Пошук та ідентифікація мікрометеоритів

Завдання роботи:

зібрати металеві зразки поблизу водостоків із даху будинку, віднайти в них мікрометеорити та оцінити їхній середній розмір.

Обладнання:

магніт, пінцет, фільтрувальний папір, пластикові стаканчики та  поліетиленові пакети, USB-мікроскоп.

Основні терміни та поняття

Метеори та метеорити Астероїди Комети

Теоретична частина

Мікрометеорити є часточками породи, що має позаземне походження. Розмір часточок варіює від 50 µm до 2 mm. Мікрометеорити – це мікрометеороїди, які не згоріли в земній атмосфері. Їхня відмінність від метеоритів полягає в тому, що вони мають маленькі розміри та різний хімічний склад.

З космічного простору на Землю постійно випадає космічний пил та інші космічні об’єкти. Більша частина всього матеріалу згоряє у верхніх шарах атмосфери, але частина долітає до поверхні Землі у вигляді метеоритів та мікрометеоритів.

Орієнтовно 30,000 ± 20,000 тонн космічного пилу на рік потрапляє у верхні шари атмосфери, проте менш ніж 10% (2700 ± 1400 тонн/рік) досягає поверхні у вигляді часточок. Тим не менше, сумарна маса мінералів мікрометеоритів, які осаджуються, приблизно в 50 разів більша, ніж маса метеоритів, яка за оцінками становить приблизно 50 тонн/рік. Велика кількість мікрометеоритів, що входить у земну атмосферу щороку (~10¹⁷ > 10 µm), наводить на думку про походження мікрометеоритів з пилоутворювальних космічних об’єктів, таких як астероїди, комети, фрагменти Місяця, Марсу. Дослідження мікрометеоритів дає змогу розраховувати річний об’єм седиментації. Дослідження окремих мікрометеоритів дає інформацію про їхнє походження та наявність включень.

У більшості мікрометеоритів наявні атоми заліза, тому вони мають магнітні властивості і взаємодіють з магнітом. Отже, використовуючи магніт і наблизивши його до поверхні ґрунту, можна сподіватися, що до нього притягнуться мікрометеорити. Найбільша концентрація мікрометеоритів буде на ґрунті біля водостічних труб, оскільки дощ змиває їх туди з великої площі дахів будинків.

Під час входу в атмосферу Землі мікрометеороїди нагріваються до високих температур, і їхні зовнішні частини починають плавитися. У результаті цього мікрометеорити мають сферичну форму та обвуглену поверхню, чим і вирізняються на фоні інших земних частинок, які також притягаються магнітом.

Хід роботи

1. Покладіть магніт у поліетиленовий пакет. Бажано використовувати потужні магніти, наприклад від гучномовців.
2. Вийдіть на вулицю та знайдіть місця, куди потрапляє вода з водостічних труб. Найкращими будуть ділянки поблизу будинків із пластиковими водостоками. Потрібно уникати тих ділянок, де нещодавно проводилися ремонтні роботи.
3. Проведіть магнітом поблизу цих ділянок та спостерігайте, чи з’являться на поверхні пакета металеві частки. Намагайтеся зібрати їх якомога більше.
4. Наповніть пластиковий стаканчик водою. Покладіть магніт із прилиплими до пакета частками у стаканчик, а потім обережно витягніть магніт із пакета так, щоб часточки від’єдналися у стаканчик.
5. Розташуйте магніт під дном стаканчика і вилийте воду. Не від’єднуючи магніт, ще раз заповніть стаканчик водою і промийте отриманий матеріал. Цю процедуру повторіть декілька раз.
6. Виливши воду зі стаканчика та від’єднавши від дна магніт, витягніть часточки на фільтрувальний папір.
   

Аналіз даних

1. Перегляньте зображення типових мікрометеоритів (їх можна знайти в мережі). Зазвичай це частки кулястої форми з рисками на поверхні.
2. Розташуйте фільтрувальний папір із отриманим матеріалом під мікроскопом та знайдіть схожі частки.
3. Інструментами програмного забезпечення мікроскопа сфотографуйте окремі частки та визначте їх габаритні розміри.
4. Порахуйте загальну кількість часток і розрахуйте їхній середній розмір. Занотуйте висновки до роботи.