Tracing "Meteor Smoke" mit SOFIE
21 Jan. 2022
Eine kürzliche NASA-Mission könnte das Rätsel des „Meteorschmogs“ als Quelle eines Schlüsselelements gelöst haben.
Hochgelegene Nachtleuchtende Wolken, gesehen von der ISS. Bildnachweis: NASA
Beobachtet man den Nachthimmel lange genug, wird man unweigerlich einen sehen. An jedem beliebigen Abend ist es ein häufiger Anblick, einen Meteor lautlos vorbeigleiten zu sehen. Diese stammen aus uralten Staubströmen, die die Sonne umkreisen und von Kometen und Asteroiden hinterlassen wurden. Die Erde durchquert diese Ströme täglich und schneidet dabei einen 12.750 Kilometer breiten Tunnel auf ihrem Weg um die Sonne.
Wenn diese kosmischen Staubpartikel verglühen, lösen sie sich in der Erdatmosphäre auf. Dieser „Meteorschmog“ war bis vor Kurzem schwer zu untersuchen: der Großteil verbleibt hoch in der dünnen Atmosphäre und vermischt sich im Laufe der Zeit sanft mit den unteren Schichten. Ballon- und suborbitale Raketen-basierte Detektoren haben nur Hinweise auf seine Existenz geliefert.
In den letzten zehn Jahren konnte jedoch eine Mission eine erste Untersuchung dieser wenig bekannten Schicht durchführen. Das Solar Occultation for Ice Experiment (SOFIE) der NASA startete 2007 im Rahmen der Erdbeobachtungsmission Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM). Von seiner Position in der niedrigen Erdumlaufbahn aus blickt SOFIE auf die dünne Dämmerungsregion entlang des Erdrands, die von der Sonne beleuchtet wird. Dies ermöglicht die Beobachtung winziger schwebender Aerosolpartikel, die hoch in der Atmosphäre gehalten werden.
Dies erlaubt SOFIE auch, das Spektrum des schwer fassbaren Meteorschmogs zu erfassen und Schlüsselelemente wie Magnesium, Eisen, Silizium und Sauerstoff zu erkennen. Die Erde nimmt täglich zwischen 2 und 200 Tonnen Weltraumstaub und Material auf. Daten von SOFIE könnten Wissenschaftlern nicht nur helfen, diese Zahl zu präzisieren, sondern auch das Verständnis seiner Zusammensetzung zu verbessern.
„Dies war ein enormer Fortschritt, obwohl wir eine Reihe möglicher Antworten hatten“, sagt Mark Hervig (GATS Inc.) in einer kürzlichen Pressemitteilung. „Es gibt Fragen und Geheimnisse in unserer Atmosphäre, bei denen Meteorschmog eine Rolle spielen könnte… es ist wirklich Grenzwissen.“
Glücklicherweise haben Wissenschaftler eine weitere Vergleichsquelle: Meteorstaub, der in den hohen und trockenen Ebenen der Antarktis von einer kürzlichen Expedition der Universität Leeds im Vereinigten Königreich gesammelt wurde. Das auf dieser Untersuchung gesammelte Material bestand aus dem Mineral Olivin und enthielt dasselbe Verhältnis von Magnesium, Silizium und Sauerstoff, wie es in den SOFIE-Beobachtungen zu sehen ist.
Die Auswirkungen von Meteorschmog
Diese beiden Schlüsselmessungen ermöglichten es Wissenschaftlern, die Menge des täglich in die Erdatmosphäre eintretenden Materials auf etwa 25 Tonnen pro Tag zu reduzieren, was am unteren Ende der Skala liegt. Aber Meteorschmog könnte noch viele andere Rollen in der Umwelt spielen.
Eine davon ist die Bildung von hochgelegenen Nachtleuchtenden oder irisierenden Wolken. Diese sind bei Dämmerung in hohen Breiten hoch am Himmel zu sehen, und ihre Erscheinungen nehmen im Sommer zu. Wassermoleküle und Eis gelten als vermutete Quelle für Nachtleuchtende Wolken, die jedoch ein winziges Partikel benötigen, an dem sie haften und um das sie sich bilden können. Eine mögliche Quelle (neben Raketenabgasen von Starts) ist Meteorschmog. Das Auftreten von Nachtleuchtenden Wolken scheint im letzten Jahrhundert zuzunehmen, möglicherweise aufgrund der steigenden Feuchtigkeit in der Atmosphäre infolge des Klimawandels.
(Meteorschmog) auf dem Wasser
Meteorschmog könnte sogar eine Schlüsselrolle bei der Verbreitung von Leben auf der Erde spielen. Insbesondere benötigt der energieerzeugende Prozess der Photosynthese das Element Eisen zum Funktionieren… aber für Plankton im Meer ist Eisen oft knapp. Ein Teil dieses Schlüsselelements wird als Staub und Sand von den Wüsten der Erde herangeweht, doch kürzlich haben Wissenschaftler eine weitere Quelle für die Eisendüngung vorgeschlagen: den stetigen Niederschlag von Meteorschmog.
Diese kosmische Quelle könnte gerade das Schlüsselelement liefern, das das Leben auf der Erde antreibt. Ein faszinierender Gedanke, den man beim nächsten Mal bedenken sollte, wenn man eine nachziehende Rauchspur eines brillanten Boliden-Meteors am Nachthimmel sieht.
