地球にはダストの蓄積問題がありますか？
推定値は、宇宙塵と隕石が毎日地球の大気に入る量によって異なりますが、衛星データと隕石の落下の外挿から作成された推定値では、5〜300メートルトンの範囲です。実際のところ、誰も確かに知っているわけではありません。また、これまでのところ、実際に調整するための取り組みはありません。しかし、地球大気中の宇宙粉塵（CODITA）と呼ばれる新しいプロジェクトの提案は、地球にどれだけの物質が衝突するか、および大気にどのように影響するかについて、より正確な推定を提供します。
「私たちには難問があります。どれだけの粉塵が入ってくるかの見積もりは、100分の1の幅で異なります」と、英国のリーズ大学のジョンプレーンは言いました。 「CODITAの目的は、この大きな不一致を解決することです。」
スペースは空であると考えていますが、太陽と木星の間のすべての物質が一緒に圧縮されると、25 kmの月が形成されます。
では、惑星の形成からの残骸、彗星や小惑星の衝突による破片など、どれだけのものがこの地球に出会うのでしょうか。衛星観測では、100〜300メートルトンの宇宙塵が毎日大気に侵入していることが示唆されています。この数値は、極域の氷コアと、イリジウムやオスミウムなどの宇宙塵に関連する希少元素の深海堆積物における蓄積率から得られます。
しかし、他の測定–流星レーダー観測、レーザー観測、高高度航空機による測定など–は、入力が1日あたり5メートルトンまで低くなる可能性があることを示しています。
違いを知ることは、気候変動や夜間の雲、オゾンや海洋の化学などの理解に大きな影響を与える可能性があります。
「粉塵の投入量が1日あたり約200トンの場合、粒子は一般に信じられているよりもかなり速く中層大気を通過して輸送されます」とPlane氏は述べています。 「5トンの数値が正しければ、ダストが太陽系でどのように進化し、中層大気から地表へと輸送されるかについての理解を大幅に修正する必要があります。」
ダスト粒子が地球に近づくと、それらは大気中に非常に高速で進入します。それらは、太陽の周りの地球の動きと同じ方向に周回しているか、反対に周回しているかに応じて、毎時38,000〜248,000 kmです。粒子は空気分子との衝突により非常に急速に加熱され、摂氏1,600度をはるかに超える温度に達します。直径が約2ミリメートルを超える粒子は目に見える「流れ星」を生成しますが、大気に入るほこりの粒子の質量のほとんどはこれよりはるかに小さいと推定されているため、特殊な流星レーダーを使用してのみ検出できます。
ダスト粒子の蒸発から大気中に注入された金属は、気候変動に関連するさまざまな現象に関与しています。
「宇宙塵は、地球の大気中で最も高い雲である「夜光性」の雲の形成に関連しています。ダスト粒子は、雲の氷の結晶が形成される表面を提供します。これらの雲は夏の間に極地で発達し、気候変動の指標であるように見えます」と飛行機は言いました。 「ダストからの金属は、成層圏のオゾン化学にも影響を与えます。存在するダストの量は、地球温暖化を相殺するために硫酸エアロゾルを増加させるためのあらゆる地球工学の取り組みにとって重要です。宇宙塵はまた鉄で海を肥沃にします、そしてそれは海洋の植物プランクトンが気候関連のガスを放出するので潜在的な気候フィードバックを持っています。
CODITAチームはまた、実験施設を使用して、問題の最もよく理解されていない側面のいくつかに取り組みます。
「実験室では、宇宙塵の蒸発の性質と、氷の核生成と極成層圏雲の凍結に役割を果たす気象煙粒子の形成について調べています」とPlane氏は述べています。 「結果は大気全体の化学気候モデルに組み込まれます。これにより、初めて、外部の太陽系から地球の表面まで一貫して宇宙塵の影響をモデル化することが可能になります。」
CODITAは、今後5年間で粉塵の投入量を調査するために、欧州研究評議会から250万ユーロの助成金を受け取りました。 Planeが率いる国際チームは、英国、米国、ドイツの20人以上の科学者で構成されています。 Planeは今週英国で開催されたNational Astronomyミーティングでプロジェクトに関する情報を発表しました。
出典：Jodrell Bank Center for Astrophysics
