Jorden er ikke fremmed for meteorer. Faktisk er meteorregn en regelmessig forekomst, der små objekter (meteoroider) kommer inn i jordas atmosfære og stråler på nattehimmelen. Siden de fleste av disse gjenstandene er mindre enn et sandkorn, når de aldri overflaten og brenner ganske enkelt opp i atmosfæren. Men noen ganger vil en meteor av tilstrekkelig størrelse gjøre det gjennom og eksplodere over overflaten, hvor det kan forårsake betydelig skade.
Et godt eksempel på dette er Chelyabinsk-meteoroid, som eksploderte i himmelen over Russland i februar 2013. Denne hendelsen demonstrerte hvor mye skade en meteoritt med luftutbrudd kan gjøre og fremhevet behovet for beredskap. Heldigvis indikerer en ny studie fra Purdue University at Jordens atmosfære faktisk er et bedre skjold mot meteorer enn vi ga æren for.
Studien deres, som ble utført med støtte fra NASAs Office of Planetary Defense, dukket nylig opp i det vitenskapelige tidsskriftet Meteoritikk og planetarisk vitenskap - med tittelen “Air Penetration Enhances Fragmentation of Entering Meteoroids”. Studieteamet besto av Marshall Tabetah og Jay Melosh, en forskerutdannet postdoc og en professor ved instituttet for henholdsvis Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) ved Purdue University.
I det siste har forskere forstått at meteoroider ofte eksploderer før de nådde overflaten, men de tapte når det gjaldt å forklare hvorfor. Av hensyn til studien deres brukte Tabetah og Melosh Chelyabinsk meteoroid som en casestudie for å bestemme nøyaktig hvordan meteoroider brytes opp når de traff atmosfæren vår. På det tidspunktet kom eksplosjonen som en overraskelse, som var det som ga rom for så omfattende skader.
Da den kom inn i jordas atmosfære, skapte meteoroidene en lys ildkule og eksploderte minutter senere, og genererte den samme mengden energi som et lite atomvåpen. Den resulterende sjokkbølgen sprengte vinduer og skadet nesten 1500 mennesker og forårsaket skader på millioner av dollar. Den sendte også fragmenter som slynget seg mot overflaten som ble gjenfunnet, og noen ble til og med vant til motemedaljer for Sotsji-vinterlekene i 2014.
Men det som også var overraskende, var hvor mye av meteroidens rusk som ble gjenvunnet etter eksplosjonen. Mens meteoroidet selv veide over 9000 tonn (10.000 amerikanske tonn), ble bare rundt 1800 tonn (2000 amerikanske tonn) avfall noen gang gjenvunnet. Dette betydde at det skjedde noe i den øvre atmosfæren som fikk den til å miste størstedelen av massen.
Når de så på å løse dette, begynte Tabetah og Melosh å vurdere hvordan høyt lufttrykk foran en meteor ville sive inn i porene og sprekkene, skyve meteorens kropp fra hverandre og få den til å eksplodere. Som Melosh forklarte i en pressemelding fra Purdue University News:
"Det er en stor gradient mellom høytrykksluft foran meteoren og vakuumet av luft bak den. Hvis luften kan bevege seg gjennom passasjene i meteoritten, kan den lett komme inn og blåse av stykker. ”
For å løse mysteriet om hvor meteoroidmassen gikk, konstruerte Tabetah og Melosh modeller som karakteriserte innreisingsprosessen til Chelyabinsk meteoroid som også tok hensyn til den opprinnelige massen og hvordan den brøt opp ved innreise. De utviklet deretter en unik datakode som tillot både fast materiale fra meteoroidens kropp og luft å eksistere i noen del av beregningen. Som Melosh antydet:
“Jeg har lett etter noe sånt på en stund. De fleste av datakodene vi bruker for å simulere påvirkninger tåler flere materialer i en celle, men de gjennomsnitt alt sammen. Ulike materialer i cellen bruker sin individuelle identitet, noe som ikke passer for denne typen beregning. ”
Denne nye koden tillot dem å fullstendig simulere utvekslingen av energi og fart mellom den innkommende meteoroid og den samvirkende atmosfæriske luften. Under simuleringene fikk luft som ble presset inn i meteoroidene lov til å perkulere inni, noe som senket styrken til meteoroidet betydelig. I hovedsak klarte luft å nå inn i meteoroidets indre og fikk den til å eksplodere fra innsiden og ut.
Dette løste ikke bare mysteriet om hvor Chelyabinsk-meteoroidens manglende masse gikk, det var også i samsvar med luftsprengningseffekten som ble observert i 2013. Studien indikerer også at når det kommer til mindre meteroider, er Jordens beste forsvar dens atmosfære. Kombinert med prosedyrer for tidlig varsling, som manglet under Chelyabinsk meteroid hendelse, kan skader unngås i fremtiden.
Dette er absolutt gode nyheter for mennesker bekymret for planetbeskyttelse, i det minste når det gjelder små meteroider. Større er det imidlertid ikke sannsynlig å bli påvirket av jordens atmosfære. Heldigvis gjør NASA og andre romfartsorganer et poeng å overvåke disse regelmessig, slik at publikum kan varsles i god tid på forhånd hvis noen forvenner seg for nær Jorden. De er også opptatt med å utvikle mottiltak i tilfelle en eventuell kollisjon.
