Meteoroide

Meteoroide heißen sie, solange sie sich noch im Weltraum befinden, Meteore, wenn sie verglühen. Meteoriten werden sie erst genannt, sobald sie die Oberfläche eines Planeten erreicht haben.

Ein Eisen-Nickel-Meteorit, gefunden 1952 in der Nähe von Fort Stockton, Texas. Bildquelle: NASA (Courtesy NASA/JPL-Caltech)

Meteoroide (nicht Meteorite) sind die Trümmer des Sonnensystems. Meist sind es Bruchstücke von Asteroiden und Kometen, manchmal stammen sie auch von Planeten. Entstanden sind sie bei ‚Verkehrsunfällen‘, also zum Beispiel wenn zwei Asteroiden zusammenstoßen oder ein Asteroid oder Komet auf einem Planeten einschlägt.

Dabei werden Teile des Auswurfmaterials aus dem Einschlagkrater bis in den Weltraum geschleudert. Viele fallen wieder zurück, einige Trümmerstücke aber verlassen ihre Heimat und wandern von nun an durch den Raum zwischen den Planeten.

Meteoroide umkreisen so wie Planeten auf einer Umlaufbahn die Sonne. Da sie recht klein sind, können sie aber leicht aus ihrer Bahn gelenkt werden, wenn sie in den Einflussbereich der Gravitation eines größeren Körpers geraten. So gelangen sie manchmal auf einen Crashkurs in Richtung eines Planeten.

Die Ergebnisse hiervon kann man zum Beispiel auf der Oberfläche des Mondes bewundern. Aber auch die Erde wurde von ihnen nicht verschont.. Auch auf Kometen, Asteroiden und den zahlreichen Monden im Sonnensystem sind sie bereits häufig eingeschlagen und werden das auch weiterhin tun.

Trifft ein Meteoroid auf einen festen Körper ohne Atmosphäre, hinterlässt er einen Einschlagkrater. Schlägt er auf Gaskörpern wie den Gasplaneten oder der Sonne ein, verglüht er in deren Atmosphären.

Wird ein Meteoroid zur ‚Bombe‘ auf einem Planeten oder Mond, ändert sich auch seine Bezeichnung. Er heißt nun Meteorit. Verglüht er aber noch in der Atmosphäre des Körpers, mit dem er kollidiert, nennt man ihn Meteor.

Die meisten Einschlagkrater auf der Erde sind im Laufe der Jahrtausende durch Wind und Wetter, Wasser und Bodenerosion, tektonische Aktivität, aber auch durch den Einfluss der Vegetation überdeckt oder wieder eingeebnet worden und heute nicht mehr auffindbar. Auf Mond und Merkur können wir Einschlagkrater finden, die bereits vor Jahrmillionen, teils gar vor Jahrmilliarden entstanden sind. Sie verändern sich nicht, weil es dort keine Luftschicht gibt, in der Wind und Wetter stattfindet.

Einige Einschlagkrater auf der Erde sind aber noch immer sichtbar, z.B. der Barringer-Krater in der Wüste Arizonas. Er entstand vermutlich vor etwa 50000 Jahren durch einen 30 Meter großen Eisenmeteoriten, von dem heute noch Bruchstücke erhalten sind.

Meteoroidenregen​

Die genaue Zahl der Meteoroiden im Sonnensystem ist nicht bekannt, es gibt sicher Millionen von ihnen. Bekannt ist, wo sie sich in größerer Anzahl aufhalten – im Asteroidengürtel. Wohl deshalb, weil es hier häufig Zusammenstöße gibt, bei denen Meteoroide entstehen.

Die genaue Zahl der Meteoroiden im Sonnensystem ist nicht bekannt, es gibt sicher Millionen von ihnen. Bekannt ist, wo sie sich in größerer Anzahl aufhalten – im Asteroidengürtel. Wohl deshalb, weil es hier häufig Zusammenstöße gibt, bei denen Meteoroide entstehen.

Jedes Jahr wird die Erde von etwa 40.000 Tonnen Material aus dem Weltraum getroffen. Das meiste davon ist Staub, den sie auf ihrem Weg um die Sonne aufsammelt. Seltener sind größere Brocken dabei. Die befinden sich meist nicht innerhalb der Umlaufbahn der Erde, sondern kreuzen sie irgendwann rein zufällig.

Bei Meteoroiden lässt sich nicht viel machen, um sie von einem Kollisionskurs mit der Erde abzubringen. Sie sind zu klein und auch zu dunkel, als dass wir sie rechtzeitig am Himmel entdecken könnten. Wenn wir sie sehen, ist es schon zu spät, um noch etwas zu unternehmen.. Große Körper, die der Erde nahe kommen könnten, stehen aber unter Beobachtung.

Beim Einschlag eines Meteoriten kann Material vom getroffenen Planeten oder Mond bis in den Weltraum gelangen und somit selbst zu Meteoroiden werden. Jahrmillionen später treffen diese dann wieder andere Planeten oder Monde.

Meteoriten, die ursprünglich vom Mars und vom Mond stammten, gelangten nach Jahrmillionen zur Erde und wurden hier aufgefunden. Im Labor wurde ihre Zusammensetzung erforscht und so die Herkunft bestimmt. Auch von Merkur und Venus könnten Bruchstücke zu uns gelangt sein, nur haben wir bisher noch keine gefunden..

In den Museen überall auf der Welt werden etwa 30.000 Meteoriten und Teile von ihnen aufbewahrt und ausgestellt. Durch wissenschaftliche Untersuchungen konnte herausgefunden werden, aus welchen Materialien sie sich zusammensetzen. So ließ sich bestimmen, von welchem Himmelskörper sie eventuell abstammen. Auch ein Vergleich wurde gemacht und festgestellt, dass es Meteoriten mit hohem Metallgehalt gibt, und andererseits Meteoriten mit hohem Mineral- und Gesteinsanteil.

Unterschiede​

Die Größe

Was genau beim Einschlag eines Meteoroiden passiert, hängt vor allem von seiner Größe ab. Es gibt sie in allen gängigen Ausführungen, von Staubkorngröße bis zu einem Durchmesser von einigen Kilometern.

Noch größere Körper werden Asteroiden genannt, aber wo genau die Grenze verläuft ist unklar.

In der Ausführung weiter unten kannst du nachschauen, was in Abhängigkeit von der Meteoroidengröße bei einem Eindringen in die Erdatmosphäre und einem eventuellen Einschlag auf der Erde oder in einen Ozean geschehen kann.

Die Geschwindigkeit

Auch die Geschwindigkeit, mit der er auf sein Ziel zufliegt, spielt eine große Rolle. Je schneller ein Meteorit ist, desto mehr Energie bringt er mit. Diese bestimmt dann beim Aufprall das Ausmaß der Zerstörung mit. Ein Meteorit kann schonmal 250.000 km/h erreichen!

Der Anflugwinkel

Auch der Winkel der Flugbahn wirkt sich auf das Ergebnis des Einschlags aus. Kommt ein Meteoroide sehr schräg an, ist sein Weg durch die Atmosphäre länger. Somit ist er auch intensiveren Reibungskräften ausgesetzt, die ihn verglühen oder auseinanderbrechen lassen. Außerdem wird er stärker abgebremst. Er verliert Energie.

Die Zusammensetzung

Die Zusammensetzung der Meteoroiden ist ebenfalls wichtig. Sie können überwiegend aus Gestein bestehen oder auch aus Metall wie z. B. Eisen.

Reine Gesteinsmeteoroide werden beim Aufprall pulverisiert, von ihnen bleibt meist wenig übrig.

 

Eisenmeteoroide sind kompakter, sie können den Einschlag überstehen. Dafür beginnen sie dann mit der Zeit zu rosten und zerbröseln dabei ganz langsam.

 

Gefahr und Folgen​

Was passiert bei milimetergroßen bis zentimetergroßen Meteoren?

Täglich sammelt die Erde Unmengen von Meteoren ein. Durchfliegt sie eine Kometenbahn, sind es sogar noch mehr als sonst, da sich dort viel Material befindet, das der Komet unterwegs verloren hat.

Kleine staubgroße und steinchengroße Meteore bemerken wir gar nicht. Sie verglühen in unserer Atmosphäre und sind nur als Leuchtspur am Himmel zu sehen (siehe auch Sternschnuppen) oder treten als Boliden in Erscheinung, also als glühende Feuerkugeln, die aber die Erdoberfläche nicht erreichen.

Zentimetergroße Meteoriten schaffen es manchmal, ohne zu verglühen die Erdatmosphäre zu durchqueren. Sie können ins Meer fallen (Ozeane bedecken rund 70 Prozent der Erdoberfläche) oder in unbewohntem Gebiet niedergehen (Arktis und Antarktis, Wüstengebiete, Dschungel), ohne dass wir etwas davon bemerken.

Nur selten erreicht uns die Meldung, dass ein Meteorit in der Nähe menschlicher Behausungen niedergegangen ist und ein Loch im Boden hinterlassen hat. Wie oft diese Art Meteoriten auf die Erde gelangt, ist schwer zu sagen, es dürften aber mehrere pro Jahr sein.

Was passiert bei milimetergroßen bis zentimetergroßen Meteoren?

Von den metergroßen Meteoroiden dringen mehrere pro Jahr in die Erdatmosphäre ein. Sie besitzen in etwa die Energie der Hiroshima-Bombe, werden aber in der Luftschicht gebremst und zum Teil verdampft. Der Einschlagkörper ist kleiner als der ehemalige Körper aus dem Weltall und hat einen großen Teil seiner Bewegungsenergie verloren. Oft erreicht er nicht einmal den Erdboden, sondern explodiert noch in der Luft.

Ist der Meteorit aber größer als etwa 50 Meter, wird er von der Atmosphäre kaum noch beeinflusst. Er kann sie nahezu ungehindert durchdringen. Er kann in geringer Höhe explodieren oder aber in den Erdboden einschlagen. Meist verdampft der Einschlagkörper beim Aufprall oder wird dabei pulverisiert, sodass nichts von ihm zurückbleibt außer ein Loch im Boden.

Eisenmeteoriten aber bohren sich in den Erdboden und können anschließend aufgefunden werden.

Etwa alle 1000 Jahre kommt es zum Einschlag eines solchen Körpers. Die Schäden begrenzen sich aber auf ein kleines Gebiet rund um den Ort des Einschlags. Bis etwa 250 Meter Größe des Meteoriten halten sich die Zerstörungen in Grenzen (Meteorit, der über der Tunguska explodierte).

Was passiert bei einem kilometergroßen Meteoriten?

Meteoriten, die mehr als 1 km Durchmesser haben, richten immense Schäden an. Welche genau, kommt darauf an, wo sie einschlagen.

Bei einem Einschlag ins Meer würden große Wassermassen verdampfen und Wolken bilden, die für Monate die gesamte Erde einhüllen können. Riesige Flutwellen überrollen weltweit Küstengebiete und Inseln und reißen alles mit sich. Insgesamt wäre das aber noch das kleinere Übel.

Bei einem Einschlag auf festem Grund wird ganz viel Material aus dem Boden geschlagen und aufgewirbelt – große Brocken und Unmengen an Staub und kleineren Steinen. Teile davon gelangen sogar bis in den Weltraum. Nach und nach fällt das meiste davon wieder zurück zur Erde, einige Brocken verschwinden auch auf immer im Weltall. Da sich unterdessen die Erde weitergedreht hat, fallen die Steine nicht auf das gleiche Gebiet, von dem sie weggerissen wurden, sondern bilden hinter der Einschlagstelle einen Korridor.

Ein riesiges Gebiet wird also nun von zig-tausenden Minibomben getroffen werden, denn die niederfallenden Steine heizen sich auf ihrem Weg durch die Atmosphäre auf und beginnen zu brennen. Wieder am Boden angekommen stecken sie so Wälder, Felder und vielleicht auch Städte in Brand.

Der aufgewirbelte Staub bleibt lange in der Atmosphäre und verteilt sich durch Luftströmungen nach und nach rund um den Erdball. Er lässt das Sonnenlicht nicht mehr bis zum Boden vordringen und bietet dem in der Luft enthaltenen Wasserdampf Keime, an denen sich vermehrt Wolken bilden können. Nach einiger Zeit wird sich weltweit eine geschlossene Wolkendecke gebildet haben!

Dadurch wird eine direkte Sonneneinstrahlung verhindert, es ist nun auf der Erde dunkler und kälter als zuvor. Dieser Zustand kann sich wochen- und monatelang halten, vielleicht sogar jahrelang! Für die Pflanzen, die ja Sonnenlicht zum Leben und Wachsen benötigen, würde das bedeuten, dass sie verkümmern und nicht mehr richtig gedeihen. Da sie aber die Nahrungsgrundlage für viele Tiere bilden, hat dies zur Folge, dass pflanzenfressende Tiere verhungern müssen und bald sterben. Die meisten Toten wird es also nicht direkt beim Einschlag geben, sondern erst in der Folgezeit.

Die Staubbelastung in der Atmosphäre wird durch die zahllosen und inzwischen wohl großflächigen Brände noch verstärkt werden. Es herrscht nun etwas, das globaler Winter genannt wird. Die Atemluft ist mit vielen Schmutz- und Giftstoffen angereichert. Durch den Regen, der Asche und Staub zum Teil wieder aus der Luft herauswäscht, gelangen giftige Brandrückstände auch in Flüsse und Seen, was den Fischbeständen sicher nicht gut tut.

Bis sich alles wieder normalisiert hat, können Jahre vergehen. Inzwischen könnten etliche Tier- und Pflanzenarten komplett vernichtet und somit ausgestorben sein. Die Überlebenden haben es auch nicht leicht, müssen sie sich doch nun in einer plötzlich veränderten Umwelt mit Kälte, Lichtmangel, verschmutztem Wasser und Mangel an Nahrung zurechtfinden.

Der Einschlagkrater selbst kann wenige Kilometer groß sein, vom Einschlagkörper muss nicht unbedingt etwas übriggeblieben sein, aber die Folgen sind weitreichend. Sie betreffen nicht nur das unmittelbare Gebiet um den Krater, sondern die gesamte Erde. Vermutlich wird die Erde etwa alle 100 Millionen Jahre von solch einem Körper getroffen.

Der letzte löschte vor 65 Millionen Jahren die Dinosaurier und mit ihnen einen Großteil der Tier- und auch Pflanzenwelt aus.

Meteoriten-Mythen​​

Diese Meteoritenmythen stammen aus einem von Space.com veröffentlichten Artikel mit dem Titel The Top 5 Cosmic Myths. Im Folgenden finden Sie einige sehr interessante Informationen.

Mythos 1: Meteoriten werden beim Durchgang durch die Atmosphäre durch Reibung erhitzt.

Dieser Mythos macht Sinn und ist deshalb so verhängnisvoll. Aber er ist trotzdem falsch.

Meteoroide sind winzige Staub-, Gesteins-, Eis- oder Metallbrocken, die das Pech haben, dass sich ihre Umlaufbahn mit der der Erde kreuzt. Wenn sie unsere Atmosphäre durchqueren, werden sie so stark erhitzt, dass sie glühen (und an dieser Stelle als Meteore bezeichnet werden) und über Hunderte von Kilometern sichtbar sind.

Sie werden jedoch nicht durch Reibung aufgeheizt. Stellen Sie sich Folgendes vor: Die Kacheln einer Raumfähre sind äußerst empfindlich; sie zerbröseln leicht in Ihrer Hand. Würden sie durch Reibung erhitzt, wenn das Shuttle die Umlaufbahn verlässt und mit Mach 25 in die Atmosphäre eintritt, würden die Kacheln zerbröseln. Das ist kein besonders gutes Konstruktionsmerkmal.

In Wirklichkeit ist es nicht die Reibung, sondern der Staudruck, der den Meteoriten aufheizt. Wenn ein Gas komprimiert wird, wird es heiß, wie wenn eine Fahrradpumpe kräftig benutzt wird, um einen Reifen aufzupumpen. Ein Meteoroid, der sich mit 33.500 mph (15 Kilometer pro Sekunde) oder mehr bewegt, komprimiert die Luft vor ihm heftig. Die Luft selbst wird dabei sehr heiß, was den Meteoroiden erhitzt. Das ist die Tatsache, nicht die Reibung.

 

Mythos 2: Meteore sind immer noch sehr heiß, wenn sie auf dem Boden aufschlagen.

Man sollte meinen, dass etwas, das so stark erhitzt ist, dass es glüht, auch noch ein paar Minuten später heiß ist. In Wirklichkeit ist die Situation ein bisschen komplizierter.

Die superheiße Luft vor dem Meteoroiden kommt nicht wirklich mit dem Teilchen in Kontakt. (Ein Teilchen kann immer noch als Meteoroid bezeichnet werden, wenn es durch die Atmosphäre rast, während „Meteor“ das gesamte glühende Phänomen beschreiben soll).

Die schnelle Bewegung des Meteoroiden löst in der Luft eine Schockwelle aus, wie bei einem Überschallflugzeug. Die geschockte Luft befindet sich vor dem Meteoroiden, einige Zentimeter entfernt (je nach Größe des Meteoroiden), in einem so genannten Standoff-Schock. Zwischen der geschockten Luft und der Oberfläche des Meteoroiden befindet sich eine sich relativ langsam bewegende Lufttasche.

Die Oberfläche des Meteoroiden schmilzt durch die Hitze des komprimierten Gases vor ihm, und die darüber strömende Luft bläst den geschmolzenen Teil in einem als Ablation bezeichneten Prozess ab. Die hohe Geschwindigkeit des Meteoroiden liefert die Energie für all diese Wärme und das Licht, die ihn seiner Geschwindigkeit berauben. Wenn er unter die Schallgeschwindigkeit fällt, verschwindet die Schockwelle, die Erhitzung und die Ablation hören auf, und der Meteoroid fällt dann ziemlich langsam, vielleicht mit ein paar hundert Stundenkilometern (oder ein paar hundert Kilometern pro Stunde).

Zu diesem Zeitpunkt befindet er sich noch ziemlich hoch in der Atmosphäre und braucht mehrere Minuten, um auf den Boden zu fallen. Bedenken Sie, dass dieses winzige Stückchen Gestein lange Zeit im Weltraum verbracht hat und der Kern ziemlich kalt ist. Außerdem wurden die heißesten Teile geschmolzen und abgesprengt. Darüber hinaus ist die Luft dort oben kalt, was das Gestein ebenfalls abkühlt.

All diese Faktoren zusammengenommen bedeuten, dass das Gestein nicht nur nicht heiß ist, wenn es auf dem Boden aufschlägt, sondern dass es sogar sehr kalt sein kann. Einige Meteoriten (wie ein Meteoroid nach seinem Einschlag genannt wird) wurden sogar mit Frost bedeckt gefunden!

 

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