Har Jorden et støvoppbyggingsproblem?
Estimater varierer av hvor mye kosmisk støv og meteoritter som kommer inn i jordas atmosfære hver dag, men varierer fra 5 til 300 tonn, med estimater gjort av satellittdata og ekstrapolasjoner av meteorittfall. Det er ingen som egentlig vet helt sikkert, og så langt har det ikke vært noen virkelig koordinert innsats for å finne ut av det. Men et nytt prosjektforslag kalt Cosmic Dust in the Terrestrial Atmosphere (CODITA) ville gi mer nøyaktige estimater av hvor mye materiale som treffer Jorden, samt hvordan det kan påvirke atmosfæren.
"Vi har en conundrum - estimater av hvor mye støv som kommer inn varierer med en faktor på hundre," sa John Plane fra University of Leeds i Storbritannia. "Målet med CODITA er å løse dette enorme avviket."
Selv om vi anser at rommet er tomt, vil alt materialet mellom solen og Jupiter komprimeres sammen, og det ville danne en måne 25 km over.
Så hvor mye av disse tingene - rester fra dannelsen av planetene, rusk fra kometer og asteroide kollisjoner, etc. - møter Jorden? Satellittobservasjoner antyder at 100-300 tonn kosmisk støv kommer inn i atmosfæren hver dag. Dette tallet kommer fra akkumuleringshastigheten i polare iskjerner og dyphavsedimenter av sjeldne elementer knyttet til kosmisk støv, for eksempel iridium og osmium.
Men andre målinger - som inkluderer meteorradarobservasjoner, laserobservasjoner og målinger med høyt høydefly - indikerer at inngangen kan være så lav som 5 tonn per dag.
Å vite forskjellen kan ha stor innflytelse på vår forståelse av ting som klimaendringer og nattlige skyer, i tillegg til ozon og havkjemi.
"Hvis støvtilførselen er på rundt 200 tonn per dag, blir partiklene transportert ned gjennom den midterste atmosfæren betydelig raskere enn det antatt," sa Plane. "Hvis 5-tonns tallet er riktig, må vi revidere vår forståelse av hvordan støv utvikler seg i solsystemet og transporteres fra den midterste atmosfæren til overflaten."
Når støvpartikler nærmer seg jorden, kommer de inn i atmosfæren med svært høye hastigheter, alt fra 38 000 til 248 000 km / time, avhengig av om de går i samme retning eller motsatt av jordens bevegelse rundt solen. Partiklene gjennomgår veldig hurtig oppvarming gjennom kollisjoner med luftmolekyler, og når temperaturer godt over 1600 grader Celsius. Partikler med diameter større enn omtrent 2 millimeter produserer synlige "stjerneskudd", men mesteparten av massen av støvpartikler som kommer inn i atmosfæren, anslås å være mye mindre enn dette, så det kan bare påvises ved hjelp av spesialiserte meteorradarer.
Metallene som injiseres i atmosfæren fra fordampende støvpartikler er involvert i et mangfoldig fenomen knyttet til klimaendringer.
”Kosmisk støv er assosiert med dannelsen av‘ noctilucent ’skyer - de høyeste skyene i jordens atmosfære. Støvpartiklene gir en overflate for skyens iskrystaller. Disse skyene utvikler seg om sommeren i de polare områdene, og de ser ut til å være en indikator på klimaendringer, sier Plane. “Metallene fra støvet påvirker også ozonkjemi i stratosfæren. Mengden støv som er til stede vil være viktig for alle geotekniske tiltak for å øke sulfat-aerosol for å oppveie den globale oppvarmingen. Kosmisk støv gjødsler havet med jern, som har potensielle tilbakemeldinger av klimaet fordi marine planteplankton avgir klimarelaterte gasser. ”
CODITA-teamet vil også bruke laboratoriefasiliteter for å takle noen av de minst godt forståtte aspektene ved problemet
"I laboratoriet skal vi se på naturen til kosmisk støvfordamping, så vel som dannelsen av meteoriske røykpartikler, som spiller en rolle i iskjerndannelse og frysing av polare stratosfæriske skyer," sa Plane. Resultatene vil bli integrert i en kjemisk-klimamodell av hele atmosfæren. Dette vil gjøre det mulig for første gang å modellere effekten av kosmisk støv fra det ytre solsystem til jordoverflaten. "
CODITA har mottatt et tilskudd på 2,5 millioner euro fra Det europeiske forskningsrådet for å undersøke støvtilførselen de neste 5 årene. Det internasjonale teamet, ledet av Plane, består av over 20 forskere i Storbritannia, USA og Tyskland. Plane presenterte informasjon om prosjektet på National Astronomy-møtet i Storbritannia denne uken.
Kilde: Jodrell Banksenter for astrofysikk
