Má Země problém s tvorbou prachu?
Odhady se liší o tom, kolik kosmického prachu a meteoritů vstupuje do zemské atmosféry každý den, ale pohybují se kdekoli od 5 do 300 metrických tun, s odhady provedenými ze satelitních dat a extrapolací pádů meteoritů. Věc je taková, že to nikdo neví jistě, a zatím nebylo žádné skutečné koordinované úsilí zjistit. Nový návrh projektu nazvaný Kosmický prach v pozemské atmosféře (CODITA) by však poskytl přesnější odhady toho, kolik materiálu zasáhne Zemi, a také, jak by to mohlo ovlivnit atmosféru.
"Máme hádanku - odhady množství prachu přicházejí v závislosti na faktoru stovky," řekl John Plane z University of Leeds ve Velké Británii. "Cílem CODITA je vyřešit tento obrovský rozpor."
Přestože považujeme prostor za prázdný, pokud by byl veškerý materiál mezi Sluncem a Jupiterem stlačen dohromady, vytvořil by měsíc o průměru 25 km.
Takže kolik z těchto věcí - zbytky z formování planet, trosky z komet a srážky asteroidů atd. - narazí na Zemi? Satelitní pozorování naznačují, že 100-300 metrických tun kosmického prachu vstupuje do atmosféry každý den. Toto číslo pochází z míry akumulace v polárních ledových jádrech a hlubinných sedimentech vzácných prvků spojených s kosmickým prachem, jako je iridium a osmium.
Ale jiná měření - která zahrnují meteorická radarová pozorování, laserová pozorování a měření u letadel s vysokou nadmořskou výškou - naznačují, že vstup může být až 5 metrických tun denně.
Znalost tohoto rozdílu by mohla mít velký vliv na naše chápání věcí, jako jsou změna klimatu a, noční mraky, stejně jako chemie ozonu a oceánu.
"Pokud je vstup prachu kolem 200 tun za den, pak jsou částice transportovány dolů střední atmosférou podstatně rychleji, než se obecně věřilo," řekl Plane. "Pokud je hodnota 5tun správná, budeme muset podstatně revidovat naše chápání toho, jak se prach vyvíjí ve sluneční soustavě a transportuje se ze střední atmosféry na povrch."
Když se částice prachu přibližují k Zemi, vstupují do atmosféry velmi vysokými rychlostmi, od 38 000 do 248 000 km / h, v závislosti na tom, zda obíhají stejným směrem nebo opačně než pohyb Země kolem Slunce. Částice se velmi rychle zahřívají srážkami s molekulami vzduchu a dosahují teplot výrazně přesahujících 1600 stupňů Celsia. Částice o průměru větším než 2 milimetry vytvářejí viditelné „padající hvězdy“, ale odhaduje se, že většina částic prachu vstupujících do atmosféry je mnohem menší než tato, takže je lze detekovat pouze pomocí specializovaných meteorologických radarů.
Kovy vstřikované do atmosféry z odpařených prachových částic se podílejí na různých jevech spojených se změnou klimatu.
„Kosmický prach je spojen s tvorbou„ noctilucentních “mraků - nejvyšších mraků v zemské atmosféře. Částice prachu poskytují povrch pro tvorbu ledových krystalů mraku. Tyto mraky se během léta vyvíjejí v polárních oblastech a zdá se, že jsou ukazatelem změny klimatu, “řekl Plane. „Kovy z prachu také ovlivňují chemii ozonu ve stratosféře. Množství přítomného prachu bude důležité pro všechny geotechnické iniciativy ke zvýšení sulfátového aerosolu, aby se kompenzovalo globální oteplování. Kosmický prach také obohacuje oceán železem, které má potenciální zpětnou vazbu na klima, protože mořský fytoplanktón emituje plyny související s klimatem. “
Tým CODITA bude také používat laboratorní zařízení k řešení některých nejméně srozumitelných aspektů problému
"V laboratoři se podíváme na povahu odpařování kosmického prachu a na tvorbu částic meteorického kouře, které hrají roli při nukleace ledu a zamrzání polárních stratosférických mraků," řekl Plane. „Výsledky budou začleněny do chemicko-klimatického modelu celé atmosféry. To umožní poprvé modelovat důsledky kosmického prachu důsledně z vnější sluneční soustavy na zemský povrch. “
CODITA obdržela od Evropské výzkumné rady grant ve výši 2,5 milionu EUR na prozkoumání přínosu prachu v příštích 5 letech. Mezinárodní tým vedený Plane tvoří více než 20 vědců ve Velké Británii, USA a Německu. Letadlo představilo informace o projektu na národním setkání astronomie ve Velké Británii tento týden.
Zdroj: Jodrell Bank Center for Astrophysics
