Kalter oder heißer Meteorit??

[hugojun]

Hallo liebes Forum,
Hallo Martin,

wie immer mal wieder, tauchte auch beim Krähenberg Kolloquium, die Frage auf, ob Meteorite unmittelbar nach dem Aufschlag auf die Erdoberfläche kalt, warm oder sogar heiß sind?

In meiner Recherche zum Thema bin ich auf nur zwei Beträge gestoßen, die einigermaßen das Thema umschreiben.
Albedo Daten habe ich bei Piironen et al. 1998 gefunden, Berechnungen bei Staley 1966.
Aus beiden Arbeiten habe ich in abgeänderter Form folgendes Diagramm erstellt.




Steinkörper , die sich in der Nähe der Erdumlaufbahn befinden , also zirka 1 AU zur Sonne und sich mit der heliozentrischen Geschwindigkeit von 42 km/s bewegen , haben ausreichend Zeit  , die eingestrahlte kurzwellige  Energie und die emittierte langwellige Energie bis in den Kern hinein zu balancieren. Dies gilt für Stein Meteoroide bis zu einem Radius von 1,5m.
Die Albedo ist ein Maß für die Balance zwischen eingestrahlter- und emittierter Energie und verantwortlich für die innere Temperatur der Meteoroide.  Die eingestrahlte Energie wird für einen Sonnenabstand 1AU (Strecke Sonne – Erde) als konstant angenommen.
Wie immer, ist alles eine Modell-Rechnung und so sind auch hier viele Parameter vereinfacht worden:
Die Geometrie der Körper wird als Kugel angenommen.
Die Oberfläche ist glatt.

Wie man im Diagramm sieht, sind die Temperaturen für alle Meteoroid Typen noch in den Minus-Graden. Dennoch gibt es verlässliche Fallbeschreibungen von Meteoriten mit „warmer bis heißer „Oberfläche?

Kennt jemand Artikel aus neuerer Zeit zum Thema?

Ich könnte mir vorstellen, dass es Unterschiede gibt, bei Meteoroiden, die auf dem weg Richtung Sonne sind oder schon wieder Richtung Asteroiden Gürtel sind und eben nicht thermisch ausgeglichen sind, weil sie zum Beispiel   größer als 1,5 m im Radius waren?

Gruß
Jürgen

[metnet]

Auf die Gefahr hin, dass ich mich nun blamiere, versuche ich mal, etwas gerade zu rücken: Die Albedo ist ja die Rückstrahlung, die im Wesentlichen mit der Oberflächenfarbe und -beschaffenheit des Körpers zusammenhängt. Kohlige Chondriten sind halt dunkel und absorbieren mehr Energie. Welche Temperatur ein Meteorid oder Meteorit bekommt, sollte aber nur zu einem geringeren Teil von der Albedo, stattdessen vielmehr von der Reibungshitze in der Atmosphäre abhängen (und wahrscheinlich von der materialspezifischen Wärmeleitung im Inneren). Oder wo ist da der Haken?

Gruß

Ein anderer Jürgen (der Name war in unserer Generation ziemlich häufig)

[hugojun]

Hallo Jürgen metnet ,

die atmosphärische Reibung und Aufheizung sollte aber nach allgemeiner Auffassung nicht den Körper erhitzen , da die geringe Wärmeleitfähigkeit des Materials und die hohe Geschwindigkeit der Materialabtragung dies nicht zulassen !?

Jürgen

[Met1998]

Hallo Jürgen,

... ob Meteorite unmittelbar nach dem Aufschlag auf die Erdoberfläche kalt, warm oder sogar heiß sind?

Ich habe über kalt, warm, bis heiß schon alles gelesen (10 A4 Seiten-Sammlung)!
Hängt vermutlich mit dem Einschlagswinkel (Flug lang oder nur kurz durch die Atmosphäre) und der Beschaffenheit/Material im Inneren des Mets zusammen (Eisen, Stein-Eisen, Stein)

Gruß Met1998 

[metnet]

Gottogott - da habe ich mich womöglich auf den falschen Diskurs eingelassen. Meine Schulphysik ist wohl doch zu lange her. Trotzdem versuche ich noch eine Frage: Diese Albedo-Grafik unterstellt doch, dass die eingestrahlte Sonnenenergie teilweise in Wärme umgewandelt wird und den Meteoriden erwärmt, und zwar materialabhängig unterschiedlich stark. Richtig? Aber wenn die Wärmeleitfähigkeit so gering ist und das geschmolzene Oberflächenmaterial abgetragen wird, wie soll sich denn die umgewandelte Strahlungsenergie in dem Stein ausbreiten? Wie kann dieser Effekt stärker als die atmosphärische Reibung sein? Oder wird von der Reibung einfach abstrahiert?

[metnet]

Von der ganzen Chemie und Physik abgesehen: Ich könnte mir sehr gut vorstellen, dass es "dramatische" Gründe gibt, warum in historischen Berichten von heißen Steinen die Rede ist. Warme bzw. heiße Meteoriten sind einfach das, was Leser erwarten. Wer seine Geschichte aufpeppen will (und in frühwissenschaftlichen Jahrhunderten waren solche Ausschmückungen noch weiter verbreitet als heute), kann kaum wollen, dass da ein kalter Stein auf dem Acker lag. Zu einer Zaubershow gehört auch Rauch.

[hugojun]

Der Zeitfaktor spielt hier wohl eine entscheidende Rolle. Die Flugzeit durch die Atmosphäre beträgt einige Sekunden, ein Gabbro-Körper von 1,5 m Radius benötigt ca. 40 Stunden zum Ausgleich , das entspricht einer Strecke von 0,035 AU.

[metnet]

Für den subjektiven Eindruck (Meteorit ist warm oder kalt) kommt es wohl nur auf die Oberflächentemperatur an. Wenn sich der Chondrit außen nach 50 Grad anfühlt, dann wird der Finder von einer warmen Empfindung sprechen, obwohl im Inneren vielleicht 40 Grad minus herrschen. Der Meteorit muss also nicht ganz bis zum Kern "durchwärmen", sondern es reicht eine heiße Kruste. Wie beim Vanilleeis mit heißen Himbeeren 

Aber insgesamt habe ich mich überzeugen lassen, dass man sich an Chondriten eher nicht die Hände verbrennt.

[Met1998]

Ich würde die alten Sammlungsberichte nicht so einfach abtun!    (fehlende Zeitzeugen)

Aber wenn ich dein zur „Zaubershow gehört auch Rauch“ in unsere Gießerei verlege:
Dann sind die Eisenspritzer direkt neben dem Schmelztiegel glühend heiß (Vollschutz) und die,
die weiter durch die Hallenluft zischen (kalte, obere Atmosphäre), sind warm oder kalt.

Wenn ein nur schwach gebremster kleiner Eisenmet (Sikhote Alin, 93 % Eisen; 5,9 % Nickel), auf Grund der Geschwindigkeit (bis 50.000 km/h) solch ein ca. 50 cm tiefes Loch in die Erde rammt (kinetische Energie), dann kann ich mir schon vorstellen, dass der warm/heiß war.

Natürlich fallen manche Mets auch nur noch mit der Fallgeschwindigkeit zu Boden, die sind dann kalt!
(Stein/Eisen aus nem Spaceliner, ca.100 km Höhe)

Ist eben von Fall zu Fall verschieden!
Wenn hier der nächste fällt (letzte 1998), dann gehe ich ganz schnell messen! 

Met1998

[hugojun]

Habe noch einen link gefunden

http://adsabs.harvard.edu/full/1966Metic...3...59B

Seite 68 zeigt die Temperaturen in Fig 6.
 

[MetAur]

Der Artikel beschäftigt sich mit der Temperatur von Meteoriden, also bevor sie in die Atmosphäre eintreten und als Meteoriten einschlagen.

[ironsforever]

Hallo,

meinem Laienverständnis nach kann sich ein Meteorit auf seinem kurzen Atmosphärenflug bis zur Landung nicht so schnell innerlich erwärmen, wie er außen durch die Hitze abschmilzt. Will sagen: Er verliert extrem schnell an Masse. Die Ablation ist groß, aber innen hat er mehr oder weniger Weltraumtemperatur (ca. -270°C).

Eine gefrorene Weißwurst wird in eine sehr heiße Pfanne gegeben. Einerseits Quatsch, weil man Weißwürste weder einfriert, noch anbrät. Anderseits erkenntnisreich, denn das Ding brennt sofort an, während es innen schlicht gefroren bleibt.

q.e.d.

Gruß,
Andi

[ironsforever]

P.S.: Deshalb sind Fusionskrusten in der Regel auch sehr dünn.

[hugojun]

Hallo MetAur ,
genau darum geht es : waren sie als Meteoroide schon kalt oder warm , denn wie Andi schon ausgeführt hat , tut sich während  der Ablations-Phase im Inneren an der Temperatur  nichts mehr.
Aber – 270 °C  , wie Andi glaubt , ist bei Körpern von unter 1,5m vor Eintritt laut Bericht nicht wahrscheinlich.

[herbraab]

Die Ablation ist groß, aber innen hat er mehr oder weniger Weltraumtemperatur (ca. -270°C).

Ganz so kalt sind die Meteoroide nicht. Die Gleichgewichtstemperatur im Abstand der Erde von der Sonne (1 Astronomische Einheit) bträgt bei einem Albedo von 0,3 rund 255 K oder etwa -18°C.


Herbert