Onko maapallolla pölyn muodostumisongelmia?
Arviot vaihtelevat siitä, kuinka paljon kosmista pölyä ja meteoriitteja pääsee maan ilmakehään päivittäin, mutta ne vaihtelevat välillä 5 - 300 tonnia, satelliittitiedoista ja meteoriittien laskujen ekstrapoloinnista tehdyt arviot vaihtelevat. Asia on, kukaan ei oikein tiedä varmasti, ja toistaiseksi ei ole ollut toteutettu todellisia koordinoituja ponnisteluja sen selvittämiseksi. Mutta uusi hanke-ehdotus, nimeltään kosminen pöly maanpäällisessä ilmakehässä (CODITA), tarjoaisi tarkempia arvioita siitä, kuinka paljon materiaalia osuu maapallolle, ja kuinka se voi vaikuttaa ilmakehään.
"Meillä on ratkaisu - arviot siitä, kuinka paljon pölyä tulee, vaihtelevat satakertoimella", sanoi John Plane Ison-Britannian Leedsin yliopistosta. "CODITA: n tavoitteena on ratkaista tämä valtava ero."
Vaikka pidämme tilaa tyhjänä, jos kaikki auringon ja Jupiterin välinen materiaali puristetaan yhteen, siitä muodostuu kuu 25 km poikki.
Joten kuinka suuri osa näistä asioista - planeettojen muodostumisjäämät, komeettojen roskat ja asteroidien törmäykset - kohtaa maan? Satelliittitarkkailujen mukaan ilmakehään tulee päivittäin 100-300 tonnia kosmista pölyä. Tämä luku saadaan kertymisnopeudesta kosmisiin pölyihin liittyvien harvinaisten elementtien, kuten iridiumin ja osmiumin, syvänmeren sedimentteihin ja syvänmeren sedimentteihin.
Mutta muut mittaukset - mukaan lukien meteoritutkahavainnot, laserhavainnot ja korkealla sijaitsevien lentokoneiden mittaukset - osoittavat, että syöttö voi olla jopa 5 tonnia päivässä.
Erojen tuntemisella voi olla suuri vaikutus ymmärrykseemme esimerkiksi ilmastonmuutoksesta ja noktilucent pilvistä, samoin kuin otsonin ja valtameren kemiasta.
"Jos pölyä on noin 200 tonnia päivässä, hiukkaset kulkeutuvat keskimmäisen ilmakehän läpi huomattavasti nopeammin kuin yleisesti uskotaan", Plane sanoi. "Jos 5 tonnin luku on oikea, meidän on tarkistettava huomattavasti ymmärrystämme siitä, kuinka pöly kehittyy aurinkokunnassa ja kulkeutuu keskimmäisestä ilmakehästä pintaan."
Kun pölyhiukkaset lähestyvät maata, ne saapuvat ilmakehään erittäin suurella nopeudella, välillä 38 000 - 248 000 km / tunnissa, riippuen siitä, kiertävätkö ne samaan suuntaan vai päinvastoin kuin Maan liikkuminen auringon ympäri. Hiukkaset kuumenevat erittäin nopeasti lämmön törmäyksissä ilmamolekyylien kanssa, saavuttaen lämpötilat selvästi yli 1600 astetta. Hiukkaset, joiden halkaisija on suurempi kuin noin 2 millimetriä, tuottavat näkyviä “ampuma tähtiä”, mutta suurin osa ilmakehään saapuvien pölyhiukkasten massasta arvioidaan olevan paljon tätä pienempi, joten ne voidaan havaita vain erikoistuneilla meteoritutkilla.
Pölyhiukkasten haihtumisesta ilmakehään ruiskutetut metallit osallistuvat moniin ilmastonmuutokseen liittyviin ilmiöihin.
"Kosminen pöly liittyy" noctilucent "pilvien muodostumiseen - maan ilmakehän korkeimpiin pilviin. Pölyhiukkaset tarjoavat pinnan pilven jääkiteiden muodostumiselle. Nämä pilvet kehittyvät kesän aikana napa-alueilla ja ne näyttävät olevan osoitus ilmastonmuutoksesta ”, Plane sanoi. ”Pölystä lähtevät metallit vaikuttavat myös otsonikemiaan stratosfäärissä. Läsnä olevan pölyn määrä on tärkeä kaikissa geoteknisissä aloitteissa, joilla lisätään sulfaattiaerosolia lisäämään ilmaston lämpenemistä. Kosminen pöly lannoittaa valtamerta myös raudalla, jolla on mahdollisia palautteita ilmastolle, koska meren kasviplanktoni päästää ilmastoon liittyviä kaasuja. ”
CODITA-ryhmä käyttää myös laboratoriotiloja ratkaisemaan ongelman heikoimmin ymmärrettävät näkökohdat
"Laboratoriossa tarkastellaan kosmisen pölyn haihtumisen luonnetta sekä meteoristen savuhiukkasten muodostumista, joilla on merkitystä jään muodostumisessa ja polaaristen stratosfäärin pilvien jäätymisessä", sanoi Plane. ”Tulokset sisällytetään koko ilmakehän kemia-ilmasto-malliin. Tämä tekee mahdolliseksi ensimmäistä kertaa mallintaa kosmisen pölyn vaikutuksia jatkuvasti ulkoisesta aurinkokunnasta maan pinnalle. "
CODITA on saanut 2,5 miljoonan euron apurahan Euroopan tutkimusneuvostolta pölyn kulkeutumisen tutkimiseksi seuraavien viiden vuoden aikana. Planen johtamassa kansainvälisessä ryhmässä on yli 20 tutkijaa Yhdistyneessä kuningaskunnassa, Yhdysvalloissa ja Saksassa. Plane esitteli tietoa hankkeesta Yhdistyneessä kuningaskunnassa järjestetyssä National Astronomy -kokouksessa tällä viikolla.
Lähde: Jodrell Bank Astrofysiikan keskus
