โลกมีปัญหาฝุ่นสะสมหรือไม่?
การประมาณจะแตกต่างกันว่าฝุ่นจักรวาลและอุกกาบาตจำนวนมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกในแต่ละวัน แต่มีช่วงตั้งแต่ 5 ถึง 300 ตันโดยมีการประเมินจากข้อมูลดาวเทียมและการคาดการณ์ของอุกกาบาตตก สิ่งนั้นคือไม่มีใครรู้แน่นอนและยังไม่มีความพยายามประสานงานจริง ๆ ในการค้นหา แต่ข้อเสนอโครงการใหม่ที่เรียกว่า Cosmic Dust ในบรรยากาศภาคพื้นดิน (CODITA) จะให้การประมาณการที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับปริมาณของวัสดุที่จะกระทบโลก
“ เรามีปริศนา - ประมาณการว่าฝุ่นละอองมาจากปัจจัยต่าง ๆ เป็นร้อยเท่า” John Plane จาก University of Leeds ในสหราชอาณาจักรกล่าว “ เป้าหมายของ CODITA คือการแก้ไขความคลาดเคลื่อนขนาดใหญ่นี้”
แม้ว่าเราจะพิจารณาพื้นที่ว่างเปล่าถ้าวัสดุทั้งหมดระหว่างดวงอาทิตย์และดาวพฤหัสบดีถูกบีบอัดเข้าด้วยกันมันจะก่อตัวเป็นดวงจันทร์ 25 กม.
เหลืออยู่เท่าไรจากการก่อตัวของดาวเคราะห์เศษซากจากดาวหางและการชนของดาวเคราะห์น้อยเป็นต้นพบกับโลก การสำรวจดาวเทียมชี้ให้เห็นว่าฝุ่นจักรวาล 100-300 ตันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศทุกวัน รูปนี้มาจากอัตราการสะสมในแกนน้ำแข็งขั้วโลกและตะกอนใต้ทะเลลึกของธาตุหายากที่เชื่อมโยงกับฝุ่นจักรวาลเช่นอิริเดียมและออสเมียม
แต่การวัดอื่น ๆ ซึ่งรวมถึงการตรวจจับด้วยเรดาร์ดาวตกการตรวจจับด้วยเลเซอร์และการตรวจวัดด้วยอากาศยานระดับสูงบ่งชี้ว่าสัญญาณเข้าอาจต่ำเพียง 5 เมตริกตันต่อวัน
การรู้ถึงความแตกต่างอาจมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเข้าใจของเราในเรื่องต่าง ๆ เช่นการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและเมฆหมอกออกซิเดชั่นตลอดจนโอโซนและมหาสมุทรเคมี
“ หากปริมาณฝุ่นอยู่ที่ประมาณ 200 ตันต่อวันอนุภาคจะถูกส่งผ่านลงสู่ชั้นกลางได้เร็วกว่าที่เชื่อกันโดยทั่วไป” เครื่องบินกล่าว “ ถ้าตัวเลข 5 ตันนั้นถูกต้องเราจะต้องแก้ไขความเข้าใจของเราอย่างมากว่าฝุ่นมีวิวัฒนาการในระบบสุริยะอย่างไรและเคลื่อนย้ายจากชั้นกลางสู่พื้นผิว”
เมื่อฝุ่นละอองเข้ามาในโลกพวกมันจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศด้วยความเร็วสูงมาก ๆ จาก 38,000 ถึง 248,000 กิโลเมตร / ชั่วโมงขึ้นอยู่กับว่าพวกมันโคจรรอบในทิศทางเดียวกันหรือตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์ อนุภาคนั้นได้รับความร้อนอย่างรวดเร็วผ่านการชนกับโมเลกุลของอากาศซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า 1,600 องศาเซลเซียส อนุภาคที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางมากกว่า 2 มิลลิเมตรจะสร้าง "ดาวตก" ซึ่งมองเห็นได้ แต่ส่วนใหญ่ของอนุภาคฝุ่นที่เข้ามาในชั้นบรรยากาศนั้นประมาณว่ามีขนาดเล็กกว่านี้มากดังนั้นจึงสามารถตรวจจับได้โดยใช้เรดาร์ดาวตกเฉพาะทาง
โลหะที่ถูกฉีดเข้าสู่ชั้นบรรยากาศจากการระเหยของฝุ่นละอองนั้นมีส่วนเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์หลากหลายที่เชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
"ฝุ่นจักรวาลเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ 'noctilucent' เมฆซึ่งเป็นเมฆที่สูงที่สุดในชั้นบรรยากาศของโลก อนุภาคฝุ่นสร้างพื้นผิวให้ผลึกน้ำแข็งของเมฆก่อตัว เมฆเหล่านี้พัฒนาในช่วงฤดูร้อนในภูมิภาคขั้วโลกและดูเหมือนว่าจะเป็นตัวบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ “ โลหะจากฝุ่นยังส่งผลกระทบต่อเคมีของโอโซนในสตราโตสเฟียร์ด้วย ปริมาณของฝุ่นละอองในปัจจุบันจะมีความสำคัญสำหรับโครงการวิศวกรรมทางภูมิศาสตร์ใด ๆ เพื่อเพิ่มละอองลอยซัลเฟตเพื่อชดเชยภาวะโลกร้อน ฝุ่นคอสมิคยังทำให้มหาสมุทรมีธาตุเหล็กซึ่งมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อสภาพอากาศที่อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากแพลงก์ตอนพืชทะเลปล่อยก๊าซที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศ”
ทีม CODITA จะใช้สิ่งอำนวยความสะดวกในห้องปฏิบัติการเพื่อจัดการกับปัญหาที่มีความเข้าใจน้อยที่สุด
“ ในห้องแล็บเราจะดูลักษณะของการระเหยของฝุ่นในอวกาศเช่นเดียวกับการก่อตัวของอนุภาคควันอุตุนิยมวิทยาซึ่งมีบทบาทในนิวเคลียสของน้ำแข็งและการแช่แข็งของเมฆสตราโตสเฟียร์ขั้วโลก” “ ผลลัพธ์จะถูกรวมเข้ากับแบบจำลองสภาพภูมิอากาศทางเคมีของบรรยากาศทั้งหมด สิ่งนี้จะทำให้เป็นไปได้เป็นครั้งแรกในการสร้างแบบจำลองผลกระทบของฝุ่นคอสมิคจากระบบสุริยะภายนอกไปยังพื้นผิวโลก
CODITA ได้รับเงินสนับสนุน 2.5 ล้านยูโรจากสภาวิจัยยุโรปเพื่อตรวจสอบปริมาณฝุ่นใน 5 ปีข้างหน้า ทีมนานาชาตินำโดย Plane ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 20 คนในสหราชอาณาจักรสหรัฐอเมริกาและเยอรมนี เครื่องบินนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับโครงการในการประชุมดาราศาสตร์แห่งชาติในสหราชอาณาจักรในสัปดาห์นี้
ที่มา: ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Jodrell Bank
