Projektanslag

Forskare söker jordens historia i havet och galaxen

Det engelska ordet impact betyder både ”sammanstötning” och ”påverkan”. I projektet Impact vid astronomiska institutionen i Lund letar forskarna meteoritnedslag och andra avgörande kosmiska händelser i jordens historia.

För 65 miljoner år sedan träffades jorden av en gigantisk meteorit som gjorde slut på dinosaurierna. Det är långtifrån den enda gången som planeten har befunnit sig på kollisionskurs med material från rymden.

– Saker har träffat jorden lite då och då. För det mesta är nedslaget inte så kraftigt att det slår ut en hel art, men nedslag med kraften hos en atombomb inträffar kanske någon gång vart tusende år, säger Melvyn Davies.

Han är professor i astronomi och samordnar forskningsprojektet Impact. Med anslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse ska forskarna studera kosmiska händelser som påverkat livet på jorden. Dessutom ska man jämföra med planeter i andra solsystem, och studera vilken roll mötena i rymden spelar för hur beboelig planeten blir.

Rester av meteoriter kvar i havsbotten

I det tvärvetenskapliga projektet samarbetar astronomer och geologer. Runtom i världen samlar geologiprofessor Birger Schmitz och hans medarbetare kalkstensprover ur havsbotten. I ett speciallabb i Lund löser de upp stenen i syrabad. Kvar blir metallbitar stora som sandkorn; rester av meteoriter som träffat jorden för många miljoner år sedan.

– Meteoritfragmenten berättar om när större nedslag skedde. Vi kan jämföra det med stora evolutionära förändringar då många arter dog ut och se om det sammanfaller, säger Melvyn Davies.

Nedslagen kan ha skapat kraftiga moln som skymde solen under lång tid, sänkte temperaturen och fick växtligheten att vissna och dö. Eller också var det tvärtom, att nedslagen ledde till kemiska processer som gav en ökad växthuseffekt, så att det blev torka på jorden.

Men ibland matchar inte evolutionsförändringarna några meteoriter. Då kan det hända att förklaringen ligger i andra kosmiska händelser. Till exempel kan solsystemet ha befunnit sig nära en supernova.

– Supernovor, exploderande stjärnor, kan påverka jordens klimat på olika sätt. De producerar kosmisk strålning, laddade partiklar som rör sig genom rymden i hastigheter på tusentals kilometer per sekund. Strålarna kan skada planetens atmosfär eller skapa tjocka moln så att solljuset blockeras. Om vi vet att vi haft en stor klimatförändring men inte hittar tecken på några meteoritnedslag vid samma tid, kan förklaringen möjligen vara en supernova istället, säger Melvyn Davies.

Stjärnor på tillfälligt besök i galaxens armar

Men supernovor lämnar inga spår i berggrunden. Forskarna använder andra metoder, som bygger på galaxens form. Vintergatan, vår hemgalax, består av en platt skiva med spiralformade armar, där stjärnorna samlas tätare. Melvyn Davies jämför med den trafikstockning som uppstår kring en olycka. När ett fordon närmar sig olycksplatsen saktar det ner, så det bildas köer en bit före och efter olyckan. Men när fordonen kommit förbi platsen kan de öka farten igen och trafiken glesnar ut. På samma sätt gör stjärnorna. De saktar in i spiralarmarna, och ökar sin omloppshastighet när de kommer ut. Såväl stjärnorna som spiralarmarna kretsar kring Vintergatans centrum, men de har alltså inte samma fart. Vår sol befinner sig inte ständigt i en spiralarm.

För en stjärna tar ett varv i Vintergatan ungefär 300 miljoner år. Men supernovorna gör inga varv. Medan vår sol har en livslängd på över 10 miljarder år, dör supernovor redan efter ungefär 10 miljoner år, i den spiralarm där de föddes. Det betyder att om forskarna lyckas räkna ut vid vilka tider vårt solsystem befunnit sig i en spiralarm, vet de också när vi kan ha befunnit oss nära en supernova.

Gaia ger information om stjärnornas fart

Med hjälp av data från den nya europeiska rymdsonden Gaia ska forskarna i Lund beräkna hur fort solen rört sig i Vintergatan. Dessutom ska man beräkna spiralarmarnas hastighet. Genom att kombinera de två uppgifterna kan man lista ut när solen har befunnit sig i en arm.

Data från Gaia ligger också till grund för en tredje del av forskningsprojektet där man studerar planeter kring andra stjärnor. Målet är att ta reda på om de upplevt liknande kosmiska händelser, och hur det påverkat dem.

– Den här typen av forskning ger indirekta men viktiga vinster för samhället. Rymden intresserar många människor, och det vi gör kan inspirera skolelever till att söka sig till ingenjörsutbildningar och naturvetenskap, säger Melvyn Davies.

Dessutom har rymdforskningen alltid utvecklat tekniker och metoder som kommit till nytta på andra områden.

– Om man till exempel ska skapa en modell av flödet kring en flygplansvinge eller i en motor, så är det inte så annorlunda mot de modelleringssystem som vi använder. Man kan säga att inom astronomin lär vi folk att lösa svåra, intressanta problem med datorer. Den kunskapen kan användas på många fält, säger Melvyn Davies.

Text Lisa Kirsebom
Bild Magnus Bergström