Przejdź do treści

Na Ziemię opada rocznie ponad 5 tysięcy ton mikrometeorytów!

Deszcz Andromedydów nad Francją

Każdego roku na naszą planetę opada pył pochodzący z komet i planetoid. Niektóre z tych drobin docierają do powierzchni Ziemi w postaci mikrometeorytów. Międzynarodowy program badawczy prowadzony przez niemal 20 lat wykazał, że sumaryczna waga mikrometeorytów, które rocznie opadają na powierzchnię Ziemi to niemal 5200 ton!

Mikrometeoryty zawsze spadały na naszą planetę. Pod tą nazwą rozumiemy cząsteczki pyłu pochodzące z komet lub planetoid, mające wielkość od kilku dziesiątych do setnych milimetra, które przeszły przez atmosferę naszej planety i dotarły do ​​powierzchni Ziemi (zob. Ilustracja 1).

Kosmiczne sferule i mikrometeoryty ze zbiorów CONCORDIA.

Ilustracja 1: Kosmiczne sferule i niestopione mikrometeoryty z kolekcji CONCORDIA (zdjęcia SEM). Od lewej do prawej: szklista sferula kosmiczna, kamienna sferula kosmiczna, częściowo stopiony mikrometeoryt i niestopiony drobnoziarnisty mikrometeoryt. Źródło: J. Rojas, J. Duprat, C. Engrand et al. 2021, Earth and Planetary Science Letters 560, 116794

Aby zebrać i przeanalizować mikrometeoryty opadłe na powierzchnię Ziemi, Jean Duprat, pracujący we francuskim Centrum Narodowym Badań Naukowych (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS), w ciągu dwóch ostatnich dekad zorganizował sześć ekspedycji badawczych w okolice francusko-włoskiej stacji Concordia (Kopuła C). Stacja ta znajduje się 1100 kilometrów od wybrzeża Adélie Land, w sercu Antarktydy (zob. Ilustracja 2). Kopuła C jest idealnym miejscem do zbierania mikrometeorytów ze względu na niskie tempo gromadzenia się śniegu i praktyczną nieobecność pyłu pochodzenia ziemskiego.

Stacja badawcza CONCORDIA

Ilustracja 2: Po lewej: lokalizacja stacji CONCORDIA (Kopuła C, Antarktyda). Po środku: wykop w pobliżu Kopuły C. Po prawej: monitorowanie topnienia śniegu w podwójnym zbiorniku do wydobywania mikrometeorytów. Źródło: J. Rojas, J. Duprat, C. Engrand et al. 2021, Earth and Planetary Science Letters 560, 116794

Aby zapobiec potencjalnemu skażeniu wynikającemu z prac prowadzonych na stacji, próbki śniegu, w których poszukiwano mikrometeorytów, pobierano z wykopów o głębokości większej niż 2 m. Odpowiada to okresowi sprzed 1995 r., który jest początkiem obecności człowieka na tym terenie. Wykopy znajdowały się w odległości od kilkuset metrów do kilku kilometrów od stacji. Śnieg wydobywano za pomocą pił i łopat, które wcześniej oczyszczono wodą i etanolem. Zebrany materiał był filtrowany tak, aby odzyskać mikrometeoryty, które były następnie badane za pomocą mikroskopu elektronowego.

Wyprawy Jeana Duprata zgromadziły wystarczającą ilość cząstek pozaziemskich o wielkości od 30 do 200 mikrometrów, aby zmierzyć ich roczny strumień i obliczyć masę, jaka opada rocznie na każdy metr kwadratowy badanego obszaru (zob. Ilustracja 3). Jeśliby przeliczyć te wyniki na całą naszą planetę, dowiemy się, że rocznie na powierzchnię Ziemi opada 5200 ton mikrometeorytów (przy około 15 tysiącach ton docierających co roku do zewnętrznych części atmosfery). Stanowią one główne źródło materii pozaziemskiej na naszej planecie. Dla porównania, masa meteorytów, które spadają każdego roku na powierzchnię Ziemi, wynosi mniej niż dziesięć ton.

Rozkład mas mikrometeorytów.

Ilustracja 3: Masy niestopionych mikrometeorytów (uMM, kolor niebieski) i kosmicznych sferul (CS, kolor czerwony) opadających w ciągu roku na metr kwadratowy powierzchni Ziemi w okolicach stacji CONCORDIA (DC) i stacji Amundsen-Scott South Pole Station (SPWW) w zależności od ich promieni w porównaniu z obliczeniami teoretycznymi, dotyczącymi niestopionych mikrometeorytów (uMM, kolor szary) i kosmicznych sferul (CS, kolor pomarańczowy).

Porównanie zmierzonego strumienia mikrometeorytów z przewidywaniami teoretycznymi pokazuje, że ​​większość mikrometeorytów opadających na Ziemię pochodzi z komet (80%), a reszta z planetoid. Komety są zbudowane z pyłu i lodu. Pochodzą z dalekich odległości: od pasa Kuipera do zewnętrznych krańców Układu Słonecznego. Gdy zbliżają się do Słońca, stają się aktywne poprzez sublimację tworzących je lodów. W tym czasie również uwalniają pył kometarny. W odróżnieniu od nich, asteroidy to obiekty o budowie przeważająco skalistej i o rozmiarach od kilkuset metrów do kilku kilometrów. Większość tych ciał znajduje się w pasie planetoid między Marsem a Jowiszem.

Wyniki badań mikrometeorytów stanowią cenną informację, pozwalającą lepiej zrozumieć rolę, jaką międzyplanetarne cząsteczki pyłu odgrywały w dostarczaniu wody i cząsteczek węgla na młodą Ziemię.

 

Autor: Joanna Molenda-Żakowicz


Źródło: Science Daily, J. Rojas, J. Duprat, C. Engrand et al. 2021, Earth and Planetary Science Letters 560, 116794


Na ilustracji powyżej: Deszcz meteorów (Andromedydów, zwanych też Bielidami) widzianych nad Francją 27 listopada 1872. Źródło: Wikimedia Commons

Reklama