هل تواجه الأرض مشكلة تراكم الغبار؟
تختلف التقديرات عن مقدار الغبار الكوني والنيازك التي تدخل الغلاف الجوي للأرض كل يوم ، ولكنها تتراوح في أي مكان من 5 إلى 300 طن متري ، مع تقديرات مصنوعة من بيانات الأقمار الصناعية واستقراءات النيزك. الشيء هو ، لا أحد يعرف حقا بالتأكيد ، وحتى الآن لم تكن هناك أي جهود منسقة حقيقية لمعرفة ذلك. لكن اقتراح مشروع جديد يسمى الغبار الكوني في الغلاف الجوي الأرضي (CODITA) سيوفر تقديرات أكثر دقة لكمية المواد التي تضرب الأرض ، وكذلك كيف يمكن أن تؤثر على الغلاف الجوي.
قال جون بلان من جامعة ليدز في المملكة المتحدة: "لدينا معضلة - تقديرات كمية الغبار التي تتفاوت بعامل مائة". "إن الهدف من CODITA هو حل هذا التناقض الكبير."
على الرغم من أننا نعتبر الفضاء فارغًا ، إذا تم ضغط جميع المواد بين الشمس والمشتري معًا ، فسيكون القمر على بعد 25 كم.
إذًا ، كم من هذه الأشياء - بقايا من تكوين الكواكب ، والحطام من المذنبات وتصادم الكويكبات ، وما إلى ذلك - تصادف الأرض؟ تشير ملاحظات الأقمار الصناعية إلى أن 100-300 طن متري من الغبار الكوني يدخل الغلاف الجوي كل يوم. يأتي هذا الرقم من معدل التراكم في النوى الجليدية القطبية ورواسب أعماق البحار للعناصر النادرة المرتبطة بالغبار الكوني ، مثل الإيريديوم والأوسميوم.
لكن القياسات الأخرى - التي تشمل ملاحظات رادار النيزك ، وملاحظات الليزر والقياسات بواسطة الطائرات على ارتفاعات عالية - تشير إلى أن المدخلات يمكن أن تكون منخفضة حتى 5 طن متري في اليوم.
إن معرفة الاختلاف يمكن أن يكون له تأثير كبير على فهمنا لأشياء مثل تغير المناخ ، والغيوم الصافية ، بالإضافة إلى الأوزون وكيمياء المحيطات.
قال Plane: "إذا كان دخل الغبار حوالي 200 طن في اليوم ، فسيتم نقل الجزيئات إلى أسفل خلال الغلاف الجوي الأوسط بشكل أسرع بكثير مما يعتقده الجميع". "إذا كان الرقم 5 أطنان صحيحًا ، فسنحتاج إلى مراجعة جوهرية لفهمنا لكيفية تطور الغبار في النظام الشمسي وانتقاله من الغلاف الجوي الأوسط إلى السطح."
عندما تقترب جزيئات الغبار من الأرض ، فإنها تدخل الغلاف الجوي بسرعات عالية جدًا ، أي شيء من 38000 إلى 248000 كم / ساعة ، اعتمادًا على ما إذا كانت تدور في نفس الاتجاه أو عكس حركة الأرض حول الشمس. تخضع الجسيمات لتسخين سريع للغاية من خلال التصادمات مع جزيئات الهواء ، وتصل إلى درجات حرارة تتجاوز 1600 درجة مئوية. تنتج الجسيمات التي يبلغ أقطارها أكبر من حوالي 2 ملم "نجوم إطلاق النار" مرئية ، ولكن معظم كتلة جزيئات الغبار التي تدخل إلى الغلاف الجوي تكون أصغر بكثير من هذا ، لذا لا يمكن اكتشافها إلا باستخدام رادارات نيزك متخصصة.
المعادن المحقونة في الغلاف الجوي من تبخر جزيئات الغبار متورطة في مجموعة متنوعة من الظواهر المرتبطة بتغير المناخ.
"الغبار الكوني مرتبط بتشكيل السحب" الصامتة "- أعلى السحب في الغلاف الجوي للأرض. توفر جزيئات الغبار سطحًا لتكوين بلورات الثلج في السحابة. وقال بلان "هذه السحب تتطور خلال فصل الصيف في المناطق القطبية ويبدو أنها مؤشر على تغير المناخ". "تؤثر المعادن من الغبار أيضًا على كيمياء الأوزون في الستراتوسفير. ستكون كمية الغبار الموجودة مهمة لأي مبادرات هندسية جغرافية لزيادة كبريتات الهباء الجوي لتعويض الاحترار العالمي. كما يقوم الغبار الكوني بتخصيب المحيط بالحديد ، الذي يحتوي على ردود فعل مناخية محتملة لأن العوالق البحرية تنبعث منها غازات متعلقة بالمناخ ".
سيستخدم فريق CODITA أيضًا مرافق المختبر لمعالجة بعض جوانب المشكلة الأقل فهمًا
قال بلان: "في المختبر ، سننظر في طبيعة تبخر الغبار الكوني ، بالإضافة إلى تكوين جزيئات دخان نيزكية ، والتي تلعب دورًا في تنوي الجليد وتجميد سحب الستراتوسفير القطبية". "سيتم دمج النتائج في نموذج كيميائي - مناخي للغلاف الجوي بأكمله. وهذا سيمكن ، لأول مرة ، من نمذجة آثار الغبار الكوني باستمرار من النظام الشمسي الخارجي إلى سطح الأرض ".
تلقت CODITA منحة قدرها 2.5 مليون يورو من مجلس البحوث الأوروبي للتحقيق في إدخال الغبار على مدى السنوات الخمس المقبلة. يتكون الفريق الدولي بقيادة الطائرة ، من أكثر من 20 عالمًا في المملكة المتحدة والولايات المتحدة وألمانيا. قدمت الطائرة معلومات حول المشروع في اجتماع علم الفلك الوطني في المملكة المتحدة هذا الأسبوع.
المصدر: مركز بنك جودريل للفيزياء الفلكية
