Má Zem problém s hromadením prachu?
Odhady sa líšia v tom, koľko kozmického prachu a meteoritov vstupuje do atmosféry Zeme každý deň, ale pohybuje sa kdekoľvek od 5 do 300 metrických ton, pričom sa odhaduje zo satelitných údajov a odhadov pádov meteoritov. Vec je taká, že nikto to nevie s istotou a doteraz sa nevyskytlo žiadne skutočné koordinované úsilie na zistenie. Nový návrh projektu s názvom Kozmický prach v suchozemskej atmosfére (CODITA) by však poskytol presnejšie odhady toho, koľko materiálu zasiahne Zem, ako aj to, ako by to mohlo ovplyvniť atmosféru.
"Máme hádanku - odhady toho, koľko prachu prichádza, sa líšia faktorom stovky," povedal John Plane z University of Leeds vo Veľkej Británii. „Cieľom CODITA je vyriešiť tento obrovský rozpor.“
Aj keď považujeme priestor za prázdny, ak by bol všetok materiál medzi Slnkom a Jupiterom stlačený dokopy, vytvoril by mesiac 25 km.
Koľko z týchto vecí - zvyšky z formovania planét, trosky z komét a zrážok asteroidov atď. - naráža na Zem? Satelitné pozorovania naznačujú, že každý deň vstupuje do atmosféry 100 - 300 metrických ton kozmického prachu. Toto číslo pochádza z miery akumulácie v polárnych ľadových jadrách a hlbokomorských sedimentoch vzácnych prvkov spojených s kozmickým prachom, ako je irídium a osmium.
Iné merania, ktoré zahŕňajú meteorologické radarové pozorovania, laserové pozorovania a merania lietadlami s vysokou nadmorskou výškou, však naznačujú, že vstup môže byť až 5 metrických ton za deň.
Poznanie tohto rozdielu by mohlo mať veľký vplyv na naše pochopenie vecí, ako sú zmena podnebia a nočné žiarenie, ako aj chémia ozónu a oceánov.
"Ak je vstup prachu okolo 200 ton za deň, potom sú častice transportované dolu cez strednú atmosféru podstatne rýchlejšie, ako sa všeobecne verí," uviedol Plane. „Ak je 5-tonový údaj správny, bude potrebné podstatne prehodnotiť naše chápanie toho, ako sa v slnečnej sústave vyvíja prach a transportuje sa zo strednej atmosféry na povrch.“
Keď sa prachové častice priblížia k Zemi, vstupujú do atmosféry veľmi vysokými rýchlosťami, od 38 000 do 248 000 km / h, v závislosti od toho, či obiehajú rovnakým alebo opačným smerom ako pohyb Zeme okolo Slnka. Častice sa veľmi rýchlo zohrievajú zrážkou s molekulami vzduchu a dosahujú teploty výrazne vyššie ako 1600 stupňov Celzia. Častice s priemerom väčším ako asi 2 milimetre vytvárajú viditeľné „padajúce hviezdy“, ale odhaduje sa, že väčšina z prachových častíc vstupujúcich do atmosféry je omnoho menšia ako táto, takže ju možno zistiť iba pomocou špecializovaných meteorologických radarov.
Kovy vstrekované do atmosféry z odparujúcich sa prachových častíc sa podieľajú na rôznych javoch spojených so zmenou podnebia.
„Kozmický prach je spojený s tvorbou„ nočné žiarenie “- najvyšších mrakov v zemskej atmosfére. Častice prachu poskytujú povrch pre tvorbu ľadových kryštálov mraku. Tieto oblaky sa v lete vyvíjajú v polárnych oblastiach a zdá sa, že sú indikátorom zmeny klímy, “uviedol Plane. „Kovy z prachu tiež ovplyvňujú chémiu ozónu v stratosfére. Množstvo prachu bude dôležité pre všetky geotechnické iniciatívy na zvýšenie sulfátového aerosólu na kompenzáciu globálneho otepľovania. Kozmický prach tiež obohacuje oceán železom, ktoré má potenciálne podnety na zmenu podnebia, pretože morský fytoplanktón emituje plyny súvisiace s klímou. “
Tím CODITA bude tiež využívať laboratórne zariadenia na riešenie niektorých najmenej zrozumiteľných aspektov problému
"V laboratóriu sa pozrieme na povahu odparovania kozmického prachu, ako aj na tvorbu častíc meteorického dymu, ktoré zohrávajú úlohu pri nukleácii ľadu a zamrznutí polárnych stratosférických mrakov," uviedol Plane. „Výsledky sa začlenia do chemicko-klimatického modelu celej atmosféry. To umožní prvýkrát modelovať účinky kozmického prachu z vonkajšej slnečnej sústavy na zemský povrch. “
CODITA získala od Európskej výskumnej rady grant vo výške 2,5 milióna EUR na vyšetrenie prínosu prachu v nasledujúcich 5 rokoch. Medzinárodný tím vedený Plane pozostáva z viac ako 20 vedcov vo Veľkej Británii, USA a Nemecku. Spoločnosť Plane predstavila informácie o projekte tento týždeň na stretnutí národnej astronómie vo Veľkej Británii.
Zdroj: Jodrell Bank Center for Astrophysics
