宇宙诞生以来的数亿年里,宇宙中一直充满着大量的宇宙尘埃,但宇宙尘埃最初是如何产生的,对于科学家来说仍然是个谜。然而,大部分宇宙尘埃是气态的,另一部分是大小从几微米到几百微米不等的物质粒子。随着时间的推移,尘埃有时会聚集成云和环,最终会变成恒星。
事实上,我们的星球每年都会接收到大量的地外尘埃。与一些肉眼可见的较大陨石相比,那些直径不到2毫米的微小星际尘埃会在不知不觉中坠落到地球上。再加上地球上原始尘埃的混乱,鉴于其微观尺寸,我们很难探测到来自地外的尘埃,更不用说准确计算数量了。但一项研究表明,每年有超过5000吨的外星尘埃落在地球上。
5000吨外星尘埃是怎么算出来的?
科学研究表明,地球的大气层充满了各种类型的尘埃。在任何时候,地球都有大约1700万吨粗尘在大气中飞舞。南极洲是个例外,由于其积雪率低,几乎没有地面灰尘,因此是理想的地外尘埃收集地。近20年来,法国国家科学研究中心(CNRS)物理学家让·杜普拉特率领的团队在南极科考站康科迪亚站进行了6次科考和数据采集。
研究人员挖出了大量的雪,然后将20公斤重的桶运回研究站的实验室,在那里他们小心翼翼地融化雪并收集残留的灰尘颗粒。然后他们对这些颗粒进行分类,得到1,280个未熔化的微陨石和808个质量低于350微克的宇宙球粒(熔化的太空岩石),这使他们能够计算出这些颗粒落到地表的速率。
根据模型计算,每年约有1600吨微陨石和3600吨宇宙球粒到达地表,合计5200吨(直径在30-200微米之间,作为参考,人头发的平均直径约为70微米)。并且该团队还推断,其中80%来自短轨道木星周期彗星,其余来自小行星。此外,模型还显示,落在地球上的地外尘埃总输入量约为15000吨,但大部分在穿过地球大气层时被烧掉,也就是说只有三分之一的尘埃可以到达地面。也就是说,外星尘埃是地球上地外物质的主要来源,远远超过陨石等更大的天体,每年坠落地球的陨石总重量不到10吨。
地球变重了吗?
根据万有引力,科学家计算出地球的质量约为60万亿吨。如果每年有5000多吨地外尘埃落在地球上,地球的质量会不会越来越大?
所以地球到底是增重了还是减重了,剑桥大学的科学家ChrisSmith和DaveAnsell计算过了。影响地球增重的主要因素有:太阳风给地球带来的水分、地外尘埃(包括小行星碎片和陨石)、地球温度的升高。
数据显示,在地球45亿年的时间里,太阳风带来了67.5亿吨水。显然,这水对地球来说只是“一杯水”。科学家认为,近代地球平均温度的升高会导致能量增加,地球每年会增加约160吨的重量。
但是让地球变瘦的因素有很多。
有些人可能会认为地球每年发射的火箭、卫星、探测器都会导致地球失去物质,但其实这部分失去的物质可以忽略不计。而地球每年损失最多的物质,可能很多人都想不到——很轻的氢。由于大气逃逸,在过去的45亿年里,地球每秒损失3千克氢(95000吨/年)。氦气也有类似的逃逸现象,估计每年损失约1600吨。此外,还有地核损失的能量,每一次火山喷发都会导致一部分烟尘落入太空……
科学家最终的计算结果表明,在得与失之间,地球损失较多,每年损失材料约近5万吨。与地球的质量相比,只相当于质量变化0.000000000000001%,根本不值一提。
—结束—
热门跟贴