Pangea

Minden, ami földtudomány

Városi meteoritvadászok forradalma

2018. március 04. 20:00 - Tranquillius

Jon Larsen's Project Stardust

Ne ijedjen meg, ha egy norvég jazzgitárost talál a háza lapostetején, amint a koszban hasal! Tudományos kutatómunkát végez!

201708_fe_sta_01-web.jpgJon Larsen munka közben

"Három órával később lenyomtam hálószobájuk rézkilicsét, s lélegzet-visszafojtva egyensúlyoztam a sötétben, amely akkora volt, mint a bolygók közti űr, s kinyújtottam a kezemet a szüleim ágyának a lábánál álló kis, fekete táskáért. Azzal futottam némán vissza a szobámba, és gondolkodtam. Apa nem mondja el nekem, nem akarja, hogy tudjam. És a nyitott táskából kibuggyant fekete egyenruhája, akár egy fekete felhő, amelynek anyagát itt-ott halvány fényű csillagok tarkáztak: meleg kezemmel gyömöszöltem a sötét anyagot; éreztem a Mars bolygó szagát, azt a vasszagot, és a Vénuszét, azt a borostyánzöldet, meg a Merkurét, amely csupa kén és tűz; és éreztem a tejszagú Holdat és a csillagok keménységét. Az egyenruhát betettem a centrifugába, amelyet magam készítettem kilencedik emeleti műhelyemben, és bekapcsoltam a gépet. Hamarosan finom por ülepedett le egy retortában. Mikroszkóp alá tettem. S miközben szüleim mit sem sejtve aludtak, s aludt a házunk és benne az összes automata sütő és kiszolgáló és robot, én csak bámultam a meteorpor, az üstököscsóva, a távoli, jupiteri csillogás szikrázó szemcséit, amelyek megannyi világként ragyogva rántottak magukkal a végtelen űrbe iszonyatos gyorsulással." 

Az űrruha a következő úton a Napba zuhant, a gyermek pedig lassan felnőtt...

Felnőhetett volna akár Norvégiában, Jon Larssen néven. Aki jazz-zenészként és festőként élte földi életét mielőtt egy apró fekete kosz került a teraszon éppen letörölt reggelizőasztalára, amely örökre megváltoztatta az életét. Az ominózus reggeli előtt két aszteroida utazott évmilliárdokon keresztül a bolygóközi térben. Unalmas életük során nem pusztították ki a dinoszauruszokat, nem rajzoltak krátert a Hold arcára, csak rótták végtelen útjukat a Naprendszerek között. Aztán egy szép napon (ha épp volt a közelben ilyen) összeütköztek és apró darabokra hullottak. Az apró részecskék szanaszét szóródtak a végtelen űrben, mígnem egy szép napon közülük egyetlen darabka másodpercenként 12 kilométeres sebességgel megérkezett egy kék bolygóra, annak is egy szárazföldjére, ott is egy Norvégia nevű országba, egészen pontosan egy jazz-muzsikus asztalára.

geminid.jpgA Geminidák Spanyolország felett – Nikon D4s | 14mm | f2.8 | 30s | 5000 ISO – 2015. Dec. 14. © Antoni Cladera

Bele sem mernénk gondolni, mi történt volna, ha ez a messziről érkező vándor 2009-ben akár csak egy fél méterrel elvéti az éppen letörölt asztalt. Az aprócska, fémes, fényes csillogó szemcse azonban pont jó helyre érkezett ahhoz, hogy egy tudományos karriert indítson útjára. Larsen rövid netes keresgélés után kiderítette, hogy a szemcse nem lehet más, mint egy távoli űrből érkező mikrometeorit, amelyből napi szinten megszámlálhatatlan mennyiség érkezik a Földre. E "becsapódásnak köszönhetjük, hogy Jon Larsen ma mikrometeoritokkal foglalkozó amatőr csillagász-ásványtanosként gyűjti a csillagport, amelyről saját projektjét nevezte el. 

Mi is az a...?

Meteoroid: a világűrben utazó, kisbolygónál kisebb méterű égitest.

Meteor: Olyan meteoroid, amelyik a Föld légkörébe belépve felizzik és néha a Napnál is fényesebb fényt bocsát ki. Népi nevén hullócsillag.

Meteorit: Kőzet. Összefoglaló neve a Földet (Marsot, Holdat, egyéb bolygót ért) meteoroknak. 

Mikrometeorit: az 50 mikrométer és 2 mm közötti szemcseméret-tartomány

Mikrometeoritok létezéséről egészen 1873-1876-ig nem volt ismeretünk. Lehetett feltételezni létezésüket, hiszen ha becsapódhat 5 kilós meteor és fél kilós is, akkor feltehetőleg érkezhet ennél kisebb és nagyobb is. Létezésüket mégsem csillagászok igazolták, hanem meglepő módon a mélytengerek kutatói.

1873-ban indult útjára Portsmouth kikötőjéből a Challenger expedíció, hogy az óceánok mélyét vizsgálja; a HMS Challenger kutatóútja alapozta meg tulajdonképpen az oceanográfia tudományát. Miközben távol minden szárazföldtől a déli Csendes-óceán aljzatát "gereblyézték" mélytengeri üledékekért, meglepődve vették észre, hogy a felszínre hozott vörös agyagban egy komplett állattemetőt találtak, bálna, delfin és egyéb tengeri állat csontjával, méghozzá a lehető legkülönfélébb korokból. Ez a réteg bizonyította, hogy az üledékfelhalmozódás a nyílt óceánon viszonylag lassan zajlik. Az üledék — távol a szárazföldi üledékbemosódástól — főként állati eredetű (emelett származhat légköri porból pl. vulkánkitörés, ill. lebegtetett üledékből). A vörös agyagban a csontokon kívül számos apró, gömbölyű, fémes szemcsét is találtak. Méretük alapján semmi keresnivalójuk nem lett volna az adott helyen. Jelenlétüket sehogy másképpen nem tudták magyarázni, mint égi (földönkívüli) eredettel. Ebből pedig az következik, hogy az évmilliók során diagenizálódott tengeri üledékben is találnunk kell mikrometeoritokat, akár a szárazföldön is. Az óceánfenék mágneses gerebélyézése ma is a mikrometeoritok kutatásának egyik fő (Larsen eljárásánál mindenképpen költségesebb) módszere.

scheme.jpgAz antarktiszi meteorit-felhalmozódás folyamata (forrás)

A meteorvadászat, mint mesterség már bőven létezett Jon Larsen előtt is. Ezek a fanatikusnak is mondható amatőrök és szakemberek elmentek szó szerint a világ végére is, hogy meteoritokat gyűjtsenek. Kaba? Az még nincs is messze. Szibéria? Szahara? Antarktisz? Nem akadály! A legkönnyebb talán az Antarktisz hómezőin meteoritokat gyűjteni, ahol csak a hóvakság akadályozhatja meg, hogy a hófehér havon heverő többnyire fekete vagy szürke köveket felleljük. A kontraszt már nem siet a segítségükre mondjuk a szibériai tajgán a Tunguzka folyónál, vagy éppen Cseljabinszk mellett, de legalább lehet tudni, hol kell keresgélni. Arra azonban senki nem gondolt még, hogy a saját háza ereszcsatornájában, egy lakótelep lapos tetejének mélyedéseiben keresgéljen. Mondhatni Jon Larsen volt szülőatyja a lusta meteoritvadászok csendes forradalmának.  

Korábban a tudósok évi 0,4-110 tonna közé tették a Földre érkező meteoritok mennyiséget. A légkör összetételét vizsgáló nagyfelbontású Doppler Lidar a légköri vas és nitrogén részecskéket vizsgálva arra jutott, hogy az űrből érkező por arányos a légkörben található nitrogén mennyiségével. E kutatások szerint a légkörbe érkező földönkívüli por napi 60 tonnára tehető. Óceánokba hullik, szárazföldeken szóródik szét, sőt az is előfordulhat, hogy egyszer a hajunkból szedünk ki egy példányt. De ugyanígy hullik az égből a földi eredetű por; építkezésekről, kopott fékpofákról, kéményekből, a Szaharában szél által felkapott porból. Számszerűleg a Föld pora milliárd az egyhez aránylik a csillagporhoz, azaz a föld felszínén csillagport keresni olyan hobbi mint tűt keresni egy szénakazalban. 

index_jon_laresen.jpgMintavételezés lapos tetőn (forrás)

Jon Larsen az asztalán talált szemcsétől fellelkesülve hat éven át kutatott további mikrometeoritek után — mindhiába. Mindazok a szaktekintélyek, akikkel az új hobbija kapcsán kapcsolatba került szkeptikusak voltak, egyszerűen nem hitték el, hogy ezzel a módszerrel akár egyetlen további darabkát találhat. Egyszeri és megismételhetetlen véletlennek gondolták a norvég szerencséjét. Larsen hat éven át semmit nem talált, pedig másodállásban feltúrt minden oslói esővízgyűjtőt, ereszcsatornát, házakon, utakon, ipartelepeken, amihez csak hozzáfért. Olyan helyeken kutatott, ahová épeszű ember be sem tette volna a lábát. Összegyűjtött mázsányi mintát, levelezett egyetemi tanárokkal, s téma szakértőivel, akik kétkedve fogadták a tucatnyi másik megszállottal együtt a kitartó norvég gitárost és nem biztatták sok jóval. Ők a maguk mikrometeoritjait az ipari forradalom előtt lehullott hóból származó "tiszta" antarktiszi jégmagokból szerezték be. Távol minden szennyező forrástól a felolvasztott jégmag üledékében feldúsulva találtak vulkáni por mellett mikrometeoritokat. 

201708_fe_sta_04-rt-web.jpg

Az áttörés 2015-ben következett be, amikor Londonban, egy oslói lapos tetőről származó mintában sikerült kimutatni az első mikrometeoritot. Ez sem volt könnyű, 30 ezer négyzetméternyi tetőről begyűjtött 3 mázsa mintából került elő összesen kb. 500 db 3-400 mikrométer (0,3-0,4 mm) átmérőjű gömböcske. Onnantól, hogy meglett az első példány már tudta, hol érdemes tovább keresgélni. Larson módszere kissé hasonlít a szigetközi aranymosókéhoz. Egyszerűségében is, hiszen előtanulmányok nélkül is bárki nyomába léphet.

Az eljárás legfontosabb része a megfelelő lelőhely felkutatása, ahol a földönkívüli szemcsék feldúsulnak. Ellentétben a folyókanyarulatok torlataival az urbánus mikrometeorit-kutatás legfőbb lelőhelye az olyan lapos tető, amelyet körös körül egy perem övez, amely megakadályozza a felhalmozódó por lemosódását. Az ilyen tető kellően nagy felülettel rendelkezik és a mélyedéseiben felgyülemlő víz ideális üledékgyűjtő, csapdába ejti a szél által belehordott szemcséket. 

stardust-meteorites.pngMikrometeoritok egy mintán belül (forrás)

Miután elegendő minta gyűlik össze, megkezdődhet a szortírozás hosszas — a párhuzamnak hozott aranymosással ellentétben — akár odahaza is elvégezhető folyamata. Első lépés a mágneses szeparáció, ugyanis a legtöbb (~80%) mikrometeorit fémes. Utána vízzel mossák az üledéket, ezt Jon Larsen odahaza, a mosogatóban végezte, majd a szitálás, azaz a szemcseméret szerinti szeparáció következik. Ez a három fázis már olyan jelentősen lecsökkenti a minta mennyiségét, hogy már szemmel, azaz mikroszkóp alatt lehet vadászni a megfelelő meteoritokat. Olyan példányokat kell keresni, amelynek:

  • Formája: gömbölyű, avagy gömbszerű, ugyanis a légkör által megolvasztott szemcsék leggyakrabban ezt a formát veszik fel, bár előfordult elnyúlt hosszúkás forma is.
  • Színe: fekete üvegszerű, szürkétől fekete árnyalatig fémes, vagy üvegszerűen áttetsző
  • Mintája: növényerezet, vagy felszíni fémes dudorok találhatók rajta

Mindezek a jellemzők a légkörbe érkezés során alakulnak ki, amikor a részecskék a súrlódási hő hatására részlegesen megolvadnak és ezáltal átalakul a szerkezetük. A mikrometeoritok olvadási foka földrajzi övezetességet mutat, a sarkvidékeken jóval nagyobb arányban találni kevésbé megolvadt és átalakult példányokat. 

mikrometeoritok1.jpgA Larsen-gyűjtemény legszebb példányai

Ha valamely részecske megfelel a fenti feltételeknek, nagyon nagy valószínűséggel igazolódik a földönkívüli eredet. Érdekesség, hogy a mikrometeoritok ásványos összetétele (részletek a Geology cikkében) eltér a meteoritokétól. Mindössze egy százalékuk akondritos, azaz nem tartalmaznak kondrumokat (kőzetmagokat) a szövetükben. Mivel ezek a meteorit-fajták elsősorban aszteroidákból származnak, a mikrometeoritok eredetét máshol kellett keresni. Egy 1950-es elmélet szerint főként üstökösökből származnak. Larsen mintájában egyetlen akondritos szövetű mikrometeorit sem volt, ez pedig egyezik az eddigi (antarktiszi, mélytengeri, stb.) tudományos vizsgálatok eredményével. 

larson_image.JPGVárosi csillagpor-szemcsék pásztázó elektronmikroszkóp alatt. REL: reliktum szemcse, SUL: szulfid, MET: fém, MGR magnetites perem, OLR -olivines perem, A-C: porfíros szemcsék, D-F: lemezes olivin szemcsék, G, H: Kriptokristályos szemcsék (forrás)

Jon Larsen fő eredménye túlmutat azon, hogy szélesre tárta a kaput a meteoritvadászok előtt és ezentúl akár általános iskolai osztályok keresgélhetnek nemzetközi kooperációban mikrometeoritokat a suli tetején, egyetlen mikroszkópnyi beruházással. Amellett, hogy Larsen városi környezetben bukkant rá az égi jövevényekre, egy olyan területről gyűjti a mintáit, ahol adott egy évszám (az épület felépülése, vagy tetejének utolsó ismert takarítása) és adott egy felület négyzetméterben. Ezáltal könnyebbé vált a Földre érkező meteorzápor mennyiségének pontosabb meghatározása. További újdonsága volt a kutatásnak, hogy ezzel a módszerrel rá lehet bukkanni a legfiatalabb mikrometeorit példányokra, amelyek alig néhány éve érkeztek a földre, így néha még pontos évszámot is lehet melléjük tűzni. Ez olyan, mintha valaki kifeszítene egy lepedőt hátul a kertben és várná az egy négyzetméterre hulló évi két darab mikrometeoritot.

Amit aztán gyermeki kíváncsisággal a műhelyben épített centrifugával kinyerhet az anyagból...

 

Bevezető idézet:

  • Ray Bradbury: Az űrhajós (The Rocket Man) in. A tetovált ember. Galaktika 1992. Fordította: Gálvölgyi Judit

 

Ajánlott és felhasznált irodalom:

 

Egy kattintás és nem maradsz le az új posztokról:

3 komment

A bejegyzés trackback címe:

http://pangea.blog.hu/api/trackback/id/tr6413707392

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

David Bowman 2018.03.05. 03:49:04

Kellene egy poszt a meteoritok eredet szerinti osztályozásáról. Egyszer olvastam a módszerről, de elfelejtettem. Annyira emléxem, hogy meg tudták mondani, hogy milyen mágneses térben szilárdult meg a kődarab.

FayRodisz 2018.03.05. 08:06:21

Ez jó, hatékonyabb mint a SETI féle ökörködés.

David Bowman 2018.03.05. 11:00:50

@FayRodisz: Így aligha fox idegen okosságot találni. Két teljesen külön dolog. Mint a geológia és a történelem.