Mikrometeorit

Mikrometeorit, Dünya atmosferinden geçerek hayatta kalmayı başarmış bir mikrometeoroittir. Dünya yüzeyinde bulunan mikrometeoritler genellikle, daha küçük boyutları, daha fazla sayıda olmaları ve bileşimlerinin farklı olması bakımından meteoritlerden ayrılırlar. Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) meteoroitleri resmi olarak 30 mikrometre ile 1 metre arasında tanımlar; mikrometeoritler bu aralığın alt ucunu (~milimetrenin altında) oluşturur. Bunlar, daha küçük gezegenler arası toz parçacıklarını da (IDP) içeren kozmik tozun bir alt kümesidir.

Mikrometeoritler, Dünya atmosferine yüksek hızlarda (en az 11 km/s) girer ve atmosferik sürtünme ve basınç nedeniyle ısınır. Tek tek mikrometeoritlerin ağırlıkları 10−9 ila 10−4 g arasında olup, günümüz Dünya'sına ulaşan dünya dışı malzemelerin çoğunu oluştururlar.

"Mikro-meteorit" terimi ilk olarak, Dünya'ya düşen toz büyüklüğündeki cisimleri tanımlamak için Fred Lawrence Whipple tarafından kullanılmıştır. Bazen meteoroitler ve mikrometeoritler yere ulaşıp, meteoritler ve mikrometeoritler olarak hayatta kalıp kalmamalarına bakılmaksızın Dünya atmosferine girdiklerinde meteorlar veya "kayan yıldızlar" olarak görünürler.

 Giriş 
Mikrometeorit dokuları, atmosfere girişlerinde yaşadıkları ısı derecesine bağlı olarak orijinal yapısal ve mineral bileşimlerinde değişiklik gösterir, bu da başlangıç hızı ve giriş açısına bağlıdır. Dokular, orijinal mineralojisini koruyan erimemiş taneciklerden (Şekil 1 a, b) kısmen erimiş taneciklere (Şekil 1 c, d) ve bazıları buharlaşma yoluyla ağırlıklarının büyük bir bölümünü kaybetmiş (Şekil 1 i) yuvarlak şekilde erimiş kozmik küreciklere (Şekil 1 e, f, g, h, Şekil 2) kadar uzanırlar. Sınıflandırma, bileşim ve ısınma derecesine göre yapılır.

küçükresim|upright=1.14|Şekil 1. Farklı mikrometeorit sınıflarının kesitleri: a) İnce taneli erimemiş; b) Kaba taneli erimemiş; c) Curuf özelliğinde; d) Kalıntı tanecik içeren; e) Porfirik; f) Şeritli olivin; g) Kriptokristalin; h) Cam; i) CAT; j) G-tipi; k) I-ipi; ve l) Tek mineral. G ve I-tipi hariç tümü silikat açısından zengin olan taşsı MM'ler olarak adlandırılırlar. Ölçek çubukları 50 µm'dir.

upright=1.14|küçükresim|Şekil 2. Taşsı kozmik küreciklerin ışık mikroskobu görüntüleri.
Mikrometeoritlerin dünya dışı kökenleri, aşağıdakileri gösteren mikroanalizlerle belirlenir:
İçerdikleri metal, meteoritlerde bulunana benzer.
Bazılarında, meteorit füzyon kabuklarında bulunan yüksek sıcaklıkta bir demir oksit olan vüstit bulunur.
Silikat mineralleri, meteoritlerde bulunan majör ve iz element oranlarına benzer oranlara sahiptir.
Demir küreciklerde bulunan kozmojenik manganez (53Mn) ve taşsı MM'lerde bulunan kozmojenik berilyum (10Be), alüminyum (26Al) ve güneşsel neon izotopu bollukları dünya dışı kökenlidir.
Bazı MM'lerde bulunan güneş öncesi tanecikler ve ultra karbonlu MM'lerde bulunan ağır hidrojen (döteryum) fazlalığı, sadece dünya dışı kökenli olmadıklarını, aynı zamanda bazı bileşenlerinin Güneş Sistemi'nden önce oluştuğunu gösterir.

Tahminlere göre her yıl atmosfere yaklaşık 40.000 ± 20.000 ton kozmik toz giriyor ve bunların %10'dan daha azı (~2700 ± 1400 ton/yıl) yüzeye parçacık halinde ulaşabiliyor. Bu nedenle, biriken mikrometeorit ağırlığı, yaklaşık 50 ton/yıl olan meteorit ağırlığından 50 kat daha fazladır ve her yıl atmosfere giren çok sayıda (~1017 > 10 µm) parçacık, büyük mikrometeorit yığınlarının Güneş Sistemi'nde tüm toz üreten nesnelerden (asteroitler, kuyruklu yıldızlar, Ay ve Mars parçaları dahil) parçacıklar içerdiğini göstermektedir. Büyük mikrometeorit yığınları; Dünya'da biriken malzemelerin boyutu, bileşimi, atmosferik ısınma etkileri ve türleri hakkında bilgi sağlar. Bireysel mikrometeoritlerin ayrıntılı çalışmaları ise kökenleri, içerdikleri karbonun doğası, amino asitler ve güneş öncesi taneciklerin özellikleri hakkında derinlemesine bilgi vermektedir.

Asit banyolarında mikrometeoritlerden elde edilen mikroskobik kromit kristallerinin (krom-spineller) kimyasal analizi, günümüzde Dünya'ya ulaşan MM'lerin %0,5'ten azını oluşturan ilkel akondritlerin, 466 milyon yıldan daha uzun bir süre önce biriken MM'ler arasında yaygın olduğunu göstermiştir.

Toplama alanları
küçükresim|upright=1.14|Güney Kutbu yeraltı sularının dibinden toplanan MM'lerin yedi dakikalık filmini görmek için buraya tıklayın.
Mikrometeoritler; derin deniz tortuları, tortul kayaçlar ve kutup tortularından toplanmıştır. Eskiden Dünya yüzeyindeki düşük konsantrasyonları nedeniyle en çok kutup karı ve buzundan toplanıyorlardı, ancak 2016'da şehir ortamlarındaki mikrometeoritleri ayıklamak için bir yöntem keşfedildi.

 Okyanus tortuları 
Erimiş mikrometeoritler (kozmik kürecikler) ilk olarak 1873-1876 HMS Challenger seferleri sırasında derin deniz tortularından toplandı. Murray ve Renard 1891 yılında iki grup [mikrometeorit] buldular: Birincisi, metal çekirdeği olan veya olmayan siyah manyetik kürecikler; ikincisi, kristalize yapıya sahip kondr(ül)lere benzeyen kahverengi renkli kürecikler. 1883 yılında bu küreciklerin dünya kaynaklarından uzakta bulunduklarını, o zamanın fırınlarında üretilen manyetik kürelere benzemediklerini ve nikel-demir (Fe-Ni) metal çekirdeklerinin volkanik kayalarda bulunan metalik demire benzemediğini belirterek, bu küreciklerin Dünya dışından geldiğini öne sürdüler. Kürecikler en çok, yavaş biriken tortularda ve özellikle de karbonat dengeleme derinliğinin altında biriken kırmızı kil tortularında bol miktarda bulunuyordu, bu da meteoritik kökeni destekleyen bir bulguydu. Fe-Ni metal çekirdekli bu kürelere ek olarak, 300 µm'den büyük bazı kürecikler platin grubu elementlerden oluşan bir çekirdek içerir.

HMS Challengerın ilk toplamasından bu yana, kozmik kürecikler okyanus tortularından karotlar, maça sandıkları, kıskaç kepçeler ve manyetik kızaklar kullanılarak toplandı. Bunlar arasında "Kozmik Çamur Tırmığı" (Cosmic Muck Rake) adı verilen bir manyetik kızak, Pasifik Okyanusu tabanındaki kırmızı kil tortularının üstündeki 10 cm'lik kısımdan binlerce kozmik kürecik topladı.

 Karasal tortular 
Karasal tortular da mikrometeoritler içerir. Bunlar aşağıdaki yerlerde bulunmuştur:
Kiltaşları ve karbonatlı sağlam zeminler gibi düşük sedimantasyon oranlarına sahip
Tuz birikintileri ve kalkerler gibi kolayca çözünen tortular
Kütlece ayrılmış; çöllerde ve kıyı kumlarında bulunan ağır mineral konsantreleri gibi.
En yaşlı mikrometeoritler, 140 ila 180 milyon yıllık sağlam zeminlerde bulunan tamamen değişime uğramış demir küreciklerdir.

 Kentsel mikrometeoritler 
2016 yılında yapılan yeni bir araştırma, kent alanlarında bulunan düz çatılardan mikrometeorit ayıklamanın verimli bir yöntem olduğunu gösterdi. Bu "kentsel" kozmik kürecikler, daha önceki bulgulara göre daha kısa karasal bir yaşa sahiptir ve daha az değişime uğramıştır.

Amatör toplayıcılar, büyük bir alandan gelen tozun yoğunlaştığı yerlerde, örneğin çatı oluklarında mikrometeoritleri bulabilirler.

 Kutup birikintileri 
Kutup tortularında bulunan mikrometeoritler, diğer karasal ortamlarda bulunanlara göre çok daha az aşınmıştır. Bunun kanıtları ise, arayer camında çok az aşınma izinin olması, sayıca çok bulunan cam kürecikler ve erimemiş mikrometeoritlerin varlığıdır. Bu tür parçacıklar, derin deniz örneklerinde ender olarak bulunur veya hiç bulunmaz.

Kutup bölgelerinde bulunan bu mikrometeoritler, Grönland karı, Grönland buzul yüzeyi tortusu (kriyokonit), Antarktika mavi buzu, Antarktika rüzgar kaynaklı kalıntıları (aoliyen), buz karotları, Güney Kutbu yeraltı sularının dibi, Antarktika tortul tutucuları ve günümüz Antarktika karından toplanmıştır.

Türkiye'nin ilk Antarktik meteoritleri ise Dr. Mehmet Yeşiltaş tarafından TAE-3 Kutup projesi kapsamında Nansen buzul bölgesinden 2018-2019 sezonunda toplanarak ülkemize getirilmişti. Daha sonra, 4. Ulusal Antarktika Bilim Seferi kapsamında 2019-2020 Antarktik sezonunda 10.000 den fazla Antarktik mikrometeorit ülkemize getirildi.

 Mikrometeoritlerin sınıflandırılması ve kökenleri 
 Sınıflandırma 
Meteorit ve mikrometeoritlerin modern sınıflandırması oldukça karmaşıktır. Krot ve arkadaşları tarafından 2007 yılında yazılan bir derleme makalesi, modern meteorit sınıflandırma sistemini özetler. Tek tek mikrometeoritlerin meteorit sınıflandırma gruplarına bağlanması; elementsel, izotopik ve dokusal özelliklerinin karşılaştırılmasını gerektirir.

 MM'lerin kökeni açısından kuyruklu yıldızlarla asteroitlerin karşılaştırılması 
Meteoritlerin çoğu asteroit kökenliyken, mikrometeoritlerin farklı yapısı çoğunun kuyruklu yıldızlardan kaynaklandığını düşündürmektedir.

Mikrometeoritlerin %1'den azı, 4 Vesta asteroitinden geldiği düşünülen HED meteoritlerine benzer ve akondrittir. Çoğu mikrometeorit kompozisyon olarak karbonlu kondritlere benzerken, meteoritlerin sadece yaklaşık %3'ü bu tiptir. Karbonlu kondrit benzeri mikrometeoritlerin baskınlığı ve meteorit koleksiyonlarında nadir olmaları çoğu mikrometeoritin, çoğu meteoritin aksine farklı kaynaklardan geldiğini göstermektedir. Çoğu meteorit asteroitlerden geldiğinden, mikrometeoritler için alternatif bir kaynak kuyruklu yıldızlar olabilir. MM'lerin kuyruklu yıldızlardan kaynaklandığı fikri 1950 yılında ortaya çıkmıştır.

Yakın zamana kadar, kuyruklu yıldız izlerinden gelen parçacıklar için ölçülen 25 km/s'den fazla giriş hızları, mikrometeorit olarak hayatta kalmalarına dair şüphe uyandırdı. Bununla birlikte son dönemde yapılan dinamik simülasyonlar, kozmik tozun %85'inin kuyruklu yıldız kaynaklı olabileceğini göstermektedir. Dahası, Stardust uzay aracı tarafından 81P/Wild (Wild 2) kuyruklu yıldızından getirilen parçacıkların analizleri, bu parçacıkların birçok mikrometeorit ile tutarlı bileşimlere sahip olduğunu gösteriyor. Yine de bazı mikrometeoritlerin ana cisimleri, kondrül içeren karbonlu kondritlere sahip asteroitler gibi görünmektedir.

 Dünya dışı mikrometeoritler 
Mikrometeorit akışı, Güneş Sistemi'ndeki diğer cisimlerin regolit (gezegensel/ay toprağı) bileşimine de katkıda bulunur. Mars'a yıllık mikrometeorit akışının yılda 2.700 ila 59.000 ton arasında olduğu tahmin edilmektedir. Bu, her bir milyar yılda Mars regolitinin derinliğine yaklaşık 1 metre mikrometeorit içeriği eklendiği anlamına gelir. Viking programından elde edilen ölçümler, Mars regolitinin %60 bazaltik kayadan ve %40 meteorit kökenli kayaçlardan oluştuğunu göstermektedir. Mars'ın düşük yoğunluklu atmosferi, Dünya'dakinden çok daha büyük parçacıkların yüzeye ulaşmasını sağlar ve bu parçacıklar büyük ölçüde çarpışmaya kadar değişmeden kalır. Dünya'da ise atmosfere giren parçacıklar önemli derecede dönüşüme uğrarken, Mars atmosferine giren 60 ila 1200 mikrometre çap aralığındaki parçacıkların önemli bir kısmı muhtemelen erimeden hayatta kalır.

 Ayrıca bakınız 
 Karbonlu kondrit, en az yedi bilinen grup ve çok sayıda gruplanmamış meteorit içeren bir kondritik sınıf.
 Kozmik toz
 Mars'taki meteoritler listesi
 Meteorit sınıflandırması
 Güneş Sistemi

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 

 Türk Meteorit Çalışma Grubu (TMÇG)
 NASA'nın Güneş Sistemi araştırmalarında Meteoroitler sayfası 
 Güncel meteorit haberleri 
 International Uluslararası Meteorit Toplayıcıları Derneği Meteorit toplayıcılığı ve kimlik doğrulama etiği hakkında haberler ve bilgiler 
 Planetary Science Research Discoveries: meteorit makaleleri ve fotoğrafları 
Çalışmalar için dünya dışı malzeme türleri 
 Doğa Tarihi Müzesi'nin meteorit kataloğu veritabanı 
 Dünya Çarpışma Veritabanı 

Kategori:Güneş Sistemi
Kategori:Meteoroitler
Kategori:Meteoritler
Kategori:Jeofizik
Kategori:Gezegen bilimi
Kategori:Jeokimya