By Космічний пил падав на нашу планету впродовж усієї історії, а небесний дощ ідещодня. Великі шматки скель і металів – це найефектніші приклади, які ми бачимо як вогняні смуги, коли вони прориваються крізь атмосферу й часом дістаються Землі як метеорити. Однак здебільшого те, що падає на Землю, – це субміліметрові часточки пилу, звані мікрометеоритами, які важко відстежити й полічити – пише Сара Деруен у журналі Scientific American.
Нещодавно група, яка вимірює акумуляцію мікрометеоритів в Антарктиді, підрахувала, що вага позаземного пилу, який опадає впродовж року на нашу планету, становить приблизно 5200 тонн. Результати було опубліковано в часописі Earth and Planetary Science Letters.
Вкриті весь рік льодом простори коло полюсів є ідеальним місцем для дослідження мікрометеоритів з огляду на їхню географічну ізольованість і низьку активність. До тих районів дістається небагато матеріалу з інших місць на Землі, тому льодові терени поглинають космічний пил, тоді як земні забруднення там є мінімальними. Ба більше, коли науковці знаходять мікрометеорити в пластах снігу, які виникли в різних роках, то вони здатні визначити, коли ті впали.
Під час таких досліджень вивчаються обидва полюси. Але Жан Дюпре, співавтор праці, біохімік із Сорбонського університету, стверджує, що “Південний полюс є суттєво кращим, оскільки його оточують океани – він цілком ізольований від материків”.
Упродовж трьох сезонів польових досліджень за останні два десятиліття Дюпре і його колеги збирали мікрометеорити поблизу французько-італійської дослідницької станції Concordia на льодовому куполі Dome C, що в Антарктиді. Жульєн Роя, докторант з Університету Париж-Сакле й головний автор праці, каже, що нечасті опади снігу на цьому просторі дали змогу групі досліджувати в одному місці поклади мікрометеоритів із десятків роківбез потреби розтоплювати велику кількість льоду. Щоб уникнути забруднень, спричинених працівниками Concordia, науковці використовували лише ті пласти снігу, які виникли до 1995 року, коли були започатковані дослідження в Dome C.
Учені виокремили та проаналізували понад 2000 пилинок. Часточки космічного пилу зазвичай мають кілька характерних рис, як-от куляста форма (через склеювання докупи під час входження в атмосферу) або виразно неземний склад хімічних ізотопів. З проведеного аналізу випливає, що понад 60% космічного пилу на Землі, імовірно, походить від комет із “родини Юпітера”, тобто від тих, орбітальні періоди яких тривають менш як 20 років через гравітаційний вплив величезної планети. Ще 20% пилу, найпевніше, походить зі смуги планетоїдів, яка лежить між Марсом і Юпітером. “Пил із комет є більш пухнастим, ніж із планетоїдів”, – каже Роя й додає, що кометний матеріал є ще й багатшим на органічні складники.
“Метеорити й космічний пил – це насправді цікаві набори астроматеріалів, які взаємодоповнюються”, – каже Марк Фрайс, планетолог і куратор Колекції космічного пилу, що належить NASA, який не брав участі в дослідженнях. Він пояснює, що астероїди зазвичай є цілісними скелястими тілами, уламки яких потрапляють на поверхню Землі як метеорити, тоді як розсипний матеріал комет легко розпадається на космічний пил.
Органічні сполуки з комет, “імовірно, принесли на поверхню Землі суттєву частину загальної кількості летких речовин: води, вуглецю й інших матеріалів, які стали важливими для хімії пребіотиків і для розвитку життя”, каже Фрайс. “Визначення повного хімічного складу тих часток дає нам образ внутрішньої структури Сонячної системи, особливо малих тіл”, – додає планетолог. Коли дослідники: порівняли поклади мікрометеоритів різних років за допомогою річних опадів снігу в Dome C і розширили вимірювання на всю планету, з різноманіття пилу вони визначили, що щороку на Землю його опадає від 4000 до 6700 тонн, найбільш імовірною цифрою є 5200 тонн.
Геологиня Кейт Барджез із Дослідницької лабораторії Військово-морського флоту США, яка не брала участі в експериментах, хоч і вражена результатами, але все-таки застерігає, що ця кількість не може бути остаточною версією. “Збирання тисяч пилинок, щоб дістати удосталь частинок пилу, а потім отримати оптимально добру статистику і вилучити будь-які статистичні помилки – це вимагає велетенської праці”, – зауважує вона. Особливо тому, що кількість пилу з прохідних джерел, як-от комети, змінюється з часом. Попри це, Барджез хвалить дослідження за накладання тісніших, ніж попередні, обмежень щодо часу накопичення мікрометеоритів.
“На думку спільноти планетологів, це насправді шмат доброї роботи”, – каже Барджез. Фрайс погоджується, додаючи, що “наукова спільнота давно потребує таких взірців, які зібрала ця група” – тобто проб, які є свіжими, чистими й накопиченими зі скрупульозною точністю і старанністю.
