Jak obliczyć wielkość krateru, który zrobi np. meteoryt lecący z daną prędkością?

Pytanie:

Jak obliczyć wielkość krateru, który zrobi np. meteoryt lecący z daną prędkością?

Odpowiedź:

dr Tomasz Kwiatkowski (pl.sci.kosmos):

Zagadnienie jest krótko opisane np. w Artymowicz (1995). Proces powstawania kraterów uderzeniowych bada się zarówno eksperymentalnie (strzelając pociskami o masie rzędu pojedynczych gramów w materiał skalny lub eksplodując ładunki trotylu o różnej masie) jak i na drodze symulacji komputerowych. Ponieważ meteoroidy uderzają w powierzchnię Ziemi z prędkościami ok. 10-20 km/s, energia wyzwolona w czasie zderzenia w przeliczeniu na jednostkę masy jest od 30 do kilkuset razy większa od energii wybuchu jednostki masy trotylu. To główna trudność podejścia eksperymentalnego.

Szacuje się, że kamień o średnicy ok. 50 metrów uderzając w powierzchnię Ziemi z prędkością 16 km/s wytwarza krater o średnicy 1 km i głębokości 200 m. Dla meteorytów o średnicach powyżej ok. 1 metra przyjmuje się, że średnica krateru rośnie jak , przy czym . Jeśli meteoryt uderza pod kątem nie mniejszym niż 20o do powierzchni, powstaje krater kołowy, zaliczany do kraterów prostych (o ,,miskowatym'' kształcie). Kratery o średnicy powyżej 3 km na Ziemni są kraterami złożonymi (w których powstaje górka centralna i/lub struktury wielopierścieniowe).

Artymowicz P. (1995). Astrofizyka układów planetarnych. PWN, W-wa, str. 373

Czy ten kamień ma średnicę 50m w momencie uderzenia w grunt czy w momencie wejścia w atmosferę?

W obu tych momentach. W obliczeniach przyjmuje się, że nie następuje rozpad ciała nad powierzchnią Ziemi, co jest prawdą np. planetoid typu M (metalicznych) bądź niektórych typu S (krzemiany). Dla ciał o średnicy, w przybliżeniu, poniżej 1 metra opór powietrza doprowadza do wyhamowania obiektu i ustalenia się pewnej stałej prędkości opadania.

5 luty 2001