Siedem faz narodzin meteorytu. Co dzieje się ze skałą w atmosferze?

Badacze przyjrzeli się łącznie 75 udokumentowanym upadkom meteorytów, zarejestrowanym na zdjęciach i nagraniach. Na tej podstawie opisali wieloetapowy przebieg zjawiska – od momentu, gdy kosmiczna bryła odłącza się od planetoidy i wchodzi w ziemską atmosferę, aż po lądowanie na powierzchni naszej planety.

Pierwsza faza zaczyna się bardzo wysoko, tam gdzie powietrze jest zbyt rzadkie dla człowieka, ale nadal wystarcza do wytworzenia fali uderzeniowej na pędzącym obiekcie. Zderzenia z cząsteczkami atmosfery intensywnie podgrzewają skałę, a pojawiający się blask oznacza, że obserwujemy meteor. W kolejnym etapie, na nieco mniejszej wysokości, gęstość powietrza rośnie, obiekt wyraźnie jaśnieje i może zacząć się obracać. Ustalono, że część meteorów wykonuje obrót wokół własnej osi nawet co 0,5 do 5 sekund.

Trzecia faza dotyczy większych fragmentów, które przechodzą w stan bolidu – bardzo jasnej kuli ognia. Wtedy bryła traci masę przede wszystkim przez topnienie: powierzchnia pod wpływem kontaktu z coraz gęstszym powietrzem upłynnia się i jest "zdmuchiwana" z obiektu. Naukowcy podkreślili, że w laboratoriach nie udaje się odtworzyć promieniowania o takiej intensywności, jaka towarzyszy wejściu meteoroidu w atmosferę.

Czwarta faza zachodzi w pobliżu 60 kilometrów wysokości, gdzie atmosfera jest niemal 4 tys. razy rzadsza niż przy powierzchni Ziemi. To moment osiągania przez bolid stanu równowagi termicznej topnienia. Obiekty mogą wówczas stracić nawet do 40 proc. masy, a ich jasność bywa stabilna lub potrafi jeszcze wzrosnąć. Zmieniło się też podejście do samego "znikania" skał w atmosferze: zamiast całkowitego odparowania kluczowe okazują się najpierw topnienie, a później seria pęknięć.

Piąta faza okazała się szczególnie zaskakująca: dochodzi do gwałtownego rozpadu. Kosmiczna bryła zaczyna pękać pod wpływem sił znacznie słabszych, niż wcześniej sądzono. W trakcie przechodzenia przez kolejne warstwy atmosfery pojawiają się kolejne pęknięcia i krótkie rozbłyski, a obiekt dzieli się na coraz drobniejsze części. Mimo że prędkość spada, fragmenty nadal poruszają się blisko siebie – sprzyjają temu efekty "próżni" wytwarzane za większym odłamkiem, w które wpadają mniejsze kawałki.

Szósty etap to ostatni błysk bolidu: rozproszone na szerokim obszarze fragmenty szybko tracą prędkość, przestają świecić i zjawisku przestają towarzyszyć efekty dźwiękowe. Potem następuje faza siódma – opadanie już ciemnych odłamków, które są właściwymi meteorytami. Pozostałości po przejściu przez atmosferę pokrywa cienka skorupa. Mniejsze meteoryty zwykle trafiają na ziemię w niewielkiej odległości od siebie, choć prądy powietrzne mogą rozrzucić je szerzej.

Opisanie siedmiu etapów wejścia kosmicznej skały w atmosferę pomaga lepiej zrozumieć, co dzieje się z różnymi typami obiektów pochodzenia asteroidowego. To istotne nie tylko dla wiedzy o samych meteorytach, ale również z punktu widzenia bezpieczeństwa planetarnego, bo nadal istnieje wiele niewiadomych dotyczących zachowania odmiennych rodzajów asteroid w trakcie przelotu przez atmosferę Ziemi. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym "Meteoritics & Planetary Science".