Mikrometeoritokból olvashatjuk ki az ősi légkör összetételét

Bolygónkat naponta mintegy 50 tonna, űrből érkező anyag gazdagítja, s ennek elsöprő többsége a milliméternél is jóval kisebb szemcséket jelenti. A légkört elérő mikrometeorok nagy méretű társaikhoz hasonlóan sokféle összetételűek lehetnek, egy csoportjuk magas fémtartalmú – egy új kutatás ezeket hívta segítségül.

E vasban gazdag, kozmikus eredetű mütyürök a légkörön áthaladva felforrósodnak, megolvadnak, oxidálódnak, a légköri oxigén pedig beépül a szerkezetükbe. A felszínre hullott mikrometeoritok azután az üledékekbe, majd üledékes kőzetekbe épülve évmilliókon át időkapszulaként őrzik az egykori légkör összetételét, a kristályaikba épült oxigénizotópok formájában.

Az, hogy a légkörben melyik oxigénizotóp milyen arányban van jelen, a felszíni folyamatoktól függ, így például az élettevékenységtől (fotoszintézis) vagy épp a szén-dioxid mennyiségét befolyásoló más eseményektől.

A Göttingeni Egyetem szakemberei és munkatársaik mintegy száz kilónyi, különböző földtörténeti korokból származó üledékes kőzetet vizsgáltak át. Az ezekbe beágyazódott mikrometeoritok – kilónként átlagosan egy szemcse – további vizsgálata tárta fel a részleteket. Az eredmények a Communications Earth & Environment folyóiratban láttak napvilágot.

A német kutatók nemrégiben egy újonnan kifejlesztett módszert alkalmaztak az efféle mikroszkopikus méretű meteoritok pontos összetételének vizsgálatára. Korábban ennyire picike mintákat nem lehetett elemezni. Az oxidokban lévő egyes izotópok (az oxigén 16-os, 17-es és 18-as izopjai) aránya a mikrometeorit hullása idején volt légköri arányokat tükrözi.

Emellett a korabeli szén-dioxid mennyiségén keresztül az egykori fotoszintézisre is következtetni lehet belőlük. A kutatók ehhez modellszámításokat alkalmaztak.

A vizsgálatok során 100 darab vastartalmú mikrometeoritot elemeztek, és e munka során legfontosabb volt azt kideríteni, hogy valóban a légköri oxigénnel van-e dolguk. A lehullott mikrometeoritokat szennyezheti például a vizekben lévő oxigén, márpedig a kék bolygón mindenütt van víz.

A vizsgálatok során kiderítették, hogy a víz okozta átalakulásokat az tükrözi, hogy a mikrometeoritokban van-e mangán. Ennek az az oka, hogy a Földön kívüli anyagokból szinte teljesen hiányzik ez a fém, vagyis, ha van benne, azt a Földön kapta.

Sajnos a száz mikrometeoritból csupán 4 példány volt érintetlen, mangánmentes. A 87 millió éve a késő kréta időszakban, valamint a 9 millió éve a miocén időszakban hullott apróságok arról tanúskodtak, hogy akkoriban 250-300 ppm (milliomodrésznyi) volt a légköri szén-dioxid aránya. (A jelenkori arány 420 ppm.)

Ezek az adatok összecsengenek a más módszerekkel mért adatokkal, azonban nem túl pontosak. A módszer viszont működőképes, és remélhetőleg még lehet rajta javítani a jövőben, hogy még finomabb részletekre derüljön fény.

A mikrometeoritok segítségével, ha eléggé nagy mennyiségben sikerül begyűjteni őket a kőzetekből, olyan időszakok légköri összetételét is ki lehet majd olvasni, amikor jelen tudásunk szerint szokatlanul magas volt a szén-dioxid mennyisége. Minél nagyobb mennyiségű érintetlen minta áll rendelkezésre, annál pontosabb lesz a kiolvasott adat is. E módszerrel olyan korokba is visszapilllanthatunk, amelyekre más módon egyelőre nem sikerült.