简介:每年有5,200吨的外星尘埃落在地球上
图解:从南极洲发现的微陨石。图源:Cécile Engrand/Jean Duprat
一直以来,我们都知道,地球是被密集雨点般的空间尘埃包裹着的。它们的数量十分巨大,却由于极其微小而难以估算出数量。
这类微陨石颗粒不足一毫米的几分之一,它们像太空皮屑一样,从经过的彗星和小行星上脱落,然后穿越大气层进入地表。
图解:光、影与尘埃。图源:Casey Good
经过在南极洲长达20年的观测收集,现在,科学家们给出了一组具体数字:颗粒小于700微米(0.7毫米),数量约5,200吨/年。
这也意味着,微陨石成为到达地球表面的外星物质的最大来源。
这是一次相当大的成功。地球的大气中充满了各种尘埃物质。去年的一项研究表明,大约有1,700万吨的粗尘在大气中肆意飞扬。
图解:黑洞的尘埃环投射出星系中心的阴影。图源:nasachina
为了减少这种“背景”的尘埃,研究团队将研究地点转向了位于南极冰穹C的康科迪亚站。那里几乎没有地面尘埃,积雪率很低,已经存在的积雪可以融化,从而获得该地区的微陨石降落率。
图解:南极的微陨石。图源:Rojas/EPSL
在20年间里的六次探险中,研究人员总共鉴定了1,280颗未融化的微陨石以及总质量低于350微克的宇宙球体(熔化的太空岩石),进一步计算出了这些粒子降落在地表的速率。
假设尘埃的降落是均匀分布的,那么根据全球范围内的推算,每年大约有1,600吨微陨石和3,600吨宇宙球体到达地表。总计5,200吨/年。
图解:该图像底部中央的黄白色云是火星的“尘埃塔”,这是一种浓密的尘埃云,可以堆积到地面上方数十英里处。蓝白色的羽状物是水蒸气云。图源:NASA / JPL-Caltech / MSSS
接下来的工作是根据颗粒密度对尘埃进行分析,以确定来源。低密度、高孔隙率表明来自彗星,而高密度、低孔隙率则表明来自陨石。
据此,研究小组推断,在到达地表的宇宙尘埃中,80%是彗星在轨高速运动时喷出的,这一数字也与先前估计的彗星对地球空间的尘埃输入一致。
图解:尘埃场内的鸢尾花星云。图源:Markus Bauer
研究模型还表明,事实上,在进入大气层之前,宇宙尘埃的总质量约为15,000吨。造成这种差异的原因尚无定论,主要有三种可能。
一是目前相当大的一部分尘埃还无法被探测到;二是有些尘埃在进入大气层之前就已经被清除;三是地球周围空间中的尘埃比我们想象的要少得多。
弄清到底是哪一个原因,可以帮助我们更好地锁定在太阳系的早期,宇宙尘埃传递水分子和碳到地球中的作用,进而为生命出现问题的研究提出新的疑问与思路。
相关知识
太阳系是一个受太阳引力约束在一起的行星系统,包括太阳以及直接或间接围绕太阳运动的天体。在直接围绕太阳运动的天体中,最大的八颗被称为行星,其余的天体要比行星小很多,比如矮行星、太阳系小行星和彗星。轨道间接围绕太阳运动的天体是卫星,其中有两颗比最小的行星水星还要大。
太阳系的形成大约始于46亿年前一个巨型星际分子云的引力坍缩。太阳系内大部分的质量都集中于太阳,余下的天体中,质量最大的是木星。位于太阳系内侧的是四颗较小的行星,分别是水星、金星、地球和火星,它们被称为类地行星,主要由岩石和金属构成。外侧的四颗行星被称为巨行星,其质量比类地行星要大得多。其中最大的两颗是木星和土星,它们都是气态巨行星,主要成分是氢和氦。最外侧的两颗行星是天王星和海王星,它们是冰巨星,主要由一些熔点比氢和氦更高的挥发成分组成,比如水、氨和甲烷。几乎所有的行星都在靠近黄道平面的圆轨道上运行。
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自:
https://www.sciencealert.com/5-200-tons-of-micrometeorites-are-raining-down-on-earth-s-surface-every-year
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