LE METEORITI, DOCUMENTI DELL'EVOLUZIONE DEL SISTEMA SOLARE


Si dice meteorite una roccia extraterrestre costituita da una aggregato policristallino di uno o piu' minerali.

Le rocce planetarie derivano dall'accumulo di particelle solide, generalmente cristalline, prodotte dalla condensazione della nebulosa protosolare.
Le Condriti testimoniano gli stadi piu' primitivi dell'evoluzione dei corpi planetari. Le Acondriti sono rocce piu' evolute che hanno subito una differenziazione per fusione durante processi magmatici. La varieta' delle meteoriti raccolte documenta la loro provenienza da corpi planetari diversi: e' accertata l'appartenenza di frammenti staccatisi per impatti violenti da grossi corpi quali Marte e la Luna, tuttavia la maggioranza delle meteoriti deriva da oggetti minori del Sistema Solare quali gli asteroidi.

DALLA NEBULOSA PROTOSOLARE ALLE METEORITI
Schema evolutivo del Sistema Solare


Materia prodotta dalla esplosione di una supernova nell'Anello del Cigno: esempio del possibile scenario da cui hanno tratto origine il Sole e il suo sistema planetario. (JPEG, 398 K)
(NASA-STScI)

Immagine artistica di un disco protosolare : il materiale espulso dalla supernova sta prendendo nuova forma. (JPEG, 127 K)
(D.Berry, STScI)

Schema del Sistema Solare con la fascia degli asteroidi fra le orbite di Marte e Giove. (JPEG, 337 K)
(Ward's Science Graphics)

Ida, esempio di corpo roccioso asteroidale. (JPEG, 206 K)
(NASA-JPL)

MINERALOGIA E PETROGRAFIA DELLE METEORITI.



Abbondanze relative dei diversi tipi di meteorite caduti. Come si puo' vedere nella maggior parte si tratta di materiale originario non differenziato. (JPEG, 355 K)
(Universita' di Padova, CNR)

Composizione chimica dei principali minerali trovati nelle meteoriti. (JPEG, 448 K)
(Universita' di Padova, CNR)

Le immagini fotografiche che seguono illustrano la associazione mineralogica che caratterizza le diverse meteoriti. Lo studio petrografico delle meteoriti condritiche e acondritiche si effettua su "sezioni sottili" (0,03 mm) poiche' a tale spessore i minerali silicatici sono trasparenti alla luce. Al contrario i ferri meteorici sono opachi anche a spessori infinitesimi e il loro studio si effettua su "sezioni lucide", sfruttando le loro proprieta' riflettenti.

Gibson: meteorite Acondritica - LODRANITE: olivina, pirosseni, leghe Fe-Ni, feldspato. Rocce con associazione mineralogica e tessitura simili si rinvengono anche nel mantello superiore della Terra. (JPEG, 422 K)
(Universita' di Tokyo)

Y-792510: meteorite Acondritica - EUCRITE: pirosseni, plagioclasio. Rocce con associazione mineralogica e tessitura simili si rinvengono anche nella crosta della Terra. (JPEG, 531 K)
(Catalogue of Yamato Meteorites, Tokyo)

Odessa: FERRO METEORICO: cristalli di kamacite e taenite coesistenti nella lega Fe-Ni danno luogo alle "figure di Widmanstatten". Non sono note, ma ipotizzabili, rocce terrestri analoghe. (JPEG, 283 K)
(Ward's Catalogue, Rochester NY)

Brenham : PALLASITE: cristalli di olivina cementati in una matrice di kamacite e taenite. Non sono note, ma ipotizzabili rocce terrestri simili. (JPEG, 458 K)
(Ward's catalogue, Rochester, NY)

Fermo: CONDRITE brecciata. Particolare di un clasto di tipo H3: olivina, pirosseni, kamacite, taenite e troilite. Non sono note, ne' ipotizzabili, rocce terrestri analoghe. Le condriti infatti rappresentano materiale primitivo indifferenziato. In particolare le condriti carbonacee mostrano un'abbondanza relativa in elementi chimici simile a quella della fotosfera solare. (JPEG, 436 K)
(Universita' di Padova, CNR)

Fermo: particolare di un condrulo del diametro di circa 1,2 mm. Le condriti prendono il nome dai tipici grani (condruli) aventi dimensioni dell'ordine del millimetro. Questi condruli sono gocce di materiale silicatico che hanno subito un rapido processo di fusione e parziale ricristallizzazione. (JPEG, 495 K)
(Universita' di Padova, CNR)

Il nome della meteorite e' definito, per convenzione internazionale, dal piu' vicino ufficio postale. Nel caso di campioni antartici si utilizzano tre lettere indicanti il complesso montuoso "trappola", l'anno e il numero successivo di ritrovamento. Per esempio FRO-93348 e' il ritrovamento numero 348, anno 1993, Frontier Mountain.

Nei sedimenti recenti dei fondali oceanici sono state rinvenute micrometeoriti, le cui dimensioni sono prossime a 0,1 mm. I sedimenti dei fondali oceanici costituiscono un luogo ideale di accumulo delle micrometeoriti. La quotidianita' delle loro cadute su tutta la superficie terrestre rende comunque probabile il loro ritrovamento negli ambienti piu' disparati.

COLLISIONI PLANETARIE



Possibili collisioni tra asteroidi causano l'immissione di loro frammenti in orbite intersecanti i pianeti. Si crea cosi' la possibilita' di impatti su corpi planetari.

Flusso annuale di materiale interplanetario. (JPEG, 394 K)
(Universita' di Padova, CNR)

Cratere causato dall'impatto di un meteoroide sulla superficie terrestre. E' il Meteor Crater in Arizona (USA), con diametro di circa 1.2 km e profondita' di 300 m. (JPEG, 451 K)
(Ward's Catalogue, Rochester NY)

Cratere di impatto Aristarcus sulla superficie della Luna. La morfologia a piu' anelli concentrici con picco centrale e' tipica di un impatto ad alta energia. (JPEG, 401 K)
(NASA-JPL)

Ricostruzione artistica di un evento di collisione tra asteroidi, le velocita' relative possono superare i 5 km al secondo. (JPEG, 408 K)

RICERCA DI METEORITI IN ANTARTIDE

I ghiacciai Antartici permettono l'accumulo delle meteoriti e ne favoriscono la conservazione. Successivamente l'azione di particolari "trappole glaciologiche" ne facilita la concentrazione nelle aree di "ghiaccio blu". Dal 1969 (anno del primo ritrovamento in Antartide) ad oggi sono stati raccolti circa 16.000 campioni di meteoriti.
Immagine cartografica del continente Antartico. Gli asterischi indicano le zone di "trappola" glaciologica in cui le meteoriti vengono concentrate. (JPEG, 690 K)
(De Agostini)

Meccanismo di concentrazione delle meteoriti nei ghiacci Antartici. I forti venti catabatici agiscono rimuovendo la parte superficiale dei ghiacci sia per erosione meccanica sia per sublimazione. Le meteoriti precedentemente intrappolate vengono cosi' restituite nelle aree dove i ghiacci ristagnano. (JPEG, 200 K)
(Euromet)

Ricerca di meteoriti nella zona di "ghiaccio blu" di Frontier Mountain. IX Spedizione Italiana in Antartide, 1993/94. (JPEG, 299 K)
(Programma Nazionale di Ricerca in Antartide, PNRA)

Ritrovamento di un nuovo, interessante campione di meteorite a Frontier Mountain. Le tre campagne di raccolta organizzate dal Programma Nazionale in Antartide in collaborazione con "Euromet" hanno fornito finora circa 350 nuove meteoriti. (JPEG, 368 K)
(PNRA)

FRO 93348. Il campione di meteorite di maggiori dimensioni (1.6 kg) trovato a Frontier Mountain e qui esposto. (JPEG, 257 K)
(PNRA)

GLI ASTEROIDI E LE COMETE, IL MATERIALE ORIGINARIO

GLI ASTEROIDI

Gli asteroidi o pianetini sono un insieme di migliaia e migliaia di piccoli corpi rocciosi, la maggior parte dei quali orbita in una fascia compresa fra le orbite di Marte e Giove. Il primo pianetino fu scoperto dall'Abate Piazzi a Palermo la notte di Capodanno del 1801. Le loro dimensioni variano da circa 1000 km di diametro per il maggiore di essi, Cerere, fino alla decina di metri. Non tutti gli asteroidi sono nella fascia tra Marte e Giove. Ve ne sono alcuni la cui orbita attraversa quella terrestre e che potrebbero quindi rappresentare un pericolo per il nostro pianeta. Infatti la Terra porta, come gli altri corpi del Sistema Solare, evidenti tracce di collisioni con corpi di dimensioni anche chilometriche, ma questi eventi catastrofici sono fortunatamente rarissimi.
L'asteroide Gaspra e' stato il primo pianetino del Sistema Solare ad essere fotografato da distanza ravvicinata. E' un corpo irregolare con dimensioni di circa 19x12x11 km, di colore leggermente meno grigio della Luna, la cui superficie e' butterata da innumerevoli crateri da impatto di meteoriti. L'immagine e' stata ottenuta il 29 ottobre 1991 dalla navicella Galileo. (JPEG, 276 K)
(NASA-JPL)

Ida, il secondo asteroide fotografato dalla navicella Galileo, ha sorprendentemente mostrato di essere dotato di un micro-satellite, Dactyl, con diametro di 1,5 km. Dactyl ruota a 100 km dal centro di Ida, che ha una dimensione di circa 50 km. (JPEG, 146 K)
(NASA-JPL)

Dactyl, Il primo satellite di un asteroide. Pur di soli 1,5 km di diametro, sarebbe gia' sufficiente a provocare una catastrofe planetaria se cadesse sulla Terra. (JPEG, 21 K)
(NASA-JPL)

LE COMETE

Molto al di la' dell'orbita di Plutone, nelle fredde vastita' del Sistema Solare esterno, si incontra una popolosissima nube di piccoli corpi ghiacciati delle dimensioni di pochi chilometri. Occasionalmente alcuni di essi, disturbati dal passaggio di qualche stella o dalle mutue collisioni, precipitano verso il Sole venendone gradualmente riscaldati.
All'interno dell'orbita di Giove il calore del Sole e' sufficiente a stimolare l'evaporazione dei ghiacci superficiali. Il vapor d'acqua cosi' liberato trascina con se' anche minute polveri che diffondono molto efficacemente la luce solare rendendo questi oggetti assai brillanti. Si forma cosi' attorno al nucleo ghiacciato una 'chioma' che di solito e' il primo indizio della natura cometaria di questo corpo in avvicinamento. La chioma si sviluppa poi in una coda dalla parte opposta alla direzione del Sole, provocata dalla pressione della radiazione e delle particelle che formano il vento solare.
Grazie alla sua formazione a bassissima temperatura e alla distanza da altri corpi, il materiale di cui e' formato il nucleo delle comete puo' darci preziosi indizi sulla composizione chimica iniziale del Sistema Solare. Da qui anche il grande interesse per missioni in grado di depositare strumenti direttamente sul nucleo o addirittura di riportare verso Terra alcuni campioni di materiale cometario.
La grande quantita' di acqua contenuta nel nucleo e le sostanze organiche trovate nelle polveri della chioma e della coda, potrebbero aver influenzato in qualche misura la formazione degli oceani e dell'atmosfera terrestre, e addirittura la comparsa della vita. L'interesse per le comete, da sempre dotate di grande fascino, ha dunque profonde motivazioni scientifiche che arrivano a sondare l'inizio stesso del nostro sistema planetario.
La cometa Hyakutake fotografata il 6 aprile 1996 dall'Osservatorio Crni Vrh in Slovenia. La cometa e' stata visibile ad occhio nudo in tutta la primavera del 1996 ed e' stata una delle piu' spettacolari di questi anni. (JPEG, 627 K)
(Foto H. Mikuz)

La regione del nucleo della cometa Hyakutake fotografata dal Telescopio Spaziale il 25 marzo 1996. (JPEG, 36 K)
(NASA-STScI)

La piu' famosa delle comete e' sicuramente la cometa di Halley, qui fotografata nel suo ultimo passaggio nel 1986. La cometa percorre un'orbita molto ellittica che la riporta in vicinanza del Sole ogni 76 anni. La conoscenza di questo periodo orbitale, scoperto dall'astronomo inglese Edmond Halley, stimolo' diverse missioni internazionali volte a studiarne le caratteristiche nel suo ultimo ritorno del 1985-86. L'Italia ha partecipato alla missione europea Giotto, che ne ha fotografato il nucleo ottenendo alcune delle immagini piu' emozionanti del passato decennio. (JPEG, 144 K)
(ESO)

Eccezionale immagine del nucleo della cometa di Halley fotografato dalla Halley Multicolour Camera della sonda Giotto nel 1986. Alla costruzione di HMC partecipo' anche un gruppo di ricercatori patavini. La superficie del nucleo e' coperta da uno strato scuro probabilmente composto da materiale organico. I ghiacci non evaporano in modo uniforme ma formano dei getti di gas e polveri che partono da alcune aree la cui attivita' viene stimolata dall'illuminazione del sole. Il nucleo ha dimensioni di 8x8x16 km, e ruota su se' stesso in circa 52 ore. (JPEG, 290 K)
(ESA)

La cometa di Halley si allontana sullo sfondo della Via Lattea dopo il passaggio del 1986. La rivedremo nei pressi della Terra solo nel 2061. (JPEG, 531 K)
(ESO)

Spettacolare immagine della cometa West ripresa da La Silla (Cile) nel marzo del 1976. Le comete sviluppano generalmente due code sotto la pressione del vento solare: una rettilinea di gas ionizzati ed una molto piu' luminosa ed estesa di polveri che formano un arco lungo l'orbita della cometa. La grande coda di polveri della West ha raggiunto l'ampiezza di 100 milioni di km. Noi non rivedremo questa cometa, perche' il suo periodo orbitale e' stato stimato di piu' di un milione di anni! (JPEG, 321 K)
(ESO)

La cometa che promette di essere la piu' spettacolare del 1997 e' la Hale-Bopp, qui fotografata dal telescopio spaziale Hubble nel settembre del 1995 quando ancora era visibile solo la chioma. Il materiale prodotto forma una struttura a spirale. L'immagine ha catturato il distacco di un frammento di crosta ghiacciata provocato probabilmente sia dall'evaporazione tumultuosa dovuta al calore del Sole, che dalla rotazione del nucleo. (JPEG, 49 K)
(NASA-STScI)

Le comete hanno un nucleo di piccole dimensioni, composto di ghiacci e polveri, facilmente disgregabile sotto l'azione dell'energia solare e delle forze mareali dei pianeti maggiori. Nel 1992 la cometa Shoemaker-Levy, nel suo percorso verso il Sole, venne catturata da Giove ma si spezzo' in numerosi frammenti, come un filo di perle luminose, che finirono per precipitare sul pianeta nel luglio del 1994. (JPEG, 102 K)
(NASA-STScI)

Immagine di Giove in luce ultravioletta che evidenzia le aree di impatto dei frammenti della cometa Shoemaker-Levy, identificati con lettere dell'alfabeto. (JPEG, 272 K)
(NASA-STScI)

GIOTTO: A DUE PASSI DA UNA COMETA.

La sonda Giotto dell'ESA si e' avvicinata a circa 600 km dal nucleo della cometa di Halley e l'ha fotografato. Per la prima volta, gli scienziati hanno potuto vedere da vicino il cuore di una cometa e ne hanno analizzato a fondo le caratteristiche chimiche e fisiche. Grazie alla Giotto oggi sappiamo che il nucleo della cometa di Halley, non piu' grande di qualche chilometro, e' costituito da roccia, composti di carbonio e ghiacci, e che la magia della sua coda dipende dai gas e dalle polveri liberate nello spazio dal nucleo. Nel 1990, dopo un periodo di "ibernazione", la sonda Giotto e' stata risvegliata per incontrare un'altra cometa, la Grigg-Skjellerup, nel 1992.
Lo specchio piano e il cilindro paraluce della Halley Multicolor Camera, che ha ripreso le immagini del nucleo cometario, sono stati progettati a Padova e costruiti dalle Officine Galileo di Firenze. Per ridurre al massimo il loro peso, lo specchio ha una serie di fori scavati nello spessore, mentre lo schermo cilindrico e' in kevlar con alette interne in alluminio. (JPEG, 434 K)
(Universita' di Padova)

La sonda si e' avvicinata alla cometa riprendendo immagini fino ad una distanza dal nucleo di 600 km, prima che la Halley Multicolour Camera cessasse di funzionare a causa del bombardamento della polvere cometaria che la colpiva alla velocita' di 70 km/sec. La restante strumentazione a bordo ha comunque continuato a mandare informazioni durante l'attraversamento della coda.
La sonda Giotto durante il montaggio. I pannelli solari sono stati rimossi per accedere all'interno. Le sfere argentate sono due dei quattro serbatoi contenenti idrazina, il combustibile per le correzioni dell'orbita e il posizionamento. (JPEG, 359 K)
(ESA)






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