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陨石坠落过程与物理现象
陨石进入大气层时速通常20-70km/s,因压缩空气产生3000℃高温形成火球。明亮火球的绝对星等可达-14等(比满月亮100倍),如2013年俄罗斯陨星事件释放能量约50万吨TNT当量。空中爆炸产生的冲击波可震碎玻璃,车里雅宾斯克事件导致1200人受伤。陨石穿越大气层时表面每秒剥落1-2cm,90%以上质量因此损失。多普勒雷达可追踪坠落轨迹,NASA建立的"火球报告"系统每年记录数百起陨石事件。最新研究发现,某些陨石会在50-30km高度发生多次爆裂。
陨石在高空中爆裂的原因是什么?
陨石在高空中爆裂的原因是它们以高的速度穿越大气层时与空气分子发生剧烈摩擦,产生巨大的热量和压力,导致陨石内部应力增大,使得陨石解体。
以下是对这一现象的详细解释:
1.高速摩擦:当陨石以每秒数十公里的速度进入地球大气层时,与大气分子的碰撞会产生巨大的摩擦力。
2.热能积累:这种摩擦会迅速将动能转化为热能,使陨石表面温度急剧升高,甚至达到数千摄氏度,这会导致陨石表面的材料开始蒸发或者熔化。
3.内部应力:由于外层材料的蒸发或熔化,陨石内部的压力会急剧增加,如果这个压力超过了陨石本身的结构强度,就会导致陨石破裂。
4.解体现象:在端情况下,整个陨石可能会在空中解体,形成多个较小的碎片,这些碎片会继续下落并可能进一步燃烧或爆炸。
此外,大尺寸的陨石比小陨石更容易散开,因为它们内部的应力更均匀分布,从而更容易在高速摩擦下解体。
总之,这一过程不仅取决于陨石的大小、密度和成分,还受到其进入大气层的角度和速度等因素的影响。
月球陨石是一种无球粒陨石,月球陨石依据其在月球母体时所处的不同位置大致分为三个类型:月球高地斜长岩、月海玄武岩,与月海静海石以及混合岩石。颗月球陨石──YAMATO 791197,在1979年于南洲被发现,但当时仍不知道它源自何方。颗确认源自月球的陨石为1981年在南洲被发现的Allan Hill81005。当时,有二十多颗其它陨石亦一同被确认源自月球,合共重8千克左右。
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如何在实验室中模拟微流星体冲击对陨石的影响?
1.使用粒子加速器:通过粒子加速器可以加速小颗粒到接近微流星体的速度,然后让其撞击陨石样本。这种方法可以模拟太空中的高速冲击效应。
2.进行超高速撞击实验:在实验室中进行超高速撞击实验,通过调整实验参数如速度、颗粒大小和材料类型,来模拟不同条件下的微流星体冲击。
3.利用损伤预测工具:使用由机构开发的损伤预测工具,如CTH模型,来外推超出实验可实现的微流星体撞击速度,并进行材料性能的优化设计。
4.观察残留的陨石坑:在实验后,使用扫描电子显微镜(SEM)等高分辨率成像技术来观察和分析陨石坑的几何形状和微观结构。
5.对比研究:将实验室中得到的数据与实际从太空返回的陨石样本进行对比,以验实验结果的准确性和性。
总的来说,这些方法可以帮助科学家们地理解微流星体冲击对陨石的影响,以及这种影响如何改变陨石的物理和化学性质。
如何保护陨石?
1.物理保护:避免对陨石进行不必要的移动或搬运,因为这样可能会导致其破裂或损坏。如果需要清洁,应使用刷子轻轻清除表面的污垢,避免使用水和洗涤剂,尤其是化学清洁剂,因为这些可能会腐蚀陨石的表面。
2.环境控制:将陨石存放在干燥通风的环境中,避免潮湿和阳光直射,因为端的温度和湿度变化可能会对陨石的物理和化学性质造成影响。
3.消磁处理:由于某些陨石具有磁性,建议进行适当的消磁处理,以磁性对周围环境产生影响。
4.科学记录:对陨石的位置、重量、成分等进行详细记录,这对于科学研究和市场评估都是重要的。
5.法律法规:遵守当地关于陨石保护的法律法规,不进行非法交易和破坏。