Космическая пыль в Океане

Метод космического трассера - нестандартный метод датирования

Все известные прямые методы датирования основаны на закономерностях радиоактивного распада. В ФТИ им.А.Ф.Иоффе РАН был предложен новый прямой метод, основанный на измерении в осадочных породах концентрации космической пыли, выпадающей на Землю [5]. Можно показать, что скорость роста r, плотность потока пыли F, концентрация пыли k и плотность породы связаны соотношением

F = rk (3)

Учитывая, что площадь поверхности Земли S = 5,1*10¹⁸ см², выражение (3) позволяет определить скорость аккреции космической пыли Землей R = F*S, если скорость роста осадочной породы r, ее плотность и содержание космической пыли k известно. Заметим, важной особенностью выражения (3) является то обстоятельство, что оно не содержит линейного размера (толщины) образца l (в отличие от выражений (2)). А это значит, что использование (3) на практике не предполагает априорного непременного условия постоянства скорости роста. Более того, выражение позволяет исследовать вариации скоростей роста осадочных пород, измеряя величину r последовательно в слоях образца.

Как определить концентрацию (содержание) космической пыли в исследуемом образце? Решением задачи может быть следующее: 1) использовать отличие космической и земной распространенности элементов и изотопов. Были использованы в качестве индикаторов "космичности" Ni, Fe, Co, Os, Ir и др.; 2) использовать различие физических свойств космических пылинок и земных. Признаком космичности пытались считать сферичность формы частиц (так называемые сферулы), темную окраску поверхности, магнитность, размеры частиц.

В результате огромной проделанной работы скорость аккреции разными авторами была определена по-разному. Разброс значений лежит в диапазоне (10³-10⁹) тонн/год, т.е. разброс составляет 6 порядков, а это означает, что использованными методами задача не решается. Таким образом, выражение (3) формально позволяет находить скорость роста r осадочных пород, а фактически с приемлемой для практики точностью это сделать нельзя из-за громадной неопределенности величины k - концентрации космической пыли. И в этом геохронологическом направлении описываемый способ не применялся, пока не был найден способ более однозначного определения параметра k [5].

Солнечный ветер

Солнечная корона непрерывно расширяется в космическое пространство. Это истечение коронарной плазмы называется солнечным ветром. Средняя скорость истечения, измеренная вблизи Земли, составляет 400 км/с, а корпускулярный поток ~ 3*10⁸ ион/см²с. Основная часть потока - это протоны. Ядра гелия ( -частицы) занимают второе место по распространенности ~ 10⁷ /см²с. Однако, солнечный ветер практически не проникает в атмосферу Земли из-за экранирующего действия земной магнитосферы. Но космические пылинки, Луна и др. тела солнечной системы, не имеющие магнитной защиты, интенсивно облучаются солнечным ветром. Корпускулы солнечного излучения внедряются в поверхность облучаемых тел. Концентрация внедренных (имплантированных) частиц может достигать очень большой величины, например, по изотопу ⁴He концентрация имплантированного гелия составляет величину ~ 1 см²/г (для пылинок микронных размеров). Изотопный состав солнечного ветра для ряда элементов хорошо известен из экспериментов с мишенями, облученными в космосе, и из результатов исследования образцов лунного грунта, доставленного на Землю. В частности, для солнечного гелия характерно отношение изотопов ³He/⁴He = 3,7*10^-4. Важной особенностью солнечного гелия является то обстоятельство, что он обогащен легким изотопом ³He на много порядков больше, чем терригенный гелий, для которого характерно отношение ³He/⁴He ~ 10^-8 - 10^-7. Терригенные пылинки представляют основной строительный материал осадочных пород [1]. Измерения показывают, что глубоководные океанические илы за счет аккумулирования космической пыли имеют характерные изотопные отношения ³He/⁴He ~ 10^-5, а это означает, что не менее 99% ³He в осадочных породах имеет "солнечное" происхождение и транспортированы в осадочные породы космическими пылинками. Это обстоятельство позволяет с хорошей точностью определять концентрацию космической пыли k в образцах осадочных пород. Характерный порядок величины k ~ 1 мкг космической пыли в грамме породы. Таким образом, появляется возможность определить скорость аккреции космической пыли Землей.

далее>>