Ein Feuerball ist eines der heißesten Dinge, die die meisten Menschen jemals am Himmel sehen werden, und der Stein, der ihn überlebt, ist normalerweise kühl genug, um ihn aufzuheben. Beide Aussagen sind gleichzeitig wahr, und der Grund liegt eher im Timing als in der Temperatur.
Die Kurzfassung
Ein frisch gefallener Meteorit ist nicht heiß. Die äußere Oberfläche kann kurze Zeit nach dem Aufprall handwarm sein, und das Innere ist im Allgemeinen kalt, da es Millionen von Jahren im Weltraum verbracht hat und die Atmosphäre keine Zeit hatte, es zu erwärmen. Meteoriten, die Minuten nach einem Fall geborgen wurden, wurden als kühl beschrieben, und unter kalten Bedingungen wurden sie mit Frost überzogen gefunden.
Sie sind auch nicht heiß genug, um Brände zu verursachen. Das UCLA Meteorite Museum erklärt, dass die Oberfläche eines frisch gefallenen Meteoriten zwar handwarm sein mag, aber niemals heiß genug ist, um beim Aufprall Brände zu entfachen. Haus- und Buschbrände, die Meteoriten zugeschrieben werden, erweisen sich fast immer als terrestrische Ursache.
Warum die Außenseite heiß und die Innenseite nicht heiß wird
Die Erhitzung während des Eintritts ist keine Reibung im alltäglichen Sinne. Ein Meteoroid tritt mit vielen Kilometern pro Sekunde in die Atmosphäre ein und komprimiert die Luft vor sich schneller, als diese ausweichen kann. Schnelle Kompression erhöht die Lufttemperatur rapide, ähnlich wie eine Fahrradpumpe bei Gebrauch warm wird, und diese überhitzte Luft schmilzt die äußere Haut des Gesteins.
Die geschmolzene Schicht bleibt nicht haften. Sie wird so schnell abgestreift, wie sie sich bildet, trägt ihre Wärme mit sich und legt neues Material darunter frei, das dann wiederum schmilzt. Dies ist die Ablation, und deshalb kann ein Meteoroid den größten Teil seiner Masse auf dem Weg nach unten verlieren. Es ist auch der Grund, warum die Wärme niemals nach innen wandert: Das heiße Material wird immer wieder entfernt.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem ein überlebender Meteoroid auf etwa 20 Kilometer Höhe gefallen ist, ist seine Geschwindigkeit auf etwa Schallgeschwindigkeit gesunken und er hört auf zu glühen. Alles, was danach kommt, ist dunkler Flug, ein kalter, stiller, unbeleuchteter Fall. Das Gestein wird in dieser Zeit von der umgebenden Luft gekühlt, nicht von ihr erwärmt.
Was die Messungen zeigen
Der Grund, warum die Wärme in dieser dünnen Haut verbleibt, ist eine physikalische Eigenschaft, die direkt gemessen wurde. Meteoriten leiten Wärme schlecht. In einer in Icarus veröffentlichten Studie maßen Opeil, Consolmagno und Britt die Wärmeleitfähigkeit von sechs Meteoriten über einen Temperaturbereich von 5 K bis 300 K, darunter gewöhnliche Chondrite, ein Enstatit-Chondrit, zwei kohlige Chondrite und ein Eisenmeteorit.
Ihre Eisenprobe, Campo del Cielo, leitete Wärme ungefähr wie metallisches Eisen, stieg von etwa 15 auf etwa 27 Watt pro Meter pro Kelvin zwischen 100 K und 300 K. Die steinigen Proben waren eine andere Sache. Ihre Leitfähigkeiten wurden durch das zerbrochene, ungleichmäßige Gefüge des Gesteins selbst bestimmt und lagen weit unter den Werten für die reinen Minerale, aus denen sie bestehen. Ein Stein, der Wärme so schlecht leitet, kann ein kurzes Oberflächenerwärmungsereignis nicht bis in sein Zentrum weiterleiten.
Opeil C. P., Consolmagno G. J. und Britt D. T. (2010). The thermal conductivity of meteorites: new measurements and analysis. Icarus 208, 449 bis 454. doi.org/10.1016/j.icarus.2010.01.021
Was bezeugte Fälle aufzeichnen
Der deutlichste Beweis stammt von Fällen, die schnell genug geborgen wurden, um den Zustand der Steine zu dokumentieren.
Der Tagish Lake Fall vom 18. Januar 2000 schlug im tiefsten Winter auf der gefrorenen Oberfläche eines Sees im Norden British Columbias ein. Ein Anwohner sammelte innerhalb weniger Tage mehrere Dutzend Fragmente vom schneebedeckten Eis, wobei er sie in einer Plastiktüte handhabte, damit sie nie mit der Haut in Berührung kamen, und sie wurden von da an gefroren gehalten. Diese Fragmente wurden später zu einigen der reinsten Meteoritenmaterialien, die jemals untersucht wurden, und dieses Ergebnis hing davon ab, dass die Steine bei ihrer Ankunft kalt waren und danach kalt blieben.
Hildebrand A. R., McCausland P. J. A., Brown P. G., Longstaffe F. J., Russell S. D. J., Tagliaferri E., Wacker J. F. und Mazur M. J. (2006). The fall and recovery of the Tagish Lake meteorite. Meteoritics and Planetary Science 41, 407 bis 431. doi.org/10.1111/j.1945-5100.2006.tb00471.x
Warum die Vorstellung weiterhin besteht
Das mentale Bild stammt vom Feuerball, und der Feuerball ist wirklich heftig. Was dieses Bild auslässt, sind die mehreren Minuten dunklen Fluges, die darauf folgen und die weder Licht noch Drama erzeugen und daher in keinem Augenzeugenbericht erscheinen. Die leuchtende Phase ist der Teil, den die Menschen sehen, also wird sie zur ganzen Geschichte.
Auch die Formulierung der populären Darstellung hilft nicht. Ein Meteor wird oft als verglühend beschrieben, was auf eine Verbrennung im gesamten Objekt hindeutet. Tatsächlich findet an der Oberfläche ein Schmelzvorgang statt, und die Schmelze verschwindet so schnell, wie sie erscheint.
Häufig gestellte Fragen
Kann man einen Meteoriten direkt nach dem Aufprall anfassen?
Ja, und das haben Menschen getan. Die Oberfläche kann warm und in einigen Fällen kalt sein. Der Grund, direkten Hautkontakt zu vermeiden, ist die Kontamination der Probe für wissenschaftliche Arbeiten, nicht das Risiko für die Person, die sie handhabt.
Glühen Meteoriten, wenn sie landen?
Nein. Das Glühen hört weit vor der Landung auf, bei etwa 20 Kilometern Höhe für einen typischen überlebenden Stein, sobald das Objekt auf etwa Schallgeschwindigkeit abgebremst ist. Alles darunter ist dunkler Flug.
Kann ein Meteorit einen Brand verursachen?
Das UCLA Meteorite Museum erklärt, dass frisch gefallene Meteoriten niemals heiß genug sind, um beim Aufprall Brände zu entzünden. Brände, die im Zusammenhang mit einer Feuerball-Sichtung gemeldet werden, haben im Allgemeinen eine unabhängige Ursache.
Warum ist das Innere eines Meteoriten kalt?
Weil es von Anfang an kalt war und nichts es erwärmt hat. Das Innere behält seine Temperatur im Weltraum während des atmosphärischen Durchgangs bei, und Meteoriten leiten Wärme zu schlecht, als dass ein nur Sekunden dauerndes Oberflächenereignis sie erreichen könnte.
Beweist die Schmelzkruste, dass der Stein heiß war?
Sie beweist, dass die Oberfläche heiß genug war, um zu schmelzen, was über etwa 1.000 Grad Celsius liegt. Sie beweist auch, wie wenig vom Gestein betroffen war, da die Kruste bei einem Steinmeteoriten im Allgemeinen weniger als einen Millimeter dick ist.
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