LPI | Oktatás

LPI | Oktatás

SkyTellers Meteoros tevékenységek kisgyermekeknek

Lásd még:
LPI Family Event Space Rocks tevékenységek és források

A Meteorokról

Meteoroidák, meteorok, meteoritok . . . Mi a különbség?
A meteoroidok kis részecskék – gyakran nem nagyobbak egy homokszemcsénél -, amelyek Napunk körül keringenek. Amikor a meteoroidok belépnek a Föld légkörébe, ragyogó fénycsíkokat hoznak létre, amelyeket láthatunk az égbolton. Ezek a rövid fénycsíkok – és a légkörünkön áthaladó részecskék – a meteorok. A meteoritok az űrből származó kőzetek, amelyek ténylegesen a Föld – vagy egy másik bolygó – felszínén landoltak.

Hogyan kapcsolódnak az aszteroidák és az üstökösök a meteoritokhoz?
Az aszteroidák 1000 km-nél kisebb átmérőjű kőzettestek, amelyek Napunk körül keringenek. Az aszteroidák a Mars és a Jupiter közötti aszteroidaövben fordulnak elő. Az üstökösök 10 kilométernél kisebb átmérőjű, jégből és porból álló tömegek, amelyek általában Naprendszerünk hideg külső tartományaiban tartózkodnak. A meteoroidok az aszteroidák vagy üstökösök apró darabjai.

Honnan származnak a meteoritok?
A legtöbb meteorit látszólag aszteroidákból származik. Ez a meteoritok összetételének és az aszteroidák összetételére vonatkozó, távérzékelésen alapuló ismereteink összehasonlításán alapul. Szintén az aszteroidák és a meteoroidák pályájának összehasonlításán alapul, amelyet a Földhöz közeledő meteoroidákról készült fényképek alapján számoltunk ki. Néhány meteorit a Holdról és a Marsról származik. Ezek a bolygók darabjai, amelyek letörtek és pályára lökődtek, amikor aszteroidák becsapódtak a bolygókba. A Holdról származó meteoritok hasonlítanak az Apollo űrhajósok által gyűjtött mintákhoz. A marsi meteoritok olyan lezárt gázzsebeket tartalmaznak, amelyekről a tudósok felfedezték, hogy ugyanazokat a gázokat tartalmazzák, mint amelyek a Mars légkörében is előfordulnak.

Az üstökösök mint meteoroidforrások
Ritkán a meteoritok üstökösökből is származhatnak. Az üstökösöket “piszkos hógolyóknak” nevezik, mert magjuk – szilárd magjuk – nagyrészt jégből áll, amelybe némi por, kőzetrészecskék és egy kevés szerves anyag keveredik. A legtöbb üstökös a Naprendszer külső peremén – a Plútó pályáján túl -, a Kuiper-övnek nevezett régióban található. Néhány üstökös még távolabb, a Naprendszerünket körülvevő nagy gömbfelhőben, az Oort-felhőben található. Az üstökösök olyan messze vannak a Naptól, hogy fagyott állapotban maradnak; fontos emlékek a Naprendszerünk legkorábbi korszakából. Néhány üstökös időszakos, elliptikus pályán kering Napunk körül. Az üstökösök szinte láthatatlanok, kivéve, amikor közel kerülnek a Naphoz. A Nap hője elpárologtatja az üstökös felszínén lévő jeget, aminek következtében a gáz és a por kiáramlik, és a kómafelhőt alkotja. A napszél – a Napból kifelé áramló részecskék – a kómát hosszú csóvává söpörte el. A csóva a napszél miatt mindig a Naptól elfelé mutat, függetlenül attól, hogy az üstökös milyen irányban mozog a pályáján. A csóvának valójában két része van, egy gázcsóva és egy porcsóva, amelyek több millió kilométerre is kiterjedhetnek az üstökösmagtól, ahogy az a Nap körül kering. Ahogy az üstökös nagyon közel kerül a Naphoz, apró porszemek, kőzetszemcsék és jégdarabok maradnak hátra meteorrajként.

Miért vannak meteorzáporok?
Meteorzáporok akkor keletkeznek, amikor a Föld áthalad az üstökös által hátrahagyott por- és gázcsíkokon. A részecskék belépnek a Föld légkörébe, és a legtöbbjük élénk fényjátékban – meteorzáporban – ég el. Egyes meteorzáporok, mint például a Perseidák és a Leonidák, évente jelentkeznek, amikor a Föld pályája keresztülviszi bolygónkat az üstökös pályáján hátrahagyott törmelékpályán. A közelgő meteorzáporokért és a megfigyelési javaslatokért fedezze fel a Sky and Telescope Meteor Showers oldalát.

Miből készülnek a meteoritok?
A tudósok a meteoritokat három csoportba sorolják: kőmeteoritok, vasmeteoritok és kővasmeteoritok.

• A Földre érkező meteoritok mintegy 95%-át a kőmeteoritok teszik ki. A kőmeteoritok közé tartoznak a kondritok és az akondritok. A kondritok szilikátásványokból álló apró gömböket, úgynevezett kondrulákat tartalmaznak. Léteznek széndioxidos kondritok is – olyan kőmeteoritok, amelyek vizet és szerves (szén)molekulákat, például egyszerű aminosavakat tartalmaznak. Az akondritok szintén kőmeteoritok, de ezekben nincsenek kondrulák, és melegedésen és változáson mentek keresztül. Az achondritok közé tartoznak a Holdunkról és a Marsról származó meteoritok.
• A vasmeteoritok a Földön található meteoritok mintegy 5%-át teszik ki. Ezek nagy mennyiségű vasat és nikkelt tartalmaznak. A vasmeteoritok nagyon nehezek!
• A kővasmeteoritok a másik két meteoritfajta között helyezkednek el. Ezek ritkák – a Földön talált meteoritok mindössze 1%-a kővasmeteorit.

Miről árulkodnak a meteoritok?
A meteoritok a korai Naprendszerünkben lejátszódó folyamatokról és anyagokról szolgáltatnak információkat. A korai Naprendszer nem egy Napból és bolygókból állt. Egy forgó por- és hidrogéngáz-felhő volt, amely a középpontban forróbb, a szélei felé pedig hűvösebb volt. Ahogy a gáz és a por kezdett összeállni, kondrulák – szilícium-dioxidot tartalmazó ásványok apró gömbjei – sűrűsödtek össze. Ezek az apró gömbök és a por fokozatosan növekedtek, ahogy más részecskék ütköztek velük, és csatlakoztak hozzájuk – ezt a folyamatot nevezik akkréciónak. Néhány részecske olyan nagyra nőtt, hogy gravitációsan magához vonzott más részecskéket, és a fiatal Nap körül keringve minden anyagot magukhoz vonzottak, ami az útjukba került – ezek közül néhányból lettek a mi bolygóink. Más részecskék kicsik maradtak, a bolygók kialakulása után hátrahagyott űrsziklák. Az akkréció forró folyamat; amikor egy részecske egy másik részecskének ütközik, annak mozgása hővé alakul át. A bolygók és néhány űrszikla olyan forróvá vált, hogy elkezdtek megváltozni, egyes esetekben megolvadtak. Az olvadás lehetővé tette az égitestek differenciálódását, a nehezebb fémek, a vas és a nikkel egy központi magba süllyedtek, a könnyebb anyagok pedig köpenyt és külső kérget alkottak.

• A kondritok olyan meteoritok, amelyek kondrulákat tartalmaznak. A legtöbb kondritot keletkezésük korai szakaszában felmelegítették és megváltoztatták. Néhány kondrit azonban a keletkezésük óta nem változott. Ezek a kondritok lényegében változatlan mintákat szolgáltatnak a tudósoknak a korai Naprendszerünkről. Segítenek meghatározni Naprendszerünk korát is; a kondritok 4,5 és 4,56 milliárd év közötti korúak.
• A szén-dioxid-kondritok> szintén nagyon régi mintái Naprendszerünknek. Egyes ásványaikban és szerves vegyületeikben vizet tartalmaznak. A karbonos kondritok teljesebb mintákat szolgáltatnak a tudósoknak a korai Naprendszerünk kémiai összetételéről.
• Az akondritok, a vasmeteoritok és a kőmeteoritok különböző összetételűek. Ezek a Naprendszerünkben található égitestekből – bolygókból és aszteroidákból – származnak, amelyeket felmelegítettek és megváltoztattak, egyes esetekben pedig megolvasztottak. A vasmeteoritok az aszteroidák fémes magjából származnak. Az akondritok a kéregből származhatnak. A kőmeteoritok a köpenyből származnak, a vasmag és a kéreg között. Mindezek a meteoritok információt szolgáltatnak a Naprendszerünkben található égitestek összetételéről és a Naprendszert alakító folyamatokról. A “differenciált” meteoritok kora gyakran 4,4-4,5 milliárd év körüli, ami arról árulkodik a tudósoknak, hogy az aszteroidák differenciálódása Naprendszerünk történetének korai szakaszában zajlott le.
• Az akondritok egy része a Holdról és a Marsról származik, és ezek közül néhány sokkal fiatalabb. Ezek bazaltok – sötét, finomszemcsés vulkáni kőzetek -, és segítenek megérteni, hogy ezeken az égitesteken vulkánkitörések voltak, valamint megadják a kitörések időkeretét. Tudjuk például, hogy az elmúlt 180 millió évben vulkánok törtek ki a Marson.

Mi történik egy meteoroiddal a Föld felé vezető úton?
Nem sok minden, amikor az űrben van. Amikor a meteoroid belép a Föld légkörébe, a dolgok elkezdenek felforrósodni! Valójában a meteoroid előtt lévő levegő melegszik fel. A részecske másodpercenként 20-30 kilométeres sebességgel halad. Összenyomja az előtte lévő levegőt, ami miatt a levegő felforrósodik. A levegő annyira felforrósodik, hogy izzani kezd – így jön létre a meteor – a Földről megfigyelhető fénycsík. Az intenzív hő hatására a meteoroid külseje is megolvad. A Föld légkörén való áthaladás elég gyors ahhoz, hogy a meteoroid belseje gyakran egyáltalán nem melegszik fel. A legtöbb űrből érkező kőzet esetében azonban még a rövid út is elegendő ahhoz, hogy nagy része megolvadjon; egy méteres meteoroid akár egy baseball-labda méretűre is leolvadhat. A kisebb meteoroidok teljesen elpárolognak. A légkör egyre sűrűbbé válik, ahogy a meteoroid közelebb kerül a Föld felszínéhez, aminek következtében a kőzet lelassul és lehűl. A meteoroid külső megolvadt része megszilárdul, és megmarad a fúziós kéreg – egy vékony, sötét, üvegszerű kéreg. Egyes meteoroidok közvetlenül a Föld felszínének elérése előtt szétesnek, tűzgömböt hozva létre, amelyet kilométerekkel távolabb is hallható robbanás kísér.

A felszínbe csapódó nagy meteoroid becsapódása krátert – kör alakú mélyedést – hagyhat maga után. A nagy meteoroidok körülbelül tízszer akkora krátereket hagynak maguk után, bár a méret függ attól, hogy milyen gyorsan mozog a meteoroid, milyen szögben közelít, és más tényezőktől. A meteorkráter körülbelül 50 000 évvel ezelőtt keletkezett, amikor a 30 méter széles Canyon Diablo meteorit becsapódott a talajba, és egy kilométer széles mélyedést hozott létre Arizonában.

A nagy becsapódások ma már ritkák, de sokkal gyakoribbak voltak Naprendszerünk korai történetében, amikor az űrszemetet felsöpörték. A Merkúr, a Hold és a Mars felszínét becsapódási kráterek borítják, amelyek többsége a tudósok szerint a Naprendszer kialakulásának első félmilliárd éve alatt keletkezett. A Föld felszínén is számos becsapódási kráter található, némelyik elég nagy. Az egyik leghíresebb – és legpusztítóbb – feltételezett becsapódás körülbelül 65 millió évvel ezelőtt történt. Egy 10-16 kilométer átmérőjű meteroid csapódott a Földbe a mai mexikói Yucatán-félsziget közelében. Ez a becsapódás feltehetően globális tüzeket és cunamikat váltott ki, és olyan por- és vízgőzfelhőt hozott létre, amely néhány nap alatt beborította a Földet, ami ingadozó globális éghajlati változásokat eredményezett. A szélsőséges környezeti változások a feltételezések szerint a földi fajok 75%-ának tömeges kihalását okozták, beleértve a dinoszauruszokat is.

Hol találunk meteoritokat?
A meteoritok meglehetősen válogatás nélkül választják meg, hogy hol landolnak. A Földön mindenhová lezuhannak. Megtalálásuk a kihívás! A Föld valamivel több mint kétharmadát víz borítja; egy meteoritot megtalálni a tenger mélyén enyhén szólva is nehéz feladat. A meteoritok lakatlan vidékekre és nehezen megközelíthető helyekre is hullanak. Van néhány hely, ahová a tudósok összpontosítják erőfeszítéseiket, mert a meteoritokat könnyebb megtalálni. A sivatagos területeket nem borítja növényzet, és a meteoritok eltérnek a háttértől. Számos meteorit-expedíció Afrika és Ausztrália sivatagjaiban növelte a vizsgált gyűjtemények számát. Van egy sivatag, amely a legtöbb meteoritot szolgáltatta – az Antarktisz sarkvidéki sivataga! Több oka is van annak, hogy az Antarktisz miért olyan látványos gyűjtőhely. Az első az, hogy a sötét meteoritokat könnyű észrevenni a fehér jégen! Ezenkívül a meteoritok nem bomlanak le olyan gyorsan a fagyos, száraz légkörben. Az Antarktiszt borító jég mozgása is segíti a meteoritok keresését. A jégtakaró felszínén landoló meteoritokat a jégáramlás magával ragadja. Vannak olyan helyek, ahol a hegyek akadályozzák a jég mozgását. A jég e gát mentén áramlik felfelé, és az Antarktisz gyors, száraz szelei szublimálják – elpárologtatják -. A meteoritok nem párolognak el – hátramaradnak. A jég áramlásának és szublimációjának folyamata évezredeken keresztül folytatódott, és a meteoritok különálló foltokba tömörültek. Az antarktiszi gyűjtőexpedíciók csaknem megduplázták a meteoritleletek számát a világon.

Nem kellene aggódnom amiatt, hogy esetleg eltalál egy meteorit?
Uh, nem. Eddig még egyetlen ember sem halt meg attól, hogy egy meteorit eltalálta (vagy legalábbis senki sem állítja, hogy meghalt volna!). Van azonban néhány eset, amikor autókat és házakat találtak el, és néhány eset, amikor majdnem eltalálták. 1954-ben egy meteroid becsapódott egy alabamai házba, áthaladt a tetőn, és a nappaliba pattant, ahol eltalálta és megsebesítette a lakót, aki a kanapén szundikált. 1992-ben egy meteroid áthaladt egy parkoló autó csomagtartóján New Yorkban, és az autó alatt állt meg. Még sok megalapozatlan eset van!

Egy érdekes érdekesség:
Hogyan nevezik el a meteoritokat?
Nos, nem a szüleikről. A legtöbb meteoritot a legközelebbi városról nevezik el – mint például a Noblesville meteoritot az Indiana állambeli Noblesville-ről. Ha nincs város a közelben, akkor egy földrajzi jellegzetességről, például egy folyóról vagy hegyről nevezhetik el őket. Azokon a helyeken, ahol sok meteoritot találnak, például egy sivatagban (beleértve az Antarktiszt is!), a meteoritok általában egy véletlenszerű számot kapnak a terepen, majd később, miután leírták őket, a számot egy végleges “név” váltja fel. A név tartalmazza a földrajzi megjelölést, a lelet évét és a minta számát. Például az ALH 84001-et az 1984-es (84-es) gyűjtési szezonban gyűjtötték az Antarktiszon, az Allan-hegység (ALH) közelében. Ez volt az első laboratóriumban leírt minta abban a szezonban (001).

Köszönjük Dr. Kevin Righter bolygókutatónak, a NASA Johnson Űrközpont asztromateriális kutatási és felfedezési tudományos programjának munkatársának a tartalmi anyag átnézését.