Att vara meteoritjägare innebär att söka efter det outsägligt sällsynta. På varje given mark som är lika stor som Wales, i genomsnitt kommer två olivstora rymdstenar att falla under ett år. Forskare och samlare tvingas gå extremt långt för att hitta dem, letar i öknar och Antarktis där de har en chans att se stenarna mot en vanlig bakgrund. Men om det låter som en utmaning, vad sägs om att jaga meteoriter som föll till jorden för miljoner år sedan?

Att hitta fossila meteoriter är en helt ny svårighetsgrad eftersom dessa stenar inte är tunt utspridda på ytan men, som dinosauriefossiler, begravd i gamla klippor. Men geologen professor Birger Schmitz vid Lunds universitet i Sverige har upptäckt ett sätt att hitta dem – och inte bara den udda stenen, men avsevärda mängder fossiliserat rymddamm.

Det visar sig att detta kan måla upp en unik bild av hur det forntida livets gång på jorden påverkades av pågående i rymden – och har redan avslöjat hur rymddamm från en asteroidkollision för 466 miljoner år sedan kunde ha utlöst en istid.

Stenar

Meteoriter är stenar från rymden som har fallit på jorden, mestadels fragment av asteroiderna som trängs mellan Mars och Jupiter.

Vi vet att en enorm sten slogs ner på jorden för 66 miljoner år sedan, döda dinosaurierna och det mesta annat liv. Detta antogs först av Nobelpristagaren Luis Alvarez och hans son Walter, båda då baserade på universitet i Berkeley, USA. De ledde teamet som upptäckte ett tunt iridiumrikt asklager i sediment globalt som bildades när dinosaurierna dog ut. Iridium är extremt sällsynt i vår planets skorpa och teamet drog slutsatsen att detta element hade levererats av en enorm asteroid. Innebörden var att denna katastrof utplånade dinosaurierna, tillsammans med tre fjärdedelar av alla andra levande varelser.

Prof. Schmitz gjorde sin postdoc med Alvarez-teamet och det är rimligt att säga att det formade hans karriär. "Tills deras upptäckt, livets utveckling och jordens historia var nästan alltid tänkt som ett slutet system, " sa professor Schmitz. "Jag blev fascinerad av att försöka koppla det som händer i rymden med det som händer på jorden."

Återvände hem till Sverige 1990, Prof. Schmitz läste några tidningsrapporter om att en amatörgeolog vid namn Mario Tassinari hade hittat några fossila meteoriter i Thorsbergs stenbrott på Vänerns södra strand. Just nu, det fanns bara en handfull fossila meteoriter kända för vetenskapen. Var det här en chans att studera hur meteoriter hade sett ut för miljoner år sedan och pussla ihop effekterna de hade på jorden? Prof. Schmitz ringde upp Tassinari och de kom överens om att samarbeta om en systematisk studie av stenbrottet.

Stenbrott

Bergbrottsarbetarna hugger ut skivor av kalksten för användning som golvplattor. När de hittar en bit som ser ut att kunna hålla en rymdsten, de kallar prof. Schmitz. Varje år, de får fyra eller fem fossila meteoriter. De ser mest ut som lite mer än svarta fläckar inbäddade i berget, några centimeter i diameter.

Prof. Schmitz undrade om andra stenbrott kunde ha liknande nöjen. Han gick också på jakt efter meteoriter på platser med rätt typ av golvplattor, som Paddington station i London.

Men det visar sig att Thorsberg är, så vitt vi vet, en engångsföreteelse. Särskilda förhållanden krävs för att bevara betydande fossila meteoriter i rimligt antal. Du behöver sediment på botten av en vattenmassa som övergår till sten mycket gradvis. Långsamheten är avgörande, eftersom det gör att fler meteoriter kan samlas på en liten yta.

Omkring 2000, Prof. Schmitz började tro att han hittade ganska många stenar - vid det här laget hade han nästan 50 totalt. Han räknade ut mängden sten som stenbrottsarbetarna hade huggit ut varje år och dividerade den med antalet meteoriter de hittade. Det berättade för honom att flödet av meteoriter, när stenen bildades, antalet som faller på ett givet område under en given tid, var cirka 100 gånger större än det är idag. Ett område lika stort som Wales skulle inte ha fått två meteoriter om året, men 200.

"Jag kommer fortfarande ihåg dagen jag tänkte på det här, " sade prof. Schmitz. "Jag gick genast till stenbrottet. "Får jag se dina loggböcker? Är du säker på att du har hittat ett så stort antal meteoriter på ett så litet område?"

Det var inget misstag. Och professor Schmitz kom snabbt på en förklaring. "Det finns ett mycket troligt scenario:att om något exploderar i rymden och går sönder i miljarder och miljarder små bitar - ja, vad vi såg i stenbrottet, det är precis vad som skulle hända."

År 2004 Prof. Schmitz och forskare vid ETH-Zürich, Schweiz, publicerade en artikel som beskriver analyser av de fossila meteoriter som hittades. Detta visade att meteoriterna hade varit i rymden under relativt korta tidsperioder – ungefär en miljon år – genom att titta på kosmiska strålars inverkan på deras mineralogi. Han drog slutsatsen att en våldsam kollision hade exploderat dem på en jordbunden bana. Fortfarande, dessa stenar var små yngel i stora drag; långt ifrån tillräckligt stor för att orsaka en påverkan som avsevärt skulle påverka jordens historia.

Du kanske tror att professor Schmitz skulle ha velat hitta något större. Men det fungerar inte så. Det visar sig att rejäla meteoriter är sällsynta, men mindre är vanligare.

Rymddamm

Mikrometeoriter, annars känd som rymddamm, är de vanligaste av alla:det uppskattas att vi idag duschar med 100 ton av det här varje dag. Prof. Schmitz resonerade att den måste strö över kalkstenen i Thorsbergs stenbrott också - om det bara fanns ett sätt att hitta den.

Ett mineral, kromit, i mikrometeoriter är otroligt tålig:"Det är extremt motståndskraftigt, den överlever allt, " sa prof. Schmitz.

Det gav honom en idé, som han undersökte genom ett projekt kallat Astrogeobiosphere. "Jag sa till min stackars student tiden, "Niklas, ta 5 kg sten och lös den i saltsyra."

Att göra det resulterade i 10 små fragment av utomjordisk kromit, var och en en tiondels millimeter lång. Och att upprepa detta med intervaller i kalkstenen avslöjade att det var en enorm ökning av rymddamm i 466 miljoner år gammal sten, resultat som professor Schmitz publicerade 2019.

Ankomsten av rymddamm sammanfaller med en kall period som kallas mid-ordovicisk istid. Prof. Schmitz drog slutsatsen att en massiv kollision i asteroidbältet spydde ut både stora meteoriter och ett gigantiskt moln av damm, som blockerade massor av solljus från att nå jorden, leder till en istid. Efter asteroiden som dödade dinosaurierna, det skulle vara det andra exemplet på en händelse i det vidare kosmos som djupt påverkar jordens berättelse.

"Jag tycker att det här är en enormt spännande historia, " sa Dr Katie Joy, en planetforskare vid University of Manchester, STORBRITANNIEN. "Det är en enorm mängd arbete och jag avundas dem inte, att behöva krossa ton och ton och stena och föra det genom syra."

Hon tillägger att det fortfarande finns arbete att göra för att förstå fördomarna i urvalet. De mineraler som professor Schmitz studerar finns inte i alla slags asteroider och kometer, vilket betyder att de inte representerar alla bergarter som har fallit från rymden till jorden. "Det här rekordet är ett partiellt rekord, " Hon sa.

Genom astrogeobiosfären, Prof. Schmitz har tagit detta arbete ännu längre genom att lösa upp 20 ton sten från olika stenbrott, med prover från var och en som representerar olika perioder i jordens djupa historia. Tanken var att ge den första skissen av hur inkommande rymddamm har varierat över tiden.

Han säger att det här arbetet är gjort och att han och hans team har en samling olika meteoriter som föll på jorden i det avlägsna förflutna - men det kommer inte att publiceras på några månader. Dock, fossila meteoriter fortsätter att avslöja ny information om jordens förflutna.

"(Många av) dessa meteoriter är lika olika från de meteoriter som faller idag som några av de djur som levde på den tiden jämförs med dagens djur, " han sa.