LPI | Education

LPI | Education

SkyTellers Zajęcia o meteorach dla małych dzieci

Zobacz także:
LPI Family Event Space Rocks activities and resources

About Meteors

Meteoroidy, Meteory, Meteoryty . . . Jaka jest różnica?
Meteoroidy to małe cząstki – często nie większe niż ziarnko piasku – które krążą wokół naszego Słońca. Kiedy meteoroidy wchodzą w atmosferę Ziemi, wytwarzają wspaniałe smugi światła, które można zobaczyć na naszym niebie. Te krótkie smugi światła – i cząstki, które przemieszczają się przez naszą atmosferę – to meteory. Meteoryty to skały pochodzące z kosmosu, które rzeczywiście wylądowały na powierzchni Ziemi – lub innej planety.

Jak asteroidy i komety są powiązane z meteorytami?
Asteroidy to skaliste ciała o średnicy mniejszej niż 1000 kilometrów, które krążą wokół naszego Słońca. Asteroidy występują w pasie asteroid pomiędzy Marsem a Jowiszem. Komety to masy lodu i pyłu, o średnicy mniejszej niż 10 kilometrów, które zwykle pozostają w zimnych, zewnętrznych częściach naszego Układu Słonecznego. Meteoroidy to małe kawałki asteroid lub komet.

Skąd pochodzą meteoryty?
Większość meteorytów wydaje się pochodzić z asteroid. Jest to oparte na porównaniu składu meteorytów z naszym rozumieniem składu asteroid, opartym na teledetekcji. Opiera się to również na porównaniu orbit asteroid z orbitami meteoroidów, obliczonych na podstawie zdjęć meteoroidów w momencie ich zbliżania się do Ziemi. Kilka meteorytów pochodzi z Księżyca i Marsa. Są to kawałki planet, które zostały odłamane i wyrzucone na orbitę, gdy asteroidy uderzyły w planety. Meteoryty z Księżyca są podobne do próbek zebranych przez astronautów Apollo. Meteoryty z Marsa zawierają zamknięte kieszenie gazu, które, jak odkryli naukowcy, zawierają te same gazy, które występują w atmosferze Marsa.

Komety jako źródła meteoroidów
Rzadko, meteoryty mogą również pochodzić z komet. Komety nazywane są „brudnymi kulami śniegu”, ponieważ ich jądro – stałe jądro – składa się głównie z lodu z domieszką pyłu, cząstek skalnych i odrobiny materiału organicznego. Większość komet znajduje się na zewnętrznej krawędzi Układu Słonecznego – poza orbitą Plutona – w regionie zwanym pasem Kuipera. Niektóre komety znajdują się jeszcze dalej, w dużym kulistym obłoku wokół naszego Układu Słonecznego, zwanym Obłokiem Oorta. Komety znajdują się tak daleko od Słońca, że pozostają zamrożone; są one ważnymi reliktami z najwcześniejszych czasów istnienia naszego Układu Słonecznego. Niektóre komety krążą wokół Słońca po okresowych, eliptycznych ścieżkach. Komety są prawie niewidoczne, chyba że zbliżą się do Słońca. Ciepło słoneczne odparowuje lód na powierzchni komety, powodując wypływ gazu i pyłu, który tworzy obłok komy. Wiatr słoneczny – przepływ cząstek od Słońca – zmiata komę w długi ogon. Z powodu wiatru słonecznego ogon zawsze jest skierowany w stronę Słońca, bez względu na to, w jakim kierunku kometa porusza się po swojej orbicie. W rzeczywistości ogon składa się z dwóch części, gazowej i pyłowej, które mogą rozciągać się na miliony kilometrów od jądra komety podczas jej podróży wokół Słońca. Gdy kometa zbliża się do Słońca, małe kawałki pyłu, ziaren skalnych i lodu pozostają za nią jako ślad meteoroidów.

Dlaczego mamy pokazy meteorów?
Pokazy meteorów występują, gdy Ziemia przechodzi przez ślad pyłu i gazu pozostawiony przez kometę. Cząsteczki wchodzą w atmosferę Ziemi i większość z nich spala się w żywym pokazie świetlnym – deszczu meteorów. Niektóre pokazy meteorów, takie jak Perseidy i Leonidy, występują co roku, gdy orbita Ziemi przenosi naszą planetę przez ścieżkę gruzu pozostawioną wzdłuż orbity komety. Aby uzyskać informacje o nadchodzących pokazach meteorów i sugestie dotyczące oglądania, odwiedź stronę Sky and Telescope’s Meteor Showers.

What are Meteorites Made Of?
Naukowcy klasyfikują meteoryty na trzy grupy: meteoryty kamienne, meteoryty żelazne i meteoryty żelazne kamienne.

• Meteoryty kamienne stanowią około 95% meteorytów docierających na Ziemię. Meteoryty kamienne obejmują chondryty i achondryty. Chondryty zawierają małe kuleczki minerałów krzemianowych zwane chondrylami. Istnieją również chondryty węglowe – meteoryty kamienne, które zawierają wodę i cząsteczki organiczne (węglowe), takie jak proste aminokwasy. Achondryty są również meteorytami kamiennymi, ale nie posiadają chondrytów i uległy ogrzaniu i zmianom. Do achondrytów należą meteoryty z naszego Księżyca i Marsa.
• Meteoryty żelazne stanowią około 5% meteorytów znajdowanych na Ziemi. Zawierają one duże ilości żelaza i niklu. Meteoryty żelazne są bardzo ciężkie!
• Meteoryty kamienno-żelazne znajdują się pomiędzy pozostałymi dwoma typami meteorytów. Są one rzadkie – tylko około 1% znalezisk meteorytów na Ziemi to meteoryty z żelaza kamiennego.

Co mówią nam meteoryty?
Meteoryty dostarczają nam informacji o procesach i materiałach zachodzących w naszym wczesnym układzie słonecznym. Wczesny układ słoneczny nie składał się ze słońca i planet. Był to wirujący obłok pyłu i gazu wodorowego, który był gorętszy w centrum i chłodniejszy na obrzeżach. Gdy gaz i pył zaczęły się łączyć, chondryle – maleńkie kuleczki minerałów zawierających krzemionkę – skondensowały się. Te maleńkie kuleczki i pył stopniowo rosły, ponieważ inne cząsteczki zderzały się z nimi i przyczepiały – proces ten nazywamy akrecją. Niektóre z tych cząsteczek urosły na tyle, że były wystarczająco duże, by przyciągać grawitacyjnie inne cząsteczki, i akreowały cały materiał znajdujący się na ich drodze, krążąc wokół młodego Słońca – niektóre z nich stały się naszymi planetami. Inne cząstki pozostały małe, kosmiczne skały, które pozostały po uformowaniu się planet. Akrecja jest procesem gorącym; kiedy cząstka uderza w inną cząstkę, jej ruch zamienia się w ciepło. Planety i niektóre z kosmicznych skał stały się tak gorące, że zaczęły się zmieniać, w niektórych przypadkach topiąc się. Topnienie pozwoliło ciałom zróżnicować się, z cięższymi metalami żelaza i niklu zapadającymi się w centralne jądro, i lżejszymi materiałami tworzącymi płaszcz i zewnętrzną skorupę.

• Chondryty są meteorytami, które zawierają chondryty. Większość chondrytów została podgrzana i zmieniona na wczesnym etapie ich formowania. Jednak niektóre chondryty nie zmieniły się od czasu ich uformowania. Chondryty te dostarczają naukowcom w zasadzie niezmienionych próbek naszego wczesnego Układu Słonecznego. Pomagają nam one również określić wiek naszego Układu Słonecznego; chondryty mają od 4,5 do 4,56 miliarda lat.
• Chondryty węglowe> są również bardzo starymi próbkami naszego Układu Słonecznego. Zawierają one wodę w niektórych swoich minerałach i związkach organicznych. Chondryty węglowe dostarczają naukowcom bardziej kompletne próbki składu chemicznego naszego wczesnego Układu Słonecznego.
• Achondryty, meteoryty żelazne i kamienne meteoryty żelazne mają różny skład. Pochodzą one z ciał – planet i asteroid – w naszym Układzie Słonecznym, które zostały podgrzane i zmienione, a w niektórych przypadkach stopione. Meteoryty żelazne pochodzą z metalicznych rdzeni asteroid. Achondryty mogą pochodzić ze skorupy. Meteoryty kamienne pochodzą z płaszcza, znajdującego się pomiędzy żelaznym jądrem a skorupą. Wszystkie te meteoryty dostarczają informacji o składzie ciał w naszym Układzie Słonecznym oraz o procesach, które go ukształtowały. Zróżnicowane” meteoryty często mają wiek około 4,4 do 4,5 miliarda lat, co mówi naukowcom, że zróżnicowanie asteroid miało miejsce we wczesnym okresie historii naszego Układu Słonecznego.
• Niektóre z achondrytów pochodzą z Księżyca i Marsa, a niektóre z nich są znacznie młodsze. Są to bazalty – ciemne drobnoziarniste skały wulkaniczne – i pomagają nam zrozumieć, że na tych ciałach wybuchały wulkany, jak również dają nam ramy czasowe dla erupcji. Wiemy, na przykład, że w ciągu ostatnich 180 milionów lat, wulkany wybuchały na Marsie.

Co się dzieje z meteoroidem w drodze na Ziemię?
Niewiele, gdy jest w przestrzeni. Kiedy meteoroid wchodzi w atmosferę Ziemi, wszystko zaczyna się rozgrzewać! Właściwie to powietrze przed meteoroidem się nagrzewa. Cząstka porusza się z prędkością od 20 do 30 kilometrów na sekundę. Spręża powietrze przed nią, powodując jego nagrzewanie się. Powietrze jest tak gorące, że zaczyna świecić – tworząc meteor – smugę światła obserwowaną z Ziemi. Intensywne ciepło topi również zewnętrzną część meteoroidu. Podróż przez atmosferę ziemską jest na tyle szybka, że wnętrze meteoroidu często nie jest w ogóle ogrzewane. Jednak w przypadku większości skał z kosmosu, nawet krótka podróż wystarcza do stopienia znacznej ich części; meteoroid wielkości metra może zostać zredukowany do rozmiarów piłki baseballowej. Małe meteoroidy są całkowicie odparowywane. Atmosfera staje się gęstsza w miarę zbliżania się meteoroidu do powierzchni Ziemi, co powoduje spowolnienie i ochłodzenie skały. Zewnętrzna, stopiona część meteoroidu krzepnie, pozostawiając skorupę termojądrową – cienką, ciemną, szklistą skórkę. Niektóre meteoroidy rozpadają się tuż przed dotarciem do powierzchni Ziemi, tworząc kulę ognia, której towarzyszy eksplozja słyszalna w odległości kilometrów.

Zderzenie z dużym meteoroidem uderzającym w powierzchnię może pozostawić krater – okrągłe wgłębienie. Duże meteoroidy pozostawiają kratery około 10 razy większe od siebie, choć rozmiar ten zależy od prędkości poruszania się meteoroidu, jego kąta podejścia i innych czynników. Krater meteorytowy powstał około 50 000 lat temu, gdy meteoryt Canyon Diablo o szerokości 30 metrów uderzył w ziemię, tworząc w Arizonie depresję o szerokości kilometra.

Duże uderzenia są teraz rzadkie, ale były znacznie częstsze podczas wczesnej historii naszego Układu Słonecznego, gdy kosmiczne szczątki były zmiatane. Powierzchnie Merkurego, Księżyca i Marsa są pokryte kraterami uderzeniowymi, z których większość naukowców wierzy, że powstały podczas pierwszych pół miliarda lat formowania się Układu Słonecznego. Ziemia również posiada kilka kraterów uderzeniowych na swojej powierzchni, niektóre całkiem duże. Jedno z najsłynniejszych – i najbardziej niszczycielskich – uderzeń, jakie uważa się za zaistniałe, miało miejsce około 65 milionów lat temu. Meteroid o średnicy 10-16 kilometrów uderzył w Ziemię w pobliżu dzisiejszego półwyspu Jukatan w Meksyku. Uważa się, że uderzenie to wywołało globalne pożary i tsunami oraz stworzyło chmurę pyłu i pary wodnej, która w ciągu kilku dni ogarnęła Ziemię, powodując wahania globalnego klimatu. Uważa się, że te ekstremalne zmiany środowiskowe spowodowały masowe wymieranie 75% ziemskich gatunków, w tym dinozaurów.

Gdzie znajdujemy meteoryty?
Meteoryty są dość niedyskretne, jeśli chodzi o miejsca, w których lądują. Spadają wszędzie na Ziemi. Wyzwaniem jest ich znalezienie! Nieco ponad dwie trzecie Ziemi pokrywa woda; zlokalizowanie meteorytu na dnie głębokiego morza jest, delikatnie mówiąc, trudne. Meteoryty spadają również w regionach niezaludnionych i miejscach trudno dostępnych. Jest kilka miejsc, w których naukowcy koncentrują swoje wysiłki, ponieważ meteoryty są tam łatwiejsze do znalezienia. Obszary pustynne nie są pokryte roślinnością, a meteoryty odróżniają się od tła. Liczne ekspedycje meteorytowe na pustyniach Afryki i Australii powiększyły badane zbiory. Jest jedna pustynia, która dostarczyła najwięcej meteorytów – pustynia polarna Antarktydy! Istnieje kilka powodów, dla których Antarktyda jest tak spektakularnym miejscem zbierania meteorytów. Pierwszym z nich jest to, że ciemne meteoryty są łatwe do zobaczenia na tle białego lodu! Ponadto meteoryty nie rozpadają się tak szybko w mroźnej, suchej atmosferze. Ruch lodu pokrywającego Antarktydę również pomaga w poszukiwaniu meteorytów. Meteoryty, które lądują na powierzchni lądolodu są przenoszone przez strumień lodu. Istnieją miejsca, gdzie góry stanowią barierę dla ruchu lodu. Lód płynie w górę wzdłuż tej bariery i jest sublimowany – odparowywany – przez szybkie suche wiatry Antarktydy. Meteoryty nie wyparowują – pozostają w tyle. Ten proces przepływu lodu i sublimacji trwa od tysięcy lat, skupiając meteoryty w wyraźne płaty. Ekspedycje zbierające na Antarktydzie prawie podwoiły liczbę znalezisk meteorytów na świecie.

Should I Lose Sleep Worrying that I May Be Hit by A Meteorite?
Uh, no. Do tej pory żadna osoba nie zginęła od uderzenia meteorytu (a przynajmniej nikt nie twierdzi, że zginął!). Jest jednak kilka przypadków uderzenia w samochody i domy, a także kilka bliskich chybień. W 1954 roku meteroid uderzył w dom w Alabamie, przeszedł przez dach i odbił się w salonie, uderzając i siniakując mieszkańca, który drzemał na kanapie. W 1992 roku meteroid przeleciał przez bagażnik zaparkowanego samochodu w Nowym Jorku, zatrzymując się pod samochodem. Jest jeszcze wiele innych niepotwierdzonych przypadków!

Ciekawa ciekawostka:
Jak są nazywane meteoryty?
Nie przez swoich rodziców. Większość meteorytów nosi nazwę najbliższego miasta – na przykład meteoryt Noblesville z Noblesville w stanie Indiana. Jeśli w pobliżu nie ma żadnego miasta, mogą być nazwane na cześć cech geograficznych, takich jak rzeka lub góra. W miejscach, gdzie znajduje się wiele meteorytów, takich jak pustynia (w tym Antarktyda!), meteoryty zwykle otrzymują w terenie losowy numer, a później, gdy zostaną opisane, numer ten zostaje zastąpiony ostateczną „nazwą”. Nazwa ta zawiera oznaczenie geograficzne, rok znalezienia i numer próbki. Na przykład, ALH 84001 został zebrany podczas sezonu 1984 (84) na Antarktydzie w pobliżu Allan Hills (ALH). Był to pierwszy opisany w laboratorium w tym sezonie (001).

Podziękowania dla Dr. Kevina Rightera, Planetary Scientist, Astromaterials Research and Exploration Science Program, NASA Johnson Space Center, za przejrzenie materiału merytorycznego.

.