МЕТЕОРЫ И МЕТЕОРИТЫ

Управление образования и науки Липецкой области

Государственное областное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«Липецкий металлургический колледж»

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

Содержание

Введение

Космическая частица, которая попадает в земную атмосферу на высокой скорости и полностью сгорает, оставляя за собой яркую светящуюся траекторию, называется метеором, в просторечии - падающая звезда. Продолжительность этого явления и цвет траектории могут меняться, хотя большинство метеоров появляется и исчезает за долю секунды.

Более крупный фрагмент космического вещества, который не полностью сгорает в атмосфере и падает на Землю, представляет собой метеорит. Вокруг Солнца вращается множество таких фрагментов, различающихся по размеру от нескольких километров до менее 1 мм. Некоторые из них являются частицами комет, подвергшихся распаду или прошедших через внутреннюю часть Солнечной системы.

При наблюдении с Земли траектории метеоров во время метеорного дождя как будто исходят из определенной точки созвездия, которая называется радиантом метеорного дождя. Этот феномен возникает из-за того, что частицы находятся на одной орбите с кометой, фрагментами которой они являются. Они попадают в атмосферу Земли с определенного направления, соответствующего направлению орбиты при наблюдении с Земли. К наиболее заметным метеорным дождям относятся Леониды и Персеиды. Ежегодно метеорный дождь бывает особенно сильным, когда частицы собираются в плотный рой на орбите и Земля проходит через этот рой.

Цель моей работы – изучить метеоры и метеориты. Для этого в работе решаются следующие задачи:

познакомиться с понятиями «метеор», «метеорит», «метеорный поток»;

рассмотреть классификацию метеоритов;

рассмотреть источники метеоритов.

1 Основная часть

Метеоры следует отличать от метеоритов и метеороидов. Метеором называется не объект, то есть метеороид, а явление, светящийся след метеороида. И это явление называется метеором независимо от того, улетит ли метеороид из атмосферы обратно в космическое пространство, сгорит ли в ней за счёт трения или упадёт на Землю метеоритом. Если метеор пролетел через атмосферу, не коснувшись земной поверхности, и продолжает своё движение в космическом пространстве, то он называется «коснувшимся».

Отличительными характеристиками метеора, помимо массы и размера, являются его скорость, высота воспламенения, длина трека или видимый путь, яркость свечения и химический состав. Часто метеоры группируются в метеорные потоки — постоянные массы метеоров, появляющиеся в определённое время года, в определённой стороне неба. Широко известны такие метеорные потоки как Леониды, Квадрантиды и Персеиды. Метеорные потоки, как правило, называют в честь звезды или созвездия, которое ближе всего к тому месту, где метеоры появляются в небе. Пожалуй, наиболее известными являются Персеиды, которые появляются 12 августа каждый год, фото представлено на рисунке 1 . Каждый метеор – Персеид – это крошечный кусочек кометы Свифта-Туттля, которая оборачивается вокруг Солнца за 135 лет. Все метеорные потоки порождаются кометами в результате разрушения в процессе таяния при прохождении внутренней части Солнечной системы.

Рисунок 1 – Метеоритный поток Персеид

След метеора обычно исчезает за считанные секунды, но иногда может оставаться на минуты и передвигаться под действием ветра на высоте возникновения метеора. Ученые подсчитали, что 44 тонны метеоритного вещества падает на Землю каждый день. Несколько метеоров в час, как правило, можно наблюдать любой ночью. Иногда количество резко возрастает - эти явления называются метеорными потоками. Некоторые происходят ежегодно или через определенные промежутки времени, когда Земля проходит через след пыльного мусора, оставленного кометой. Есть несколько видов изучения метеоров: визуальные, фотографические, электронно-оптические, спектрометрические и  радиолокационные, основаны на свойстве метеорного следа рассеивать радиоволны. Радиометеорное зондирование и изучение перемещения метеорных следов позволяет получить важные сведения о состоянии и динамике атмосферы на высотах около 100 км. Основные установки исследования метеоров: фотографические метеорные патрули, метеорные радиолокационные станции, фотографии представлены на изображении 2.

Рисунок 2 – Установки исследования метеоров

Куски камня и металла с астероидов и других космических тел, которые выживают после путешествия через атмосферу и падают на поверхность крупного небесного объекта, называются метеоритами, фотография представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Метеорит, упавший в Челябинске

Более крупные тела называются астероидами. Большинство метеоритов, найденных на Земле галечные, размером с кулак, но некоторые из них больше, чем здания.

Одним из самых сохранившихся кратеров является кратер метеорита Барринджер в Аризоне, около 1 км в диаметре, образовавшийся в результате падения куска железо-никелевого металла примерно 50 метров в диаметре, изображен на рисунке 4. Ему 50000 лет и он так хорошо сохранился, что используется для изучения метеоритных ударов. С тех пор, как это место было признано таким ударным кратером в 1920 году, около 170 кратеров были найдены на Земле.

Рисунок 4 – Кратер метеорита Барринджер

Основными внешними признаками метеорита являются кора плавления, регмаглипты и магнитность. Кроме того, метеориты, как правило, имеют неправильную форму, хотя встречаются и округлые или конусообразные метеориты. Кора плавления образуется на метеорите при его движении через земную атмосферу, в результате которого он может нагреться до температуры около 1800 0С. Она представляет собой подплавленный и вновь затвердевший тонкий слой вещества метеорита. Как правило, кора плавления имеет чёрный цвет и матовую поверхность; внутри же метеорит более светлого цвета.

Регмаглипты представляют собой характерные углубления на поверхности метеорита, напоминающие отпечатки пальцев на мягкой глине. Они также возникают при движении метеорита сквозь земную атмосферу, как следствие абляционных процессов. Абляция – механизм уменьшения массы малых небесных тел при прохождении плотных слоев атмосферы планет или сильном нагревании вблизи звёзд.

Метеориты обладают магнитными свойствами, причём не только железные, но и каменные. Объясняется это тем, что в большинстве каменных метеоритов имеются включения никелистого железа.

1.2 Классификация метеоритов

Метеориты по составу делятся на три группы, примеры которых представлены на рисунке 5:

каменные

хондриты: углистые хондриты, обыкновенные хондриты, энстатитовые хондриты;

ахондриты.

железные 

железо-каменные

палласиты;

мезосидериты.

Наиболее часто встречаются каменные метеориты – 92,8 % падений.

а б в

а – каменный метеорит; б – железный метеорит; в – железо-каменный метеорит.

Рисунок 5 – Виды метеоритов

Подавляющее большинство каменных метеоритов — хондриты. Хондритами они называются, поскольку содержат хондры — сферические или эллиптические образования преимущественно силикатного состава. Большинство хондр имеет размер не более 1 мм в диаметре, но некоторые могут достигать и нескольких миллиметров. Ахондриты составляют 7,3 % каменных метеоритов. Это обломки протопланетных тел, прошедшие плавление и дифференциацию по составу на металлы и силикаты.

Железные метеориты состоят из железо-никелевого сплава. Они составляют 5,7 % падений. Железо-каменные метеориты имеют промежуточный состав между каменными и железными метеоритами. Они сравнительно редки 1,5 % падений.

Ахондриты, железные и железо-каменные метеориты относят к дифференцированным метеоритам. Они предположительно состоят из вещества, прошедшего дифференцировку в составе астероидов.

падения – метеорит находят после наблюдения его падения в атмосфере;

находки – метеоритное происхождение материала определяется только путём анализа.

Более 50000 метеоритов были найдены на Земле. Из них 99,8% пришли из Пояса Астероидов, изображен на рисунке 6.

Рисунок 6 – Пояс Астероидов

Доказательства их происхождения из астероидов включают в себя вычисленные из фотографических наблюдений орбиты падения метеорита, спроецированной обратно на пояс астероидов. Анализ нескольких классов метеоритов показал совпадение с некоторыми классами астероидов, и они также имеют возраст от 4,5 до 4,6 млрд. лет.

Астероиды и метеориты, которые падают на Землю, не являются частями планеты, что распалась, но состоят из оригинальных материалов, из которых планеты образовались. Изучение метеоритов рассказывает нам об условиях и процессах при формировании и ранней истории Солнечной системы, таких, как возраст и состав твердых тел, природа органического вещества, температуры, достигнутые на поверхности и внутри астероидов и форма, в которую эти материалы были приведены в результате столкновения. Остальные 0,2 процента метеоритов можно разделить примерно поровну на метеориты с Марса и Луны. Более чем 60 известных марсианских метеоритов были выброшены с Марса в результате метеоритного дождя. Все они - магматические породы, которые кристаллизовались из магмы. Камни очень похожи на земные, с некоторыми отличительными чертами, которые указывают на марсианское происхождение.

1.4 Метеоры

Метеором называют частицы пыли или осколки космических тел: комет или астероидов, которые при входе в верхние слои атмосферы Земли из космоса, сгорают, оставляя после себя полоску света, которую мы наблюдаем, показан на рисунке 7.

Рисунок 7 - Метеор над Петербургом

Популярное название метеора – это падающая звезда.

Земля, всё время подвергается постоянной бомбардировке объектами из космоса. Они различаются по размеру, от камней весом в несколько килограммов, до микроскопических частиц, весящих меньше миллионной доли грамма. По оценкам некоторых специалистов, Земля в течение года захватывает больше 200 млн. кг различного метеорного вещества. А в сутки вспыхивает около одного миллиона метеоров. Всего лишь десятая часть их массы достигает поверхности в форме метеоритов и микрометеоритов. Остальная часть, сгорает в атмосфере, порождая метеорные следы.

Метеорное вещество входит обычно в атмосферу со скоростью около 15 км/с. Хотя, в зависимости от направления по отношению к движению Земли, скорость может колебаться от 11 до 73 км/с. Частицы среднего размера, нагреваясь от трения, испаряются, давая вспышку видимого света на высоте около 120 км оставляя кратковременный след ионизированного газа и гаснут к высоте порядка 70 км. Чем больше масса метеорного тела, тем ярче он вспыхивает. Эти следы, сохраняемые 10–15 минут, могут отражать радиолокационные сигналы.

1.5 Метеорный поток

Основная часть метеорного вещества в Солнечной системе, обращается вокруг Солнца по определенным орбитам. Характеристики орбит метеорных роев могут быть рассчитаны по наблюдениям метеорных следов. Используя этот способ, было показано, что многие метеорные рои имеют те же самые орбиты, что и известные нам кометы. Эти частицы могут быть распределены по всей орбите или сконцентрированы в отдельных скоплениях.

В частности, молодой метеорный рой может долго оставаться с концентрированным около родительской кометы. Когда при движении по орбите, Земля пересекает такой рой, в небе нами наблюдается метеорный поток, показан на рисунке 8. Эффект перспективы, порождает оптическую иллюзию того, что метеоры, которые в действительности движутся по параллельным траекториям, кажутся исходящими из одной точки в небе, которую принято называть радиантом.

Рисунок 8 – Встреча Земли с метеорным роем

Эта иллюзия и есть эффект перспективы. В действительности эти метеоры порождаются частицами вещества, входящими в верхние слои атмосферы по параллельным траекториям. Это великое множество метеоров, наблюдаются в течение ограниченного периода времени, обычно несколько часов или дней. Известно множество ежегодных потоков. Хотя только некоторые из них порождают метеорные дожди. С особенно плотным роем частиц Земля сталкивается очень редко. И тогда может возникнуть исключительно сильный поток с десятками или сотнями метеоров каждую минуту. Обычно хороший регулярный поток дает около 50 метеоров в час.

В дополнение к множеству регулярных метеорных потоков, в течение года наблюдаются и спорадические метеоры. Они могут прийти с любого направления.

Заключение

Земля, как и другие планеты, регулярно испытывает столкновения с космическими телами. Обычно их размер невелик, не более песчинки, но за 4,6 млрд. лет эволюции случались и ощутимые удары; их следы заметны на поверхности Земли и других планет. С одной стороны, это вызывает естественное беспокойство и желание предвидеть возможную катастрофу, а с другой - любопытство и жажду исследовать попавшее на Землю вещество: кто знает, из каких космических глубин оно прибыло? Поэтому неутомима и жажда знания, заставляющая людей задавать всё новые и новые вопросы о мире и настойчиво искать ответы на них.

Список использованных источников

И. А. Климишин. Астрономия наших дней. - М.: «Наука»,1976

А. Н. Томилин. Небо Земли. Очерки по истории астрономии/ Научный редактор и автор предисловия доктор физико-математических наук К. Ф. Огородников. Рис. Т. Оболенской и Б. Стародубцева. Л., «Дет. лит.», 1974

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82

https://v-kosmose.com/meteoryi-i-meteorityi/