Prvé nálezy sa datujú do roku 1969. Dnes ich počet prekročil 45 000. Sú to takmer dve tretiny všetkých doterajších nálezov meteoritov na Zemi.
Nájdené mikrometeority sú udivujúco rôznorodé, a to nielen chemickým, ale aj mineralogickým zložením. Zdroj: iStockphoto.com
Prachové častice s rôznymi rozmermi dopadajú na Zem nepretržite. Pokiaľ nevyvolajú viditeľné javy v atmosfére pri svojom páde, na zemskom povrchu sú ťažko identifikovateľné. A to ešte 71 percent skončí pod hladinou morí a oceánov. Existujú však dva druhy oblastí na zemskom povrchu, kde ich môžeme nájsť vo väčšom množstve – sú to suché kamenisté púšte a ľadové pláne Antarktídy.
Kozmický prach v zemskej atmosfére
Kozmický prach na zemskom povrchu tvoria čiastočky menšie než 0,1 milimetra, ktoré sa neroztavili teplom z trenia počas preletu cez zemskú atmosféru. Vďaka ich relatívne veľkým povrchom v pomere k hmotnostiam sa vytvoreného tepla zbavili vyžarovaním. Premenou kinetickej energie na žiarenie sú tieto čiastočky silne zbrzdené skôr, než dosiahnu ablačnú teplotu, teda skôr, ako je ich povrch natavený, čo by umožňovalo strhávanie kvapôčok z jeho povrchu v zemskej atmosfére. Takéto častice sú potom schopné dosiahnuť zemský povrch pôsobením gravitácie veľmi nízkymi rýchlosťami (rádovo metre za sekundu) – z toho pochádza i pomenovanie mikrometeority.
Obrázky štyroch medziplanetárnych prachových častíc zozbieraných v stratosfére, ktoré majú pravdepodobne kometárny pôvod. Biela úsečka na každom obrázku zodpovedá veľkosti 1 mikrometra. Zdroj: NASA
Medzi mikrometeoritmi sa nachádzajú aj pretavené častice – produkty ablácie z povrchu väčších teliesok. Už niekoľko desaťročí sú mikrometeority zbierané špeciálnymi lietadlami v zemskej stratosfére. Na zber sa používajú veľké vysunuté plochy krídel pokryté gélovitou látkou, v ktorej častice jednoducho uviaznu. Väčšina takto zozbieraných častíc je pozemského pôvodu, teda je to zvírený prach z polí a priemyselné exhaláty, ale našli sa aj úlomky farby z lietadiel. Niekoľko málo percent má však kozmický pôvod. Najzaujímavejší je špongiovitý, pórovitý materiál, ktorý nemôže prežiť let cez zemskú atmosféru vo veľkých hmotnostiach, napríklad materiál z komét a častice medzihviezdneho prachu, pochádzajúce z vonkajších oblastí slnečnej sústavy.
Koľko kozmického prachu dopadá na Zem?
Rôzne veľké častice si vyžadujú pozorovanie rozličnými metódami. Astronómi v spolupráci s meteorológmi študujúcimi zemskú atmosféru sú tak schopní vytvoriť jednoduchú distribučnú funkciu medziplanetárnych telies prichádzajúcich k celému povrchu Zeme za rok, platnú pre rozsah hmotností pokrývajúcich 36 rádov od 10 – 21 kilogramov po 1 015 kilogramov. Štatistika je vnútri jednotlivých intervalov hmotností pomerne nepresná, a to najmä v blízkosti oboch hraníc každého intervalu. Nepresnosti možno zmenšiť pozorovaním rozličnými metódami v rôznych rozsahoch hmotností.
Prítok častíc s mikrogramovou až miligramovou hmotnosťou (pozorovateľných meteorickými radarmi) a veľkých mikrometeoritov je najhoršie známy zo všetkých údajov o tokoch v oblasti od 50 mikrometrov po 1 milimeter. Pritom tieto častice vytvárajú prechodovú populáciu medzi medziplanetárnymi prachovými časticami a meteoritmi a predstavujú takmer 80 percent všetkej meteorickej hmoty (s výnimkou výnimočne veľkých impaktov s hmotnosťou väčšou ako 1 011 kilogramov) dopadajúcej na Zem.
Vstup do atmosféry týchto veľkých kozmických častíc poskytuje dôkaz, že len častice s nízkou geocentrickou rýchlosťou prežijú čiastočne roztavené alebo neroztavené bez toho, aby sa celkom vyparili. Podmienku nízkej rýchlosti spĺňajú niektoré asteroidy a kométy s nízkym sklonom a úlomky z nich uvoľnené.
Na Zem sa ukladajú desiatky ton kozmického prachu, je však mimoriadne ťažké odlíšiť kozmické častice od obrovského množstva prachu pozemského pôvodu. Existujú dva prístupy k riešeniu. O prvom sme už hovorili, je to zachytenie kozmického prachu vo veľkých výškach v atmosfére. Druhým je hľadanie kozmických častíc v sedimentoch z morských hlbín alebo v polárnych (arktických či antarktických) ľadoch.
Antarktída – bájna baňa kozmického prachu
Antarktický ľad je mimoriadne dôležitý zdroj veľkých mikrometeoritov. Nálezmi sú väčšinou veľké mikrometeority (50 –100 mikrometrov), zriedkavo meteority do hmotnosti 1 kilogramu. Po prvých nálezoch v roku 1969 vznikla vyslovene antarktická meteorická horúčka. Početné expedície, hlavne z USA a Japonska, nachádzali niekoľko meteoritov denne. Dnes už počet nálezov prekročil číslo 45 000. Sú to takmer dve tretiny všetkých doterajších nálezov meteoritov na celej Zemi.
Nájdené mikrometeority sú udivujúco rôznorodé, a to nielen chemickým, ale aj mineralogickým zložením. Majú veľa podobných čŕt s najpočetnejšou triedou meteoritov – uhlíkatými chondritmi a medziplanetárnymi prachovými časticami. Niektoré neroztavené alebo čiastočne roztavené častice majú chemické zloženie, ktoré nebolo doteraz zistené v meteoritoch s dokumentovanými pádmi v modernej dobe.
Kozmický prach je zložkou troposférických častíc (aerosólov). Medzi klasické zdroje antarktických aerosólov patria:
- čiastočky zemskej kôry zo suchých údolí samotnej Antarktídy a zo susedných kontinentov,
- aerosóly z morskej soli,
- aerosóly z vyparovania a vulkanických emisií do atmosféry,
- produkty znečistenia vytvorené ľudstvom,
- mimozemské úlomky.
Mapa Antarktídy s vyznačenými miestami hromadných nálezov meteoritov. Zdroj: NASA
Aerosóly zo zberačov vnútri Antarktídy obsahujú najmä:
- sulfáty pravdepodobne z biogénnych zdrojov, nie z morskej soli (70 %),
- morskú soľ prenesenú z oceánov (25 %),
- úlomky z kôry pravdepodobne uletené z púští (4 %),
- aerosóly z mimozemských častíc (1 %).
Predbežná analýza mineralógie vetrom naviatych veľkých častíc (až do rozmerov 1 milimetra), zachytených na zberačoch, pokrytých viskóznymi látkami, vnútri meteorologických kontajnerov v blízkosti Campo Icaro (výskumnej stanice na antarktickom pobreží Viktóriinej zeme), ukázala, že mikrometeority sú nápadne vzácne medzi ostatnými časticami pozemského pôvodu. Mineralogický výskum ukázal aj to, že tieto častice sú tvorené jednoduchými kryštálmi s nízkou alebo žiadnou mineralizáciou, úlomky ukazujú na malý počet zrážok medzi kryštálmi, niklo-chrómové častice môžu indikovať systematické znečisťovanie a niekoľko častíc s rozmermi 300 – 400 mikrometrov s olivínom a živcom naznačuje mimozemský pôvod.
Antarktické expedície hľadajúce mikrometeority a meteority si všimli, že existujú oblasti, kde je významne vyššia pravdepodobnosť nálezu. Depozity kozmického prachu boli nájdené na mnohých miestach v takzvanom antarktickom modrom ľade. Môže za to mechanizmus sústreďovania kozmického prachu v polárnych oblastiach, najmä sedimentačné procesy vyskytujúce sa v sezónne rozpustených jazerách na ľadovcoch v blízkosti pobrežia. Proces sústreďovania častíc prebieha tak, že po spadnutí do priehlbiny ľad časticu uzavrie. Ľadovec potom pomaly tečie a unáša so sebou časticu k pobrežiu. Počas antarktického leta sa povrch ľadovca rozpustí a uvoľnené častice sa potom objavujú v plytkých bazénoch.
Nekonečné ľadové pláne poskytujú ideálny kontrast pri nálezoch tmavých meteoritov. Zdroj: https://expeditions.fieldmuseum.org
Pôvod antarktických meteoritov
Vedci sa snažili priradiť nálezy z Antarktídy k známym zdrojovým telesám v slnečnej sústave. Veľké mikrometeority vstupujúce do zemskej atmosféry sú v stavbe a mineralógii v porovnaní s materiálom reprezentovaným meteoritmi heterogénnejšie. Tesná súvislosť týchto materiálov s uhlíkatými chondritmi je vcelku akceptovaná. Značná časť asteroidov sa skladá z materiálu podobného uhlíkatým chondritom, takže mikrometeority s rozmermi 50 – 200 mikrometrov môžu reprezentovať vzdialené asteroidy.
Častice s rozmermi 100 – 200 mikrometrov sú z 85 percent sférického tvaru – chondritické kamene, chondritické sklá a železo-niklové sféruly a 15 percent tvoria pórovité materiály. Izotopická analýza obsahu uväznených inertných plynov, najmä neónu, potvrdzuje mimozemský pôvod pre značnú časť nepravidelných častíc a malú časť sférických častíc, pričom sa ukazuje, že časť svojho života strávili tieto častice v priestore ako samostatné mikrometeoroidy. Na základe porovnania so vzorkami mesačnej a marťanskej pôdy, ktoré na Zem doviezli kozmické sondy, sa bezpečne dokázalo, že niektoré antarktické nálezy pochádzajú z povrchov Mesiaca a Marsu.
Jeden z najväčších antarktických meteoritov s hmotnosťou 7,7 kilogramu bol nájdený medzinárodnou expedíciou zastrešenou Université Libre de Bruxelles (Brusel, Belgicko) v januári 2023. Zdroj: https://edition.cnn.com
V prospech záveru o kozmickom pôvode svedčí skutočnosť, že veľké antarktické mikrometeority nie sú kontaminované organickými zlúčeninami (s výnimkou bakteriálneho znečistenia) na rozdiel od častíc vybraných z modrého ľadu v Grónsku, ktoré sú kontaminované.
Keďže veľké koncentrácie antarktických meteoritov sa vyskytujú v malých oblastiach, tradičný geografický systém pomenovávania používaný pre meteority, ako napríklad meteorit Košice, nie je použiteľný. Antarktické meteority sú preto označované skratkou nejakého miestneho pomenovania (hory, zátoky a podobne) a číslom, ktoré sa skladá z roka objavu a poradia konkrétneho nálezu.
(af)
