Toen een meteoor met een gewicht van 10.000 ton op 22,5 km (14 mijl) boven Chelyabinsk, Rusland, explodeerde op februari. De explosie zette ook honderden tonnen stof af in de stratosfeer van de aarde, en NASA's Suomi NPP-satelliet was op de juiste plaats om de meteoorpluim voor meerdere maanden. Wat hij zag, was dat de pluim van de explosie zich binnen vier dagen rond het noordelijk halfrond verspreidde en zich volledig rond het noordelijk halfrond wikkelde.
De bolide, met een diameter van 59 voet (18 meter), glipte stilletjes in de atmosfeer van de aarde met een snelheid van 18,6 kilometer per seconde. Toen de meteoor de atmosfeer raakte, werd de lucht ervoor gecomprimeerd en even snel opgewarmd, zodat hij het oppervlak van de meteoor begon op te warmen. Hierdoor ontstond de staart van brandend gesteente die te zien was in de vele video's die naar voren kwamen van het evenement. Uiteindelijk explodeerde de ruimtesteen en kwam meer dan 30 keer de energie vrij van de atoombom die Hiroshima vernietigde. Ter vergelijking: de grond-botsende meteoor die massa-extincties veroorzaakte, inclusief de dinosaurussen, mat ongeveer 10 km (6 mijl) breed en gaf ongeveer 1 miljard keer de energie van de atoombom vrij.
Atmosferisch natuurkundige Nick Gorkavyi van het Goddard Space Flight Center, die met de Suomi-satelliet werkt, had meer dan alleen een wetenschappelijke interesse in het evenement. Zijn geboorteplaats is Chelyabinsk.
'We wilden weten of onze satelliet het meteoorstof kon detecteren', zei Gorkavyi, die de studie leidde, die is geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Geophysical Research Letters. "Inderdaad, we zagen de vorming van een nieuwe stofgordel in de stratosfeer van de aarde en bereikten de eerste waarneming in de ruimte van de langetermijnevolutie van een bolide-pluim."
Het team zei dat ze nu ongekende metingen hebben gedaan van hoe het stof van de meteoorexplosie een dunne maar samenhangende en aanhoudende stratosferische stofriem vormde.
Ongeveer 3,5 uur na de eerste explosie detecteerde de Limb Profiler van het Ozone Mapping Profiling Suite-instrument op de NASA-NOAA Suomi National Polar-orbiting Partnership-satelliet de pluim hoog in de atmosfeer op een hoogte van ongeveer 40 km (25 mijl), snel naar het oosten bij ongeveer 300 km / h (190 mph).
De dag na de explosie ontdekte de satelliet dat de pluim zijn oostwaartse stroming in de straal voortzette en de Aleoeten bereikte. Grotere, zwaardere deeltjes begonnen hoogte en snelheid te verliezen, terwijl hun kleinere, lichtere tegenhangers omhoog bleven en hun snelheid behielden - consistent met variaties in windsnelheid op de verschillende hoogtes.
Op 19 februari, vier dagen na de explosie, was het snellere, hogere deel van de pluim volledig rond het noordelijk halfrond geslingerd en teruggekeerd naar Tsjeljabinsk. Maar de evolutie van de pluim ging door: ten minste drie maanden later bleef er een detecteerbare gordel van bolide-stof over de hele planeet bestaan.
Gorkavyi en collega's combineerden een reeks satellietmetingen met atmosferische modellen om te simuleren hoe de pluim van de bolide-explosie evolueerde terwijl de stratosferische straalstroom deze rond het noordelijk halfrond droeg.
"Dertig jaar geleden konden we alleen maar zeggen dat de pluim was ingebed in de stratosferische straalstroom", zegt Paul Newman, hoofdwetenschapper van Goddards Atmospheric Science Lab. "Tegenwoordig stellen onze modellen ons in staat om de bolide nauwkeurig te volgen en de evolutie ervan te begrijpen terwijl deze over de hele wereld beweegt."
NASA zegt dat de volledige implicaties van de studie nog te bezien zijn. Wetenschappers hebben geschat dat elke dag ongeveer 30 ton klein materiaal uit de ruimte de aarde tegenkomt en hoog in de atmosfeer hangt. Met de satelliettechnologie die kleine atmosferische deeltjes nauwkeuriger kan meten, zouden wetenschappers betere schattingen moeten kunnen geven van hoeveel kosmisch stof de atmosfeer van de aarde binnenkomt en hoe dit puin de stratosferische en mesosferische wolken zou kunnen beïnvloeden.
Het zal ook informatie geven over hoe vaak bolide-gebeurtenissen zoals de explosie van Tsjeljabinsk zouden kunnen zijn, aangezien er vele kunnen plaatsvinden boven oceanen of onbevolkte gebieden.
"Nu in het ruimtetijdperk, met al deze technologie, kunnen we een heel ander niveau van begrip bereiken van injectie en evolutie van meteoorstof in de atmosfeer", zei Gorkavyi. "Natuurlijk is de bolide van Tsjeljabinsk veel kleiner dan de" dinosaurusmoordenaar ", en dit is goed: we hebben de unieke kans om een potentieel zeer gevaarlijk type evenement veilig te bestuderen."
Bron: NASA
