八两科学 地球每年接收5000吨外星尘埃,远超大型陨石,但地球变“轻”了!
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在宇宙诞生的几亿年里 , 宇宙便充斥着大量的宇宙尘埃 , 但宇宙尘埃最初是怎么产生的 , 对科学家们来说依旧是谜 。 不过宇宙尘埃大部分都属于气体性质 , 另一部分则是大小在几微米到几百微米的物质粒子 。 随着时间的推移 , 尘埃有时会聚集成云和环 , 最后有可能变成星体 。
实际上 , 我们的星球每年都会接收大量的外星尘埃 。 相比一些肉眼可见的较大陨石 , 那些微小的、尺寸2在毫米以下星际尘埃会神不知鬼不觉地飘落到地球上 。 加上地球原有尘埃的混淆 , 鉴于其微观尺寸 , 我们很难检测来自地外的尘埃 , 更别说准确计算数量了 。 但一项研究表明 , 每年有超过5000吨的外星尘埃落到地球上 。
5000吨的外星尘埃是怎么算出来的?
科学研究表明 , 地球的大气中充满了各种灰尘 。 在任何时候 , 地球上都有大约1700万吨的粗尘在大气中飞扬 。 但南极是个例外 , 因为积雪率低和几乎没有地面尘埃 , 是收集外星灰尘的理想收集地点 。 20多年来 , 法国国家科学研究中心(CNRS)物理学家杜普拉特(Jean Duprat)领导的团队在南极科学考察站康宏站(Concordia Station)进行6次考察和收集 。
研究人员挖出大量的积雪 , 然后将20公斤桶的雪层运回研究站的实验室 , 在那里他们仔细地融化了雪并收集了留下的灰尘颗粒 。 然后 , 他们对颗粒进行了分类 , 得到了质量低于350微克的1280颗未熔化的微陨石和808颗宇宙球粒(熔化的太空岩石) , 这使他们能够计算出这些粒子降落在表面的速率 。
根据模型计算 , 每年大约有1600吨微陨石和3600吨宇宙球粒到达地表 , 总计5200吨(直径在30至200微米之间 , 作为参考 , 人的头发平均直径约为70微米) 。 而且团队还推断出 , 其中80%是来自轨道周期短的木星周期彗星 , 其余来自小行星 。
另外模型还表明 , 外星尘埃落在地球的总输入量约为15000吨 , 但是大部分在通过地球大气层时被烧毁 , 这意味着只有三分之一的尘埃能到达地面 。 也就是说 , 外星尘埃是地球上外星物质的主要来源 , 远远超过陨石等较大的物体 , 而每年降落到地球的陨石总重量不到10吨 。
地球变重了吗?
根据万有引力 , 科学家算出地球的质量约为60万亿亿吨 。 如果每年落在地球上的外星尘埃超过5000吨 , 地球的质量会不会变得越来越大?
那地球到底是增重了还是减重了 , 科学家史密斯(Chris Smith)和剑桥大学的安塞尔(Dave Ansell)曾进行过计算 。 影响地球增重的因素主要有:太阳风给地球带来的水、外星尘埃(包括小行星碎片和陨石)、地球温度升高 。
【八两科学|地球每年接收5000吨外星尘埃,远超大型陨石,但地球变“轻”了!】数据显示 , 太阳风在地球45亿年里带来了67.5亿吨的水 。 显而易见 , 这点水对地球来说只是“杯水”了 。 而科学家认为近代地球平均温度的升高 , 会导致能量增加 , 从而令地球每年增重160吨左右 。
但让地球减重的因素也不少 。
可能有人会想 , 地球每年发射的火箭、卫星、探测器等会导致地球损失物质 , 但其实这部分损失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想不到——非常轻的氢气 。 由于大气逃逸的关系 , 在过去45亿年来 , 地球每秒钟流失了3千克的氢(95000吨/年) 。 氦气也有类似的逃逸现象 , 每年估计损失大约1600吨 。 另外还有地球内核失去的能量、每一次火山喷发使一部分烟灰飘落到太空中......
科学家最后计算的结果表明 , 在得失之间 , 地球失去的比较多 , 每年大约损失近50000吨物质 。 跟地球质量相比 , 仅相当于0.000000000000001%的质量变化 , 不值一提 。
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