísérlet folytatása pedig annak felmérésében is segíthet, hogy mennyi radioaktív elem tárolódik bolygónk köpenyében.
A szakértők által leginkább elfogadott elmélet szerint a radioaktív urán, tórium és kálium zöme a kéregben és a köpenyben található. A Föld térfogatának 84 százalékát kitevő köpeny vaskos kőzetrétege a mag és a kéreg között húzódik. A geofizika nagy rejtélyeinek egyike, hogy a Föld mélyéből kifelé sugárzó hőből mennyi származik a bolygó keletkezésének idejéből, és mennyi az urán−238, a tórium−232 és a kálium−40 radioaktív bomlásából.
A kérdés megválaszolására az egyik mód annak megállapítása lenne, hogy mennyi antineutrínó keletkezik ezen bomlási sorokban. Ezek az apró részecskék könnyedén áthatolnak a köpenyen és a kérgen, így a felszín közelében elhelyezett detektorokkal lehetséges észlelésük. A mért mennyiség alapján pedig az is megbecsülhető, hogy mennyi radioaktív elem bújik meg a mélyben. Az egyetlen problémát az jelenti, hogy a neutrínók nagyon közömbösek az anyaggal szemben, vagyis az útjukba kerülő részecskékkel csak ritkán kerülnek kölcsönhatásba.
Ebből adódik, hogy még a neutrínó-kölcsönhatásokat gigantikus detektorokkal vizsgáló kísérletek is csak nagyon kevés észlelést képesek rögzíteni, a kevés adatból pedig csak nagyon bizonytalan következtetéseket lehet levonni. 2005-ben a KamLANDnevű japán neutrínódetektor fizikusai bejelentették, hogy 22 darab geoneutrínót detektáltak, míg a Borexino, amely 2007 óta üzemel, 2010-ig összesen 10 ilyen részecskét észlelt. Az azóta eltelt években mindkét műszer további geoneutrínókat talált, és együttes eredményeik alapján úgy tűnik, hogy a Földből kiáramló hő fele radioaktív bomlásból származik, ezt a becslést azonban, a már említett okokból nagyfokú bizonytalanság jellemzi.
A Borexino-detektor lelkét 300 tonnányi szerves folyadék adja, és a rendszert egy hegy alatt helyezték el, hogy a méréseket ne zavarják a kozmoszból érkező sugarak, hiszen ezek mellett elveszne a gyenge neutrínójel. Amikor a folyadék egy részecskéjébe antineutrínó üközik, az egy felvillanás kíséretében szóródik azon. Legutóbb megjelent tanulmányukban a Borexino kutatói 77 ilyen felvillanást elemeztek.
A vizsgálatok alapján a 77 eseményből 53 mögött atomreaktorokban képződött antineutrínók állnak, a maradék 24 geoneutrínó pedig a Föld magjából és kérgéből egyaránt származhat. A kutatóknak ugyanakkor elég pontos elképzeléseik vannak azzal kapcsolatban, hogy mennyi urán és tórium van a kéregben, és ezen információk tudatában állítjákazt, hogy az észlelt részecskék fele a köpenyből származik.
A szakértők azzal kapcsolatban is megpróbáltak becslésekbe bocsátkozni, hogy a geoneutrínók közül mennyi származik az urán és mennyi a tórium bomlásából. (A kálium bomlásával ebben az esetben nem foglalkoztak, mert az ebből származó neutrínómennyiség gyakorlatilag észlelhetetlen a jelenlegi technikai feltételek mellett.) A vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy a korábbi modellekben a köpenyre felvázolt urán−tórium-arány helyes, ennek biztosabb elbírálásához azonban szintén további adatokra lesz szükség.
