Отримання уявлення про те, як багато космічного пилу вдаряє Землю

Новини космосу та астрономії

отримання

Зоряне небо з яскравим стовпом із зодіакального світла висвітлює пустельний ландшафт навколо Cerro Paranal, доходячи до телескопа Very Large Telescope Європейської Південної Обсерваторії.

Чи має Земля проблему, створену пилом?

Оцінки змінюються від того, скільки космічного пилу та метеоритів входить в атмосферу Землі щодня, але діапазон десь від 5 до 300 метричних тонн, з оцінками, проведеними із супутникових даних та екстраполяції падіння метеоритів. Штука в тому, що ніхто дійсно не знає напевно і дотепер чи проводилися якісь скоординовані спроби дізнатися. Але новий запропонований проект, названий Cosmic Dust in the Terrestrial Atmosphere (CODITA - Космічний Пил у Земній Атмосфері), забезпечив би нас більш точною оцінкою того, скільки матеріалу вдаряє Землю, а також як він може впливати на атмосферу.

"У нас є загадка - оцінка того, скільки пилу приходить зі зміною у відсотках", - повідомив John Plane з Університету Лідса у Великій Британії. "Мета CODITA - вирішити цю велику невідповідність."

Навіть хоча ми припускаємо, що космос порожній, якщо весь матеріал між Сонцем та Юпітером стиснули б разом, то це була б форма місяця 25 кілометрів у діаметрі.

Так скільки цієї матерії, що залишилася від утворення планет, уламків комет і зіткнень астероїдів, та ін. - зустрічається із Землею? Спостереження супутників припускають, що 100-300 тонн космічного пилу входить в атмосферу щодня. Це число походить від швидкості накопичення в центрах полярного льоду та опадів на великих глибинах рідкісних елементів, пов'язаних із космічним пилом, таких як іридій та осмій.

Але інші виміри - які включаютьметеорні радарні спостереження, лазерні спостереження та вимірювання літаками на великих висотах – вказують на те, що внесок міг би бути малий – 5 метричних тонн на день.

Знання різниці могло б мати великий вплив на наше розуміння речей, подібних до зміни клімату і фосфоресційних хмар, а також озон і хімія океанів.

"Якщо вхідний параметр пилу близько 200 тонн на день, тоді частки транспортуються вниз через середню атмосферу значно швидше, ніж зазвичай, як вважають", сказав Plane. "Якщо число 5 тонн правильно, нам буде необхідно суттєво переглянути наше розуміння того, як пил еволюціонує у Сонячній Системі та транспортується із середньої атмосфери до поверхні."

Коли пилові частки наближаються до Землі, вони входять у повітря з дуже високими швидкостями, щось близько 38000 - 248000 км/год, залежить від цього, оберталися вони у тому напрямі чи зворотному до руху Землі навколо Сонця. Частинки піддаються дуже швидкому нагріванню через зіткнення з молекулами повітря, досягаючи температур понад 1600 градусів Цельсія. Частинки з діаметрами більшими, ніж 2 міліметри виробляють видимі "падаючі зірки", але більшість маси пилових частинок, що входять в атмосферу, як оцінюють набагато менше, ніж ці, тому можуть бути виявлені тільки використовуючи спеціальні метеорні радари.

Метали, що вводяться в атмосферу від випаровування пилових частинок, містяться в різноманітних явищах, пов'язаних зі зміною клімату.

"Космічний пил пов'язаний з утворенням фосфоресціюючих хмар - найвищих хмар в атмосфері Землі. Частинки пилу забезпечують поверхню утворенням хмар з крижаних кристалів. Ці хмари розвиваються протягом літа в полярних регіонах, і вони здаються індикатором зміниклімату", сказав Plane. "Метали з пилу також впливають на хімію озону в атмосфері. Існуюча кількість пилу буде важливою для геоінженерних заходів щодо збільшення сульфату аерозолю, щоб відшкодувати глобальне потепління. Космічний пил також збагачує океани залізом, яке має потенційний кліматичний зворотний зв'язок, тому що морський фітопланктон випускає гази, пов'язані з кліматом.

Команда CODITA також використовуватиме лабораторні комплекси, щоб займатися деякими з найменш зрозумілих аспектів проблеми.

"У лабораторії ми спостерігатимемо за природою випаровування космічного пилу, а також утворенням часток метеоритного диму, який відіграє роль в утворенні ядра льоду та заморожуванні полярних стратосферних хмар," сказав Plane. "Результати будуть об'єднані з моделлю цілої атмосфери. Це дозволить вперше змоделювати ефекти космічного пилу послідовно від зовнішньої Сонячної Системи до Землі."

CODITA отримала грант 2,5 мільйонів євро від Європейської Дослідницької Ради, щоб розслідувати вхід пилу протягом наступних 5 років. Міжнародна команда, очолювана Plane, складається з понад 20 вчених у Великій Британії, США та Німеччині. Plane представив інформацію про проект на Національних Астрономічних зборах у Великій Британії цього тижня.

Читайте також статті про астрономічні відкриття на сайті Всесвіт Сьогодні.