METEORITY - DOPADY KOSMICKÝCH TĚLES NA ZEMSKÝ POVRCH

Jako meteorit můžeme označit zbloudilé kosmické těleso, nejčastěji chondritickou hmotu, úlomky železa nebo hornin jiných kosmických těles, které prolétlo atmosférou a dopadlo na zemský povrch.

Odkud meteority pocházejí - kosmická tělesa a meziplanetární hmota
Naprostá většina meteoritů pochází ze systému naší sluneční soustavy. Dopady těles pocházející ze vzdáleného vesmíru (mimo naši sluneční soustavu) jsou velmi nepravděpodobné, ale nikoli nemožné. Týká se to především větších těles - asteroidů, planetek a komet, které mohou pocházet mimo naši sluneční sosutavu. Většina meteoritů dopadající na zemský povrch pochází z oblasti mezi Jupiterem a Marsem, tedy ze vzdálenosti zhruba 300 - 600 milionů kilometrů od Země. Menší množství meteoritů může pocházet i z vnější sluneční soustavy (za oběžnou dráhou Jupitera).

 Obrázek: rozložení planetek (asteroidů) ve sluneční soustavě            

Naše sluneční soustava je tvořena sluncem, kolem kterého obíhá devět planet. Některé planety mají své přirozené satelity - měsíce. Kromě těchto těles, která mají své ustálené oběžné dráhy kolem slunce, se v kosmickém prostoru náchází velké množství tzv. meziplanetární hmoty. Většina meziplanetární hmoty se nachází v tzv. hlavním pásu mezi Marsem a Jupiterem. Tato hmota je tvořena menšími tělesy - planetkami, kometami, asteroidy, meteoroidy a kosmickým prachem. Tato tělesa se liší především ve vzájemné velikosti, jak ukazuje tabulka:

Jako asteroid jsou běžně označovány menší planetky, minimálně takové těleso, u kterého je možné vypočítat jeho dráhu. Přesná definice asteroidu však není ustálena, často se pojmy planetka a asteroid používají jako synonyma. Naprostá většina kosmických těles dopadlých na zemský povrch jsou malá tělesa - meteoroidy. Dopady větších kosmických těles - asteroidů či komet jsou vzácnější, avšak v historii Země již k několika takovým událostem několikrát došlo.


 
Planetka (asteroid) 951 Gaspra s průměrem 18,2 km        Asteroid 243 s jeho malým měsícem

Vzájemné srážky planetek a asteroidů v hlavním pásu mezi Marsem a Jupitrem jsou hlavními producenty achondritických meteoritů.


Pád kosmického tělesa v gravitačním poli Země
Pokud je kosmické těleso zachyceno gravitačním polem Země, dojde k jeho pádu směrem k zemském povrchu. Rychlost pádu kosmického tělesa se přitom pohybuje v rozmezí 11.2 až 72 km/s. Pro objekty pocházející mimo naší sluneční soustavu je teoreticky možné uvažovat i vyšší dopadové rychlosti. Pro srovnání střela vypálená z pistole se pohybuje rychlostí 0,5 km/s. Takto vysokých rychlostí kosmická tělesa dosahují proto, že se pohybují na velmi dlouhých trasách (řádově miliony kilometrů) kde jsou po celou dobu jejich putování urychlovány gravitační přitažlivou silou Země nebo Slunce. Přitom se ve vesmíru těleso pohybuje ve vysokém vakuu - není tak zpomalováno odporem prostředí.  Těleso padající k Zemi následně doslova narazí do atmosféry, kde dochází ke vzniku rázové vlny a na jejím čele k silné kompresi atmosférických plynů. Kompresí dochází k okamžitému zahřátí vzduchu a povrchu tělesa na několik tisích stupňů celsia. Přitom v atmosféře dochází ke světelnému efektu, který označujeme jako meteor. Velmi jasný meteor, který je viditelný i ve dne označujeme jako bolid. Dochází k rychlé termální degradaci meteoritu, jeho povrch se odpařuje a odhořívá. Degradaci hmoty napomáhá i vysoký obsah kyslíku, který zejména u kovových meteoritů způsobuje exotermickou oxidaci hmoty a ještě rychlejší odhořívání povrchu. Meteorit tak získává typický vzhled povrchu - hovoříme o termické ablaci. Povrch je charakteristicky zaoblený a skulptovaný.


Většina meteorů svou cestu k zemskému povrchu nedokončí
Naprostá většina objektů padajících k Zemi jsou tělesa malých rozměrů - meteoroidy nebo částice kosmického prachu. Se Zemí se denně mohou střetávat i miliony takových drobných těles, ovšech ty zcela shoří v atmosféře před tím, než stačí dopadnout na zemský povrch. Cestu atmosférou tak mohou přežít tělesa zpravidla větší než 20cm (železný meteoroid) nebo 60cm (kamenný meteoroid), přesto se z jejich původní hmoty zachová pouze zlomek. U větších meteorů o průměru několika metrů se již po průletu atmosférou zachovává jejich většinová část.

Většina meteoritů se v atmosféře roztříší
Jen velmi málo meteoritů dopadá na zemský povrch jako jediný kus. Většina meteoritů (včetně kovových) se při průletu atmosférou roztříští na velké množství úlomků. Potom hovoříme o tzv. meteorickém spadu. Díky tomu můžeme nacházet více exemplářů (často tisíce kusů) od téhož meteoritu. Meteorické spady jsou na rozdíl od pádů jednotlivých těles dobře známé a meteority jsou dobře analyzovány (určeny). Stačí totiž analyzovat pouze jeden nebo malé množství exeplářů a klasifikace je pak platná i pro ostatní úlomky z daného spadu. Analýza meteoritu je spojena s destruktivními metodami (řezy, výbrusy), u pádu pouze jednotného tělesa se klasifikace často neprovádí z buď ekonomických důvodů nebo ve snaze zachovat meteorit v celku.  

Koztrhání meteoritu při průletu atmosférou dochází z mnoha příčin. Tou první je vysoký tlak v čele rázové vlny, kteoru meteorit vytváří nárazem do atmosféry. Tlak je natolik velký, že zahřívá vzduch na teplotu několika tisíců stupňů celsia, ale také může způsobit roztříštění samotného meteorického tělesa. Další příčinou může být obrovský rozdíl v pnutí materiálu v povrchu meteoritu a jeho vnitřních vrstvách. Povrch meteoritu se silně zahřívá, zatímco uvnitř má meteorit velmi nízkou teplotu (průměrná teplota vesmíru, odkud meteorit přiletěl je totiž -220°C). Rozdíl v termální kontrakci doslova odtrhuje kusy hmoty z povrchu meteoru. Kovovové meteority mají vytvořenou makrokrystalickou strukturu a při nízké teplotě se materiál chová velmi křehce, kovové meteority (zejména při větších rozměrech) se tak patrně tříští stejně ochotně, jako kamenné meteority. Termální degradace na povrchu meteoritu často vytváří jakési erozní rýhy, které kopírují vnitří nehomogenity ve hmotě - např. praskliny, krystalickou strukturu či inkluze méně odolních komponent. Rychle se vytvářející erozní rýhy mohou zapříčinit roztrhání („rozřezání“) meteoritu během průletu atmosférou.

Vyhledávání meteoritů

Většina meteoritů (patrně celých 95%) dopadlých na zemský povrch jsou chondrity. Zbylých 5% tvoří vzácnější achondrity tvořené diferencovanou hmotou. Většina achondritů jsou železné meteority, vzácné jsou palasity (železo s inkluzemi olivínu) a velmi vzácné jsou pak horninové meteority tvořené horninami vytrženými z povrchu jiných kosmických těles - šťastlivému sběrateli meteoritů se tak může podařit, že se mu do ruky dostane kus anortozitového pohoří z Měsíce nebo rudé horniny z povrchu Marsu, samozřejmě patřičně ohořelý po průletu zemskou atmosférou.

Zatímco dopady železných meteoritů na zemský povrch jsou v porovnání s chondrity méně časté, při hledání meteoritů platí tento poměr zcela opačně. Největší část nalezených meteoritů tvoří meteority železné a tu menší část tvoří meteority souhrnně označované jako meteority „kamenné“, což jsou ve většině případů chondrity a vzácně pak ty diferencované - horninové meteority. Důvod je jednoduchý - železné meteority se vyhledávájí snadněji za pomoci detektoru kovů. Materiál železných meteoritů, palasitů či mezosideritů (železo a nikl) je silně feromagnetický a tudíž je detektorem snadno vyhledatelný i pod zemí nebo vegetačním pokryvem, větší meteority lze indukčním detektorem vyhledat v hloubce až několika metrů pod zemí. Naproti tomu kamenné meteority se nedají vyhledat žádnou detekční metodou. Kamenné meteority se svým vzhledem výrazně neliší od běžných kamenů, a pokud se nacházejí pokryté sedimentem, vegetací nebo schované mezi množstvím jiných kamenů, jsou šance na jejich nález prakticky nulové. Kamenné meteority lze vyhledat jen ve vhodném prostředí, jako jsou trvale zaledněná území (např. Antarktida) nebo v pouštích. Pokud totiž najdete na ledové pláni nebo v písečné poušti volně ležící kámen, jsou jen dvě možnosti, odkud se tam ten kámen vzal - buď ho tam někdo přinesl nebo spadnul z nebe. Pokud se tedy nejedná o kamenný nástroj pravěké civilizace (což v pouštích není neobvyklé) tak se jedná o meteorit. Pokud už odborník má tento kámen v ruce, tak dokáže podle jeho struktury bezpečně poznat, zda se skutečně jedná o chondrit nebo jiný meteorit. Důležité je pouze odlišit meteorit od ostatních kamenů, což bývá právě možné pouze na pouštích (ať už ledových či písečných), kde žádné  jiné kameny nejsou v okolí desítek nebo stovek kilometrů. 

Kráterové struktury nemají při hledání meteoritů velký význam. Je jisté, že pokud kráterová struktura („kráter“) existuje a je bezpečně identifikován, tak se uvnitř nebo v jeho okolí mohou nacházet meteority (tak jako je tomu u meteoritů Campo del Cielo, Sikhote-Alin, Canyon Diablo a dalších), ale i zde nastává ten samý problém - snadno lze vyhledat pouze kovové meteority. Většina meteoritů však svou kráterovou strukturu nemá. Kráterové struktury se postupem času a geologických procesů velmi rychle smažou ze zemského povrchu. Malé meteority ani kráter při svém dopadu nemusí vytvořit. Bezpečně rozpoznatelné krátery vytvářejí pouze dopady opravdu velkých meteoritů, jejichž krátery jsou rozpoznatelné i po tisících let.  


© Mgr. Jan Stehlík
Veškeré materiály zveřejňované na webu minerals-fossils.cz podléhají autorským právům a jsou určeny výhradně návštěvníkům webu pro jejich soukromé využití jako zdroj informací. Jakákoli další presentace, reprodukce, distribuce, nebo jiné použití materiálů pro výdělečné účely na jiných internetových stránkách nebo v tištěné formě je možné pouze s výhradním svolením autora.