自家屋頂星塵收集指南_風聞
观察者网用户_244575-2019-02-18 09:39
原創：牧夫天文
作者：郭皓存
校對：王婧彧 王茸 楊伯順
美編：崔鬱
自家屋頂星塵收集指南
各式各樣微隕石的大頭照
credit: Jan Braly Kihle & Jon Larsen
“星塵”，縹緲、朦朧，如此的令人嚮往。但它並沒有聽起來那麼遙遠。
我們不久前寫的一篇文章《是誰填滿了門捷列夫的元素週期表？》，解釋了比氫和氦重的元素是怎麼在恆星內部形成的。而人體除了9.5%的氫以外，其他90.5%的元素（包含65%的氧、18.5%的碳以及7%的氮鈣磷鉀鈉氯鎂硫等）正如文章中説的一樣，是在恆星當中形成的。所以某種意義上來説，我們每個人都是星塵。
除了我們這些在地球上待了這麼久已經沾染上煙火氣息的“老”星塵以外，每天還有100多噸不食人間煙火的隕石降落到地球表面上。他們誕生於老恆星的死亡(因為所有重元素都是這麼來的)，見證了新恆星和新行星的誕生(很多隕石是早期行星形成時剩下的邊角料)。其中大部分是很輕的、介於50微米到2毫米之間的小隕石微粒，它們因為不夠重，通過大氣層時不會被重力加速摩擦點燃燒盡，所以得以倖存降落到地面上。我們把它們叫做微隕石。
美國著名科技新聞網站The Verge製作了這個很棒的視頻。他們的記者按照挪威爵士吉他手轉型業餘科學家——喬恩·拉森(Jon Larsen)的方法，試着在自家公寓屋頂收集微隕石。
原視頻網址：https://youtu.be/9q3uNcJh4pc
credit: 視頻及英文字幕:The Verge
中文字幕: 郭皓存 王婧彧(校對) 王茸(校對) 楊伯順(校對)
這裏我們幫大家總結成了圖文版(所有圖片來自視頻截圖)：
步驟一
收集樣本
找一個面積寬廣、最好長期沒人去的水平面，如小區屋頂。屋頂最好有牆防止風把微隕石帶走。
在遠離工業區（尤其是金屬加工廠）的地點找到微隕石的幾率比較高。因為工業活動產生的氧化鐵小球和鐵鎳組成的微隕石長得很像，只能用光譜分析來分辨。
準備一個強力的釹磁鐵，套上塑料袋以便分離樣本。最好選沒有靜電的塑料袋以防止微粒粘到塑料袋上。注意強磁鐵會損害靠近的電子產品，如手錶、手機。
用磁鐵開始沿着地板吸附微粒。
把收集到的微粒倒到一個封口塑料袋中，帶回家裏。
收集覆蓋的面積越大，找到微隕石的幾率越高。
注意：這個方法只能收集到含有大量鐵鎳合金的鐵隕石。石隕石無法被磁鐵吸附起來。
步驟二
準備樣本
在一個大玻璃罐裏裝滿温水和洗碗精或其他中性清潔劑。搖晃至起泡後，倒入樣本，開始清洗。
一段時間後金屬隕石微粒會先沉澱，這時可以倒掉容器頂部的髒水，加入更多的水，晃一晃，然後再重複“沉澱→倒髒水→加淨水”的步驟。
沉澱得差不多了之後，可以小心地把水倒掉，留下容器底部的屋頂泥。
把屋頂泥放到材質細膩的吸水紙或眼鏡布上，等它變幹。注意遠離有風的地方防止乾燥後的微粒被風吹走。
完全乾燥後，用濾網大小為300微米左右的麪粉篩過濾掉太大的雜質。
可以利用折起來的白紙來轉移你的樣本。
把過濾過的微粒移動到一個小玻璃容器中。
步驟三
分類樣本
每次輕輕倒一些或夾一些樣本到一個方形透明容器的底部，確保它們被平攤開來。
在顯微鏡下(最好是1000x以上的)慢慢尋找在鋸齒狀的塵埃之中的一粒小圓球(如下圖)。
微隕石表面在穿過大氣層時，表面會被高温融化，所以多數呈銀色光滑圓球狀。
閃電、煙花、電子工具切割等也會產生類似的微粒，所以在選擇樣本收集地點時要遠離或避免這些現象/活動，以免樣本混入來自地球的“冒牌貨”。
來自地球的“冒牌貨”會比真的微隕石稍微光滑一些。
找到目標後，用一個濕牙籤的尖端小心的把目標粘出來單獨放到一個容器裏。
容器的形狀和結構最好方便隨時放回到顯微鏡下觀測。
容器底部最好有一點透明膠水，或者也可以使用貼在容器外部的磁鐵來幫助固定樣本。
為每一個樣本編號，分類，拍照，收好。
拍照可以用能連接電腦的USB顯微鏡，或直接把手機鏡頭放到顯微鏡目鏡拍攝。
步驟四
分析樣本
把每一個樣本的照片、發現地點、發現時間、表面質感、顏色、形狀做一份記錄。有條件的可以像視頻裏提到的一樣，拍攝多個對焦點的照片，然後用景深合成焦點堆疊軟件如CombineZP等合成得到一張清晰的照片。
有了所有的數據後，可以慢慢開始分析。比如説，去金屬加工場附近收集一些樣本，用同樣的步驟處理過後，就會得到“來自金屬加工的小鐵球”樣本。拿此樣本和之前收集到的樣本比對，就可以知道哪些是金屬加工形成的，哪些更有可能是微隕石。如果在流星雨期間收集，就可以得到更高几率是微隕石的樣本。
你也可以把你的數據和喬恩的“星塵計劃”頁面(Project Stardust https://www.facebook.com/micrometeorites/ 需自備梯子)上的微隕石/陸地顆粒圖片目錄進行比對。
喬恩·拉森，挪威爵士吉他手/業餘科學家
credit: Lars Hellebust
視頻中提到的大部分內容都來自於喬恩·拉森和礦物學家簡·佈雷利·基爾(Jan Braly Kihle)合著的**《追尋星辰：驚人的微隕石和它們的地球冒充者們》**(In Search of Stardust：Amazing Micro-Meteorites and Their Terrestrial Imposters 中國亞馬遜有賣英文原版，大概100塊，也可以去美國亞馬遜買電子版)。裏面會告訴你如何找尋、收集、保存和分辨微隕石，而且提供了一大堆圖片供讀者參考。
“In Search of Stardust：Amazing Micro-Meteorites and Their Terrestrial Imposters” 書本封面
credit: Jon Larsen
書中記錄了一些雖然是來自地球，但顏值很高的微粒，如磁鐵礦(Magnetite)，也很值得收集。
來自地球的磁鐵礦
credit: Jon Larsen
除了這一本以外，喬恩還有一本新的書將於2019年4月出版：叫做“On the Trail of Stardust: The Guide to Finding Micrometeorites: Tools, Techniques, and Identification”，是上面提到的《追尋星辰》的新版，有興趣的朋友可以留意。
按照喬恩的説法，每平方米的土地每年約被一顆微隕石擊中。
所以就算沒有條件自己收集微隕石，也可以在睡前，望着天花板，想象着在這個城市裏，無時無刻都有星塵飄落。
最後，祝大家好運，找到屬於自己的星塵。
參考文獻
The Verge 文章 “Tiny meteorites are everywhere — here’s how to find them”
https://www.theverge.com/2019/2/5/18211112/meteorites-space-dust-micrometeorites-metal-rock-tiny-how-to-find
The Verge Youtube 視頻“Tiny meteorites are everywhere. Here’s how to find them.”
美國地質物理學協會文章 “Urban Micrometeorites No Longer a Myth”
https://eos.org/articles/urban-micrometeorites-no-longer-a-myth
自然雜誌論文 “Characteristics and mass distribution of extraterrestrial dust from the Greenland ice cap”
https://www.nature.com/articles/328699a0
人體元素比例
https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:201_Elements_of_the_Human_Body-01.jpg
每年落地地球塵埃數據
http://curious.astro.cornell.edu/about-us/75-our-solar-system/comets-meteors-and-asteroids/meteorites/313-how-many-meteorites-hit-earth-each-year-intermediate
辨別方法論文
https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/45/2/119/195213/an-urban-collection-of-modern-day-large
《追尋星辰：驚人的微隕石和它們的地球冒充者們》
In search of stardust: Amazing micrometeorites and their terrestrial imposters, by Jon Larsen. Minneapolis, Minnesota: Voyageur Press, 2017, 152 p., hardcover (ISBN‐13: 978‐0760352649, ISBN‐10: 076035264X).
『天文時刻』 牧夫出品
微信號：astronomycn
這些彩色圖像是通過偏光顯微鏡觀察到的薄片狀隕石。由於其礦物含量，這些隕石被歸類為HED隕石。樣本的尺度可參照圖中2毫米長白色線條。
Image Credit: NASA / JPL-Caltech / Hap McSween (Univ. Tennessee), A. Beck and T. McCoy