No hace mucho tiempo, mis colegas y yo encontramos algunos micrometeoritos en la región de Pilbara en Australia Occidental. Lo que es realmente notable de ellos es que estos diminutos meteoritos pueden decirnos mucho sobre la química de la atmósfera de la Tierra hace 2,7 millones de años.
Y esta semana, nuestros hallazgos fueron el tema de un documento en la revista Nature.
Esto es muy emocionante para nosotros, porque de ser publicados en la revista Nature se ve como una especie de santo grial para los científicos de todas las disciplinas. Pero quizás lo más interesante es el de las escenas detrás de historia que condujo a nuestra publicación.
Itinerancia Pilbara
La historia comienza conmigo haciendo mi exploración una vez al mes a través de las mejores revistas en mi campo. Me encontré con un artículo de Tetsuji Onoue y sus colegas en la revista Geology.
Se habían recuperado 240 millones de años de edad micrometeoritos fósiles de una roca sedimentaria llamada sílex .
Pensé:
¡Wow eso es genial! ¿No sería interesante tratar de encontrar micrometeoritos más antiguos del mundo y los utilizan para estimar el flujo de polvo espacial a Tierra miles de millones de años atrás!
Un año más tarde, Lara Bowlt entró en mi oficina al final del tercer año de su grado de ciencias de la tierra en busca de un proyecto de investigación honores. Lara se rasgó entre hacer un proyecto enfocado a la industria de minerales, que ella creía que podría ayudar a conseguir un trabajo, y siguiendo su interés en los meteoritos y la ciencia planetaria. Por suerte, ella eligió la segunda opción.
Para encontrar los micrometeoritos más antiguos nunca, tuvimos que utilizar un poco de lógica básica Geoscience. Micrometeoritos caen constantemente a la Tierra. Son los restos de meteoros (estrellas fugaces) que se pueden ver en cualquier noche de la semana.
Algunos de esos meteoros terminan partículas diminutas - como micrometeoritos - que la tierra en cualquier lugar de la superficie de la Tierra. Ellos pueden ser recogidos desde el techo de su casa, por ejemplo, y los científicos pueden recuperarse fácilmente desde el fondo del océano arrastrando un imán en la parte inferior, ya que muchos son magnéticos.
Debido a que están constantemente cayendo a la Tierra, los sedimentos que se acumula muy lentamente tendrán una mayor abundancia de micrometeoritos. Las rocas sedimentarias más antiguas de Australia se encuentran en la región de Pilbara en Australia Occidental, por lo que decidimos ir allí para las muestras. También decidimos apuntar piedra caliza roca sedimentaria, porque esto puede ser disuelto fácilmente en un ácido suave, dejando atrás los micrometeoritos.
Lara y yo volamos a Port Hedland. A partir de ahí, pasamos varios días conduciendo en un 4WD, acampar en tiendas de campaña y el muestreo de 2.7 mil millones años de edad, piedra caliza. Hemos recogido grandes bloques sólidos con láminas muy finas y rectas, lo que indica la acumulación de sedimentos muy lento en un entorno tranquilo.
De vuelta en Melbourne, Lara cortar la corteza resistido la parte exterior de los bloques de piedra caliza, antes de machacar el interior protegida de la intemperie en pequeños fragmentos.
Con la ayuda de Sasha Wilson , la piedra caliza triturada entonces fue bañado en cubas de ácido suave durante unas semanas, mantiene constantemente cubierto para evitar la contaminación de los micrometeoritos modernas. Lara continuación, utiliza un separador magnético y recogida a mano bajo un microscopio para separar lo que ella pensó que podría ser micrometeoritos desde el residuo.
Después de usar un microscopio electrónico para ver los detalles finos en la superficie de las partículas extraídas, me dieron un mensaje muy emocionados de Lara:
Oh Dios mío, creo que hemos encontrado algunos !!!!!!!!!!!!
revelaciones atmosféricos
Se estableció contacto con especialistas de micrometeoritos Matt Genge en el Imperial College de Londres, quien confirmó que habíamos encontrado de hecho un número de micrometeoritos.
Estos eran en su mayoría micrometeoritos de tipo I, que se formó cuando las partículas de tamaño de arena de hierro metálico flotando en el espacio entró en la atmósfera de la Tierra se mueve a velocidades muy altas (más de 43.000 km / h), haciendo que se funden y forman esferas.
Una de las cosas curiosas que resaltar sobre los micrometeoritos de tipo I es que se componen principalmente de los minerales de óxido de hierro, con el metal conserva en algunos ejemplos. La tripulación de la mineralogía - Sasha y Helen Marca - utiliza artilugios de fantasía tales como el Sincrotrón de Australia para confirmar proporciones minerales.
Este fue un resultado sorprendente, porque en general se cree que la atmósfera de la Tierra hace 2,7 millones de años contenía muy poco oxígeno.
Me di cuenta de que esto significaba que los micrometeoritos habían reaccionado con una banda estrecha de la atmósfera superior durante el breve período en que estaban sobrecalentado, oxidado y al entrar en la atmósfera. Esto habría ocurrido en aproximadamente 90 a 75 km cuando la altitud.
Así que esta fue la primera muestra de la antigua atmósfera de la Tierra desde hace 2,7 millones de años!
Matt generado un modelo matemático de la cantidad de oxígeno tendría que estar presente en la atmósfera antigua para hacer que los cambios observados en los minerales micrometeoritos.
Este modelo sugiere que la concentración de oxígeno en la atmósfera superior tendría que estar cerca de las concentraciones de hoy en día para explicar las observaciones. Jeremy Wykes y respaldada esto mediante la evaluación de los efectos del CO2 y CO en la oxidación.
Esto fue inicialmente una sorpresa, ya que está ampliamente aceptado que la atmósfera inferior de la Tierra contenía menos de 0,001% de O2 antes hace unos 2,3 millones de años.
Pero, curiosamente, nuestros resultados un tanto confirmaron las predicciones de los químicos atmosféricos. Estos científicos han generado una serie de modelos de la estructura química de la atmósfera antigua, basado en la composición de los gases emitidos por los volcanes y el conocimiento de que la luz ultravioleta del sol rompe las moléculas de gas como el CO2 en moléculas más pequeñas como el CO y O2.
Se habían predicho de oxígeno elevada en la atmósfera superior en este momento, causada por la descomposición inducida por UV de CO2. Aunque nuestros resultados sugieren un poco más alto de O2 y CO menos de lo que habían predicho.
Así que un poco de ciencia puramente impulsada por la curiosidad se había identificado una nueva forma de estudiar la química de la atmósfera superior de la antigua Tierra. Y todavía hay mucho más que hacer de aquí!
Como epílogo de esta historia, resulta que la curiosidad no mató al gato; Lara consiguió un gran trabajo como geólogo de exploración, que es exactamente lo que quería.
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