LPI | Education

LPI | Education

SkyTellers Meteorické aktivity pro malé děti

Viz také:
LPI Family Event Space Rocks aktivity a zdroje

O meteorech

Meteoroidy, meteory, meteority . . . Jaký je mezi nimi rozdíl?
Meteoroidy jsou malé částice – často ne větší než zrnko písku – které obíhají kolem našeho Slunce. Když meteoroidy vstoupí do zemské atmosféry, vytvářejí zářivé světelné pruhy, které můžeme pozorovat na naší obloze. Tyto krátké světelné pruhy – a částice, které se pohybují naší atmosférou – jsou meteory. Meteority jsou horniny z vesmíru, které skutečně dopadly na povrch Země – nebo jiné planety.

Jak souvisí asteroidy a komety s meteority?
Asteroidy jsou kamenná tělesa o průměru menším než 1000 kilometrů, která obíhají kolem našeho Slunce. Asteroidy se vyskytují v pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem. Komety jsou tělesa ledu a prachu o průměru menším než 10 kilometrů, která se obvykle zdržují v chladných vnějších oblastech naší sluneční soustavy. Meteoroidy jsou malé kousky asteroidů nebo komet.

Kde se berou meteority?
Většina meteoritů zřejmě pochází z asteroidů. Vyplývá to ze srovnání složení meteoritů s našimi znalostmi o složení asteroidů na základě dálkového průzkumu Země. Vychází to také ze srovnání drah asteroidů a drah meteoroidů, vypočtených na základě fotografií meteoroidů při jejich přiblížení k Zemi. Několik meteoritů pochází z Měsíce a Marsu. Jedná se o kousky planetek, které byly odlomeny a vyraženy na oběžnou dráhu při nárazu asteroidů do planetek. Meteority z Měsíce jsou podobné vzorkům, které nasbírali astronauti z programu Apollo. Meteority z Marsu obsahují uzavřené plynové kapsy, u nichž vědci zjistili, že obsahují stejné plyny, jaké se vyskytují v atmosféře Marsu.

Komety jako zdroje meteoroidů
Meteority mohou vzácně pocházet také z komet. Kometám se říká „špinavé sněhové koule“, protože jejich jádro – pevné jádro – se skládá převážně z ledu s příměsí prachu, částic hornin a trochy organického materiálu. Většina komet se nachází na vnějším okraji sluneční soustavy – za dráhou Pluta – v oblasti zvané Kuiperův pás. Některé komety se nacházejí ještě dále ve velkém kulovitém oblaku kolem naší sluneční soustavy zvaném Oortův oblak. Komety jsou tak daleko od Slunce, že zůstávají zmrzlé; jsou důležitým pozůstatkem z nejstarších dob naší sluneční soustavy. Některé komety obíhají kolem Slunce po pravidelných eliptických drahách. Komety jsou téměř neviditelné, kromě případů, kdy se přiblíží ke Slunci. Teplo ze Slunce odpařuje led na povrchu komety a způsobuje, že plyn a prach odtékají a tvoří oblak komy. Sluneční vítr – proud částic vycházející ze Slunce – smete komu do dlouhého ohonu. Chvost směřuje díky slunečnímu větru vždy od Slunce, bez ohledu na to, jakým směrem se kometa na své dráze pohybuje. Chvost má ve skutečnosti dvě části, plynný a prachový, které se mohou táhnout až miliony kilometrů od jádra komety při její cestě kolem Slunce. Když se kometa velmi přiblíží ke Slunci, zanechává za sebou malé kousky prachu, horninových zrn a ledu jako stopu meteoroidů.

Proč máme meteorické deště?
Meteorické deště vznikají, když Země prochází stopou prachu a plynu, kterou zanechává kometa. Částice vstoupí do zemské atmosféry a většina z nich shoří v živé světelné show – meteorickém dešti. K některým meteorickým rojům, jako jsou Perseidy a Leonidy, dochází každoročně, když oběžná dráha Země vede naši planetu přes dráhu úlomků zanechaných podél dráhy komety. Informace o nadcházejících meteorických deštích a návrhy na jejich pozorování najdete na stránce Meteorické deště časopisu Sky and Telescope.

Z čeho se skládají meteority?
Vědci dělí meteority do tří skupin: kamenné meteority, železné meteority a meteority z kamenného železa.

• Kamenné meteority tvoří asi 95 % meteoritů, které dopadají na Zemi. Mezi kamenné meteority patří chondrity a achondrity. Chondrity obsahují malé kuličky silikátových minerálů zvané chondrule. Existují také uhlíkaté chondrity – kamenné meteority, které obsahují vodu a organické (uhlíkové) molekuly, například jednoduché aminokyseliny. Achondrity jsou také kamenné meteority, ale nemají chondruly a prošly zahříváním a změnami. Mezi achondrity patří meteority z našeho Měsíce a Marsu.
• Železné meteority tvoří asi 5 % meteoritů nalezených na Zemi. Mají vysoké množství železa a niklu. Železné meteority jsou velmi těžké!!!
• Kamenné železné meteority se nacházejí mezi ostatními dvěma typy meteoritů. Jsou vzácné – jen asi 1 % nálezů meteoritů na Zemi tvoří kamenné železné meteority.

Co nám říkají meteority?“
Meteority nám poskytují informace o procesech a materiálech v naší rané sluneční soustavě. Raná sluneční soustava se neskládala ze Slunce a planet. Byla to rotující oblaka prachu a vodíkového plynu, která byla v centru teplejší a směrem k okrajům chladnější. Jak se plyn a prach začaly spojovat, docházelo ke kondenzaci chondrulí – drobných kuliček minerálů obsahujících oxid křemičitý. Tyto drobné kuličky a prach se postupně zvětšovaly, jak do nich narážely další částice a připojovaly se k nim – tento proces se nazývá akrece. Některé částice se zvětšily natolik, že byly dostatečně velké, aby gravitačně přitahovaly další částice, a při obíhání kolem mladého Slunce akreovaly veškerý materiál, který jim stál v cestě – z některých z nich se staly naše planety. Jiné částice zůstaly malé, vesmírné kameny, které zůstaly po vzniku planet. Akrece je horký proces; když částice narazí do jiné částice, její pohyb se přemění na teplo. Planety a některé vesmírné horniny se zahřály natolik, že se začaly měnit, v některých případech se roztavily. Tání umožnilo diferenciaci těles, kdy těžší kovy železa a niklu klesaly do centrálního jádra a lehčí materiály vytvářely plášť a vnější kůru.

• Chondrity jsou meteority, které obsahují chondruly. Většina chondritů byla zahřáta a změněna na počátku svého vzniku. Některé chondrity se však od svého vzniku nezměnily. Tyto chondrity poskytují vědcům v podstatě nezměněné vzorky naší rané sluneční soustavy. Pomáhají nám také určit stáří naší sluneční soustavy; stáří chondritů se pohybuje mezi 4,5 a 4,56 miliardy let.
• Uhličité chondrity> jsou rovněž velmi starými vzorky naší sluneční soustavy. Obsahují vodu v některých svých minerálech a organických sloučeninách. Uhličité chondrity poskytují vědcům úplnější vzorky chemického složení naší rané sluneční soustavy.
• Achondrity, železné meteority a kamenné železné meteority mají různé složení. Pocházejí z těles – planet a asteroidů – v naší sluneční soustavě, která byla zahřáta a změněna a v některých případech roztavena. Železné meteority pocházejí z kovových jader planetek. Achondrity mohou pocházet z kůry. Kamenné meteority pocházejí z pláště mezi železným jádrem a kůrou. Všechny tyto meteority poskytují informace o složení těles v naší sluneční soustavě a o procesech, které ji formovaly. Stáří „diferencovaných“ meteoritů se často pohybuje kolem 4,4 až 4,5 miliardy let, což vědcům napovídá, že diferenciace planetek proběhla na počátku historie naší sluneční soustavy.
• Některé achondrity pocházejí z Měsíce a Marsu a některé z nich jsou mnohem mladší. Jsou to bazalty – tmavé jemnozrnné vulkanické horniny – a pomáhají nám pochopit, že na těchto tělesech docházelo k erupcím sopek, a také nám dávají časový rámec těchto erupcí. Víme například, že v posledních 180 milionech let vybuchovaly sopky na Marsu.

Co se stane s meteoroidem na jeho cestě k Zemi?“
Nic moc, když je ve vesmíru. Když meteoroid vstoupí do zemské atmosféry, začne se vše zahřívat! Ve skutečnosti se zahřívá vzduch před meteoroidem. Částice se pohybuje rychlostí 20 až 30 kilometrů za sekundu. Stlačuje vzduch před sebou, což způsobuje jeho zahřívání. Vzduch je tak horký, že začne zářit – vzniká meteor – světelný pruh pozorovaný ze Země. Intenzivní teplo také roztaví vnější část meteoroidu. Cesta zemskou atmosférou je natolik rychlá, že se vnitřek meteoroidu často vůbec nezahřeje. U většiny kamenů z vesmíru však i krátká cesta stačí k roztavení jejich velké části; metr velký meteoroid se může zmenšit na velikost baseballového míčku. Malé meteoroidy se vypaří úplně. Jak se meteoroid blíží k povrchu Země, atmosféra houstne, což způsobuje zpomalení a ochlazení horniny. Vnější roztavená část meteoroidu ztuhne a zanechá tavnou kůru – tenkou tmavou sklovitou slupku. Některé meteoroidy se těsně před dopadem na zemský povrch rozpadnou a vytvoří ohnivou kouli doprovázenou výbuchem, který je slyšet na kilometry daleko.

Při dopadu velkého meteoroidu na zemský povrch může vzniknout kráter – kruhová prohlubeň. Velké meteoroidy zanechávají krátery přibližně desetkrát větší, i když jejich velikost závisí na rychlosti pohybu meteoroidu, úhlu jeho přiblížení a dalších faktorech. Meteorický kráter vznikl asi před 50 000 lety, kdy na zem dopadl 30 metrů široký meteorit Canyon Diablo a vytvořil v Arizoně kilometr širokou prohlubeň.

Veliké impakty jsou dnes vzácné, ale byly mnohem častější v rané historii naší sluneční soustavy, kdy docházelo k vymetání kosmického smetí. Povrchy Merkuru, Měsíce a Marsu jsou pokryty impaktními krátery, z nichž většina podle vědců vznikla během první půl miliardy let formování sluneční soustavy. Také Země má na svém povrchu několik impaktních kráterů, některé poměrně velké. Jeden z nejznámějších – a nejničivějších – předpokládaných impaktů se odehrál asi před 65 miliony let. Meteroid o průměru 10-16 kilometrů dopadl na Zemi poblíž dnešního mexického poloostrova Yucatán. Předpokládá se, že tento impakt vyvolal globální požáry a tsunami a vytvořil oblak prachu a vodní páry, který během několika dní zahalil Zemi, což mělo za následek kolísavé změny globálního klimatu. Předpokládá se, že extrémní změny životního prostředí způsobily masové vymírání 75 % druhů na Zemi, včetně dinosaurů.

Kde nacházíme meteority?
Meteority si poměrně nevybírají, kam dopadají. Padají všude na Zemi. Jejich nalezení je výzvou! O něco více než dvě třetiny Země pokrývá voda; najít meteorit na dně hlubokého moře je přinejmenším obtížné. Meteority také padají v neobydlených oblastech a na těžko přístupných místech. Existuje několik míst, kam vědci soustřeďují své úsilí, protože meteority se na nich hledají snadněji. Pouštní oblasti nejsou pokryty vegetací a meteority se liší od pozadí. Mnoho expedic za meteority v pouštích Afriky a Austrálie rozšířilo zkoumané sbírky. Existuje jedna poušť, která poskytla nejvíce meteoritů – polární poušť v Antarktidě! Existuje několik důvodů, proč je Antarktida tak velkolepým sběratelským místem. Prvním je, že tmavé meteority jsou na pozadí bílého ledu dobře vidět! Kromě toho se meteority ve zmrzlé a suché atmosféře nerozpadají tak rychle. Při hledání meteoritů pomáhá také pohyb ledu pokrývajícího Antarktidu. Meteority, které dopadnou na povrch ledového příkrovu, jsou unášeny prouděním ledu. Na některých místech působí hory jako překážka pohybu ledu. Led podél této bariéry stoupá vzhůru a je sublimován – vypařován – rychlými suchými větry Antarktidy. Meteority se nevypařují – zůstávají za nimi. Tento proces proudění a sublimace ledu pokračuje po tisíce let a koncentruje meteority do zřetelných skvrn. Sběratelské expedice v Antarktidě téměř zdvojnásobily počet nálezů meteoritů na světě.

Měl bych ztrácet spánek obavami, že mě může zasáhnout meteorit?
Ale ne. Doposud nebyl žádný člověk zabit při zásahu meteroidem (nebo to alespoň nikdo netvrdí!). Existuje však několik případů zasažení aut a domů a několik blízkých zásahů. V roce 1954 zasáhl meteroid dům v Alabamě, prošel střechou a odrazil se do obývacího pokoje, kde zasáhl a pohmoždil obyvatele domu, který podřimoval na pohovce. V roce 1992 proletěl meteroid kufrem zaparkovaného auta v New Yorku a zastavil se pod ním. Nepodložených případů je mnohem více!

Zajímavá zajímavost:
Jak se pojmenovávají meteority?
No, ne podle rodičů. Většina meteoritů je pojmenována podle nejbližšího města – například meteorit Noblesville z města Noblesville v Indianě. Pokud v blízkosti žádné město není, mohou být pojmenovány podle geografického prvku, například řeky nebo hory. V místech, kde se nachází velké množství meteoritů, například v poušti (včetně Antarktidy!), dostávají meteority v terénu obvykle náhodné číslo a později, jakmile jsou popsány, je číslo nahrazeno konečným „jménem“. Název zahrnuje zeměpisné označení, rok nálezu a číslo vzorku. Například ALH 84001 byl sebrán během sběrové sezóny 1984 (84) v Antarktidě poblíž Allanových vrchů (ALH). Byl prvním vzorkem popsaným v laboratoři v této sezóně (001).

Děkujeme Dr. Kevinu Righterovi, planetárnímu vědci, Astromaterials Research and Exploration Science Program, NASA Johnson Space Center, za přezkoumání obsahového materiálu.

.