La Terre a-t-elle un problème d'accumulation de poussière?
Les estimations varient de la quantité de poussière cosmique et de météorites qui pénètrent dans l'atmosphère terrestre chaque jour, mais varient de 5 à 300 tonnes métriques, avec des estimations faites à partir de données satellites et d'extrapolations de chutes de météorites. Le fait est que personne ne le sait vraiment et jusqu'à présent, il n'y a pas eu de véritables efforts coordonnés pour le savoir. Mais une nouvelle proposition de projet appelée Cosmic Dust in the Terrestrial Atmosphere (CODITA) fournirait des estimations plus précises de la quantité de matière qui frappe la Terre, ainsi que de la façon dont elle pourrait affecter l'atmosphère.
"Nous avons une énigme - les estimations de la quantité de poussière qui entre varient d'un facteur d'une centaine", a déclaré John Plane de l'Université de Leeds au Royaume-Uni. «Le but de CODITA est de résoudre cet énorme écart.»
Même si nous considérons que l'espace est vide, si tout le matériel entre le Soleil et Jupiter était compressé ensemble, il formerait une lune de 25 km de diamètre.
Alors, combien de ces choses - des restes de la formation des planètes, des débris de comètes et des collisions d'astéroïdes, etc. - rencontrent la Terre? Les observations par satellite suggèrent que 100 à 300 tonnes métriques de poussières cosmiques pénètrent chaque jour dans l'atmosphère. Ce chiffre provient du taux d'accumulation dans les carottes de glace polaire et les sédiments d'eau profonde d'éléments rares liés à la poussière cosmique, tels que l'iridium et l'osmium.
Mais d'autres mesures - qui comprennent des observations radar météoriques, des observations laser et des mesures par des avions à haute altitude - indiquent que l'entrée pourrait être aussi faible que 5 tonnes métriques par jour.
Connaître la différence pourrait avoir une grande influence sur notre compréhension de choses comme le changement climatique et les nuages noctilucents, ainsi que l'ozone et la chimie des océans.
"Si l'apport de poussière est d'environ 200 tonnes par jour, alors les particules sont transportées vers le bas à travers l'atmosphère moyenne beaucoup plus rapidement qu'on ne le pense généralement", a déclaré Plane. "Si le chiffre de 5 tonnes est correct, nous devrons revoir considérablement notre compréhension de la façon dont la poussière évolue dans le système solaire et est transportée de l'atmosphère moyenne à la surface."
Lorsque les particules de poussière s'approchent de la Terre, elles pénètrent dans l'atmosphère à des vitesses très élevées, de 38 000 à 248 000 km / heure, selon qu'elles sont en orbite dans la même direction ou à l'opposé du mouvement de la Terre autour du Soleil. Les particules subissent un échauffement très rapide lors de collisions avec des molécules d'air, atteignant des températures bien supérieures à 1 600 degrés Celsius. Les particules d'un diamètre supérieur à environ 2 millimètres produisent des «étoiles filantes» visibles, mais la plus grande partie de la masse de particules de poussière pénétrant dans l'atmosphère est estimée être beaucoup plus petite que celle-ci, elle ne peut donc être détectée qu'à l'aide de radars de météorites spécialisés.
Les métaux injectés dans l'atmosphère par l'évaporation des particules de poussière sont impliqués dans un large éventail de phénomènes liés au changement climatique.
«La poussière cosmique est associée à la formation de nuages« noctilucents »- les nuages les plus élevés de l'atmosphère terrestre. Les particules de poussière fournissent une surface pour la formation des cristaux de glace du nuage. Ces nuages se développent pendant l'été dans les régions polaires et ils semblent être un indicateur du changement climatique », a déclaré Plane. «Les métaux de la poussière affectent également la chimie de l'ozone dans la stratosphère. La quantité de poussière présente sera importante pour toute initiative de géo-ingénierie visant à augmenter les aérosols de sulfate pour compenser le réchauffement climatique. La poussière cosmique fertilise également l'océan avec du fer, qui a des effets potentiels sur le climat car le phytoplancton marin émet des gaz liés au climat. »
L'équipe CODITA utilisera également des installations de laboratoire pour s'attaquer à certains des aspects les moins bien compris du problème
"En laboratoire, nous examinerons la nature de l'évaporation de la poussière cosmique, ainsi que la formation de particules de fumée météoriques, qui jouent un rôle dans la nucléation de la glace et le gel des nuages stratosphériques polaires", a déclaré Plane. «Les résultats seront intégrés dans un modèle chimie-climat de l'ensemble de l'atmosphère. Cela permettra, pour la première fois, de modéliser de manière cohérente les effets de la poussière cosmique du système solaire externe à la surface de la Terre. "
Le CODITA a reçu une subvention de 2,5 millions d'euros du Conseil européen de la recherche pour enquêter sur l'apport de poussière au cours des 5 prochaines années. L'équipe internationale, dirigée par Plane, est composée de plus de 20 scientifiques au Royaume-Uni, aux États-Unis et en Allemagne. Avion a présenté des informations sur le projet lors de la réunion nationale d'astronomie au Royaume-Uni cette semaine.
Source: Centre Jodrell Bank pour l'astrophysique
