Vai Zemei ir putekļu uzkrāšanās problēma?
Aplēses ir atšķirīgas, cik daudz kosmisko putekļu un meteorītu katru dienu nonāk Zemes atmosfērā, taču to diapazons ir no 5 līdz 300 metriskajām tonnām, un aprēķini tiek veikti no satelīta datiem un meteorītu kritumu ekstrapolācijas. Patiesībā neviens īsti droši nezina, un līdz šim īsti koordinēti centieni to nav veikti. Bet jauns projekta priekšlikums ar nosaukumu Kosmiskais puteklis sauszemes atmosfērā (CODITA) sniegtu precīzākus aprēķinus par to, cik daudz materiālu nonāk Zemei, kā arī par to, kā tas varētu ietekmēt atmosfēru.
"Mums ir mīkla - aprēķini par to, cik daudz putekļu nonāk, atšķiras ar simtkārtīgu koeficientu," sacīja Džons Plāns no Līdsas universitātes Lielbritānijā. "CODITA mērķis ir novērst šo milzīgo neatbilstību."
Kaut arī mēs uzskatām, ka telpa ir tukša, ja visi materiāli starp Sauli un Jupiteru tiktu saspiesti kopā, tas veidotu mēness 25 km pāri.
Tātad cik liela daļa šo lietu - planētu veidošanās pārpalikumi, komētu atlūzas un asteroīdu sadursmes utt. - sastopas ar Zemi? Satelītu novērojumi liecina, ka katru dienu atmosfērā nonāk 100-300 metriskās tonnas kosmisko putekļu. Šis skaitlis ir iegūts no reto elementu, kas saistīti ar kosmiskajiem putekļiem, piemēram, iridija un osmija, uzkrāšanās ātruma polārajos ledus kodolos un dziļūdens nogulumos.
Bet citi mērījumi - kas ietver meteoroloģisko radaru novērojumus, lāzera novērojumus un gaisa augstuma lidmašīnu mērījumus - norāda, ka ienesīgums varētu būt pat 5 metriskās tonnas dienā.
Zinot atšķirību, var būt liela ietekme uz mūsu izpratni par tādām lietām kā klimata pārmaiņas un bezktilucenti mākoņi, kā arī ozona un okeāna ķīmija.
"Ja putekļu daudzums dienā ir aptuveni 200 tonnu, tad daļiņas vidējā atmosfērā tiek pārvadātas daudz ātrāk, nekā parasti tiek uzskatīts," sacīja Plane. "Ja 5 tonnu skaitlis ir pareizs, mums būs ievērojami jāpārskata mūsu izpratne par to, kā putekļi attīstās Saules sistēmā un tiek pārvadāti no atmosfēras vidusdaļas uz virsmu."
Kad putekļu daļiņas tuvojas Zemei, tās nonāk atmosfērā ar ļoti lielu ātrumu, sākot no 38 000 līdz 248 000 km / stundā, atkarībā no tā, vai tās riņķo tajā pašā virzienā vai pretēji Zemes kustībai ap Sauli. Daļiņas ļoti ātri sakarst, sadursmēs ar gaisa molekulām, sasniedzot temperatūru, kas krietni pārsniedz 1600 grādus pēc Celsija. Daļiņas, kuru diametrs ir lielāks par aptuveni 2 milimetriem, rada redzamas “šaušanas zvaigznes”, taču tiek lēsts, ka lielākā daļa atmosfērā nokļūstošo putekļu masas ir daudz mazāka, tāpēc to var noteikt tikai ar specializētu meteoroloģisko radaru palīdzību.
Metāli, ko atmosfērā ievada iztvaikojot putekļu daļiņas, ir iesaistīti dažādās parādībās, kas saistītas ar klimata izmaiņām.
“Kosmiskie putekļi ir saistīti ar“ noctilucent ”mākoņu veidošanos - augstākajiem mākoņiem Zemes atmosfērā. Putekļu daļiņas nodrošina virsmu mākoņa ledus kristālu veidošanai. Šie mākoņi vasarā attīstās polārajos reģionos un šķiet, ka tie ir klimata pārmaiņu rādītājs, ”sacīja Plane. “Putekļu metāli ietekmē arī ozona ķīmiju stratosfērā. Klātbūtnes putekļu daudzums būs svarīgs visās ģeoinženierijas iniciatīvās, lai palielinātu sulfāta aerosolu, lai kompensētu globālo sasilšanu. Kosmiskie putekļi arī okeānu mēslo ar dzelzi, kurai ir potenciālas atsauksmes par klimatu, jo jūras fitoplanktons izdala ar klimatu saistītas gāzes. ”
CODITA komanda izmantos arī laboratorijas telpas, lai risinātu dažus no vismazāk saprotamiem problēmas aspektiem
"Laboratorijā mēs apskatīsim kosmisko putekļu iztvaikošanas raksturu, kā arī meteorisko dūmu daļiņu veidošanos, kurām ir loma ledus veidošanā un polāro stratosfēras mākoņu sasalšanā," sacīja Plane. Rezultāti tiks iekļauti visas atmosfēras ķīmijas un klimata modelī. Tas pirmo reizi ļaus konsekventi modelēt kosmisko putekļu iedarbību no ārējās Saules sistēmas uz Zemes virsmu. ”
CODITA no Eiropas Pētniecības padomes ir saņēmusi subsīdiju 2,5 miljonu euro apmērā, lai izpētītu putekļu daudzumu nākamajos 5 gados. Starptautisko komandu Plane vadībā veido vairāk nekā 20 zinātnieku Lielbritānijā, ASV un Vācijā. Plane prezentēja informāciju par projektu šonedēļ Apvienotajā Karalistē notiekošajā Nacionālās astronomijas sanāksmē.
Avots: Jodrell Bank astrofizikas centrs
