So sehen Mikrometeoriten unter dem Mikroskop aus.
Jedes Jahr gibt es etwa 10 Partikel außerirdischer Materie - kosmischen Staub - pro Quadratmeter Erdoberfläche. „Das heißt, Staub ist überall. Auf der Straße, in Ihrem Haus, vielleicht sogar auf Ihrer Kleidung “, sagt Matthew Genge, ein Gelehrter am Imperial College London. Er ist nur auf Weltraumgäste spezialisiert - Mikrometeoriten.
Runde und mehrfarbige Mikrometeoriten unterscheiden sich voneinander. Aber bis 1870 bemerkte niemand sie, bis die HMS Challenger-Expedition sie am Grund des Pazifischen Ozeans fand. An Land ist es schwieriger, so etwas zu finden, da gewöhnlicher Staub die Gäste schnell vor dem Weltraum verbirgt.
Seit Jahrhunderten glauben Wissenschaftler, dass seltsame Objekte vom Meeresboden und den Ozeanen geschmolzene Partikel von der Oberfläche größerer Meteoriten sind, die vom Hauptobjekt wegdriften, wenn sie auf die Erde fallen. Tatsächlich ist dies jedoch nicht immer der Fall - der größte Teil des kosmischen Staubes kommt nicht von der Oberfläche von Meteoriten zu uns, sondern von kosmischen Gesteinen, die Millionen von Kilometern von der Erde entfernt sind. Diese Partikel hinterlassen winzige Botschaften, die Wissenschaftler entschlüsseln. Genj ist einer von ihnen, er macht das seit 30 Jahren .
Er begann in dem Moment zu arbeiten, als Wissenschaftler erfuhren, dass es in der Antarktis viele Mikrometeoriten gibt. Ungefähr 10% des im Eis der Antarktis gefundenen Staubes kamen aus dem Weltraum zu uns. Daher begann Genj, diesen Staub, seine Zusammensetzung und Morphologie zu untersuchen. Es gibt nur wenige Mikrometeoritenspezialisten, dies ist eine kleine und enge Gemeinschaft. Aber Genge fällt etwas auf - Tatsache ist, dass er lernen konnte, wie man die Informationen interpretiert, die von kosmischem Staub getragen werden. Und nicht so sehr über den Ursprung des Staubes, sondern über die Erde an verschiedenen Punkten in der Geschichte unseres Planeten.
Kosmischer Staub in einem Gefäß. Es wurde 2006 in der Antarktis gesammelt.
Genge untersucht derzeit Staubproben zu Hause, da die Arbeit im Labor aufgrund der Pandemie noch nicht wiederhergestellt wurde. Er nahm den gesammelten Staub, ein Mikroskop, das für die Arbeit ausreicht.
Warum genau kosmischer Staub?
Astronomen widmen Sternen und Galaxien normalerweise maximale Aufmerksamkeit. Dies liegt daran, dass sie erstens sehr auffällig sind und zweitens viele Informationen über den Raum liefern. Obwohl Staub völlig unsichtbar ist, kann er unser Wissen über den Raum und das, was uns umgibt, ergänzen. Schließlich enthalten Teilchen kosmischer Materie eine große Menge an Informationen darüber, woher sie kamen und wie sie zu uns kamen. Es gibt eine große Menge Staub im Weltraum und er trifft die Erde viel häufiger als Meteoriten.
Woher kommt der Staub?
Trotz der Tatsache, dass Wissenschaftler schon sehr lange über kosmischen Staub Bescheid wissen, wussten die Astronomen bis in die 1990er Jahre fast nichts darüber, was der Staubgenerator im Sonnensystem ist. Französische Wissenschaftler glaubten beispielsweise, dass Staub von Kometen zu uns kommt. Am Ende war es jedoch möglich zu verstehen, dass Mikrometeoriten (d. H. Staub) von Asteroiden zu uns kommen. Die meisten von ihnen ähneln in ihrer Zusammensetzung Meteoriten vom Typ kohlenstoffhaltiger Chondriten.
Was können Sie von Mikrometeoriten lernen?
Sie liefern Informationen, die bei der Untersuchung gewöhnlicher Meteoriten schwierig oder unmöglich zu erhalten sind. Außerdem ist der Treffer eines Meteoriten auf unserem Planeten ein Unfall. Dies erfordert, dass ein Stück vom Asteroiden abbricht, dann würde sich dieses Stück in einer Umlaufbahn bewegen, die sich von der Umlaufbahn des Asteroiden unterscheidet, und alle Faktoren würden so konvergieren, dass der Meteorit auf die Erde fallen würde.
Mit Staub ist alles ähnlich und gleichzeitig etwas anders. Ja, damit sich Staubpartikel von der Oberfläche eines Objekts lösen können, ist ein äußerer Einfluss erforderlich. Aber dann bewegt sich der Staub unter dem Einfluss von Sonnenlicht. Dieser Vorgang wird als Poynting-Robertson-Effekt bezeichnet.... Der Effekt wurde erstmals 1903 von dem berühmten britischen Physiker John Henry Poynting beschrieben, der ihn anhand der Äther-Theorie des Elektromagnetismus erklärte. Die korrekte Erklärung des Effekts unter dem Gesichtspunkt der allgemeinen Relativitätstheorie wurde 1937 von Howard Percy Robertson gegeben.
Matthew Genge studiert kosmischen Staub in seinem Haus in London
. Kosmischer Staub dreht sich also in Richtung Sonne. Die Bewegungsbahn kreuzt die Umlaufbahnen der Planeten, sodass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Planet, einschließlich der Erde, Staub einfängt, sehr hoch ist. Im Allgemeinen ist diese Wahrscheinlichkeit viel höher als die Wahrscheinlichkeit, dass ein Meteorit die Erde trifft. Darüber hinaus kommt kosmischer Staub, Mikrometeoriten, aus allen Ecken des Sonnensystems zu uns, sodass viele Informationen extrahiert werden können.
Im Allgemeinen liefert ein einzelner Meteorit eine große Menge an Informationen über eine kleine Anzahl von Objekten. Und kosmischer Staub liefert eine kleine Menge an Informationen über viele Objekte. All dies zusammen liefert Wissenschaftlern eine Vielzahl von Daten.
Wo sonst fällt der kosmische Staub hin?
Natürlich nicht nur zur Erde. Es trifft Venus, Mars, Jupiter und andere Objekte. Was die Erde betrifft, so wird angenommen, dass kosmischer Staub einer der Faktoren ist, die zur Entstehung des Lebens geführt haben. Mikrometeoriten bringen ständig Aminosäuren auf unseren (und anderen) Planeten - die Grundlage des Lebens. Damit das Leben aus Aminosäuren entsteht, ist natürlich viel mehr erforderlich, als nur die Konzentration der Aminosäuren zu erhöhen. Dies ist jedoch einer der wichtigen Faktoren. Übrigens sind Mikrometeoriten die Hauptquelle für organische Materie für den Mars.
Darüber hinaus spielt Weltraumstaub eine wichtige Rolle in den Nahrungsketten (Nahrungsketten) von Tiefsee-Biosystemen. Einige Regionen des Ozeans sind so weit vom Land entfernt, dass dort lebende Organismen eine andere Quelle für einige Elemente benötigen. Es kann zum Beispiel Eisen sein - und es sind Mikrometeoriten, die diesen Organismen Eisen bringen.
Was verrät es über das Sonnensystem?
Die Zusammensetzung der verschiedenen Bereiche des Systems. Während seiner Bildung änderte sich also die Zusammensetzung der verschiedenen "Schichten". Und je mehr Zeit vergeht, desto stärker ist die Veränderung. Wenn Wissenschaftler Meteoriten und Mikrometeoriten untersuchen, versuchen sie zu verstehen, wo sich das Objekt in der „Scheibe“ des Sonnensystems gebildet hat und wie sich die Zusammensetzung und Struktur der Schichten dieser Scheibe ändert.
Jeder Planet wurde unter einzigartigen Bedingungen geformt, daher unterscheiden sie sich voneinander. Das Verständnis dieser Bedingungen hilft zu verstehen, wie Planeten aus anderen Sternensystemen aussehen könnten und was das Prinzip ihrer Bildung ist.
Und was hilft kosmischer Staub, die Erde zu verstehen?
Zuallererst ist es die atmosphärische Zusammensetzung des Planeten in verschiedenen Epochen. Wenn ein sehr heißes Objekt die Atmosphäre passiert, interagiert es mit ihr. Indem Sie dieses Objekt untersuchen, können Sie die Merkmale der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmen.
Eine in Nature veröffentlichte Studie enthüllt die Ergebnisse einer Studie über Mikrometeoriten, Staub, der vor 2,7 Milliarden Jahren auf die Erde gefallen ist. Diese Objekte wurden in Australien in Sandstein gefunden und untersucht. Infolgedessen konnten wir verstehen, wie die Atmosphäre zu dieser Zeit war.
Ein Stück heißes Metall in der Atmosphäre absorbiert Sauerstoff. Und es ist ein großartiges Werkzeug, um die Zusammensetzung der oberen Erdatmosphäre zu messen. Wenn Wissenschaftler die Mikrometeoriten auf dem Mars untersuchen können, erhalten sie eine ganze Menge Daten über die Atmosphäre dieses Planeten in der Vergangenheit.
Aber jetzt studieren wir die Geschichte der Erde. Vor der Untersuchung von Mikrometeoriten aus australischem Sandstein wurde angenommen, dass vor 2,7 Milliarden Jahren nur sehr wenig Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden war. Aber nachdem wir diese Objekte untersucht hatten, stellten wir fest, dass nein - es gab viel davon.
Es ist wahr, es braucht viel Zeit, um kosmischen Staub zu untersuchen. Der oben erwähnte Wissenschaftler untersucht immer noch die Proben, die er 2006 gesammelt hat. Dies ist also ein langer Prozess. Das Sammeln der Proben dauerte übrigens nur 5 Minuten.
In der Antarktis gelang es ihnen, etwa 6 kg Staub zu sammeln, und dieses Volumen stellte sich als etwa 3.000 der unterschiedlichsten Mikrometeoriten heraus.
