LPI | Education

LPI | Education

SkyTellers Meteoritoimintaa pienille lapsille

Katso myös:
LPI Family Event Space Rocks activities and resources

About Meteors

Meteoroids, Meteors, Meteorites . . . Mitä eroa on?
Meteoriitit ovat pieniä hiukkasia – usein enintään hiekanjyvän kokoisia – jotka kiertävät Aurinkoamme. Kun meteoroidit pääsevät Maan ilmakehään, ne tuottavat loistavia valoviivoja, jotka voidaan nähdä taivaallamme. Nämä lyhyet valojäljet – ja ilmakehämme läpi liikkuvat hiukkaset – ovat meteoreja. Meteoriitit ovat avaruudesta peräisin olevia kiviä, jotka ovat itse asiassa laskeutuneet Maan – tai jonkin muun planeetan – pinnalle.

Miten asteroidit ja komeetat liittyvät meteoriitteihin?
Asteroidit ovat kivikappaleita, joiden läpimitta on alle 1000 kilometriä ja jotka kiertävät Aurinkoamme. Asteroideja esiintyy Marsin ja Jupiterin välisellä asteroidivyöhykkeellä. Komeetat ovat alle 10 kilometrin läpimittaisia jää- ja pölymassoja, jotka yleensä pysyttelevät aurinkokuntamme kylmissä ulkokehissä. Meteoriitit ovat pieniä asteroidien tai komeettojen kappaleita.

Mistä meteoriitit tulevat?
Useimmat meteoriitit näyttävät olevan peräisin asteroideista. Tämä perustuu siihen, että meteoriittien koostumusta verrataan kaukokartoitukseen perustuvaan käsitykseemme asteroidien koostumuksesta. Se perustuu myös asteroidien kiertoratojen ja meteoroidien kiertoratojen vertailuun, joka on laskettu meteoroidien maapalloa lähestyvistä valokuvista. Muutama meteoriitti on peräisin Kuusta ja Marsista. Ne ovat planeettojen kappaleita, jotka katkesivat ja syöksyivät kiertoradalle, kun asteroidit iskivät planeettoihin. Kuusta peräisin olevat meteoriitit ovat samanlaisia kuin Apollo-astronauttien keräämät näytteet. Marsin meteoriitit sisältävät suljettuja kaasutaskuja, joiden tutkijat havaitsivat sisältävän samoja kaasuja kuin Marsin ilmakehässä esiintyy.

Komeetat meteoroidilähteinä
Harvoin meteoriitteja voi olla peräisin myös komeetoista. Komeettoja on kutsuttu ”likaisiksi lumipalloiksi”, koska niiden ydin – kiinteä ydin – koostuu enimmäkseen jäästä, johon on sekoittunut hieman pölyä, kivihiukkasia ja hieman orgaanista ainesta. Useimmat komeetat sijaitsevat aurinkokunnan ulkoreunalla – Pluton radan ulkopuolella – Kuiperin vyöhykkeeksi kutsutulla alueella. Jotkut komeetat sijaitsevat vielä kauempana aurinkokuntamme ympärillä olevassa suuressa pallomaisessa pilvessä, jota kutsutaan Oortin pilveksi. Komeetat ovat niin kaukana Auringosta, että ne pysyvät jäätyneinä; ne ovat tärkeitä jäänteitä aurinkokuntamme varhaisimmista ajoista. Jotkut komeetat kiertävät Aurinkoa säännöllisillä, elliptisillä radoilla. Komeetat ovat lähes näkymättömiä paitsi silloin, kun ne lähestyvät Aurinkoa. Auringon lämpö höyrystää komeetan pinnalla olevan jään, jolloin kaasu ja pöly virtaavat pois ja muodostavat komeetan pilven. Aurinkotuuli – Auringosta lähtevä hiukkasvirta – pyyhkäisee komeetan pois pitkäksi pyrstöksi. Aurinkotuulen vuoksi pyrstö osoittaa aina poispäin Auringosta riippumatta siitä, mihin suuntaan komeetta kiertoradallaan liikkuu. Pyrstö koostuu itse asiassa kahdesta osasta, kaasu- ja pölypyrstöstä, jotka voivat ulottua miljoonien kilometrien päähän komeetan ytimestä sen kiertäessä Aurinkoa. Kun komeetta pääsee hyvin lähelle Aurinkoa, pienet pölyn, kivirakeiden ja jään kappaleet jäävät jäljelle meteoroidien jälkinä.

Miksi meillä on meteorikuuroja?
Meteorikuuroja syntyy, kun Maa kulkee komeetan jättämän pöly- ja kaasujäljen läpi. Hiukkaset pääsevät Maan ilmakehään ja suurin osa niistä palaa elävässä valoshow’ssa – meteoriparvessa. Joitakin meteoriparvia, kuten Perseidit ja Leonidit, esiintyy vuosittain, kun Maan kiertorata vie planeettamme komeetan kiertoradalle jääneen roskapolun läpi. Tulevia meteoriparvia ja katseluehdotuksia löydät Sky and Telescope’s Meteor Showers -sivulta.

Mistä meteoriitit koostuvat?
Tutkijat luokittelevat meteoriitit kolmeen ryhmään: kivimeteoriitit, rautameteoriitit ja kivirautameteoriitit.

• Kiviset meteoriitit muodostavat noin 95 % Maahan saapuvista meteoriiteista. Kivimeteoriitteihin kuuluvat kondriitit ja akondriitit. Kondriitit sisältävät pieniä silikaattimineraaleista koostuvia palloja, joita kutsutaan kondriiteiksi. On myös hiilipitoisia kondriitteja – kivisiä meteoriitteja, jotka sisältävät vettä ja orgaanisia (hiili)molekyylejä, kuten yksinkertaisia aminohappoja. Akondriitit ovat myös kivisiä meteoriitteja, mutta niissä ei ole kondriitteja ja ne ovat kokeneet kuumennusta ja muutoksia. Akondriitteja ovat muun muassa Kuun ja Marsin meteoriitit.
• Rautameteoriitteja on noin 5 % Maasta löydetyistä meteoriiteista. Niissä on runsaasti rautaa ja nikkeliä. Rautameteoriitit ovat hyvin raskaita!
• Kivirautameteoriitit ovat kahden muun meteoriittityypin välissä. Ne ovat harvinaisia – vain noin 1 % maapallolta löydetyistä meteoriiteista on kivirautameteoriitteja.

Mitä meteoriitit kertovat meille?
Meteoriitit antavat meille tietoa aurinkokuntamme alkuaikojen prosesseista ja materiaaleista. Varhainen aurinkokunta ei koostunut auringosta ja planeetoista. Se oli pyörivä pöly- ja vetykaasupilvi, joka oli kuumempi keskellä ja viileämpi reunoja kohti. Kun kaasu ja pöly alkoivat kokoontua yhteen, kondruleita – pieniä piidioksidia sisältäviä mineraalipalloja – tiivistyi. Nämä pienet pallot ja pöly kasvoivat vähitellen, kun muut hiukkaset törmäsivät niihin ja kiinnittyivät niihin – prosessia kutsutaan akkreditioksi. Osa hiukkasista kasvoi niin suureksi, että ne olivat tarpeeksi suuria vetämään puoleensa muita hiukkasia, ja ne keräsivät kaiken matkallaan olevan aineen kiertäessään nuorta Aurinkoa – joistakin näistä tuli planeettojamme. Toiset hiukkaset jäivät pieniksi, avaruuskiviksi, jotka jäivät jäljelle planeettojen muodostumisen jälkeen. Kun hiukkanen törmää toiseen hiukkaseen, sen liike muuttuu lämmöksi. Planeetoista ja joistakin avaruuskivistä tuli niin kuumia, että ne alkoivat muuttua ja joissakin tapauksissa sulaa. Sulamisen ansiosta kappaleet erilaistuivat siten, että raskaammat metallit rauta ja nikkeli vajosivat keskusytimeen ja kevyemmät aineet muodostivat vaipan ja ulkokuoren.

• Kondriitit ovat meteoriitteja, jotka sisältävät kondriitteja. Useimmat kondriitit kuumenivat ja muuttuivat muodostumisensa alkuvaiheessa. Jotkut kondriitit eivät kuitenkaan ole muuttuneet muodostumisensa jälkeen. Nämä kondriitit tarjoavat tutkijoille olennaisesti muuttumattomia näytteitä varhaisesta aurinkokunnastamme. Ne auttavat meitä myös määrittämään aurinkokuntamme iän; kondriitit ovat 4,5-4,56 miljardia vuotta vanhoja.
• Hiilikondriitit> ovat myös hyvin vanhoja näytteitä aurinkokunnastamme. Ne sisältävät vettä joissakin mineraaleissaan ja orgaanisissa yhdisteissään. Hiilipitoiset kondriitit tarjoavat tutkijoille täydellisempiä näytteitä varhaisen aurinkokuntamme kemiallisesta koostumuksesta.
• Akondriiteilla, rautameteoriiteilla ja kivirautameteoriiteilla on erilainen koostumus. Ne ovat peräisin aurinkokuntamme kappaleista – planeetoista ja asteroideista – jotka ovat lämmenneet ja muuttuneet ja joissain tapauksissa sulaneet. Rautameteoriitit ovat peräisin asteroidien metallisista ytimistä. Akondriitit voivat olla peräisin kuoresta. Kivimeteoriitit ovat peräisin vaipasta, joka on rautasydämen ja kuoren välissä. Kaikki nämä meteoriitit antavat tietoa aurinkokuntamme kappaleiden koostumuksesta ja sitä muokanneista prosesseista. ”Erilaistuneiden” meteoriittien ikä on usein noin 4,4-4,5 miljardia vuotta, mikä kertoo tutkijoille, että asteroidien erilaistuminen tapahtui varhain aurinkokuntamme historiassa.
• Joitakin akondriitteja on peräisin Kuusta ja Marsista, ja osa niistä on paljon nuorempia. Nämä ovat basaltteja – tummia hienorakeisia vulkaanisia kiviä – ja ne auttavat meitä ymmärtämään, että näillä kappaleilla on ollut tulivuorenpurkauksia, sekä antavat meille aikataulun purkauksille. Tiedämme esimerkiksi, että Marsissa purkautui tulivuoria viimeisten 180 miljoonan vuoden aikana.

Mitä tapahtuu meteoroidille matkalla Maahan?
Ei juuri mitään, kun se on avaruudessa. Kun meteoroidi saapuu Maan ilmakehään, asiat alkavat kuumentua! Oikeastaan meteoroidin edessä oleva ilma kuumenee. Hiukkanen kulkee 20-30 kilometrin sekuntinopeudella. Se puristaa edessä olevaa ilmaa, jolloin ilma kuumenee. Ilma on niin kuumaa, että se alkaa hehkua – syntyy meteoriitti eli Maasta havaittava valoviiru. Voimakas kuumuus sulattaa myös meteoroidin ulkopinnan. Matka Maan ilmakehän läpi on niin nopea, että meteoroidin sisäpuoli ei useinkaan kuumene lainkaan. Useimpien avaruudesta tulevien kivien kohdalla lyhytkin matka riittää kuitenkin sulattamaan suuren osan meteoroidista; metrin kokoinen meteoroidi voi pienentyä pesäpallon kokoiseksi. Pienet meteoroidit höyrystyvät kokonaan. Ilmakehä paksuuntuu, kun meteoroidi lähestyy Maan pintaa, jolloin kivi hidastuu ja jäähtyy. Meteoroidin ulompi sulanut osa jähmettyy, jolloin jäljelle jää fuusiokuori – ohut tumma lasimainen kuori. Jotkut meteoroidit hajoavat juuri ennen kuin ne saavuttavat Maan pinnan, jolloin syntyy tulipallo, johon liittyy räjähdys, joka voi kuulua kilometrien päähän.

Pintaan iskeytyvän suuren meteoroidin törmäys voi jättää kraatterin eli pyöreän painauman. Suuret meteoroidit jättävät noin kymmenkertaisen kraatterin, joskin koko riippuu meteoroidin nopeudesta, sen lähestymiskulmasta ja muista tekijöistä. Meteoriittikraatteri syntyi noin 50 000 vuotta sitten, kun 30 metriä leveä Canyon Diablo -meteoriitti iskeytyi maahan synnyttäen Arizonaan kilometrin levyisen painauman.

Suuret törmäykset ovat nykyään harvinaisia, mutta ne olivat paljon yleisempiä aurinkokuntamme varhaishistorian aikana, kun avaruusromua pyyhkäistiin ylös. Merkuriuksen, Kuun ja Marsin pintoja peittävät törmäyskraatterit, joista suurimman osan tutkijat uskovat muodostuneen aurinkokunnan muodostumisen ensimmäisen puolen miljardin vuoden aikana. Myös Maan pinnalla on useita törmäyskraattereita, joista osa on melko suuria. Yksi kuuluisimmista – ja tuhoisimmista – törmäyksistä, joiden uskotaan tapahtuneen, tapahtui noin 65 miljoonaa vuotta sitten. Halkaisijaltaan 10-16 kilometrin kokoinen meteroidi iskeytyi Maahan lähellä nykyistä Jukatanin niemimaata Meksikossa. Tämän törmäyksen uskotaan laukaisseen maailmanlaajuisia tulipaloja ja tsunameja ja synnyttäneen pöly- ja vesihöyrypilven, joka peitti maapallon muutamassa päivässä, mikä johti vaihteleviin maailmanlaajuisiin ilmastomuutoksiin. Äärimmäisten ympäristövaihteluiden uskotaan aiheuttaneen 75 %:n maapallon lajeista, mukaan lukien dinosaurukset, joukkokuoleman.

Missä löydämme meteoriitteja?
Meteoriitit ovat melko valikoimattomia sen suhteen, mihin ne laskeutuvat. Ne putoavat kaikkialle maapallolla. Niiden löytäminen on haaste! Hieman yli kaksi kolmasosaa maapallosta on veden peitossa; meteoriitin paikantaminen syvänmeren pohjasta on vähintäänkin vaikeaa. Meteoriitteja putoaa myös asumattomille alueille ja paikkoihin, joihin on vaikea päästä. On muutamia paikkoja, joihin tutkijat keskittävät ponnistelunsa, koska meteoriitteja on helpompi löytää. Aavikkoalueet eivät ole kasvillisuuden peitossa, ja meteoriitit erottuvat taustasta. Monet meteoriittiretket Afrikan ja Australian aavikoille ovat lisänneet tutkittavia kokoelmia. On yksi aavikko, josta on saatu eniten meteoriitteja – Etelämantereen polaariaavikko! On useita syitä, miksi Etelämanner on niin upea keräilypaikka. Ensimmäinen on se, että tummat meteoriitit on helppo nähdä valkoista jäätä vasten! Lisäksi meteoriitit eivät hajoa yhtä nopeasti jäätyneessä, kuivassa ilmakehässä. Etelämannerta peittävän jään liikkuminen auttaa myös meteoriittien etsinnässä. Jääpeitteen pinnalle laskeutuvat meteoriitit kulkeutuvat jäävirran mukana. On paikkoja, joissa vuoret toimivat jään liikkumisen esteenä. Jää virtaa tätä estettä pitkin ylöspäin ja sublimoituu – haihtuu – Etelämantereen nopeiden kuivien tuulien vaikutuksesta. Meteoriitit eivät haihdu – ne jäävät jäljelle. Tämä jään virtaus- ja sublimoitumisprosessi on jatkunut tuhansia vuosia, ja meteoriitit ovat keskittyneet selviksi laikuiksi. Etelämantereen keräilyretkikunnat ovat lähes kaksinkertaistaneet meteoriittilöytöjen määrän maailmassa.

Pitäisikö minun menettää yöuniani peläten, että meteoriitti saattaa osua minuun?
Ei. Tähän mennessä yksikään ihminen ei ole kuollut meteoriitin osuman seurauksena (tai ainakaan kukaan ei väitä niin käyneen!). On kuitenkin muutamia tapauksia, joissa autoihin ja taloihin on osunut, ja muutamia läheltä piti -tilanteita. Vuonna 1954 meteroidi iskeytyi Alabamassa sijaitsevaan taloon, läpäisi katon ja kimposi olohuoneeseen, osuen sohvalla torkkuvaan asukkaaseen, joka sai ruhjeita. Vuonna 1992 meteroidi läpäisi pysäköidyn auton takakontin New Yorkissa ja pysähtyi auton alle. Todistamattomia tapauksia on paljon enemmän!

Itsekä mielenkiintoinen nippelitieto:
Miten meteoriitit nimetään?
Noh, ei niiden vanhempien mukaan. Useimmat meteoriitit nimetään lähimmän kaupungin mukaan – kuten Noblesvillen meteoriitti Noblesville, Indiana. Jos lähistöllä ei ole kaupunkia, ne saatetaan nimetä jonkin maantieteellisen piirteen, kuten joen tai vuoren mukaan. Paikoissa, joissa meteoriitteja löytyy paljon, kuten aavikoilla (myös Etelämantereella!), meteoriiteille annetaan yleensä satunnainen numero kentällä, ja myöhemmin, kun ne on kuvattu, numero korvataan lopullisella ”nimellä”. Nimi sisältää maantieteellisen nimityksen, löytövuoden ja näytteen numeron. Esimerkiksi ALH 84001 kerättiin keräyskaudella 1984 (84) Etelämantereelta Allan Hillsin (ALH) läheltä. Se oli kyseisen kauden ensimmäinen laboratoriossa kuvattu näyte (001).

Kiitokset tohtori Kevin Righterille, planeettatutkija, Astromaterials Research and Exploration Science Program, NASA Johnson Space Center, sisältömateriaalin tarkistamisesta.