Leise rieselt der kosmische Staub – Citizen Science auf dem Hausdach

Nicht nur Schnee und Regen rieseln auf uns zurzeit hernieder. Auch jede Menge extraterrestrisches Zeug. Und das meiste (zum Glück) nicht in Form größerer Brocken – sondern als Staub. Genau genommen hat die Akkretion nie aufgehört, unser Planet wächst immer noch ein wenig.

Die feinste Fraktion, die Interplanetary Dust Particles (IDP), wurden hier schon öfters erwähnt. Sie stammen von Kometenschweifen, oder Kollisionen von Asteroiden untereinander. Größe – so maximal ein paar µm. Etwas größer sind die Mikrometeorite (MM). Die füllen die Lücke zwischen den ‚richtigen‘ Meteoriten, und eben den IDP, von sagenwirmal ein paar zehn Micron (es gibt da einen Überlapp nach unten hin) bis in die Größenordnung von Millimetern. Schöner, umfassender Artikel über kosmischen Staub an sich von Amaya Moro-Martin hier für lau auf ArXiv. Während die IDP ein ziemlich großes wissenschaftliches Interesse auf sich ziehen, werden die Mikrometeorite eher stiefmütterlich behandelt.

Ein Grund ist, dass die MM beim Eintritt in die Atmosphäre oft genug aufgeheizt werden, um teilweise oder gar ganz aufzuschmelzen. Das vermindert natürlich den wissenschaftlichen Nutzen eines großen Anteils der MM. Gutes Paper von Kohout et al. hier auf ArXiv, und eine schöne Webseite mit Elektronmikroskop-Bildern hier. Außerdem sind die Teile schwer einzusammeln. Während IDP eher gemächlich in der Stratosphäre treiben (gut, nicht ganz – auch sie werden ordentlich erhitzt), so dass sie von hochfliegenden Flugzeugen in einigermaßen nutzbarer Form eingesammelt werden können, dringen die MM direkt zur Erdoberfläche durch. Und da sind so kleine Teilchen halt nur schwer im Staub zu erkennen. Deshalb werden MM in der Regel an den Polen gesammelt – indem große Eismengen aufgeschmolzen werden, übrig bleiben dann halt auf dem Boden der Schmelzwasserblase die MM. Alternativ werden auch MM in Bohrkernen von Sedimenten gefunden. Wo kommen die MM denn her? Wahrscheinlich da, wo auch die großen Meteorite herkommen. Die Zusammensetzungen sind ähnlich derer der kohligen Chondriten und den gewöhnlichen Chondriten.

Im Journal Geology erschien jetzt ein interessantes Paper zum Thema. Matt Genge vom Imperial College (und dem Natural History Museum) zu London samt Mitstreitern präsentieren in An urban collection of modern-day large micrometeorites: Evidence for variations in the extraterrestrial dust flux through the Quaternary (hier für Lau dank Open Access) eine neue Variante, um an die Mikrometeoriten zu kommen. Und die hat es in sich – man holt sich die Teilchen aus Dachrinnen.

Was ist dann der Vorteil, die Teile von Dächern zusammenzukratzen? Da wäre eine bessere zeitliche Auflösung. Anstatt in einer Eisschicht kann man viel genauer abschätzen, wann die Mikrometeorite gefallen sind. Und man kann natürlich auch Variationen in den Fällen beobachten. Und dann gibt es eine verbesserte Statistik – man kennt das abgeschabte Gebiet, kann also viel besser modellieren was zeitlich so runterfällt.

Was kam also rüber? Die MM stammen vor allem aus Dachrinnen in Oslo und Paris. Die Gesamtfläche, die damit abgedeckt wurde, war 30000 Quadratmeter, und dabei kamen erst mal 300 Kg an Dachsiff zusammen, die sich seit mindestens 6, maximal 50 Jahren angesammelt haben.  Wie findet man die winzigen Brösel unter dem anderen Siff, der sich auf Dächern schnell ablagert? Wir reden schließlich von der Stecknadel im Heuhaufen. Ein Teil der MM lässt sich per Magnet abtrennen, andere müssen visuell unter dem Mikroskop oder Binokular identifiziert werden (erkennt man als glasige Kügelchen. Mehr dazu hier). 48 von 500 gefundenen MM wurden per Elektronenstrahl-Mikrosonde auf ihre Chemie und Mineralogie untersucht.  Es handelt sich um den S-Typ, dominiert hier vom allgegenwärtigen Olivin, einem eisen/magnesiumhaltigen Silikat, das einfach überall vorkommt. Eingebettet sind die Minerale in ein silikatisches Glas. Die errechnete Fallrate (2 pro Quadratmeter im Jahr) passt gut zu der aus anderen Vorkommen errechneten. Dafür unterscheidet sich die Art der MM im Vergleich zu denen vom Südpol. Noch besser, der unterschiedliche Mineralbestand in den Gruppen lässt Rückschlüsse auf Temperatur beim Eintritt in die Atmosphäre zu, was wiederum auf unterschiedliche Orbite der MM vor dem Fall andeutet. Und das muss irgendwie erklärt werden.

Ein weiterer Aspekt ist der der Citizen Science – also des einbeziehens von Bürgern in die Forschung. Auf die Idee für das Ganze kam nämlich der Norweger Jon Larsen. Und der war zunächst mal kein Wissenschaftler, sondern Musiker und Maler. Hier auch ein Link zur schön bebilderten Webseite Jon Larsen.

 

 

Mein Interesse an Planetologie und Raumforschung begann schon recht früh. Entweder mit der Apollo/Sojus Mission 1975. Spätestens aber mit dem Start der Voyager-Sonden 1977, ich erinnere mich noch wie ich mir mein Leben in der fernen Zukunft des Jahres 1989 vorzustellen versuchte, wenn eine der Sonden an Neptun vorbeifliegen würde.Studiert habe ich dann Mineralogie in Tübingen (gibt es nicht mehr als eigenständiges Studienfach). Anstatt meinen Kommilitonen in die gängigen Richtungen wie Keramikforschung zu folgen, nahm ich meinen Mut zusammen und organisierte eine Diplomarbeit über Isotopenanalysen von Impaktgestein aus dem Nördlinger Ries Einschlagkrater. Dem folgte dann eine Doktorarbeit über primitive Meteorite in Münster.Nach 10 Jahren als PostDoc in verschiedenen Ecken der Welt arbeite wieder am Institut für Planetologie in Münster, an Labormessungen für die ESA/JAXA Raumsonde BepiColombo, die demnächst zum Merkur aufbrechen wird.Mein ganzes Arbeitsleben drehte sich bisher um die Untersuchung extraterrestrischer (und damit verwandter) Materialien: Gesteine aus Impaktkratern, die ganze Bandbreite Meteoriten (von den ganz primitiven Chondriten bis hin zu Marsmeteoriten). Zu meiner Forschung gehören auch Laborexperimente, in denen Vorgänge im frühen Sonnensystem nachgestellt wurden.Mein besonderes Interesse ist, die Laboruntersuchungen von extraterrestrischem Material mit Fernerkundungsdaten (im Infrarot) zu verknüpfen. Das vor allem mit Daten aus der planetaren Fernerkundung durch Raumsonden, aber auch mit Beobachtungen junger Sonnensysteme durch Teleskope.

9 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Beim Sternenstaub, der sich in Dachrinnen sammelt, verbinden sich Wissenschaft und Kunst aufs Schönste.
    Die automatische Identifikation von Mikrometeoriten im Dachrinnenstaub wäre zudem noch ein schönes Artificial-Intelligence-Projekt.

    Geduldig muss man jedoch auf alle Fälle sein, wenn nur 2 Mikrometeoriten pro Jahr auf einen Quadratmeter herunterrieseln. Anstatt Privathäuser sollte man sich wohl eher Häuser mit grossen Dachflächen für das EInsammeln von Mikrometeoriten aussuchen. Das ultimativ autonome Museum wäre dann wohl ein Mikrometeoritenmuseum mit einer Dachfläche von einigen tausend Quadratmetern, welches automatisch aus seinen Dachrinnen die Austellungsstücke – die Mirkometeoriten – herausfischt und seinen Besuchern präsentiert. Bei so einer grossen Dachfläche würden jeden Tag mindestens ein paar neue Mikrometeoriten dazukommen und man könnte in Grossfotografien die Wände mit allen heruntergekommen und herausgefischten Mikrometeoritenaufnahmen dekorieren.

  2. Da werden Erinnerungen wach! *g*
    Lars Fischer hatte mir im Herbst von dieser Methode erzählt und meinte, das sei doch die Gelegenheit, meinen Kindern kleine Meteorite unter unserem Mikroskop anschauen zu lassen. Prima Idee!

    Die Dachrinne an unserem Haus ist vom obersten Balkon aus für mich sogar noch ohne Leiter zu erreichen. Ich lieh mir also von meinen Kindern den stärksten Magneten, der in ihren diversen Baukästen zu finden war, und führte ihn einmal der Länge nach durch die Rinne. Mit ein bisschen Glück, so dachte ich, würden sich doch bestimmt wenigstens zwei oder drei Kleinstmeteoriten finden lassen. Derweil zogen die Kinder mit etwas schwächeren Magneten durch die Siedlung und nahmen sich den Boden vor.

    Was soll ich sagen: Die Ausbeute war phänomenal! Die Magnete waren quasi paniert mit kleinen dunklen Teilchen! Nach einer Sekunde verscheuchte allerdings der Verstand die Euphorie. Da konnte etwas nicht stimmen; diese Menge war völlig unplausibel.

    Des Rätsels wahrscheinlichste Lösung war dann doch recht naheliegend: Unser Haus steht ein paar Kilometer östlich des damaligen größten Dortmunder Stahlwerks, „Phoenix“. Es handelte sich wohl nur bei den allerwenigsten dieser Partikel um Mikrometeoriten, und beim Rest schlicht um schwach magnetische Schlacketeilchen. Sei es, dass sie bei der Verhüttung oder Weiterverarbeitung von den Abgasen mitgerissen und vom (West)Wind in unsere Ecke getrieben wurden, sei es, dass man eisenhaltige Produkte als Material bei Bauprojekten in unserer Umgebung verwendet hat.

    Seitdem würde mich interessieren, welches Resultat bei der Suche nach Mikrometeoriten wohl zum Beispiel die Bewohner der Regionen um Duisburg, Sheffield oder von mir aus auch Chiyoda erzielen würden.

  3. Hello and thanks for mentioning my Project in Your blog. My Deutch is not the best, but I understand that there are comments re. the various terrestrial spherules, and how to distinguish them from the extraterrestrial. I have written a book, or more precisely mae an atlas over the various industrial spherules, naturally occurring spherules and micrometeorites – for the first time photographed in hi-res color photos. The title is „In Search of Stardust“ – and you can see excerpts from the book at my facebook page about micrometeorites: https://www.facebook.com/micrometeorites/

    My research took seven years before I started to find the micrometeortes, but once the code is broken, anyone can find them anywhere. During a Research Conference in Berlin in August (MetSoc 2016) I climbed on the roof of the Conference center itself, and found three micrometeorites – possibly the first German micrometeorites?

    Now I welcome German interested in micrometeorites, and hope to come back to Germany for lectures and demonstration of methodology. If you have questions about urban micrometeorites, I can be contacted at jon.larsen@getmail.no

    Sincerely Yours,
    Jon Larsen

    • Jon, great that you liked the entry. The topic is really interesting, and it will be really interesting to follow variation sin the MM populations with time. I am even thinking of trying to collect some myself.
      I actually was on this years MetSoc, but missed your talk. I will try to get your book as soon as possible, would be a good addition to our departments library.
      There might be the possibility to invite you to our departmental Kolloquium, I will contact my colleague in charge of it and come back to you.

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