4. Auf dem Weg zur Erde

Wie lange ein Körper im All herumschwebt, kann man an der Dauer der galaktischen kosmischen Bestrahlung und an der Dauer des Einflusses des Sonnenwindes nachvollziehen.

Radiogenes Alter: Das radiogene Alter zeigt an, wann sich der kosmische Körper zum letzten Mal verfestigt hat, ausgekühlt ist (Argon-Uhr). Diese Untersuchung gibt also Auskunft, wie alt der Körper ist und wann er zum letzten Mal verflüssigt worden ist. Man kann aus dem radiogenen Alter die Entstehungszeit herauslesen und zu welchem planetarischen Objekt der Meteorit vermutlich gehört.

Bestrahlungsalter: Das Bestrahlungsalter dagegen zeigt an, wie lange der Körper sich im All aufgehalten hat. Hierbei mißt man auf der Oberfläche die Zerfallraten gewisser Atomkerne und erkennt daraus, wie lange er dem kosmischen Wind und der solaren Strahlung ausgesetzt war.

Eisenmeteorite zeigen ein radiogenes Alter von ca. 4,6 Milliarden Jahre und ein Bestrahlungsalter von ca. 500 Millionen Jahre. Sie sind demnach so alt wie unser Sonnensystem und in den letzten 500 Millionen Jahre im Weltall kosmischer Bestrahlung ausgesetzt. Steinmeteorite haben das gleiche radiogene Alter; aber ihr Bestrahlungsalter liegt durchweg bei knappen 20 Millionen Jahre. Steinmeteorite sind demnach viel kürzer kosmischer Strahlung ausgesetzt gewesen als die Eisenmeteorite.

Dieses unterschiedliche Bestrahlungsalter lässt sich auf verschiedene Weise deuten. Entweder sind Eisenmeteorite bedeutend widerstandsfähiger bei Kollisionen oder es gibt verschiedene Herkunftsorte für die beiden Meteoritenarten. Besonders bei den kohligen Chondriten, welche eine sehr lockere Struktur sowie kohlenstoffreiche Verbindungen aufweisen, sagen die Wissenschaftler, dass sie eventuell Überreste von ausgebrannten Kometen sein könnten. Ihre leichte, lockere Struktur lässt vermuten, dass sie niemals Bestandteil des Asteroidengürtels waren. Vermutlich haben Eisen- und Steinmeteorite also verschiedene Herkunftsorte, das würde die unterschiedliche kosmische Bestrahlungszeit erklären.

Das Verhalten eines Meteoroiden auf seinem Weg durch unsere Atmosphäre hängt im wesentlichen von seiner Anfangsmasse, seiner Geschwindigkeit und von seinem Eintrittswinkel in die Atmosphäre ab.

Die Höhe, in der die kosmischen Partikel ihre Leuchtspuren ziehen, hängt offensichtlich von ihrer Geschwindigkeit ab. Teilchen mit niedrigen Geschwindigkeiten zwischen 10 und 20 km/sec. leuchten in einer Höhe von 70 bis 80 km. Dagegen leuchten die schnellen Meteore mit Geschwindigkeiten um 60-70 km/sec. bereits in einer Höhe von 100 bis 110 km.

4.1 Kosmische Partikel von 0,001 bis 0,1mm Grösse, Mikrometeorite

Kosmischer Staub, Partikel von 0,001 bis 0,1 mm ist so leicht, dass er von der Atmosphäre restlos abgebremst wird und langsam zur Erdoberfläche herabschwebt. Beispiel für die Intensität des kosmischen Staubes, welches sich immer in unserer Atmosphäre befindet, ist das Zodiakallicht.

Unter dem Zodiakallicht versteht man die Lichtbrechung der unter dem Horizont stehenden Sonne an den kosmischen Staubkörnchen in den oberen Luftschichten der Atmosphäre.

Man versucht seit langem solche Mikrometeoriten zu erhaschen und zu untersuchen. Sie sind nicht durch irdische Atmosphärenschichten geflogen und nicht durch irdische Substanzen verunreinigt. 1976 startete erstmals ein hochfliegendes Spezialflugzeug (U2), welches in der Stratosphäre mittels klebriger Gewebestreifen Mikrometeoriten einfing.

4.2 Kosmische Partikel von einem Gramm

Bereits ein winziges Staubkörnchen mit einer Grösse von 0,1 mm kann eine Sternschnuppe erzeugen. Ein Staubkorn von einigen Gramm hinterlässt eine helle Leuchtspur, sie kann so hell wie die Venus leuchten.

Die Geschwindigkeiten, mit denen Meteoroiden in die Atmosphäre eintauchen, liegen bei 10 bis 72 km/sec. Dabei komprimiert der Körper durch die hohe Geschwindigkeit auf seiner Vorderseite das Luftpolster und es entsteht sehr hohe Reibungshitze. Die Oberfläche des Meteoroiden beginnt zu schmelzen und verdampft zusammen mit der Luft.

Die komprimierte Lufthülle um den Kometen wird zusammen mit dem verdampfenden Meteoroiden-Material mit Energie aufgeladen, ionisiert (es geht ein Elektron verloren und wird sofort wieder ersetzt) und zum Leuchten gebracht. Die schnelle Fluggeschwindigkeit streift das Leuchten ab, es entsteht der Schweif oder leuchtende Streifen, wir sehen eine Sternschnuppe.

4.4 Meteoriten mit mehren Kilo Gewicht

Grosse Meteoroiden bewirken neben den hellen Leuchterscheinungen (Boliden, Feuerkugeln) auch Donnergeräusche, Pfeifen oder Kanonendonner. Teilchen, welche auf ihrem Flug abgesprengt erden, können ausserdem Funken erzeugen. Bei Tagesbeobachtungen hat man sogar nach dem Erlöschen des Schweifes Rauchspuren gesehen.

Beim Flug durch die Atmosphäre wird die Oberfläche des Meteoroiden stark erhitzt, es entsteht eine Kruste aus Schmelz- oder Fusionsmaterial, an welchem man einen Meteoriten erkennen kann. Das Innere des Geschosses bleibt dabei kalt, da die Flugzeit durch unsere Atmosphäre viel zu kurz ist, um den langsamen Prozess der Wärmeleitung bis ins Innere durchzuführen.

Ab dem Hemmpunkt, welcher bei 10-15 km liegt, fällt ein kleinerer Meteoroid nur noch zur Erde. Die Eigengeschwindigkeit ist durch den Reibungsprozess eliminiert. Der Fall kühlt den Meteoroiden ab, er ist beim Aufprall lauwarm.

4.5 Meteorite ab 60 Tonnen Gewicht

Nur Meteoroiden mit der Masse von mehreren Tonnen Gewicht gelingt es, einen Teil ihrer Eigengeschwindigkeit bis zur Erdoberfläche zu erhalten. Meteoroide mit mehr als 100 Tonnen Gewicht prallen ungebremst auf unsere Erde. Unsere Atmosphäre ist zu dünn, um solch grosse Brocken vollständig abzubremsen und ihm seine Eintauchgeschwindigkeit zu nehmen. Man unterstellt dabei einen Geschwindigkeitserhalt von ca. 20-25 km/sec.

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