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अंतरिक्ष से धूल हमारे बारे में क्या बताती है

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हर साल, पृथ्वी की सतह के प्रत्येक वर्ग मीटर पर अंतरिक्ष की धूल के लगभग 10 कण जमीन पर आते हैं। "इसका मतलब है कि वे हर जगह हैं। वे सड़कों पर हैं। वे आपके घर में हैं। यहां तक ​​कि आपके कपड़ों पर कुछ लौकिक धूल भी हो सकती है मैथ्यू गेन्ज, इंपीरियल कॉलेज लंदन के एक ग्रह वैज्ञानिक जो इन विदेशी धूल के दानों में माहिर हैं, जिन्हें माइक्रोमाईथोराइट्स के रूप में जाना जाता है।

छोटे पत्थरों की तरह गोल और बहुरंगी, माइक्रोइमोराइट्स उतने ही विशिष्ट हैं जितने कि वे सर्वव्यापी हैं, फिर भी वे 1870 के दशक तक नोटिस से बच गए, जब एचएमएस चैलेंजर अभियान कुछ ऊपर चढ़ाया प्रशांत महासागर के नीचे से। (भूमि पर, स्थलीय धूल का संचय, ब्रह्मांडीय प्रकार से डूब जाता है और छिप जाता है।)

एक सदी के लिए, वैज्ञानिकों ने सोचा था कि समुद्र के किनारे पर पाए जाने वाले अजीब गोला बड़े उल्काओं की पिघली हुई सतहों को गिराते थे क्योंकि वे वायुमंडल से दुर्घटनाग्रस्त हो गए थे। वास्तव में, ब्रह्मांडीय धूल अंतरिक्ष चट्टानों से सैकड़ों मिलियन मील दूर तैरती है, जिससे छोटे संदेश प्रभावित होते हैं।

30 वर्षों के लिए, गेन्ज उन संदेशों को, एक बार में एक दाने को नष्ट कर रहा है।

उन्होंने अपने करियर की शुरुआत अंटार्कटिका में माइक्रोमीटराइट्स के एक नए नए स्रोत के रूप में की थी। तेज हवाओं के चलने से सांसारिक मलबे को हटाने में मदद मिलती है, जिससे बर्फ में दर्ज धूल का 10% हिस्सा अंतरिक्ष से आता है। "मुझे बहुत आसान सामान करने के लिए मिला," गेन्ज ने कहा, जैसे कि "वे किस चीज से बने हैं, वे क्या दिखते हैं, विभिन्न प्रकार क्या हैं।" तब से, वह और अन्य माइक्रोमीटर विशेषज्ञ - एक छोटा सा पर्याप्त समुदाय जिसे वह "उनमें से अधिकांश के बच्चों को जानता है" - ने धूल से बहुत अधिक जानकारी प्राप्त की है। हाल ही में, गेन्गे ने अंतरिक्ष की धूल के संदेशों की व्याख्या की है, न कि इसकी उत्पत्ति के बारे में, बल्कि इसके गंतव्य के बारे में: पृथ्वी के इतिहास के विभिन्न बिंदुओं पर पृथ्वी।

द वायरी, गंजा ब्रिट अपने लंदन के बेडरूम में ज़ूम कॉल लेता है, एक बिस्तर, एक अलमारी और एक माइक्रोस्कोप के बीच निचोड़ा जाता है। वह प्रयोगशाला से माइक्रोस्कोप घर ले आया क्योंकि लॉकडाउन पिछले मार्च से शुरू होने वाला था, साथ ही साथ बहुत सारी धूल भी थी। जब हमने इस सर्दी में वीडियो चैट किया, तो गेन्ज ने अलमारी के एक बॉक्स से प्लास्टिक का जार पकड़ा और उसे कैमरे के सामने फेंक दिया। जार तावी गाद से आधा भरा हुआ था - अंटार्कटिक धूल, पृथ्वी से कुछ, कुछ अलौकिक। जैसा कि वह इसके माध्यम से छांटता है, गेन्ज 6626 मैटिगेन के एक कगार पर आ सकता है, जो मंगल के पास 8 किलोमीटर चौड़ा एक क्षुद्रग्रह है, जिसे उनके सम्मान में उनके नाम पर लौकिक धूल के अध्ययन में योगदान दिया गया था।

उनकी धूल भरी खोजों के बारे में हमारी बातचीत को स्पष्ट किया गया है।

क्या आपको हमेशा उल्कापिंड पसंद हैं? भूविज्ञान में आपकी रुचि कैसे हुई?

मुझे आर्थर सी। क्लार्क के रहस्यों की पुस्तकों के एक बच्चे के रूप में मोहित किया गया था। यही कारण है कि मुझे बहुत सारे सवाल पूछने के लिए प्रेरित किया। लेकिन जिस कारण से मैं भूविज्ञान के प्रति आकर्षित हुआ वह मुझे कला पसंद था। दो वर्ग थे, जिनमें मुझे बहुत सारी ड्राइंग करनी थी: एक था भूविज्ञान और दूसरा था कला। और जैसे ही मैं मैदान में बाहर गया और चट्टानों को खींचना शुरू किया और महसूस किया कि मैं अपनी कहानियों का इस्तेमाल जासूसी कहानियों के रूप में कर सकता हूं, उस चट्टान के निर्माण का काम करने के लिए, अतीत में लाखों वर्षों से घटी घटनाओं को देखने के लिए, मैं झुका हुआ था। । तब मैं पूरे रास्ते में भूविज्ञान था। [गेंज के लेखक हैं भूवैज्ञानिक फील्ड रेखाचित्र और चित्र: एक प्रैक्टिकल गाइड, 2020 में प्रकाशित हुआ।]

आपको विशेष रूप से अंतरिक्ष धूल में क्या आकर्षित किया?

खगोलविदों ने हमेशा सितारों और आकाशगंगाओं पर ध्यान केंद्रित किया है। वे वास्तव में खगोल विज्ञान के चमकीले स्पार्कलिंग बिट्स हैं जिन्हें हर कोई आकर्षित करता है। लेकिन वास्तव में, धूल खगोल विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण हिस्सों में से एक है, क्योंकि ठीक है, तारे वहां ऐसे तत्वों का निर्माण करते हैं जो अंततः ग्रह बनाते हैं, लेकिन यह धूल है जो तारों से ग्रहों तक उस सामान को पहुंचाती है। यदि यह धूल के लिए नहीं था, तो हमारा ब्रह्मांड एक सुंदर सांसारिक स्थान होगा: चारों ओर कुछ भी नहीं के साथ टिमटिमाते सितारे। धूल उन सभी ग्रहों के साथ, उन ग्रहों पर रहने वाली सभी चीजों के साथ तारों को जोड़ती है। यह धूल है कि जिम्मेदार है, अंततः।

हम क्या जानते हैं कि सांसारिक अंतरिक्ष की धूल कहाँ से आती है?

शुरुआत में, 1990 के दशक में, हमारे पास बहुत कम विचार था कि सौर मंडल में कौन सी वस्तुएं यह सब धूल पैदा कर रही हैं। धूमकेतु से आने वाली धूल से फ्रांसीसी बहुत उत्सुक थे; मुझे पता नहीं क्यों। हमने आखिरकार यह काम किया कि माइक्रोमीटर से बड़े पैमाने पर आदिम क्षुद्रग्रह आ रहे हैं। वे एक प्रकार के उल्कापिंड के समान होते हैं, जिन्हें कार्बोनेसस चोंड्रेइट्स कहा जाता है, जो सबसे आम प्रकार के क्षुद्रग्रह - कार्बन-असर "सी-टाइप" क्षुद्रग्रहों से आते हैं।

हम माइक्रोमीटर से क्या सीख सकते हैं जो हम उल्कापिंड से नहीं सीख सकते हैं, अगर वे दोनों मुख्य रूप से एक ही स्रोत से आते हैं?

हम बहुत कुछ सीख सकते हैं, जिस तरह से धूल को पृथ्वी पर पहुंचाना है। पृथ्वी पर एक उल्कापिंड प्राप्त करने के लिए, आपको इसे एक क्षुद्रग्रह से बाहर खटखटाना पड़ता है, और फिर यह अंतरिक्ष में चारों ओर तैरता है और इसकी कक्षा धीरे-धीरे बदल जाती है जब तक कि कक्षा पृथ्वी के पार नहीं जा सकती। यह काफी यादृच्छिक प्रक्रिया है।

जबकि छोटे छोटे धूल के कण, जब वे किसी क्षुद्रग्रह की सतह को नष्ट कर देते हैं या सतह को प्रवाहित करते हैं, तो वे अंतरिक्ष में चले जाते हैं, और सूर्य से प्रकाश उनकी गति को प्रभावित करता है। यह Poynting-Robertson light drag नामक एक बहुत ही शांत प्रक्रिया है; मुझे यह पसंद है क्योंकि यह विज्ञान-फाई लगता है।

यह प्रकाश ड्रैग मूल रूप से धूल के कणों को धीमा कर देता है, और यदि आप इसकी कक्षा में किसी वस्तु को धीमा करते हैं, तो यह अंदर की ओर बढ़ता है, इसलिए धूल धीरे-धीरे सूरज की ओर बढ़ता है। यह ग्रहों की कक्षाओं के माध्यम से चलता है, और इसे ग्रहों द्वारा बह जाने का एक उच्च मौका मिला है। तो पृथ्वी को धूल पहुंचाने के लिए यह तंत्र है जो उस तंत्र की तुलना में बहुत अधिक विश्वसनीय है जो चट्टान के बड़े हिस्से को बचाता है। उसकी वजह से, माइक्रोइमोराइट्स एक बेहतर नमूना है जो वास्तव में उल्कापिंडों की तुलना में सौर मंडल में है; वे आपको उल्कापिंडों की तुलना में बहुत अधिक क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं का अध्ययन करने की अनुमति देते हैं।

लेकिन निश्चित रूप से माइक्रोलेरेटोराइट छोटे हैं; प्रत्येक माइक्रोमीटराइट आपको थोड़ी जानकारी प्रदान करता है, जबकि एक उल्कापिंड आपको अपने पूरे जीवन के लिए व्यस्त रखेगा यदि आप एक अच्छा खोजते हैं। इसलिए उल्कापिंड हमें कम संख्या में वस्तुओं के बारे में बहुत सी जानकारी प्रदान करते हैं, और माइक्रोमीटराइट्स बहुत सी वस्तुओं पर थोड़ी मात्रा में जानकारी प्रदान करते हैं। और इसलिए दोनों एक साथ काम करते हैं।

धूल का यह निरंतर प्रवाह पृथ्वी और अन्य ग्रहों को कैसे प्रभावित करता है?

यह हमारे ग्रह के इतिहास के माध्यम से हमारे ग्रह पर गिर गया है। यह मंगल पर गिरा है। यह शुक्र पर गिरा है। जीवन की उत्पत्ति को ब्रह्मांडीय धूल से कुछ करना पड़ सकता है, क्योंकि यह वास्तव में लेट बॉम्बार्डमेंट [लगभग 4 बिलियन साल पहले] के दौरान पृथ्वी के अधिकांश अक्षुण्ण अमीनो एसिड और कार्बनिक अणुओं को वितरित करता है। मंगल ग्रह पर, अगर मार्टियन मिट्टी में रहने वाला कुछ भी है, तो वह शायद माइक्रोमीटरोराइट्स खा रहा है क्योंकि यह मार्टियन सतह के लिए कार्बनिक सामग्री का मुख्य स्रोत है। आप मंगल की मिट्टी में निकेल की मात्रा को मापते हैं और यह कई प्रतिशत है, और यह निकल मुख्य रूप से माइक्रोमीटर से आता है। मैं उन्हें मंगल की सतह पर माइक्रोमीटर माइटीज़ के रूप में सोचना पसंद करता हूं।

यहां तक ​​कि इस समय पृथ्वी पर, पोषक तत्वों के वितरण के संदर्भ में, माइक्रोइमोराइट्स महत्वपूर्ण हैं। समुद्र के सबसे गहरे, सबसे दूरस्थ हिस्सों को जमीन से इतनी दूर हटा दिया जाता है कि उन्हें बहुत कम स्थलीय धूल प्राप्त होती है, और जीवित जीवों को जीवित रहने के लिए लोहे जैसे ट्रेस तत्वों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है। और वास्तव में दक्षिणी अटलांटिक और दक्षिणी महासागर के कुछ हिस्सों में पहुंचाए जाने वाले अधिकांश लोहे माइक्रोमीटर से आ रहे हैं।

आपने कहा है कि सौरमंडल में "क्या है" क्या आप इस बारे में बात कर सकते हैं कि क्षुद्रग्रह इतने विविध क्यों हैं? सभी सामानों से बने क्षुद्रग्रह और ग्रह क्यों नहीं हैं?

अगर हमें इसका सटीक उत्तर पता होता, तो मैं - अच्छा, वास्तव में, नहीं, मैं शायद अमीर नहीं होता। मैं प्रसिद्ध होता। थोड़ा सा।

तो यह थोड़ा बेकिंग जैसा है। आपको एक कटोरा मिलता है, आप इसे आटे से भरते हैं, और फिर आप चीनी को केंद्र में डालते हैं, और फिर आप इसे एक साथ मिलाते हैं। और जैसा कि आप मिश्रण करते हैं, चीनी धीरे-धीरे कटोरे में बाहर की ओर बढ़ती है और आटे के साथ मिश्रित होती है। इसलिए समय के साथ रचना बदलती है। हमारा सौर मंडल बिग बैंग के बाद से निर्माण कर रहे रासायनिक तत्वों के मिश्रण से बना है।

जब हम उल्कापिंड और माइक्रोमीटर को देखते हैं तो हम क्या करने का लक्ष्य रखते हैं, इन विभिन्न घटकों को देखना और यह तय करना है कि वे अपने इतिहास के पुनर्निर्माण के लिए डिस्क में कहां बने हैं। 3-मिलियन-वर्ष के जीवनकाल में डिस्क कैसे बदल गई, किस ग्रह के दौरान बनी? यह समझना वास्तव में महत्वपूर्ण है, क्योंकि प्रत्येक ग्रह की प्रकृति उन सामग्रियों से निर्धारित होती है जो उस ग्रह को बनाने के लिए मिश्रण कटोरे में उस बिंदु पर जमा होती हैं। यह ग्रह पर जीवन होने या न होने के बीच अंतर हो सकता है। और यह समझना कि ये प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क कैसे काम करते हैं, हमें यह अनुमान लगाने की क्षमता देंगे कि विभिन्न तारों के आसपास के ग्रह क्या दिखते हैं और वे कैसे बनते हैं।

आपने यह भी दिखाया है कि माइक्रोमीटर हमें पृथ्वी के बारे में बता सकते हैं, क्या यह सही नहीं है?

हां, जिस तरह से पृथ्वी के वायुमंडल के साथ माइक्रोमाईराइट्स का मिश्रण होता है, वह हमें इस बात की जानकारी नहीं देता है कि वहां क्या हो रहा है, बल्कि यहां क्या है। अधिकांश धातु के कण पृथ्वी के वायुमंडल से अपने सभी ऑक्सीजन प्राप्त करते हैं जैसे वे आ रहे हैं; वे गर्म होते हैं और वे वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इसलिए जब आप अपने ऑक्सीजन समस्थानिकों को मापते हैं, तो उनकी ऑक्सीजन ठीक स्थलीय ऑक्सीजन से मेल खाती है।

मैंने प्रकाशित किया एक पेपर 2016 में एंडी टॉमपकिंस के साथ प्रकृति 2.7-अरब-वर्षीय माइक्रोमीटराइट्स पर, जो हमने ऑस्ट्रेलिया में लिमस्टोन में पाया। हमने माना कि उन गोलाकारों में सभी ऑक्सीजन पृथ्वी के वायुमंडल से आ रही हैं। और इसलिए यह आपको अतीत में पृथ्वी के वायुमंडल को मापने का एक तरीका देता है, और यह उन तरीकों की तुलना में बहुत अधिक प्रत्यक्ष है, जो भूवैज्ञानिक कर रहे हैं - क्रिस्टल कार्बोनेट को देखकर जो कि महासागर के तल पर बढ़ता था। वहां, आपके पास वास्तव में जटिल प्रक्रिया है; आपको यह पता लगाना होगा कि उस गहराई में पानी में कितनी ऑक्सीजन थी, जो सतह के पानी और फिर पृथ्वी के वायुमंडल से संबंधित है। यह वास्तव में मुश्किल है।

जबकि यदि आप 10 सेकंड के दौरान वायुमंडल में धातु के टुकड़े को गर्म कर रहे हैं, तो आपको ऑक्सीजन का तात्कालिक अवशोषण मिलता है, जो जमीन से कई किलोमीटर ऊपर है - पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल की संरचना को मापने का शानदार तरीका। और इतना ठंडा, साथ ही, कि आप चट्टानों पर जा सकते हैं, अंतरिक्ष धूल के इन छोटे बिट्स को इकट्ठा कर सकते हैं, और वे आपको अतीत में पृथ्वी के वातावरण के बारे में बता सकते हैं। कितना मजेदार था वो? महान बात यह है कि न केवल पृथ्वी पर: यदि एक दिन हमें मंगल ग्रह पर माइक्रोलेरेटोराइट मिलते हैं, तो हम मंगल के वातावरण के इतिहास का अध्ययन कर सकते हैं।

वाह। तो पृथ्वी के प्राचीन वायुमंडल के बारे में प्राचीन माइक्रोमीटर ने हमें क्या बताया?

उस बिंदु तक, लोगों ने माना कि 2.7 अरब साल पहले पृथ्वी के वातावरण में बहुत कम ऑक्सीजन था। ऑस्ट्रेलिया में पाए जाने वाले उन माइक्रो-माइटोराइट्स के कारण, अब हम जानते हैं कि यह गलत था; वास्तव में बहुत सारी ऑक्सीजन थी, भले ही इसे कार्बन डाइऑक्साइड में बांधा गया हो।

मैंने ऐसे भूखंड देखे हैं जो पृथ्वी के इतिहास में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर का पता लगाते हैं और दिखाते हैं कि वे स्तर विकासवादी कूद और अन्य घटनाओं से कैसे संबंधित हैं।

एक मजेदार खेल यह है कि कई भूखंडों को देखें और देखें कि वे कितने अलग हैं।

ठीक है, इसलिए प्राचीन माइक्रोमीटराइट्स कुछ अधिक सटीक डेटा पॉइंट प्राप्त करने का एक तरीका है, ताकि हम पृथ्वी प्रणाली को बेहतर ढंग से समझ सकें।

पूर्ण रूप से। हम वास्तव में ऑस्ट्रेलिया से वापस आए हैं। हम और भी पुरानी धूल ढूंढना चाहते थे, इसलिए तीन साल पहले मैं पिलबारा में था और सांपों और विशाल मकड़ियों से बचते हुए वास्तव में पुरानी चट्टानों को घेर रहा था। हम लौकिक धूल की खोज के लिए बैग और चट्टानों के बैग के साथ वापस आए।

आप माइक्रोमीटर को खोजने के बारे में कैसे जाते हैं?

माइक्रोलेरेटोराइट्स के बारे में दुर्भाग्यपूर्ण चीजों में से एक मजेदार चीज के बारे में पांच मिनट लगते हैं। और फिर बाकी काफी सुस्त है - एक माइक्रोस्कोप को घूरते हुए हजारों घंटे। मैं अभी भी एक संग्रह पर काम कर रहा हूं जिसे मैंने 2006 में बनाया था जो मुझे इकट्ठा करने में पांच मिनट से कम समय लगा, अंटार्कटिका में एक मोराइन [एक ग्लेशियर द्वारा जमा चट्टानों और मलबे का संचय] में। इस मोराइन में धूल की एक परत थी, और मैंने इसे एक प्लास्टिक की थैली में डाल दिया था और मैं इस पर पिछले काम कर रहा था - यह कब तक है? - लगभग 15 साल।

मुझे लगता है कि कठिन हिस्सा यह जानना है कि स्कूप कहां है।

मेरे लिए भाग्यशाली है, मैंने अभी देखा कि मैं कहाँ गया था। मैं उल्कापिंड अभियान के लिए अंटार्कटिक खोज पर था और हम उल्कापिंडों के लिए इस नूनतक [एक ग्लेशियर से एक पर्वतारोहण] की खोज के कारण थे। जब हम वहां थे, मैंने नुनटाक के करीब इस मोराइन में जाने और देखने का फैसला किया कि क्या मुझे कोई माइक्रोमीटरिटोर मिल सकता है। मैं बस बर्फ से थोड़ा दूर चला गया था और बर्फ के नीचे बैठी इस प्यारी सी धूल भरी परत थी।

इसलिए मैंने अनुमान लगाया कि धूल में बहुत सारे माइक्रोलेरेटोराइट्स होने चाहिए, और मैं सही था। मैंने 6 किलोग्राम धूल एकत्र की, और मैं लगभग आधा रह गया हूं, और मुझे 3,000 से अधिक कण मिले हैं। और मैं शायद बहुत कम याद किया, भी। मौराइन में मुझे बाद में मिली सामग्री से पता चला कि यह कम से कम 700,000 वर्षों से धूल इकट्ठा कर रहा है।

तो आप कभी-कभी धूल के अपने थैले में लौटते हैं और कुछ और के माध्यम से छाँटते हैं?

मुझे बस इस बात की चिंता है कि किसी दिन गलती से कोई इसे फेंक देगा।

भूल सुधार: फ़रवरी 9, 2021
एक कैप्शन ने मूल रूप से पुस्तक से माइक्रोमीटर को वर्णित किया
माइक्रोमाटोराइट्स का एटलस जैसा कि अंटार्कटिका में पाया गया है। वास्तव में, वे नॉर्वे में पाए गए थे।

स्रोत: https://www.quantamagazine.org/matt-genge-uses-dust-from-space-to-tell-the-story-of-the-solar-system-20210204/

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