|
Elipsa rozrzutu (strewn field, strewnfield, distribution ellipse)
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Większe meteoroidy po wtargnięciu w atmosferę, mając dostatecznie dużą masę i prędkość, rozpadają się i spadają w postaci wielu fragmentów na powierzchnię Ziemi jako „deszcz meteorytów” (meteorites shower). Obszar spadku nazywamy elipsą spadku (strewn field, distribution ellipse; niem. streufeld); obszar ten ma najczęściej owalny/eliptyczny kształt z większymi okazami na przeciwległym końcu do kierunku przylotu meteorytu. Ilość fragmentów składających się na elipsę jest bardzo zróżnicowana, od kilku okazów (np. Moss*) po kilkadziesiąt tysięcy okazów (Pułtusk*). Wielkość elips jest również bardzo różna, długie osie mogą mieć od kilkuset metrów po kilkadziesiąt kilometrów (np. dla DaG 749 długa oś ma 43 km).
Nazywanie obszaru spadku deszczu meteorytów "elipsą" jest pewnym przekłamaniem. Obszar na który spadły okazy nie ma kształtu elipsy! Przyjęło się od jego opisu i określenia rozmiarów opisywać go elipsą, jako figurą o najmniejszym polu, zawierającą wewnątrz siebie wszystkie obiekty. Taką figurą jest właśnie elipsa (koło jest szczególnym przypadkiem figury o zadanym obwodzie i największej powierzchni). Innymi słowy, elipsa jest obwiednią terenu, wewnątrz której znajdują się wszystkie okazy (jeśli jakiś okaz leży 'poza elipsą', tzn., że źle zdefiniowaliśmy elipsę).
Schemat procesu fragmentacji meteoroidu w atmosferze
Słynny rysunek z pracy Krinowa doskonale ilustrujący proces fragmentacji (jeśli taki zachodzi i nie jest to pojedynczy spadek) meteoroidu i zasięgi fragmentów, które opadając na ziemię formują charakterystyczny obszar rozrzutu - elipsę. Kilka spostrzeżeń wynikających z analizy rysunku:
Kilka wniosków i praktycznych uogólnień dotyczących charakteru znajdowanych później okazów:
Dynamika lotu i rozpadu bryły meteoroidu w atmosferze jest bardzo trudnym zagadnieniem do opisu i modelowania. Złożoność procesów jakie należy uwzględniać przy obliczeniach sprawia, że wiele zagadnień jest przybliżana prostymi modelami oraz czyni się wiele upraszczających założeń. Dotyczy to, tak procesów dynamiki plazmy, zagadnień fizyki ośrodków ciągłych, jak i niejednorodności materiału meteoroidu oraz złożoności warunków atmosferycznych. |
||||||||||||||||||
|
Poniżej kilka przykładowych obszarów spadków meteorytów na powierzchnie Ziemi, Księżyca i Marsa. | ||||||||||||||||||
|
Spadki | ||||||||||||||||||
|
Hessle* Spadek w Szwecji 1 stycznia 1869 roku. Chondryt zwyczajny H5. Całkowita waga znalezionych okazów (TKW) ~20 kg. Opis rysunku: Źródło: Brezina 1893 (Schriften des Vereins zur Verbreitung naturwissenschaftlicher Kenntnisse in Wien, 33, 1892/93) |
||||||||||||||||||
|
Homestead* Spadek w USA w 1875 roku. Chondryt zwyczajny L5. Całkowita waga znalezionych okazów (TKW) 230 kg. Opis rysunku: wręcz podręcznikowy przykład elipsy spadku. Najmniejsze okazy na początku elipsy (dolna część), największe okazy na jej końcu. Środek obszaru to 'mieszanina' małych i dużych okazów. Źródło: [Krinov 1965], [Farrington 1913] |
||||||||||||||||||
|
Jilin* Spadek w Chinach w 1976 roku. Chondryt zwyczajny typu H5. Całkowita masa spadku to około 4 tony. Opis rysunku: największy okaz meteorytu miał wagę 1770 kg i wbił się w podłoże na głębokość 6 m. Przykład ten doskonale ilustruje wpływ oporu powietrza na długość przebytej drogi w atmosferze. Małe okazy spadły na początku (wschód) duże na końcu (zachód). Źródło: Scientica Sinica 20 |
||||||||||||||||||
|
Kainsaz* Spadek w Rosji w 1937 roku. Chondryt węglisty CO3.2, TKW 200 kg; [MBD] Opis rysunku: znajdowano okazy w dwóch obszarach. W latach późniejszych znaleziono jeszcze kilka. Źródło: |
||||||||||||||||||
|
Krymka* Spadek na Ukrainie w 1946 roku. Chondryt zwyczajny LL3.2. Całkowita masa znalezionych okazów około 50 kg. Opis rysunku: spadło tylko kilkadziesiąt okazów. Elipsa słabo zdefiniowana, okazy nr 25, 30 i 34 mocno determinują jej kształt. Zastanawia brak okazów znalezionych na terenie wsi Krymka, na szansę znalezienia mocno mógł wpływać charakter terenu: łąki, lasy i mokradła. Źródło: [Krinov 1955] |
||||||||||||||||||
|
Kunashak* Spadek w Rosji w 1949 roku. Chondryt zwyczajny L6. Znaleziono około 20 okazów o łącznej masie 200 kg. Opis rysunku: Schemat elipsy rozrzutu deszczu meteorytu kamiennego Kunashak. Czarnymi krążkami pokazano miejsca znalezienia pojedynczych okazów; rozmiar krążków odpowiada proporcjom rozmiarów meteorytów. Jasnymi krążkami pokazano miejsca znalezienia ... indywidualnych okazów. Kropkami pokazano miejsca ... spadku indywidualnych okazów Źródło: МЕТЕОРИТИКА vol.8 (Выпуск VIII), 1950 |
||||||||||||||||||
|
Łowicz* Spadek w Polsce w 1935 roku. Meteoryt żelazno-kamienny, mezosyderyt. Znaleziono około 60 okazów o łącznej masie 59 kg [wiki]. Opis rysunku: rozkład okazów wskazuje na rozpad kilku fragmentów i pokrycie obszaru bardzo nierównomiernym rozkładem. Trudno również obszar rozrzutu określać mianem 'elipsy'. Źródło: Różycki S.Z., Kobyłecki Mieczysław, (1935), O meteorycie łowickim. Wszechświat, nr 5, Kraków 1935, s. 137-142. |
||||||||||||||||||
|
Murchison* Spadek w 1969 roku w Australii. Chondryt węglisty CM2. Początkowo znaleziono bardzo mało okazów. Późniejsze poszukiwania dały sumaryczną masę okazów około 100 kg. Opis rysunku: tu również występują dwa obszary znajdowania meteorytów, jest to efekt fragmentacji, ale jest możliwe, że charakter terenu w środkowej części nie sprzyjał znajdowaniu (las, mokradła, góry...?) Źródło: |
||||||||||||||||||
|
Orgueil* Spadek we Francji w 1864 roku. Meteoryt kamienny, chondryt węglisty CI1. Znaleziono łącznie 14 kg meteorytów. Opis rysunku: chondryt węglisty typu CI jest bardzo kruchy i lekki. (Brak informacji o masach poszczególnych okazów) Źródło: [Gounelle+ 2006], The meteorite collection of the National Museum of Natural History in Paris, France |
||||||||||||||||||
|
Peace River* Spadek w Kanadzie w 1963 roku. Chondryt zwyczajny L6. TKW ~46 kg. Opis rysunku: początkowo znaleziono okaz 8 kg, później sześć dalszych okazów. Trudno tu mówić o elipsie! Źródło: |
||||||||||||||||||
|
Puerto Lápice* Spadek w Hiszpanii w 2007 roku. Po efektownym dziennym bolidzie spadło kilkadziesiąt małych fragmentów eukryta. Spadek zarejestrowała sieć bolidowa SPMN. Opis rysunku: Teren spadku to gaje oliwne i winnice. Oficjalnie znaleziono 67 fragmentów o łącznej wadze 468,8 g. Największy miał 89,1 g (to największe czerwone kółko na mapie), dwa ponad 20 g oraz trzy okazy ponad 10 g, większość to fragmenty poniżej 6 g. Najmniejszy zaś 0,8 g! Przeważająca większość okazów jest obtłuczona (broken) i ma bardzo nieregularne kształty. Rozkład okazów jest bardzo złożony i niejednorodny. Jest to w zasadzie jedyna dobrze opisana elipsa spadku eukryta. Podobny eukryt Camel Donga nie był obserwowanym spadkiem, choć jest bardzo świeży, a w jego elipsie znaleziono setki okazów. Źródło: TRIGO-RODRÍGUEZ Josep M., BOROVIčKA Jiří, LLORCA Jordi, MADIEDO José M., ZAMORANO Jaime, IZQUIERDO Jaime, Puerto Lápice eucrite fall: Strewn field, physical description, probable fireball trajectory, and orbit. Meteoritics & Planetary Science, vol.44, 2, p.175–186, 2009; [link]
|
||||||||||||||||||
|
Pułtusk* Spadek w Polsce w 1868 roku. Chondryt zwyczajny typu H5. Deszcz meteorytów - kilkadziesiąt tysięcy okazów o wadze kilkuset kg. [wiki] Opis rysunku: najobfitszy deszcz meteorytów kamiennych w historii. Szacuje się, że spadło kilkadziesiąt tysięcy okazów. Mapa ich rozkładu ma raczej charakter poglądowy. Na początku elipsy znajdowano małe okazy tzw. groch pułtuski. Na północy spadły okazy kilku kilogramowe, największy około 9 kg. Na całym obszarze całej elipsy znajdowano małe i średnie okazy. Podczas poszukiwań sprzed kilku lat prowadzonych na północ od Narwi, znaleziono całkowite okazy kilkugramowe, jak i blisko 1,5 kg. Wiele okazów meteorytu Pułtusk jest orientowanych. Źródło: Broszura Szkoły Głównej w Warszawie, Wawnikiewicz 1868 |
||||||||||||||||||
|
Sikhote-Alin* Spadek w Rosji. Meteoryt żelazny, tysiące fragmentów, całkowita masa okazów ponad 30 ton. Opis rysunku: (na rysunku jest tylko południowa część elipsy spenetrowana podczas pierwszych ekspedycji, późniejsze poszukiwania rozszerzyły znacznie wielkość i kształt elipsy na NNE) elipsa ze wszystkimi możliwymi elementami i scenariuszami rozpadu. W trakcie przelotu meteoroidu zachodziła wielokrotnie fragmentacja, odbywała się ona na całej trasie przelotu, na wszystkich wysokościach. Formowały się okazy z dobrze ukształtowaną skorupą, ale wiele było też tzw. szrapneli, okazów, które nie zdążyły już ulec silnej ablacji i zachowały ostro krawędziowe kształty. Duży odsetek brył nie wyhamował i z wielkim impetem spadając na ziemię wybijając kratery uderzeniowe. Rozkład okazów na powierzchni ziemi układa się w kilka elips[1]. Źródło: МЕТЕОРИТИКА vol.8 (Выпуск VIII), 1950 |
||||||||||||||||||
|
Tsarev* Spadek w 1968 roku w Rosji. Meteoryt kamienny, chondryt zwyczajny L5, znaleziono po spadku kilkadziesiąt okazów o łącznej masie około 1200 kg. Największy okaz miał 284 kg, najmniejszy 761 g. Opis rysunku: Plan rozrzutu meteorytu kamiennego Tsarev stan na 1980 rok. Powierzchnia krążków, oznaczających miejsca znalezienia jest proporcjonalna do masy indywidualnych okazów. Rozkład okazów (szczególnie małych) wskazuje, że charakter terenu mógł mieć znaczny wpływ na efekty poszukiwań. W latach późniejszych znaleziono jeszcze wiele okazów. Źródło: МЕТЕОРИТИКА vol.41 (Выпуск 42), 1982 |
||||||||||||||||||
|
Tsukuba* Spadek w Japonii 7 stycznia 1996 roku. Chondryt zwyczajny H5-6 br.; znaleziono 23 okazy o łącznej masie ~800 g, największy 177,5 g. Opis rysunku: meteoryt spadł na mocno zaludniony obszar (miasto), prawdopodobnie pozwoliło to znaleźć wszystkie spadłe okazy o czym świadczy również masa najmniejszych okazów - nawet <5 g. Elipsa jest bardzo szeroka. Źródło: Geological Survey of Japan; [MBD] |
||||||||||||||||||
|
Villalbeto de la Pena* Współczesny spadek w 2004 roku w Hiszpanii. Chondryt zwyczajny L6. Znaleziono kilkanaście okazów. Opis rysunku: za Meteoritical Bulletin: ...Two specimens (42.03 and 21.76 g) were found by Jose Luis Allende on January 11-12th. From January 23th to February 8th a recovery team collected five specimens (61.78 g, 32.0 g, 126.0 g, 34.7 g and 32.1 g). In addition, a linked second team lead by Javier Garcia-Guinea (Museo Nacional de Ciencias Naturales, Madrid) found seven specimens in the same area (58.91 g, 38.12 g, 5.83 g, 3.87 g, 185.7 g, 66.31 g, and 119.08 g). Three other individuals recovered a further 7 stones (52.8 g, 51.64 g, 50.23 g, 46.48 g, 33.22 g, 18.28 g, and 11.00 g). On March 10th a nearly complete individual of 1367.6 g was discovered. All the specimens exhibit a black fusion crust... Wyłączając największy okaz, pozostałe fragmenty tworzą chaotyczną mieszaninę różnej wielkości okazów. Źródło: |
||||||||||||||||||
|
Weston* Spadek w USA 14 grudnia 1807 roku. Chondryt zwyczajny H4; znaleziono w sumie 150 kg w kilku kompletnych okazach. Opis rysunku: długa oś elipsy ma około 12 km i kierunek z N na S. Prawdopodobnie efekt pojedynczego procesu fragmentacji. Największy okaz doleciał najdalej, mniejsze unosząc pozostały pęd spadły nie ulegając segregacji na małe i duże. Źródło: Field Columbian Museum, Geology, vol. III, plate XLIII |
||||||||||||||||||
|
Yardymly* (Ярдымлы) Spadek w Azerbejdżanie 24 listopada 1959 roku. Meteoryt żelazny (IAB complex), znaleziono 6 okazów o łącznej wadze ~150 kg. Opis rysunku: miejsca znalezienia okazów (numeracja w kolejności znajdowania) o masach: 1 - 11,3kg, 2 - 5,9kg, 3 - 5,7kg, 4 - 2,3kg, 5 - 0,36kg i 6 - 127kg. Nie wiadomo czy znaleziono później dalsze okazy? Źródło: МЕТЕОРИТИКА vol.XX (Выпуск 20), 1961 |
||||||||||||||||||
|
Znaleziska | ||||||||||||||||||
|
Kilka przykładowych obszarów rozrzutu meteorytów, których spadków nie obserwowano, ale zachowały one charakter 'elips'. |
||||||||||||||||||
|
Arabian Peninsula-fall Znalezisko na Półwyspie Arabskim. Nieobserwowany spadek prawdopodobnie z 2010 roku, znaleziono 11 okazów o TKW 1179 g. Opis rysunku: 11 bardzo świeżych okazów chondrytu zwyczajnego, część okazów orientowana, wszystkie niemal kompletne. Trudno doszukiwać się kształtu elipsy (średnica krążków proporcjonalna do wagi okazu), ułożenie okazów orientowanych wskazuje kierunek spadku na SWW. Galeria: sp1 | sp2 | sp3 | sp4 | sp5 | sp6 Źródło: internet |
||||||||||||||||||
|
Znalezisko w Australii. Opis rysunku: w obszarze spadku tego meteorytu, który jest świeży, ale nie obserwowano jego spadku, widać charakterystyczne rejony zagęszczenia występowania okazów. Są to tzw. mikroelipsy, będące wynikiem fragmentacji wielu brył na stosunkowo niskich wysokościach. Taki nierówny rozkład okazów na powierzchni ziemi może być również wynikiem charakteru terenu. Jeśli na obszarze spadku występują np. mokradła, gęste lasy, niedostępne urwiska i kaniony, czyli tereny na których jest ciężko szukać lub wręcz nie można znaleźć okazów, to mapa rozkładu znalezisk (jeśli nie uwzględnimy tych cech terenu) może wyglądać, jak złożenie kilku elips i zafałszować interpretację skali i ilości etapów fragmentacji. Źródło: internet |
||||||||||||||||||
|
DaG 749 (Dar al Gani 749) (i sparowane z nim inne DaG) Znalezisko w Libii. Chondryt węglisty CO3. Znaleziono w sumie 61 okazów o łącznej masie 184 kg. Opis rysunku: elipsa ma długość 43 km. elipsa o podobnym charakterze, jak dla meteorytu Jilin. Źródło: SaharaMet |
||||||||||||||||||
|
SaU 001 (Sayh al Uhaymir 001) Znalezisko w Omanie. Chondryt zwyczajny L5. Znaleziono tysiące okazów o całkowitej masie kilkuset kilogramów. Opis rysunku: mapa rozkładu powstała na bazie danych z kilku pierwszych wypraw poszukiwawczych prowadzonych przez profesjonalne zespoły. Zebrano w ich trakcie tysiące okazów. Elipsę tę należy traktować jako reprezentatywną dla rzeczywistego charakteru rozkładu okazów z deszczów meteorytów. Widać silną dystrybucję okazów ze względu na ich wielkość, ale też znaczne ich wymieszanie. Meteoryt ten spadł na teren o zróżnicowanym charakterze, co jest dobrze widoczne w formie ostrej prostoliniowej granicy na górnym brzegu elipsy rozkładu. Poza tą linią podłoże ma już inny charakter. Do dziś znajdowane są okazy meteorytu SaU 001, wiele z nich poza obszarem pierwotnie wyznaczonej elipsy. Źródło: A STUDY OF THE FRAGMENT DISPERSAL AND TRAJECTORY OF THE SAYH AL UHAYMIR 001 METEORITE SHOWER. A. V. Korochantsev, D. A. Sadilenko, et al., Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Moscow, Russia |
||||||||||||||||||
|
Vaca Muerta Znalezisko w Chile. Meteoryt żelazno-kamienny, mezosyderyt. Znaleziono blisko 4 tony. Opis rysunku: elipsa o podobnym charakterze, jak dla meteorytu Łowicz. Źródło: www.meteorites.cl |
||||||||||||||||||
|
Kratery wybuchowe | ||||||||||||||||||
|
Przykład jak wygląda rozkład fragmentów meteorytów na obszarze spadku związanego z powstaniem krateru wybuchowego. |
||||||||||||||||||
|
Canyon Diablo Znalezisko w USA. Meteoryt żelazny, znaleziono tysiące fragmentów o wadze od kilkuset kilogramów po mocno zwietrzałe gramowe okazy. Opis rysunku: to nie jest elipsa! Rozkład fragmentów jest związany z wybuchem i ma charakter przypadkowy - odpowiadają za to już inne procesy niż rozpad w atmosferze. Źródło: |
||||||||||||||||||
|
"Elpisy" spadku meteorytów na inne ciała niebieskie | ||||||||||||||||||
|
Tylko Ziemia posiada na tyle gęstą atmosferę, by można było mówić o znacznym wpływie oporu powietrza na charakter rozkładu spadłych fragmentów meteoroidów na powierzchnię.
|
||||||||||||||||||
|
Mars Atmosfera Marsa jest dużo rzadsza od ziemskiej. Na jego powierzchni panuje ciśnienie około 700-900 Pa (zmienne dla pór roku i rejonu). Odpowiada to ciśnieniu, jakie mamy na Ziemi na wysokości około 35 km[2], czyli tam, gdzie kończy swój żywot większość ziemskich bolidów (od tego momentu meteoroid już nie świeci, ale z dużą jeszcze prędkością, mocno hamowany kontynuuje swój lot). Ale nawet tak rzadka atmosfera stanowi swoistą tarczę, na której część meteoroidów wchodzących w atmosferę Marsa, doznaje efektów hamowania, ablacji i naprężeń dynamicznych. Niebo nad Marsem też zatem przecinają ślady meteorów i bolidów. Brak tak gęstej warstwy, jaka jest na Ziemi, powoduje, że spadający meteoroid lub jego fragmenty nie doznają tak silnego procesu hamowania. W momencie, gdy ziemskie bolidy wchodzą w fazę ciemną (gasną; dark-flight) i opór powietrza zaczyna je wydatnie spowalniać, to na Marsie już jest właściwie 'za późno'. Pułap fazy ciemnej, to już 'twarda' powierzchnia Marsa, więc meteoroidy uderzają z prędkościami nawet kilku kilometrów na sekundę w powierzchnię.
Galeria kraterów na Marsie: http://www.msss.com/msss_images/subject/craters.html
|
||||||||||||||||||
|
Księżyc Księżyc jest natomiast pozbawiony całkowicie atmosfery. Wszystkie ciała docierają więc do jego powierzchni z prędkościami kosmicznymi, nic ich nie hamuje i z wielkim impetem spadają tworząc kratery wybuchowe. Druga prędkość kosmiczna (prędkość ucieczki) dla Księżyca wynosi 2,38 km/s i co najmniej z taką prędkością spadają na niego ciała kosmiczne.
Świetnym przykładem świeżych spadków na powierzchnię Księżyca są kratery powstałe na skutek zamierzonego rozbicia elementów rakiet i modułów załogowych Apollo. Poniżej skutki spadku na powierzchnię modułów S-IVB rakiety Saturn V.
Podczas spadku ciał na powierzchnię Księżyca nie ma fragmentacji i hamowania w atmosferze. Nie ma więc mowy o elipsach. Jeśli już widać pola kraterów (coś na kształt elipsy) to są on skutkiem wtórnego wyrzutu materii podczas impaktu, efektem (dawnej) wulkanicznej aktywności Księżyca lub skutkiem spadku grupy meteoroidów poruszających się po jednej orbicie. Ale strumienie meteoroidów to już inna historia i temat na kolejne hasło ;-)
Źródło: Apollo Landing Sites Revisited ; Lunar Reconnaissance Orbiter Camera ; Apollo 13 ; |
||||||||||||||||||
|
Zobacz: Meteoryty na Marsie oraz Meteoryt na Księżycu |
||||||||||||||||||
|
Przypisy 1 O modelu spadku meteorytu Sikhote-Alin na stronie Diane's Sikhote-Alin Meteorite Page 2 Według U.S. Standard Atmosphere |
||||||||||||||||||
|
Źródła (sources) МЕТЕОРИТИКА Rysunek fragmentacji meteoroidu na podstawie ilustracji Krionova wykonał Maciej Michalak. |
||||||||||||||||||
Page since: 2011-02
| Woreczko Meteorites 2002–2012 © Jan Woreczko & Wadi | Page update: 2012-04-09 22:38 |