Мониторинг выпадения микрометеоритов в центральной Антарктиде

Предложен и реализован новый подход к составлению коллекций микрометеоритов (ММ) фильтрованием свежевыпавшего снега из чистых зон континентальной Антарктиды. Две коллекции были собраны вблизи антарктической станции Восток с мая по сентябрь 2017 года и в январе 2024 года, соответственно. Коллекция 2017 года исследована на сканирующем электронном микроскопе с приставкой элементного анализа. В исследованиях найдено порядка 200 магнетитовых сфер диаметром от 2 до 70 мкм. Сферы имеют не равномерное распределение по времени выпадения с кратковременным и интенсивным пиком числа найденных частиц в период 27- 28 июля. Среднее число сфер в пиковый период 27- 28 июля составляет 53 шт/сбор, тогда как среднее число в другие дни сбора – 4,2 шт/сбор. Топологический и элементный анализ собранного материала, метеорологических данных, антропогенных и естественных источников позволяет сделать вывод о вероятном метеорном происхождении магнетитовых сфер.

Источником выпадающих на Землю ММ, являются астероиды и кометы. Негравитационные силы (радиационное давление, сопротивление Пойнтинга- Робертсона, силы Лоренца) отодвигают орбиты частиц от их родителя, пока они не образуют фоновое межпланетное облако. Микрочастицы межпланетного облака находится в неустойчивом состоянии и первоначальное распределение частиц по траекториям и размерам непрерывно меняется в результате столкновений, дезагрегации и сублимации.

Пик числа найденных в коллекции 2017 года ММ совпадает с метеорным потоком Южных Дельта- Акварид (SDA), из чего можно предположить, что найденные частицы принадлежат этому потоку. Однако небольшое расчетное увеличение потока ММ за счет метеоров SDA не соответствует наблюдаемому колоссальному превышению числа частиц в пике над средним значением (более чем в 10 раз).

Другим объяснением пика выпадения ММ является возмущение магнитным штормом резонансных орбит, проходящих вблизи Земли. Часть микрочастиц зодиакального облака захватывается резонансами среднего движения, связанными с Землей (Ueda 2017, Reach 2010). Резонансные орбиты обладают устойчивостью и накапливают частицы до тех пор, пока достаточно сильное возмущение не выводит орбиты из резонансного состояния. В такой момент происходит выпадение метеороидов на Землю. Существуют предсказания влияния выпадения межпланетной пыли на погоду на Земле (Ermakov, 2006), но до сих пор мониторинг выпадений ММ не велся и для экспериментальной оценки такого влияния данных недостаточно.

Предложенный альтернативный подход к отбору образцов коллекции позволяет предоставить информацию о конкретном космическом событии пикового выпадения ММ и, таким образом, определить влияние флуктуаций выпадения космической пыли на погодные явления на Земле.

Ueda, T., Kobayashi, H., Takeuchi, T., Ishihara, D., Kondo, T., & Kaneda, H. (2017). Size dependence of dust distribution around the earth orbit. The Astronomical Journal, 153(5), 232.

Reach, W. T. (2010). Structure of the Earth’s circumsolar dust ring. Icarus, 209(2), 848-850.

Ermakov, V., & Stozhkov, V. O. Y. (2006). Influence of zodiac dust on the Earth’s climate. In Proceedings of 20th European Cosmic Ray Symposium, Lisbon.