Warum explodieren Meteoriten?
Die Aufregung letzte Woche war riesengroß, ein Meteorit ist über der Gegend um Tscheljabinsk in Russland explodiert! Das Tolle für uns Außenstehende ist, dass der Meteor während seines Anfluges von etlichen Autokameras, Überwachungskameras und Handys gefilmt worden ist.
Es ist wohl der bislang am besten dokumentierte Niedergang eines solchen Ereignisses. Sogar die Explosionen, die wohl noch in der Atmosphäre stattfanden, sind auf dem Filmmaterial zu hören und ihre Auswirkungen - zersplitternde Fensterscheiben - zu sehen.
In den Tagen danach kam häufig die Frage auf, weshalb der Meteorit explodierte. Ich versuche mich hier an einer Antwort, die ich bereits einer Besucherin auf ihre Anfrage gegeben habe:
Aus was besteht ein Meteoroid? Das kommt darauf an, wo er entstand. Ist er ein Überbleibsel aus der Frühphase des Sonnensystems, als sich die Gas- und Staubwolke verklumpte? Dann ist sein Anteil an leicht flüchtigen Stoffen wie Gasen recht hoch. Da er sich über Jahrmilliarden im kalten Weltraum aufhielt, sind diese Gase gefroren, also in festem Zustand. Beim Eintritt in die Erdatmosphäre trifft der Meteoroid, der nun sprachlich zum Meteor wird, auf Gasmoleküle, die ihn abbremsen und Reibung erzeugen.
In den oberen Schichten geht es noch, aber je weiter er in die Atmosphäre eindringt, desto dichter wird es, und desto mehr Reibungswärme entsteht. Körper dehnen sich bei zunehmender Wärme aus, jeder Stoff entsprechend seines Wärmekoeffizienten. Die im Gestein enthaltenen Gase dehnen sich schneller aus, wechseln den Aggregatzustand und bauen Druck auf, dem das umgebende Gestein irgendwann nicht mehr gewachsen ist, es wird gesprengt. Dann kommt neben der zunehmenden Hitze noch der Sauerstoff in der Luft dazu, der dafür sorgt, dass sich das erhitzte Gestein entzündet.
Kannst Du Dich noch an die Explosion des Spaceshuttles Columbia im Jahr 2003 erinnern? Das Raumschiff explodierte, weil ein winziger Teil der Hitzeschutzkacheln abgefallen war und die Reibungshitze beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre in das Shuttle eindringen konnte. Die Hitzesensoren meldeten 1800°C, bevor sie zerstört wurden. Die Astronauten waren schon fast zuhause, da passierte das schreckliche Unglück. Das Shuttle wurde duch die Explosion in tausende Teile zerrissen. Viele davon verglühten in der Atmosphäre, der Rest verteilte sich auf einem mehrere Quadratkilometer großen Gebiet.
Auf Wikipedia habe ich gelesen, dass die Temperatur, die auf einen Meteor einwirkt, bis zu 80.000 °C betragen kann!
Ist der Meteoroid ein Bruchstück von einem Planeten oder Asteoriden, dann ist der Anteil an flüchtigen Stoffen geringer, da diese das Oberflächengestein des Himmelskörpers schon vorher verlassen haben. Je höher der Metallgehalt des Meteoroiden, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass er nicht vollständig verglüht. Die Hitze wirkt erstmal nur außen und dringt dann allmählich ins Innere ein. Ist es ein großer Körper, reicht die Zeit für ein vollständiges Durchglühen und Verdampfen nicht aus, er kollidiert mit der Erdoberfläche.
Wie sich nun der Meteor über Russland zusammensetzte, wissen wir nicht. Vielleicht werden ja noch ein paar Überreste gefunden.
Es kamen folgende Bedingungen zusammen, die letztlich zum Explodieren geführt haben:
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Hohe Geschwindigkeit des Körpers (er konnte sich vorher im Weltall ungehindert bewegen), die in der Atmosphäre stark abgebremst wurde -> Reibungshitze
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Der Körper war starken Temperaturänderungen ausgesetzt (mindestens von -200°C im Weltall zu evtl. 80000°C in der Atmosphäre)
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Flacher Eintrittswinkel (so weit ich das aus den Filmen rekonstruieren kann), also ein langer Weg durch die Atmosphäre, viel Zeit um die Hitze zu steigern und durchzuglühen
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Evtl. enthaltene flüchtige Stoffe im Inneren, die sich schneller ausdehnten als das Gestein, und die so einen hohen Druck aufbauten, dass der Körper noch vor seinem Verglühen explodierte
So ein gut dokumentierter Eintritt eines Meteoriten in die Erdatmosphäre stößt sicher auf großes Interesse der Forschergemeinde, sodass wir bestimmt noch eine wissenschaftliche Auswertung des Ereignisses bekommen werden. Rückschlüsse auf die Größe (15 Meter) des Körpers wurden ja schon gezogen.
Das wars fürs Erste zu dem Thema
Eure Denise
PS: Ich habe den Absturz bereits in die Seite über Meteoroiden integriert (bis ganz hinunter scrollen!). Auf der Seite stehen auch noch weitere Informationen zu den Folgen von Einschlägen, gestaffelt nach der Größe des Einschlagkörpers.
