Οδηγός για τη συλλογή μικρομετεωριτών

 

Εισαγωγή: Αφού σχηματίστηκε ο Ήλιος μας, περιβαλλόταν από ένα μεγάλο δίσκο συντριμμιών που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης. Αυτά τα συντρίμμια σχημάτισαν αργά τους πλανήτες, τους αστεροειδείς και τους κομήτες. Το Πρόγραμμα κοντινών στη Γη αντικειμένων της NASA χρησιμοποιεί όργανα όπως το διαστημικό σκάφος WISE και προγράμματα όπως τα NEOWISE, CSS, Pan-STARRS, LINEAR και Spacewatch για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση μεγαλύτερων, κοντά στη Γη αντικειμένων, όπως κομήτες και αστεροειδείς των οποίων οι διαδρομές μπορεί να διασχίσουν την τροχιά της Γης καθώς περνούν από το διάστημα. Τα υπόλοιπα μικρότερα κομμάτια βράχου ονομάζονται μετεωροειδή. Ορισμένα μετεωροειδή είναι μη μεταλλικά, ενώ άλλα είναι μεταλλικά, συνήθως περιέχουν σίδηρο και νικέλιο. Αυτά τα μετεωροειδή είναι τόσο μικρά όσο η σκόνη και τόσο μεγάλα όσο εκατοντάδες πόδια. Καθώς ταξιδεύουμε γύρω από τον Ήλιο, η Γη συνεχώς «προσκρούει» σε αυτά τα συντρίμμια και όταν το κάνει, ονομάζεται μετεωρίτης εάν εισέλθει στην ατμόσφαιρά μας και καεί λόγω τριβής. Μερικές φορές αναφερόμαστε σε αυτό το γεγονός ως "διάττων αστέρας". Εάν ο μετεωρίτης επιβιώσει και φτάσει στο έδαφος, ονομάζεται μετεωρίτης. Οι άνθρωποι αναζητούν μετεωρίτες και πολλοί εκτίθενται σε μουσεία. Ωστόσο, υπάρχουν εκατομμύρια μετεωρίτες που προσγειώνονται στη Γη κάθε μέρα που είναι μικροσκοπικοί. Ακόμα και στην αυλή σας! Αυτοί οι μικρομετεωρίτες είναι αυτό που θα αναζητήσουμε.

Εξοπλισμός/Υλικά: μαγνήτη η συστοιχία μαγνητών νεοδυμίου, πλαστικά τρυβλία Πετρί, στερεοσκόπιο, κάμερα, φαράσι και βούρτσα, μικρή τσάντα Zip-lock, λευκό χαρτί, μαγνητικό σελοφάν (διάφανο), ταινία, Ψαλίδι, μικρό πλαστικό κουτί με μεγέθυνση.

Δραστηριότητα: Βγείτε έξω, με ένα φαράσι και βούρτσα, και σαρώστε γρήγορα τη βρωμιά και την άμμο από τις υδρορροές ή το πεζοδρόμιο όπου υπάρχει απορροή βροχής, στη συνέχεια φέρτε τη βρωμιά / άμμο και το φαράσι μέσα.

Πάρτε ένα κομμάτι λευκό χαρτί Α4 και διπλώστε το και τσαλακώστε το στη μέση και στη συνέχεια ανοίξτε ξανά το χαρτί.

Τοποθετήστε τον μαγνήτη μέσα στην πλαστική σακούλα και σφραγίστε τη σακούλα.

Σύρετε την πλαστική σακούλα και τον μαγνήτη μέσα από τη βρωμιά / άμμο στο φαράσι.

Απομακρύνετε τυχόν χαλαρή βρωμιά / άμμο πίσω στο φαράσι. Τοποθετήστε τον μαγνήτη και την πλαστική σακούλα στο κέντρο του λευκού τσαλακωμένου χαρτιού.

Ανοίξτε προσεκτικά την πλαστική σακούλα, φτάστε μέσα και αφαιρέστε τον μαγνήτη, κρατώντας την πλαστική σακούλα σε επαφή με το χαρτί. Στη συνέχεια αφαιρέστε τη σακούλα από το χαρτί αφήνοντας πίσω της κυρίως μεταλλικά υπολείμματα στην κεντρική πτυχή του χαρτιού.

Ανακινήστε απαλά μερικά από τα μαγνητικά κομμάτια σε ένα τρυβλίο Πετρί.

Μην συσσωρεύετε τα κομμάτια στη διαφάνεια. Θέλετε μόνο ένα στρώμα μαγνητικού υλικού στη διαφάνεια. Σημείωση: Θα πρέπει να υπάρχει αρκετό υλικό στο χαρτί σας για περίπου πέντε έως δέκα διαφάνειες. Τοποθετήστε προσεκτικά το πλακίδιο κάτω από το μικροσκόπιο στη χαμηλότερη ρύθμιση στόχου. Βρείτε το υλικό στη διαφάνεια και κλείστε το φως του βιβλίου στη σκηνή και ενεργοποιήστε το. Χειριστείτε προσεκτικά το φως του βιβλίου μέχρι τα υλικά στη διαφάνεια να φωτιστούν από πάνω καθώς και από κάτω. Μόλις ρυθμιστεί το φως του βιβλίου, χαμηλώστε την ποσότητα φωτός που εισέρχεται από το κάτω μέρος της σκηνής προσαρμόζοντας την ίριδα / διάφραγμα του πεδίου σας, αν είναι δυνατόν.

Χρησιμοποιώντας το στερεοσκόπιο στο 40X και 80X, και αναζητήστε υπομονετικά τους μικρομετεωρίτες. Εάν δεν μπορείτε να βρείτε ένα σε περίπου 5 λεπτά, κάντε μια νέα διαφάνεια. Οι μικρομετεωρίτες θα είναι τέλεια στρογγυλοί, πολύ μικροσκοπικοί και συνήθως μαύροι ή καφέ μαύροι, και μερικές φορές ασημί και λαμπεροί αν είναι μεταλλικοί. Καθώς ψάχνετε, ίσως θελήσετε να μετακινήσετε τα κομμάτια στη διαφάνεια. Θυμηθείτε, ο τρόπος που τα συλλέξατε τα έκανε μαγνητικά, έτσι ώστε να κολλήσουν σε μεταλλικά αντικείμενα. Το καλύτερο εργαλείο για να μετακινηθείτε γύρω από τα κομμάτια είναι ένα κομμάτι χαρτί. Με ψαλίδι, κόψτε ένα λεπτό τρίγωνο χαρτιού από το χαρτί αντιγραφής μήκους περίπου 5 εκατοστών ή περισσότερο. δείτε την παρακάτω εικόνα. Χρησιμοποιήστε το σημείο αυτού του τριγώνου χαρτιού για να μετακινήσετε τα σωματίδια σας στο τρυβλίο Πετρί του στερεοσκοπίου.

Όταν νομίζετε ότι βρήκατε έναν μικρομετεωρίτη, ζητήστε από κάποιον να το ελέγξει. Είναι συνήθως στρογγυλά και λάμπουν/αντανακλούν το φως όταν φωτίζονται. Ακολουθούν μερικές εικόνες μεταλλικών μικρομετεωριτών σε μεγέθυνση 40X και 80X:

Μικρομετεωρίτες σε μεγέθυνση 80 X (μαύροι κύκλοι)

Μικρομετεωρίτες σε μεγέθυνση 40X (μαύροι κύκλοι)

Μόλις ξέρετε ότι είναι μικρομετεωρίτης, μπορείτε να τον σφραγίσετε με καθαρή ταινία scotch και να το πάρετε στο σπίτι ή μπορείτε να θέλετε να τα ρίξετε στο μικρό πλαστικό κουτί για αποθήκευση.   

Εάν διατηρείται σε μεγεθυντικό κουτί, αφαιρέστε προσεκτικά το πλακίδιο από κάτω από το στερεοσκόπιο και τοποθετήστε το στον μαγνήτη για να συγκρατήσετε τους μικρομετεωρίτες στη θέση τους.

Στη συνέχεια, τοποθετήστε το ΚΑΤΩ μέρος του πλαισίου πάνω από το επάνω μέρος της διαφάνειας.

Αναποδογυρίστε το κουτί, σύρετε και τραβήξτε τον μαγνήτη με τον μαγνήτη στην κορυφή.

Αφαιρέστε προσεκτικά τον μαγνήτη και χτυπήστε το κάτω μέρος της διαφάνειας για να αδειάσετε τα περιεχόμενα στο κουτί του δοχείου. Τοποθετήστε το μεγεθυντικό κάλυμμα πάνω από το κουτί για να δείτε τους μικρομετεωρίτες σας.

Μικρομετεωρίτες σε δοχείο (μαύροι κύκλοι)

Σημείωση: Ακόμη και με ένα μεγεθυντικό φακό ενσωματωμένο στο κουτί, οι μικρομετεωρίτες εξακολουθούν να είναι απίστευτα μικροί και δύσκολο να παρατηρηθούν. Θυμηθείτε ότι είναι μόνο μερικές εκατοντάδες μικρά (εκατομμυριοστό του μέτρου) σε μέγεθος!  Εάν διατηρείτε το δείγμα στο πλακίδιο, κόψτε ένα κομμάτι διαυγούς ταινίας σελοφάν (ταινία συσκευασίας), τοποθετήστε πάνω από τα δείγματα στο πλακίδιο και πιέστε σταθερά για να σύρετε.

Αυτά τα μικροσκοπικά κομμάτια του ηλιακού συστήματος εκτιμάται ότι είναι ηλικίας 3 έως 4 δισεκατομμυρίων ετών!

 

Αναφορές

NASA Near Earth Object Program  http://neo.jpl.nasa.gov/neo/

NASA Exploring Meteorite Mysteries, A Teacher’s Guide With Activities for Earth and Space Science; EG-1997-08-104-HQ http://er.jsc.nasa.gov/seh/Exploring_Meteorite_Mysteries.pdf

Whipple, Fred (1950), "The Theory of Micro-Meteorites", National Academy of

Sciences 36(12): 687–695.

Πόροι:

http://www.pbs.org/wgbh/nova/education/activities/3111_origins.html

Σημειώσεις εκπαιδευτή: Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους μπορεί να διεξαχθεί αυτή η δραστηριότητα, ωστόσο μετά από δοκιμή διαφόρων μεθόδων αυτή ήταν η πιο αποτελεσματική, παράγοντας το υψηλότερο ποσοστό επιτυχίας για τους συμμετέχοντες.

Προτείνω τη χρήση μιας βελόνας ανίχνευσης τεμαχισμού για τη μετακίνηση των υλικών κάτω από το στερεοσκόπιο κατά την παρατήρηση.  Αν και οι μικρομετεωρίτες εκτίθενται στον μαγνήτη μόνο για μικρό χρονικό διάστημα κατά τη διάρκεια του διαχωρισμού μαγνητικών και μη μαγνητικών υλικών, συχνά μαγνητίζονται και κολλάνε στη βελόνα ανίχνευσης, καθιστώντας δύσκολη την αφαίρεσή τους χωρίς να τα χάσετε λόγω του σφαιρικού σχήματος και μεγέθους τους. Ως εκ τούτου, προτείνεται η χρήση εργαλείου από χαρτί για τη μετακίνηση των υλικών και τον διαχωρισμό των μικρομετεωριτών.  Προτείνεται η χρήση ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ τρυβλίων Πετρί, για τη δραστηριότητα.

Όταν αναζητούμε περιοχές για τη συλλογή υλικών, τα οποία περιέχουν τους μικρομετεωρίτες, προτείνεται να προσδιορίσουμε μια τοποθεσία όπου η απορροή είτε από κατακρημνίσεις υδρορροών είτε από στέγες κτιρίων συλλέγεται κατά τη διάρκεια καταιγίδων.  Οι φωτογραφίες δειγμάτων είναι επίσης μια επιλογή που χρησιμοποιεί κινητά τηλέφωνα.