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为什么宇宙尘没有像庞贝末日那样将地球淹没?

2021-9-6 07:41| 发布者: IMUFU-KANE| 查看: 31652| 评论: 0

摘要: 周一·知古通今 | 周二·牧夫专栏周三· 太空探索 | 周四·观测指南 周五· 深空探测| 周六 · 茶余星话| 周日 ·视频天象编译:陈一萱作者:Nancy Atkinson校对:牧夫天文校对组后台:库特莉亚夫卡 李子琦 徐⑨坤 ...


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编译:陈一萱

作者:Nancy Atkinson

校对:牧夫天文校对组

后台:库特莉亚夫卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳

每当我轻轻拭去咖啡桌上的浮灰,或是抬头瞥见阳光下漂浮的尘埃时,我就会迷迷糊糊地猜测,其中一些会不会是宇宙尘埃呢?

或许吧——每年落在地球上的星际尘埃的数量可能会让你目瞪口呆。

科学家们早就知道,每年都会有大量的地外物质沉积在地球。这些物质主要来源于彗星和小行星,通常以小颗粒的形式存在。但由于收集和监测这些尘埃的难度较大,它们的具体数量一直没有计算出来。最大的问题在于:地球和大气充斥着尘埃,那么我们该如何区分地球本土的尘埃和来自太空的尘埃?

为了尽可能地减少混淆,一队科学家在过去的20年里一直在地球上尘埃最少的地方——南极洲中部常年覆盖着冰雪的平原——收集来自太空的尘埃。



冰穹C南极科考站。

图源:Stephen Hudson, Wiki.

来自法国、美国和英国的研究人员在过去20年里合作进行了六次探险,前往距离南极洲海岸1100公里的法-意联合科考站冰穹C。冰穹C被认为是研究微陨石的理想地点,因为那里几乎没有地球尘埃,且雪的积累率很低。

通过一种研究机制,研究人员从2米深的沟槽中提取雪层样本,从而收集到大小从30微米到200微米不等的地外粒子。经过长年累月的数据采集,研究人员们收集了足够的样本来测量每年落入地球的星际尘的数量,换句话说,就是每年积累在地球每平方米表面积上星际尘的质量(年通量)。

这个研究团队报告说,如果他们的实验结果适用于整个地球的表面积,那么地球地表每年接收到地外物质的总质量为5200吨。



2002年研究人员在冰穹C南极科考站收集南极中部地区的微陨石。

图源:Jean Duprat/ Cécile Engrand/ CNRS Photothèque

法国国家科学研究中心(CNRS)的首席研究员让·迪普拉(Jean Duprat)说:"这是我们地球上太空物质的主要来源,远远超过陨石等大型物体,后者每年仅仅不到10吨。"

我粗略地计算了一下每年有多少宇宙尘埃落在我附近的环境中(作者Nancy Atkinson居住于美国明尼苏达州),得出的结论是每平方公里约9克。

所以,各位不必担心,不会有庞贝末日式的宇宙尘埃淹没我们啦!

那么,这些来自太空的小颗粒是如何不燃烧而穿过大气层的?

粒子进入大气时的加热程度取决于粒子的初始质量、进入角度和速度等多种因素。大气层的摩擦热作用产生的金属蒸汽发生氧化,而随之形成的金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐凝结成纳米大小的微粒,被称为流星烟(普拉内等,2015)。这些粒子随着大气环流流动,直到最终沉积在地表,在那里它们的通量可以通过元素或同位素来测量(加布里埃利等,2004)。

研究人员将测量的微陨石通量与理论预测进行了比较,证实80%的微陨石可能来自彗星,其余来自小行星。

他们表示,这些研究可以帮助人们更好地理解星际尘埃是如何为早期的地球提供水和碳质分子的。

责任编辑:毛明远

牧夫新媒体编辑部

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