Meteoriter

Redaktör: Anna Johnson, december 2021. Efter Ari Brozinskis artikel Meteoriitit

Kolliderande himlakroppar

När solsystemet var ungt och planeterna precis hade blivit till skedde många kollisioner mellan de nya himlakropparna. Efter den här katastrofrika första tiden gick solsystemet för ca 4,5 miljarder år sedan in i en lugnare period då planeterna drabbades av småkollisioner med asteroider, kometer och kosmiskt damm rätt så ofta. Om planeten bara har en tunn eller ingen atmosfär/hydrosfär alls, som månen eller Merkurius, kan kollisionerna skapa en skålformad krater eller en kakformsliknande depression (nedtryckt område) med en isostatisk upphöjning i mitten. Många av de här formationerna på till exempel månen är 3–4 miljarder år gamla.

Två olika kratertyper

Alla kratrar i solsystemet är inte nedslagskratrar. En del har uppstått till följd av vulkanutbrott. På Mars finns det kratrar av båda sorterna, och på jorden är vulkankratrar mycket vanligare än nedslagskratrar. De allra flesta av nedslagskratrarna på jorden ligger på havsbottnen skyddade av tjocka sedimentlager, och då de befinner sig på kontinenterna är de nästan oigenkännliga och utplånade av biologiska och geologiska processer. Det är bara de allra yngsta nedslagskratrarna som är lätta att identifiera, och att utreda och identifiera kraterformade depressioners verkliga ursprung kan ta tiotals år.

Meteoroid, asteroid, meteor eller meteorit?

I utrymmet mellan planeterna i solsystemet finns det en stor mängd meteoroider, dvs bitar av fast material som ligger i egna banor runt solen. De flesta är ungefär lika stora som sandkorn men det finns också stora meteoroider som är hundratals meter till flera kilometer i genomskärning. De kallas för asteroider.

När en meteoroid faller ner i jordens (eller någon annan planets) atmosfär blir de upphettade av friktionen hos luftmotståndet och ytan börjar förgasas. De allra flesta meteoroider är så små att de förgasas helt, de brinner upp och bildar en meteor, dvs ett stjärnskott. En ljusstark meteor som lyser under flera sekunder kallas för eldklot eller bolid (från grekiskans βολις = bolis, projektil eller kastvapen). En meteorsvärm eller meteorskur inträffar då det sker många stjärnfall under en begränsad tid.

En meteoroid som når ända ner till jordytan kallas för meteorit. Man kan hitta meteoriter eller delar av meteoriter på jordytan om de är tillräckligt små för att bromsas upp av atmosfären men tillräckligt stora för att inte förgasas helt. De får då en tunn och skarpt avgränsad svart smältskorpa på ytan, men innandömet är oförändrat. De riktigt stora meteoriterna har så mycket rörelseenergi att de exploderar när de kolliderar med jordytan.

Spår efter meteoritnedslag

Det finns inte så många meteoritkratrar på jorden, man känner till ungefär 200, men de är i stället desto vanligare på månen, Merkurius, Mars och på solsystemets asteroider och dvärgplaneter. De riktigt stora meteoriterna som överlever resan genom vår atmosfär har ännu kvar så stor rörelseenergi vid kollisionen att de förorsakar en enorm explosion. Det här breccierar (krossar), shockmetamorfoserar (omvandlar genom en plötslig energirik process) och smälter berget på nedslagsplatsen och kan förorsaka jordbävningar och tsunamier. Meteoriten exploderar och materialet blandas med berg och jord. En del av materialet kan bilda ett stort stoftmoln eller till och med förgasas och spridas genom atmosfären långt utanför nedslagsplatsen.

Genom erosion försvinner kratrarnas ytstrukturer så småningom, och det enda spåret efter dem kan vara den breccierade berggrunden i kraterns bottenskikt. Sjöar, vikar, sedimentlager och yngre växtlighet som till exempel myrmarker kan också täcka det som finns kvar av kratrarna. Å andra sidan kan ett sedimentlager skydda kraterstrukturen genom att begrava den och skydda den för erosion. Det här händer ofta med meteoritkratrar som ligger på havets botten; man har hittat gamla nedslagskratrar genom geofysiska mätningar vid till exempel oljeletning.

På jorden har man kunnat identifiera nedslagsformationer på till och med 300 km i diameter och vars breccierade och shockmetamorfoserade bergarter sträcker sig flera tiotals kilometer ner i berggrunden. De kraftigaste nedslagen har förorsakat ekologiska katastrofer och förändringar i atmosfären och vattnet på global nivå. Å andra sidan har detta lett till att biosfären (det biologiska livet) plötsligt utvecklats i nya riktningar så att nya livsformer som frodas i det nya klimatet har uppstått. Meteoritnedslaget som skapade Chicxulubkratern på Yucatánhalvön i Mexiko för 65 miljoner år sedan ledde till så stora förändringar i atmosfären – dammpartiklarna ökade, solstrålningen minskade, luften och vattnet kyldes ner, regnet blev surt – att mer än hälften av jordens olika livsformer dog ut. Paleontologer hade redan tidigare upptäckt att det var en stor skillnad mellan de fossiliserade livsformerna i sedimentlagren när man går från krita till tertiär (ca 65 Ma), men det var inte förrän under 1990-talet som man slutligen kopplade ihop det här med meteoritnedslaget i Chicxulub.

Från fyndplatsen till museet

Det traditionella målet med meteoritforskning är att hitta nedfallna meteoriter för att undersöka deras innehåll och struktur. Meteoritfynden förvaras oftast i vetenskapliga forskningsinstitut och naturhistoriska museer. Till exempel i Estland inleddes det aktiva insamlandet efter ett meteoritnedslag år 1821. Då föll en stenmeteorit ungefär lika stor som ett människohuvud ner i byn Kaiavere i Tartu län. Sedan dess har man registrerat åtminstone sju meteoritnedfall i Estland, och av dem har man lyckats hitta själva meteoriten i fem fall. De här meteoritdelarna togs om hand av exempelvis jordägare eller präster som senare donerade dem till vetenskapliga samlingar.

Det finns också detaljerade minnesanteckningar om många av de senaste (1800-talet och framåt) meteoritnedfallen i Finland. Den 2.8.1971 föll en meteorit genom taket till ett fiskeredskapsskjul på ön Haverö i Nagu. Det var dagsljus så stjärnfallet syntes inte, men ljudet av nedslaget hördes på långt avstånd. Ett barn som lekte på gården utanför kunde visa var meteoriten fallit ner genom takteglet, innertaket och ner genom locket till en notlåda. Mindre än fem minuter efter nedfallet höll husfolket den ännu varma meteoriten i sin hand. Haverömeteoriten är av en sällsynt sort som kallas ureilit och den innehåller mikroskopiska diamanter. Den finns i Åbo universitets (Turun Yliopisto) samlingar.

Meteoritforskning

Att undersöka meteoriter var länge det enda sättet för oss människor att handgripligen utforska utomjordiska material. Systematisk meteoritforskning inleddes på 1800-talet. Inom meteoritforskningen använder man sig av metoder från geologi (petrologi, mineralogi och geokemi), kemi, fysik och astronomi. Stenmeteoriter motsvarar sammansättningen i manteln, den sfär som hos stenplaneterna ligger mellan kärnan och skorpan. Järnmeteoriters sammansättning ger indirekt information om jordens kärna. Genom att jämföra meteoriter med sammansättningen hos jordskorpans och mantelns olika delar forskar man dels i jordens dolda inre, dels i hur de andra planeterna är uppbyggda.

Inom forskningsämnet planetologi (engelska: planetology) undersöker och jämför man planeters och månars ytformer och inre uppbyggnad samt deras atmosfärer och hydrosfärer. Planetologi inkluderar forskningssätt som är bekanta från meteoritforskningen, men föremålet för forskningen ligger alltså utanför jordklotet. Genom att studera spåren efter meteoritnedslag samt formen och geologin hos nedslagskratrarna på andra himlakroppar får man teorier och modeller för himlakroppens utveckling, inre uppbyggnad samt vilka magmatiska och sedimentära processer som format och kanske ännu idag formar dess yta. Tack vare de rymdsonder som skickats ut för att kretsa kring eller landa på andra himlakroppar för att göra mätningar, ta fotografier och analysera prov har planetologin fått många nya möjligheter att utvecklas och samla information. Tack vare detta kan man göra datorsimuleringar och modeller för förhållandena som rådde då himlakropparna föddes, dvs för solsystemets uppkomst och utveckling.

Kollisioner mellan himlakropparna sker sällan, och de är mycket svåra att förutse. Trots detta är just kollisioner en viktig faktor som format och påverkat livet på jorden. Man anser att det under de senaste 100 miljoner åren (Ma) har det skett två stora vändpunkter i livets utveckling som kan kopplas ihop med meteoritnedslag. Det här ger en grov uppskattning på hur ofta man kan förvänta sig de här slumpmässiga händelserna. Aktuella astronomiska forskningsmetoder tillsammans med olika rymdsonder ger oss en möjlighet att följa med hur asteroider och kometer rör sig i rymden. Med den informationen kan vi räkna ut om någon himlakropp kommer att närma sig jorden och hur stor risk en kollision kan tänkas innebära för oss. Eftersom stora meteoritkollisioner kan förorsaka massutrotning på jorden är det inte så konstigt att vi jordbor vill försöka göra något åt detta. Också finländska forskare deltar i olika projekt för att någon gång i framtiden kunna upptäcka asteroider på en eventuell kollisionskurs med jorden ännu tidigare, och utveckla tekniker att stoppa dem eller ändra deras bana.

I november 2021 avfyrades en första raket för att testa detta. NASA:s DART-projekt sände en rymdsond på kollisionskurs med en asteroid. Kollisionen beräknas ske sept-okt 2022. Några år senare planeras ett nytt sondbesök på asteroiden, då för att mäta effekten av DART-kollisionen. Mera info finns på NASA:s webbsida om projektet.