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Über Meteore

Meteoroiden, Meteore, Meteoriten . . . Was ist der Unterschied?
Meteoroiden sind kleine Partikel – oft nicht größer als ein Sandkorn – die unsere Sonne umkreisen. Wenn Meteoroide in die Erdatmosphäre eintreten, erzeugen sie brillante Lichtstreifen, die an unserem Himmel zu sehen sind. Diese kurzen Lichtstreifen – und die Partikel, die sich durch unsere Atmosphäre bewegen – sind Meteoriten. Meteoriten sind Gesteinsbrocken aus dem Weltraum, die tatsächlich auf der Erde – oder einem anderen Planeten – gelandet sind.

Wie sind Asteroiden und Kometen mit Meteoriten verwandt?
Asteroiden sind Gesteinskörper mit einem Durchmesser von weniger als 1000 Kilometern, die unsere Sonne umkreisen. Asteroiden kommen im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter vor. Kometen sind Eis- und Staubmassen mit einem Durchmesser von weniger als 10 km, die sich normalerweise in den kalten Außenbereichen unseres Sonnensystems aufhalten. Meteoroide sind kleine Stücke von Asteroiden oder Kometen.

Woher kommen Meteoriten?
Die meisten Meteoriten scheinen von Asteroiden zu stammen. Dies ergibt sich aus einem Vergleich der Zusammensetzung von Meteoriten mit unseren Erkenntnissen über die Zusammensetzung von Asteroiden, die auf Fernerkundung beruhen. Außerdem werden die Bahnen von Asteroiden mit denen von Meteoroiden verglichen, die anhand von Fotos der Meteoroiden bei ihrer Annäherung an die Erde berechnet wurden. Einige Meteoriten stammen vom Mond und vom Mars. Dabei handelt es sich um Teile der Planeten, die beim Einschlag von Asteroiden abgebrochen und in die Umlaufbahn geschleudert wurden. Die Meteoriten vom Mond ähneln den Proben, die von den Apollo-Astronauten gesammelt wurden. Die Marsmeteoriten enthalten versiegelte Gasblasen, von denen Wissenschaftler herausfanden, dass sie die gleichen Gase enthalten, die auch in der Marsatmosphäre vorkommen.

Kometen als Meteoritenquellen
Selten können Meteoriten auch von Kometen stammen. Kometen werden als „schmutzige Schneebälle“ bezeichnet, weil ihr Kern – ihr fester Kern – größtenteils aus Eis besteht, dem etwas Staub, Gesteinspartikel und ein wenig organisches Material beigemischt sind. Die meisten Kometen befinden sich am äußeren Rand des Sonnensystems – jenseits der Umlaufbahn des Pluto – in einer Region, die Kuipergürtel genannt wird. Einige Kometen befinden sich sogar noch weiter entfernt in einer großen kugelförmigen Wolke um unser Sonnensystem, der so genannten Oortschen Wolke. Kometen sind so weit von der Sonne entfernt, dass sie gefroren bleiben; sie sind wichtige Relikte aus den frühesten Zeiten unseres Sonnensystems. Einige Kometen umkreisen unsere Sonne in periodischen, elliptischen Bahnen. Kometen sind fast unsichtbar, außer wenn sie sich der Sonne nähern. Die Hitze der Sonne lässt das Eis auf der Kometenoberfläche verdampfen, wodurch Gas und Staub abfließen und die Komawolke bilden. Der Sonnenwind – der Strom von Teilchen, der von der Sonne ausgeht – fegt die Koma in einem langen Schweif davon. Der Schweif zeigt aufgrund des Sonnenwindes immer von der Sonne weg, unabhängig davon, in welche Richtung sich der Komet auf seiner Bahn bewegt. Der Schweif besteht eigentlich aus zwei Teilen, einem Gasschweif und einem Staubschweif, die sich auf seiner Reise um die Sonne über Millionen von Kilometern vom Kometenkern entfernen können. Wenn der Komet der Sonne sehr nahe kommt, bleiben kleine Staubstücke, Gesteinskörner und Eis als Meteoroidenschweif zurück.

Warum gibt es Meteoritenschauer?
Meteoritenschauer treten auf, wenn die Erde die Staub- und Gasspur eines Kometen durchläuft. Die Partikel treten in die Erdatmosphäre ein, und die meisten verglühen in einer lebhaften Lichtshow – einem Meteoritenschauer. Einige Meteoritenschauer, wie die Perseiden und die Leoniden, treten jährlich auf, wenn die Erdumlaufbahn unseren Planeten durch die Trümmerbahn führt, die der Komet auf seiner Umlaufbahn hinterlassen hat. Informationen über bevorstehende Meteoritenschauer und Beobachtungsvorschläge finden Sie auf der Seite Meteoritenschauer von Sky and Telescope.

Woraus bestehen Meteoriten?
Wissenschaftler klassifizieren Meteoriten in drei Gruppen: Steinmeteoriten, Eisenmeteoriten und Steineisenmeteoriten.

• Steinmeteoriten machen etwa 95 % der Meteoriten aus, die die Erde erreichen. Zu den Steinmeteoriten gehören Chondrite und Achondrite. Chondrite enthalten kleine Kugeln aus Silikatmineralien, die Chondren genannt werden. Es gibt auch kohlenstoffhaltige Chondrite – Steinmeteoriten, die Wasser und organische (Kohlenstoff-)Moleküle wie einfache Aminosäuren enthalten. Achondrite sind ebenfalls Steinmeteoriten, aber sie haben keine Chondren und sind erhitzt und verändert worden. Zu den Achondriten gehören Meteoriten von unserem Mond und vom Mars.
• Eisenmeteoriten machen etwa 5 % der auf der Erde gefundenen Meteoriten aus. Sie haben einen hohen Anteil an Eisen und Nickel. Eisenmeteoriten sind sehr schwer!
• Steineisenmeteoriten liegen zwischen den beiden anderen Arten von Meteoriten. Sie sind selten – nur etwa 1 % der Meteoritenfunde auf der Erde sind Steineisenmeteorite.

Was sagen uns Meteoriten?
Meteoriten liefern uns Informationen über die Prozesse und Materialien in unserem frühen Sonnensystem. Das frühe Sonnensystem bestand nicht aus einer Sonne und Planeten. Es war eine sich drehende Wolke aus Staub und Wasserstoffgas, die im Zentrum heißer und zu den Rändern hin kühler war. Als Gas und Staub zusammenkamen, kondensierten Chondren – winzige Kugeln aus kieselsäurehaltigen Mineralien -. Diese winzigen Kugeln und der Staub wuchsen allmählich, als andere Teilchen mit ihnen kollidierten und sich an ihnen festsetzten – ein Prozess, der als Akkretion bezeichnet wird. Einige der Teilchen wuchsen bis zu dem Punkt, an dem sie groß genug waren, um andere Teilchen gravitativ anzuziehen, und sie akkretierten das gesamte Material auf ihrer Bahn, während sie die junge Sonne umkreisten – einige von ihnen wurden zu unseren Planeten. Andere Teilchen blieben klein, Weltraumgestein, das nach der Entstehung der Planeten zurückblieb. Akkretion ist ein heißer Prozess: Wenn ein Teilchen mit einem anderen Teilchen zusammenstößt, wird seine Bewegung in Wärme umgewandelt. Die Planeten und einige der Weltraumfelsen wurden so heiß, dass sie sich zu verändern begannen und in einigen Fällen schmolzen. Durch das Schmelzen konnten sich die Körper differenzieren, wobei die schwereren Metalle wie Eisen und Nickel in einen zentralen Kern sanken und die leichteren Materialien einen Mantel und eine äußere Kruste bildeten.

• Chondrite sind Meteoriten, die Chondriten enthalten. Die meisten Chondrite wurden früh in ihrer Entstehung erhitzt und verändert. Einige Chondrite haben sich jedoch seit ihrer Entstehung nicht verändert. Diese Chondrite liefern den Wissenschaftlern im Wesentlichen unveränderte Proben aus unserem frühen Sonnensystem. Sie helfen uns auch, das Alter unseres Sonnensystems zu bestimmen; Chondrite sind zwischen 4,5 und 4,56 Milliarden Jahre alt.
• Die kohlenstoffhaltigen Chondrite> sind ebenfalls sehr alte Proben aus unserem Sonnensystem. Sie enthalten Wasser in einigen ihrer Mineralien und organischen Verbindungen. Karbonchondrite liefern den Wissenschaftlern vollständigere Proben der chemischen Zusammensetzung unseres frühen Sonnensystems.
• Achondrite, Eisenmeteorite und steinige Eisenmeteorite haben unterschiedliche Zusammensetzungen. Sie stammen von Körpern – Planeten und Asteroiden – in unserem Sonnensystem, die erhitzt und verändert wurden und in einigen Fällen geschmolzen sind. Die Eisenmeteorite stammen aus den metallischen Kernen von Asteroiden. Achondrite können aus der Kruste stammen. Steinmeteoriten stammen aus dem Erdmantel, der zwischen dem Eisenkern und der Kruste liegt. Alle diese Meteorite geben Aufschluss über die Zusammensetzung der Körper in unserem Sonnensystem und über die Prozesse, die es geformt haben. Die „differenzierten“ Meteoriten haben oft ein Alter von etwa 4,4 bis 4,5 Milliarden Jahren, was den Wissenschaftlern zeigt, dass die Differenzierung der Asteroiden früh in der Geschichte unseres Sonnensystems stattfand.
• Einige der Achondrite stammen vom Mond und vom Mars, und einige von ihnen sind viel jünger. Es handelt sich dabei um Basalte – dunkles, feinkörniges Vulkangestein – und sie helfen uns zu verstehen, dass auf diesen Körpern Vulkane ausgebrochen sind, und geben uns auch einen zeitlichen Rahmen für die Ausbrüche. Wir wissen zum Beispiel, dass in den letzten 180 Millionen Jahren Vulkane auf dem Mars ausgebrochen sind.

Was passiert mit einem Meteoroiden auf seinem Weg zur Erde?
Nicht viel, wenn er im Weltraum ist. Wenn der Meteoroid in die Erdatmosphäre eintritt, wird es heiß! Eigentlich ist es die Luft vor dem Meteoroiden, die sich aufheizt. Das Teilchen bewegt sich mit Geschwindigkeiten zwischen 20 und 30 Kilometern pro Sekunde. Dabei wird die Luft vor dem Meteoriten komprimiert, wodurch sich die Luft aufheizt. Die Luft ist so heiß, dass sie zu glühen beginnt und einen Meteor erzeugt – den von der Erde aus beobachteten Lichtstreifen. Durch die starke Hitze schmilzt auch die Außenseite des Meteoroiden. Die Reise durch die Erdatmosphäre ist so schnell, dass das Innere eines Meteoroiden oft gar nicht erhitzt wird. Bei den meisten Gesteinsbrocken aus dem Weltraum reicht jedoch selbst die kurze Reise aus, um einen großen Teil davon wegzuschmelzen; ein metergroßer Meteoroid kann auf die Größe eines Baseballs schrumpfen. Kleine Meteoroide werden vollständig verdampft. Die Atmosphäre wird dichter, je näher der Meteoroid der Erdoberfläche kommt, wodurch das Gestein langsamer wird und abkühlt. Der äußere geschmolzene Teil des Meteoroiden verfestigt sich und hinterlässt eine Schmelzkruste – eine dünne, dunkle, glasartige Schale. Einige Meteoroide zerbrechen kurz vor dem Erreichen der Erdoberfläche und erzeugen einen Feuerball, der von einer Explosion begleitet wird, die noch in Kilometern Entfernung zu hören ist.

Der Einschlag eines großen Meteoroiden auf der Erdoberfläche kann einen Krater – eine kreisförmige Vertiefung – hinterlassen. Große Meteoroide hinterlassen Krater, die etwa 10-mal so groß sind wie sie selbst, obwohl die Größe davon abhängt, wie schnell sich der Meteoroid bewegt, wie groß sein Einschlagswinkel ist und von anderen Faktoren. Der Meteoritenkrater entstand vor etwa 50.000 Jahren, als der 30 Meter breite Canyon-Diablo-Meteorit in Arizona einschlug und eine kilometerbreite Vertiefung hinterließ.

Große Einschläge sind heute selten, waren aber in der Frühzeit unseres Sonnensystems, als der Weltraumschrott aufgewirbelt wurde, sehr viel häufiger. Die Oberflächen von Merkur, Mond und Mars sind mit Einschlagskratern übersät, von denen die meisten nach Ansicht der Wissenschaftler während der ersten halben Milliarde Jahre der Entstehung des Sonnensystems entstanden sind. Auch die Erde hat mehrere Einschlagskrater auf ihrer Oberfläche, von denen einige recht groß sind. Einer der berühmtesten – und zerstörerischsten – Einschläge soll vor etwa 65 Millionen Jahren stattgefunden haben. Ein Meteroid mit einem Durchmesser von 10-16 km schlug in der Nähe der heutigen mexikanischen Halbinsel Yucatán auf der Erde ein. Es wird angenommen, dass dieser Einschlag globale Brände und Tsunamis auslöste und eine Wolke aus Staub und Wasserdampf erzeugte, die die Erde innerhalb weniger Tage einhüllte und zu schwankenden globalen Klimaveränderungen führte. Es wird angenommen, dass die extremen Umweltveränderungen ein Massenaussterben von 75 % der Arten auf der Erde, einschließlich der Dinosaurier, verursacht haben.

Wo finden wir Meteoriten?
Meteoriten sind ziemlich wahllos, wenn es darum geht, wo sie landen. Sie fallen überall auf der Erde. Sie zu finden, ist die Herausforderung! Etwas mehr als zwei Drittel der Erde sind von Wasser bedeckt; einen Meteoriten in der Tiefsee zu finden, ist gelinde gesagt schwierig. Meteoriten fallen auch in unbesiedelten Regionen und an schwer zugänglichen Orten. Es gibt einige wenige Orte, auf die sich die Wissenschaftler konzentrieren, weil die Meteoriten dort leichter zu finden sind. Wüstengebiete sind nicht von Vegetation bedeckt, und die Meteoriten heben sich von der Umgebung ab. Viele Meteoritenexpeditionen in den Wüsten Afrikas und Australiens haben die untersuchten Sammlungen vergrößert. Es gibt eine Wüste, die die meisten Meteoriten geliefert hat – die Polarwüste der Antarktis! Es gibt mehrere Gründe, warum die Antarktis ein so spektakulärer Sammelort ist. Erstens sind die dunklen Meteoriten auf dem weißen Eis gut zu erkennen! Außerdem zersetzen sich die Meteoriten in der gefrorenen, trockenen Atmosphäre nicht so schnell. Auch die Bewegung des Eises, das die Antarktis bedeckt, hilft bei der Suche nach Meteoriten. Meteoriten, die auf der Oberfläche der Eisdecke landen, werden vom Eisstrom mitgerissen. Es gibt Stellen, an denen Berge eine Barriere für die Eisbewegung darstellen. Das Eis fließt entlang dieser Barriere nach oben und wird von den schnellen, trockenen Winden der Antarktis sublimiert – verdampft -. Die Meteoriten verdampfen nicht – sie bleiben zurück. Dieser Prozess des Eisflusses und der Sublimation hat sich über Tausende von Jahren fortgesetzt und die Meteoriten zu bestimmten Flecken konzentriert. Durch Sammelexpeditionen in der Antarktis hat sich die Zahl der Meteoritenfunde weltweit fast verdoppelt.

Muss ich aus Sorge, von einem Meteoriten getroffen zu werden, den Schlaf verlieren?
Nein. Bis heute ist noch kein Mensch durch einen Meteoriteneinschlag ums Leben gekommen (oder zumindest behauptet das niemand!). Es gibt jedoch ein paar Fälle, in denen Autos und Häuser getroffen wurden, und ein paar Beinahezusammenstöße. Im Jahr 1954 schlug ein Meteroid in ein Haus in Alabama ein, durchschlug das Dach und prallte ins Wohnzimmer, wo er die Bewohnerin, die auf der Couch schlief, traf und verletzte. Im Jahr 1992 durchschlug ein Meteroid den Kofferraum eines geparkten Autos in New York und kam unter dem Auto zum Liegen. Es gibt noch viele weitere unbewiesene Fälle!

Ein interessanter Leckerbissen:
Wie werden Meteoriten benannt?
Nun, nicht nach ihren Eltern. Die meisten Meteoriten werden nach der nächstgelegenen Stadt benannt – wie der Noblesville-Meteorit von Noblesville, Indiana. Wenn keine Stadt in der Nähe ist, können sie nach einem geografischen Merkmal wie einem Fluss oder einem Berg benannt sein. An Orten, an denen viele Meteoriten gefunden werden, wie z. B. in einer Wüste (einschließlich der Antarktis!), erhalten die Meteoriten im Feld in der Regel eine zufällige Nummer, die später, wenn sie beschrieben sind, durch einen endgültigen „Namen“ ersetzt wird. Der Name umfasst eine geografische Bezeichnung, das Jahr des Fundes und eine Probennummer. ALH 84001 zum Beispiel wurde während der Sammelsaison 1984 (84) in der Antarktis in der Nähe der Allan Hills (ALH) gesammelt. Es war die erste im Labor beschriebene Probe dieser Saison (001).

Danke an Dr. Kevin Righter, Planetenforscher, Astromaterials Research and Exploration Science Program, NASA Johnson Space Center, für die Überprüfung des Inhaltsmaterials.