Poreuze meteoroïde ontploft verrassend snel

Astronomie

Kleine stukken ruimtepuin ontploffen snel in de atmosfeer. Hun poreusheid blijkt de oorzaak.

Het rokende spoor van de ontploffende meteoroïde bij Tsjeljabinsk, in 2013. Alex Alishevskikh

De aarde is beter beschermd tegen inslagen van brokken ruimtepuin dan tot nu toe werd aangenomen. Want naar nu blijkt: zolang het object dat de aardatmosfeer binnendringt maar enigszins poreus is, en niet al te groot (circa 20 meter) ontploft het al op grote hoogte. Dat blijkt uit computerberekeningen waarvan de resultaten in het vaktijdschrift Meteoritics & Planetary Science zijn gepubliceerd.

Dat veel meteoroïden – brokken gesteente of ijzer uit de ruimte – ‘exploderen’ voordat ze het aardoppervlak bereiken, was bekend. Maar de oorzaak was onduidelijk. Op basis van de snelheid van een meteoroïde en de hoogte waarop deze uit elkaar valt, kan de materiaalsterkte van het object worden geschat. Merkwaardig genoeg rolt daar bijna altijd een geringe sterkte uit, óók voor de meteoroïde die in 2013 boven de Russische stad Tsjeljabinsk ontplofte. Deze uitkomst staat in schril contrast met de flinke sterkte van de brokstukken die nadien op aarde zijn aangetroffen.

Marshall Tabetah en Henry Melosh van Purdue University in Lafayette (VS) hebben nu een nieuw computermodel gemaakt dat rekening houdt met het feit dat de meeste meteoroïden niet massief zijn: ze vertonen poriën en barstjes. Wanneer zo’n object met hoge snelheid door de aardatmosfeer suist, wordt de lucht aan de voorzijde samengedrukt. Aan de achterkant ontstaat juist een vacuüm. Er ontstaat dus een groot drukverschil tussen voor- en achterkant.

30 keer de Hiroshima-bom

Een massief brok ijzer kan een dergelijk drukverschil wel doorstaan, maar een min of meer poreus brok gesteente niet. De zeer hete lucht zoekt dan een weg dóór de meteoroïde heen, waardoor er gemakkelijk stukken vanaf breken. In het uiterste geval spat het object zelfs uit elkaar.

Het onderzochte mechanisme maakt alleen relatief kleine meteoroïden onschadelijk. Objecten die veel groter zijn dan de naar schatting 20 meter grote meteoroïde die boven Tsjeljabinsk uit elkaar spatte, hebben er niet veel last van. Ook kleinere meteoroïden die voor een groot deel uit ijzer en nikkel bestaan, kunnen het aardoppervlak gemakkelijk bereiken.

Daarbij komt nog dat de explosie van een meteoroïde op 30 kilometer hoogte gepaard gaat met een grote schokgolf. De gebeurtenissen in Tsjeljabinsk hebben laten zien dat ook die forse schade kan aanrichten. De energie van die explosie was ongeveer dertig keer zo groot als die van de Hiroshima-atoombom.