Posted in: Sonnensystem 2. April 2014 19:00 Weiter lesen →

Heiß-kalte Sprengkraft

Collage zeigt 6 Ansichten eines knollenförmigen Asteroiden mit Einschlagkratern, sich im Sonnenlicht drehend Nicht nur der Mond, auch die Asteroiden sind von einer lockeren Decke kleiner Gesteinspartikel bedeckt. Verantwortlich dafür ist der Wechsel von Tag und Nacht, haben französische und amerikanische Forscher ermittelt. Die starken Temperaturschwankungen auf den luftlosen Himmelskörpern zersprengen Gesteinsbrocken demnach sehr effektiv in kleinere Teile.

Der Asteroid Eros benötigt etwas mehr als 5 Stunden für eine Rotation. Bild: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Labortory

Diese thermische Verwitterung läuft um ein Vielfaches schneller ab als die Verwitterung durch einschlagende Kleinstmeteoroiden, berichten die Forscher um Marco Delbo vom Observatoire de la Côte d’Azur im Magazin „Nature“. Das gelte umso mehr, als kleine Asteroiden mit ihrer geringen Schwerkraft die beim Einschlag emporspritzenden Trümmer kaum festhalten könnten.

Asteroiden drehen sich binnen weniger Stunden um die eigene Achse. Dabei werden Teile ihrer Oberfläche vom Sonnenlicht aufgeheizt, um wenig später wieder auskühlen. Bei diesen Temperaturschwankungen bauen sich starke mechanische Spannungen im Gestein auf, wie sie Felsen in irdischen Wüsten regelrecht zermürben können.

Delbo und Kollegen prüften die Wirkung des Temperaturwechsels auf Asteroiden anhand kleiner Stücke zweier Meteoriten. Diese unterzogen sie in einer Klimakammer wiederholt Temperaturwechseln zwischen minus 20 und plus 170 Grad Celsius. Schon nach 76 solcher Zyklen hatten sich einzelne Körnchen von den Proben gelöst, beobachteten die Forscher. Computertomografische Bilder enthüllten zudem ein deutliches Längenwachstum der im Gestein ursprünglich vorhandenen Risse um hochgerechnet etwa 0,5 Millimeter pro Jahr.

Mit einem Computermodell konnten die Forscher ihre Versuchsresultate gut reproduzieren. Für Asteroiden in der Nähe der Erdbahn sagt dieses Modell voraus, dass faustgroße Gesteinsbrocken an der Oberfläche binnen einiger Jahrtausende zerfallen. Einschlagende Mikrometeoroiden sollten für den gleichen Effekt dagegen Jahrmillionen benötigen.

Die überraschend starke thermische Verwitterung erkläre, warum sich an der Oberfläche vieler Asteroiden kaum Alterungsspuren fänden, so Delbo und Kollegen. Zudem liefere sie eine Erklärung für die geringe Zahl kohlenstoffreicher C-Asteroiden auf sonnennahen Umlaufbahnen: Ein Teil dieser relativ brüchigen Asteroiden könnte durch die Temperaturschwankungen schlichtweg pulverisiert und vom Strahlungsdruck der Sonne verweht worden sein.

Forschung: Marco Delbo und Guy Libourel, Observatoire de la Côte d’Azur und Laboratoire Géoazur, Université Nice Sophia Antipolis/CNRS, Nizza und Sophia Antipolis, und Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, Université de Lorraine/CNRS, Nancy; Justin Wilkerson, Extreme Materials Institute, Johns Hopkins University, Baltimore; und andere

Veröffentlichung Nature, DOI 10.1038/nature13153

WWW:
Observatoire de la Côte d’Azur, Nizza
Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, Nancy
Asteroids
Asteroid Distribution of Spectral Type with Distance
Physikalische Verwitterung

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