Warum explodieren manche Meteore in der Luft?

Der Tscheljabinsker Meteor war mit über 65.000 km/h unterwegs, als er in 23 km Höhe auf die Hauptlast der Atmosphäre traf . Das ist die 60-fache Schallgeschwindigkeit! Die NASA schätzt, dass die Masse des Meteors zu diesem Zeitpunkt 10.000 Tonnen betrug und er einen Durchmesser von 20 Metern hatte .

Bei diesen unglaublichen Geschwindigkeiten wird der Körper enorm belastet . Ein enormer Druck wird frontal erzeugt, und der Körper löst sich seitlich auf, was als Pfannkucheneffekt bezeichnet wird . Dadurch entsteht eine noch größere Schmutzoberfläche, die noch mehr Stress verursacht. Daher setzt der Meteor sehr schnell den größten Teil seiner kinetischen Energie durch diese Kaskade von Explosionen frei.

In diesem Fall maß der durch den Luftstoß erzeugte seismische Schock 2,7 auf der Richterskala und verursachte Verletzungen in einem großen Radius. Ein Bericht der University of Western Ontario gab an, dass die durch den Meteor verursachte Explosion 470 Kilotonnen TNT entsprach .

Die gleiche Logik gilt für den Tunguska-Meteoriten und tatsächlich für alle Meteoriten. Die von der Erdatmosphäre erzeugte Reibung verursacht die völlige Auflösung der meisten kleineren Fremdkörper. Wenn ein Körper jedoch so groß ist wie der Chelyabinsk-Meteorit, wird beim Wiedereintritt nur ein kleiner Teil abgetragen. Daher gelangt der Rest des Meteors in den dichten Teil der Atmosphäre und verursacht eine heftige Explosion.

Das Gegenteil davon ist, wenn ein Meteor zu groß ist . In diesem Fall durchquert der Meteor die Atmosphäre und kollidiert mit dem Boden, bevor eine Druckwelle (die sich im Festkörper mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet) überhaupt von der Vorderseite zur Rückseite des Objekts gelangen kann. Es ist einfach keine Zeit für eine druckinduzierte Fragmentierung des gesamten Objekts, was bedeutet, dass die kinetische Energie nicht dissipiert wird, bis der gesamte Körper auf die Erde prallt.

^{Im Namen der Pedanterie, hier ist eine Tabelle (mit freundlicher Genehmigung der American Meteor Society über @TildalWave), die die Namenskonvention für Fremdkörper in und außerhalb der Erdatmosphäre beschreibt.}

Quellen:

https://physics.stackexchange.com/questions/76045/why-do-meteors-explode (stark ausgeliehen von)

Weiterführende Literatur:

http://cams.seti.org/Popova2013-ms.pdf http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50619/abstract