Небольшой экскурс в метеоритику

Небольшой экскурс в метеоритику... Скорости вхождения, а так же температура плавления метеороидов

Метеорное тело (метеороид) входит в атмосферу Земли на скорости от 11,2 до 72 км/с. Причём нижний предел — это скорость убегания от Земли, а верхний — скорость убегания из Солнечной системы (42 км/с), сложенная со скоростью орбитального движения Земли (30 км/с).

Если придерживаться установившейся точки зрения, что метеорные тела имеют солнечное происхождение, диапазон скоростей входа метеороидов в атмосферу Земли будет от 11 км/с (40 Махов), если метеороид догоняет Землю с минимальной скоростью и не учитывается притяжение Земли, до 72 км/с или 240 Махов (метеороид встречает Землю с параболической скоростью со стороны апекса – точки на небе, указывающей направление движения Земли вокруг Солнца). Скорость входа микрометеороидов за счет дополнительного эффекта притяжения Земли может быть и несколько больше 72 км/с и достигать 72,8 км/с. Метеорный поток Леонидов в ноябре 1998 года влетал в атмосферу Земли со скоростью до 74 км/с.

Метеоpные тела с массой менее 10 в -9 степени гpамм тоpмозятся на высоте 110-130 км, не успев нагpеться до темпеpатуpы начала интенсивного испаpения, и выпадают на Землю в виде микpометеоpитов.

Метеоpные тела с массой более упомянутой пpоникают глубже в атмосфеpу, pазогpеваются до высоких темпеpатуp (повеpхностный слой до 10000К) и полностью исчезают (pаспыляются, испаpяются). Стоит напомнить, для сравнения, что температура поверхности Солнца составляет 6000К.

При движении в атмосфере впереди метеорного тела образуется ударная волна внутри которой температура достигает порядка 10-100 тысяч градусов! Следует полагать, что нижний предел температуры соответствует скорости в 40 Махов (11 км в сек), а верхний скорости в 240 Махов (72 км в сек).

Крупные метеорные тела глубоко проникают в атмосферу Земли, а иногда и выпадают на Землю. Движение таких тел в нижних слоях атмосферы и явления, сопровождающие выпадение метеоритов, представляют ряд характерных особенностей.

Как мы уже говорили, перед стремительно летящим метеорным телом сжатый воздух образует ударную волну, на поверхности которой давление изменяется скачком. Область сжатия, расходясь в стороны, образует также головную волну наподобие той, которая обычно сопровождает движущееся по воде судно. В конусообразном пространстве, ограниченном головной волной, возникает волна разрежения и завихрения. Потеря энергии на образование ударной и головной волны, а также на вихревые движения воздуха, сопровождающие эти волны, вызывает усиленное торможение метеорного тела в нижних слоях атмосферы.

В верхних слоях атмосферы торможение вдоль траектории совершенно незначительно, и только в конце пути потеря скорости достигает заметной величины. Зато ниже 60 км метеорное тело испытывает всё нарастающее торможение и на высоте 20-25 км, в так называемой области задержки, обычно теряет всю свою начальную космическую скорость.

Головная воздушная волна болида, а также колебания плотности воздуха в тыльной части метеорного тела вызывают появление серии звуков - громовых ударов, треска, раскатов и т.д., которые производят большое впечатление на очевидцев полёта болидов.

Вот, например, рассказ одного очевидца о полёте яркого болида 22-23 апреля 1929 г., сопровождавшемся звуками: "В ночь с 22 на 23 апреля 1929 г. я с двумя товарищами отправился на охоту. Зилаир (населённый пункт в Башкирии) утонул во мраке, тускло освещенный мутным светом Луны. В сосновом лесу царила тишина. Вдруг всю окрестность осветило ярким светом, как будто бы зажглась огромная электрическая лампочка. Мы в это время были на довольно высоком скалистом бугре. Ошеломлённые, мы остановились. При этом свете хмурые сосны стали зелёными, был заметен каждый камень, каждый ручеёк, бегущий по склону. Как будто огромный прожектор широкой струёй своего света прорезал тьму. На север от Зилаира по небесному своду промчался зеленовато-огненный, ослепительно светящийся шар, оставляя светящийся угасающий след и рассыпая массу искр. Затем всё исчезло, и снова мрак окутал окрестности. Часы показывали 15 минут первого. Через 1,5-2 минуты раздался как бы отрывистый удар грома с отголоском треска, одновременно совпавший с небольшим содроганием земли. Звук этот можно сравнить с отдалённым орудийным выстрелом".

Насколько далеко могут быть слышны звуки при полёте болида, показывает пример метеорита Хмелёвка, выпавшего 1 марта 1929 г. в Тарском округе Омской области. Звуки были зарегистрированы в радиусе 125 км. Кроме того, за пределами мёртвой зоны радиусом в 200 км можно было вновь слышать звуки вследствие преломления звуковых волн в высоких слоях атмосферы.

Под действием высокой температуры ударной волны сжатого воздуха, достигающей нескольких тысяч градусов, поверхность метеорного тела плавится, кипит и испаряется. Характер этих явлений был изучен советским исследователем метеоритов Е. Л. Криновым на большом количестве осколков железного Сихотэ-Алинского метеорита. Кипящее железо сдувается встречным потоком воздуха от лобовой к тыльной части метеорита. Кора плавления метеорита покрывается тонкими струйками железа, а кое-где на ней застывают крошечные капельки вскипевшего металла. Интересно отметить, что каждая такая железная капелька внутри пустая, что указывает на большую интенсивность кипения железа.