mikrometeorit -Micrometeorite

Mikrometeorit
Mikrometeorit.jpg
Mikrometerorit získaný z antarktického sněhu.

Mikrometeorit je mikrometeoroid , který přežil vstup zemskou atmosférou . Mikrometeority se obvykle vyskytují na zemském povrchu a liší se od meteoritů tím, že jsou menší velikosti, hojnější a mají odlišné složení. IAU oficiálně definuje meteority jako 30 mikrometrů až 1 metr; mikrometeority jsou malým koncem rozsahu (~submilimetr). Jsou podskupinou kosmického prachu , která také zahrnuje menší meziplanetární prachové částice (IDP).

Mikrometeority vstupují do zemské atmosféry vysokými rychlostmi (nejméně 11 km/s) a podléhají ohřevu prostřednictvím atmosférického tření a stlačení . Mikrometeority jednotlivě váží mezi 10 -9 a 10 -4 g a společně tvoří většinu mimozemského materiálu, který se dostal na současnou Zemi.

Fred Lawrence Whipple poprvé vytvořil termín „mikrometeorit“ k popisu objektů o velikosti prachu, které padají na Zemi. Někdy jsou meteoroidy a mikrometeoroidy vstupující do zemské atmosféry viditelné jako meteory nebo „padající hvězdy“ , bez ohledu na to, zda dosáhnou země a přežijí jako meteority a mikrometeority.

Úvod

Textury mikrometeoritů (MM) se liší, protože jejich původní strukturní a minerální složení je modifikováno stupněm zahřátí, kterému vstupují do atmosféry – v závislosti na jejich počáteční rychlosti a úhlu vstupu. Pohybují se od neroztavených částic, které si zachovávají svou původní mineralogii (obr. 1 a, b), přes částečně roztavené částice (obr. 1 c, d) až po kulaté roztavené kosmické sféry (obr. 1 e, f, g, h, obr. 2) z nichž některé ztratily velkou část své hmoty odpařováním (obr. 1 i). Klasifikace je založena na složení a stupni ohřevu.

Obrázek 1. Průřezy různými třídami mikrometeoritů: a) Jemnozrnný neroztavený; b) Hrubozrnné Netavené; c) skořicovitý; d) Ložisko reliktního zrna; e) porfyritické; f) olivín s příčkou; g) Kryptokrystalický; h) sklo; já kočka; j) typu G; k) typu I; a l) Jediný minerál. Kromě typů G a I jsou všechny bohaté na silikáty, nazývané kamenné MM. Měřítko je 50 µm.
Obrázek 2. Snímky kamenných kosmických sfér ze světelného mikroskopu.

Mimozemský původ mikrometeoritů je určen mikroanalýzami, které ukazují, že:

  • Kov, který obsahují, je podobný tomu, který se nachází v meteoritech.
  • Některé mají wüstite , vysokoteplotní oxid železa nalezený v meteoritových fúzních kůrách.
  • Jejich silikátové minerály mají poměry hlavních a stopových prvků podobné těm v meteoritech.
  • Hojnost kosmogenního manganu ( 53 Mn ) v železných kuličkách a kosmogenního berylia ( 10 Be ), hliníku ( 26 Al ) a izotopu slunečního neonu v kamenných MM je mimozemská
  • Přítomnost předslunečních zrn v některých MM a přebytek deuteria v ultrauhlíkatých MM naznačuje, že nejsou pouze mimozemské, ale že některé z jejich složek vznikly před Sluneční soustavou .

Odhaduje se, že 40 000 ± 20 000 tun za rok (t/rok) kosmického prachu vstupuje do horní atmosféry každý rok, z čehož se odhaduje, že méně než 10 % (2700 ± 1400 t/rok) se dostane na povrch jako částice. Proto je hmotnost uložených mikrometeoritů zhruba 50krát vyšší než hmotnost odhadovaná u meteoritů, které představují přibližně 50 t/rok, a obrovské množství částic vstupujících do atmosféry každý rok (~10 17 > 10 µm) naznačuje, že velké sbírky MM obsahují částice ze všech objektů Sluneční soustavy produkujících prach, včetně asteroidů, komet a úlomků z Měsíce a Marsu. Velké sbírky MM poskytují informace o velikosti, složení, atmosférických tepelných účincích a typech materiálů přibývajících na Zemi, zatímco podrobné studie jednotlivých MM poskytují pohled na jejich původ, povahu uhlíku , aminokyselin a předslunečních zrn, která obsahují.

Chemická analýza mikroskopických chromitových krystalů nebo chromových spinelů získaných z mikrometeoritů v kyselých lázních ukázala, že primitivní achondrity , které dnes představují méně než půl procenta MM, které se dostávají na Zemi, byly běžné mezi MM, které se objevily před více než 466 miliony let. .

Sběrná místa

Klikněte sem a podívejte se na sedmiminutový film shromažďování MM ze dna studny pitné vody na jižním pólu.

Mikrometeority byly získány z hlubokomořských sedimentů , sedimentárních hornin a polárních sedimentů. Dříve byly sbírány především z polárního sněhu a ledu kvůli jejich nízkým koncentracím na zemském povrchu, ale v roce 2016 byla objevena metoda extrahování mikrometeoritů v městském prostředí.

oceánské sedimenty

Roztavené mikrometeority (kosmické sféry) byly poprvé shromážděny z hlubokomořských sedimentů během expedice HMS Challenger v letech 1873 až 1876 . V roce 1891 Murray a Renard našli „dvě skupiny [mikrometeoritů]: za prvé, černé magnetické sféry, s kovovým jádrem nebo bez něj; za druhé, hnědě zbarvené sféruly připomínající chondr(ul)es, s krystalickou strukturou“. V roce 1883 navrhli, že tyto koule byly mimozemské, protože byly nalezeny daleko od zdrojů pozemských částic, nepřipomínaly magnetické koule vyráběné v pecích té doby a jejich nikl-železná (Fe-Ni) kovová jádra nepřipomínala kovové železo. nalezené ve vulkanických horninách. Sféruly byly nejhojnější v pomalu se hromadících sedimentech, zejména červených jílech uložených pod hloubkou kompenzace karbonátu , což je nález, který podporuje meteoritický původ. Kromě kuliček s kovovými jádry Fe-Ni obsahují některé koule větší než 300 µm jádro z prvků ze skupiny platiny.

Od první sbírky HMS Challenger byly kosmické sféry získávány z oceánských sedimentů pomocí jader, krabicových jader, drapáků a magnetických saní. Mezi nimi magnetické sáně, nazývané "Cosmic Muck Rake", získaly tisíce kosmických sfér z horních 10 cm červených jílů na dně Tichého oceánu .

Suchozemské sedimenty

Suchozemské sedimenty obsahují také mikrometeority. Ty byly nalezeny ve vzorcích, které:

  • Mají nízkou rychlost sedimentace , jako jsou jílovce a tvrdé půdy
  • Snadno se rozpouštějí jako solné usazeniny a vápence
  • Byly hromadně tříděny, jako jsou těžké minerální koncentráty nalezené v pouštích a plážových píscích.

Nejstarší MM jsou zcela pozměněné železné kuličky nalezené na 140 až 180 milionů let starých tvrdých půdách.

Městské mikrometeority

V roce 2016 nová studie ukázala, že ploché střechy v městských oblastech jsou plodnými místy pro extrakci mikrometeoritů. „Městské“ kosmické sféry mají kratší pozemský věk a jsou méně pozměněné než předchozí nálezy.

Amatérští sběratelé mohou najít mikrometeority v oblastech, kde byl koncentrován prach z velké oblasti, například ze střešního svodu.

Polární depozice

Mikrometeority nalezené v polárních sedimentech jsou mnohem méně zvětralé než mikrometeority nalezené v jiných suchozemských prostředích, o čemž svědčí malé naleptání intersticiálního skla a přítomnost velkého množství skleněných kuliček a neroztavených mikrometeoritů, typů částic, které se v hlubinných mořích vyskytují jen zřídka nebo vůbec chybí. Vzorky. MM nalezené v polárních oblastech byly shromážděny z grónského sněhu, grónského kryokonitu, antarktického modrého ledu antarktických eolických (větrem poháněných) trosek, ledových jader, dna vodní studny na jižním pólu, antarktických sedimentových pastí a současného antarktického sněhu.

Klasifikace a původ mikrometeoritů

Klasifikace

Moderní klasifikace meteoritů a mikrometeoritů je složitá; přehledový dokument z roku 2007 od Krota et al. shrnuje moderní taxonomii meteoritů. Propojení jednotlivých mikrometeoritů do klasifikačních skupin meteoritů vyžaduje srovnání jejich elementárních, izotopových a texturních charakteristik.

Kometa versus asteroidový původ mikrometeoritů

Zatímco většina meteoritů pochází z asteroidů , kontrastní složení mikrometeoritů naznačuje, že většina pochází z komet .

Méně než 1 % MM jsou achondritické a jsou podobné HED meteoritům , o kterých se předpokládá, že pocházejí z asteroidu 4 Vesta . Většina MM je složením podobná uhlíkatým chondritům , zatímco přibližně 3 % meteoritů jsou tohoto typu. Dominance uhlíkatých chondritů podobných MM a jejich nízké zastoupení ve sbírkách meteoritů naznačuje, že většina MM pochází ze zdrojů odlišných od zdrojů většiny meteoritů. Protože většina meteoritů pochází z asteroidů, alternativním zdrojem pro MM mohou být komety. Myšlenka, že MM mohou pocházet z komet, vznikla v roce 1950.

Až donedávna vstupní rychlosti mikrometeoroidů vyšší než 25 km/s, měřené pro částice z proudů komet, vrhaly pochybnosti o jejich přežití jako MM. Nedávné dynamické simulace však naznačují, že 85 % kosmického prachu může být kometární. Navíc analýzy částic vrácených z komety Wild 2 sondou Stardust ukazují , že tyto částice mají složení, které je v souladu s mnoha mikrometeority. Nicméně některá rodičovská tělesa mikrometeoritů se zdají být asteroidy s uhlíkatými chondrity nesoucími chondruly .

Mimozemské mikrometeority

Příliv mikrometeoroidů také přispívá ke složení regolitu (planetární/měsíční půda) na jiných tělesech Sluneční soustavy. Mars má odhadovaný roční příliv mikrometeoroidů mezi 2 700 a 59 000 t/rok. To přispívá k asi 1 m mikrometeorického obsahu do hloubky marťanského regolitu každou miliardu let. Měření z programu Viking naznačují, že marťanský regolit se skládá ze 60 % z čedičové horniny a ze 40 % z horniny meteoritického původu. Marťanská atmosféra s nižší hustotou umožňuje mnohem větším částicím než na Zemi přežít průchod na povrch, do značné míry nezměněné až do dopadu. Zatímco na Zemi částice, které přežijí vstup, obvykle prošly významnou transformací, významná část částic vstupujících do atmosféry Marsu v rozsahu 60 až 1200 μm pravděpodobně přežije neroztavená.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy