Ny opdagelse om meteoritter informerer om vurdering af atmosfærisk indtrængning

Forskere ved University of Illinois Urbana-Champaign iagttog fragmenter af to meteorer, mens de hævede varmen fra stuetemperatur til den temperatur, den når, når den kommer ind i Jordens atmosfære og gjorde en betydelig opdagelse. Det fordampede jernsulfid efterlader hulrum, gør materialet mere porøst. Denne information vil hjælpe, når man forudsiger vægten af ​​en meteor, dens sandsynlighed for at gå i stykker, og den efterfølgende skadesvurdering, hvis den skulle lande.

"Vi udtog prøver fra interiøret, som ikke allerede var blevet udsat for den høje varme fra indgangsmiljøet, sagde Francesco Panerai, professor ved Institut for Luftfartsteknik ved UIUC. "Vi ønskede at forstå, hvordan mikrostrukturen af ​​en meteorit ændrer sig, når den rejser gennem atmosfæren."

Panerai og samarbejdspartnere ved NASA Ames Research Center brugte en røntgenmikrotomografiteknik, der gjorde det muligt for dem at observere prøverne på plads, mens de blev varmet op til 2, 200 grader Fahrenheit og skab billeder i tre dimensioner. Forsøgene blev udført ved hjælp af synkrotron Advanced Light Source ved Lawrence Berkeley National Laboratory.

"Jernsulfidet inde i meteoritten fordampede, da det blev opvarmet. Nogle af kornene forsvandt faktisk og efterlod store hulrum i materialet, " sagde Panerai. "Vi blev overraskede over denne observation. Evnen til at se på meteorittens indre i 3D, mens den opvarmes, førte os til at opdage en progressiv stigning i materialeporøsitet med opvarmning. Efter det, vi tog tværsnit af materialet og så på den kemiske sammensætning for at forstå den fase, der var blevet modificeret af opvarmningen, ændre dens porøsitet.

"Denne opdagelse giver bevis for, at meteoritmaterialer bliver porøse og permeable, som vi spekulerer på vil have en effekt på dens styrke og tilbøjelighed til fragmentering."

NASA valgte Tamdakht som casestudie, en meteorit, der landede i en marokkansk ørken for nogle år siden. Men teamet af forskere ønskede at bekræfte, hvad de havde set, så de gentog eksperimenter på Tenham for at se, om en meteorit med forskellig sammensætning ville opføre sig på samme måde. Begge prøver var fra en lignende klasse af meteoriter kaldet kondritter, det mest almindelige blandt meteoritfundene, der består af jern og nikkel, som er højdensitetselementer.

"Begge blev porøse, men den porøsitet, der udvikler sig, afhænger af indholdet af sulfiderne, " sagde Panerai. "En af de to havde højere jernsulfider, hvilket er det, der fordamper. Vi fandt ud af, at fordampningen af ​​jernsulfider sker ved milde indgangstemperaturer. Dette er noget, der ville ske, ikke ved meteorittens eksterne fusionsskorpe, hvor temperaturen er meget højere, men lige under overfladen."

Undersøgelsen var motiveret af den potentielle trussel, meteoritter udgør mennesker - det klareste eksempel er Chelyabinsk-meteoren, der sprængte Jordens atmosfære over Rusland i 2013 og resulterede i ca. 500 mennesker kommer til skade af indirekte påvirkninger som glasskår fra chokbølgen. Efter den hændelse, NASA skabte Asteroid Threat Assessment Program for at levere videnskabelige værktøjer, der kan hjælpe beslutningstagere med at forstå potentielle meteoritterrusler mod befolkningen.

"Det meste af det kosmiske materiale brænder væk, når det trænger ind. Atmosfæren beskytter os, " sagde Panerai. "Men der er meteoritter af betydelig størrelse, der kan være skadelige. For disse større objekter, der har en sandsynlighed for at ramme os, der ikke er nul, vi skal have værktøjer til at forudsige, hvilken skade de ville gøre, hvis de ville ramme Jorden. Baseret på disse værktøjer, vi kan forudsige, hvordan det kommer ind i atmosfæren, dens størrelse, hvordan den opfører sig, når den går gennem atmosfæren, osv., så beslutningstagere kan træffe modforanstaltninger."

Panerai sagde, at Asteroid Threat Assessment Program i øjeblikket udvikler modeller til at vise, hvordan meteoritter opfører sig, og modeller kræver en masse data. "Vi brugte maskinlæring til dataanalysen, fordi mængden af ​​data, der skal analyseres, er enorm, og vi har brug for effektive teknikker.

"Vi bruger også værktøjer, der er raffineret gennem årene til design af hypersoniske indstigningsfartøjer og overfører denne viden til studiet af meteoroider, de eneste hypersoniske systemer i naturen, hvilket er meget spændende. Dette giver NASA kritiske data om mikrostrukturen og morfologien af, hvordan en almindelig meteorit opfører sig under opvarmning, så disse funktioner kan integreres i disse modeller."