Loftsteinar

Stjörnuhröp

Þegar loftsteinar (og ísagnir frá halastjörnum) brenna upp í lofthjúpnum verða til ljósrákir á himni sem við köllum stjörnuhröp eða loftsteinahröp. Björtustu stjörnuhröpin, þau sem verða bjartari en reikistjörnurnar, eru kölluð vígahnettir. Séu steinarnir nógu stórir geta brot úr þeim fallið alla leið til Jarðar og sumir jafnvel myndað gíga.

Áætlað er að ár hvert falli yfir 10.000 tonn af loftsteinum, geimörðum og geimryki í gegnum lofthjúp Jarðar.

1. Stjörnuhröp

Stjörnuhröp yfir Vestmannaeyjum úr Geminíta loftsteinadrífunni. Mynd: Óskar Elías Sigurðsson

Stærstur hluti þess efnis sem Jörðin verður fyrir á degi hverjum eru örlitlar berg- og ísagnir — flestar á stærð við sandkorn upp í stærð blábers eða þar um bil — sem brenna auðveldlega upp í lofthjúpnum. Slík fyrirbæri eru kölluð stjörnuhröp eða loftsteinahröp.

Þegar loftsteinn kemur inn í lofthjúpinn þjappar hann saman loftinu fyrir framan sig. Því þéttara sem loftið verður, því heitara verður það. Flestir steinar rekast á Jörðina á 11 til 40 km hraða á sekúndu en þeir hraðfleygustu ná 72 km hraða á sekúndu. Til samanburðar ferðast byssukúla á tæplega þreföldum hljóðhraða eða 1 km hraða á sekúndu.

Þegar svo hraðfleygur steinn eða ögn rekst á lofthjúpinn breytist hraði hans í orku sem flyst út í umhverfið í kring, þ.e. loftið. Steinn sem ferðast á 50 földum hljóðhraða þjappar miklu lofti saman fyrir framan sig og svo hratt, að þrýstingurinn verður ógnvænlegur. Loftið hitnar upp í nokkur þúsund gráður og byrjar að glóa (loftið jónast). Þá myndast sjálflýsandi slóð eða loftsteinaslóð, oftast í 90-100 km hæð. Sjaldgæft er að slíkar slóðir endist lengi.

Steinninn, sem er örlítið fyrir aftan samþjappaða loftið, finnur vel fyrir hitanum og brennur upp á örskömmum tíma, oft á innan við sekúndu, stundum á örfáum sekúndum. Þá myndast stundum rykslóð sem eru annars eðlis en sjálflýsandi slóðirnar og öllu neðar eða í um 80 km hæð.

Flestum finnst hrapið skammt frá sér en í raun og veru er hasarinn í nokkurra tuga eða jafnvel 100 kílómetra hæð yfir Jörðinni. Þar er loftið örþunnt en nógu þykkt til að verja okkur fyrir hagléli úr geimnum.

Stjörnuhrap og norðurljós / Shooting star and auroras from Stjörnufræðivefurinn on Vimeo.

2. Vígahnettir

Bjartur vígahnöttur yfir Oklahoma í Bandaríkjunum árið 2008. Mynd: Howard Edin

Í tilviki steina sem eru frá nokkrum metrum í þvermál gerast hlutirnir aðeins öðruvísi. Í stað þess að brenna upp er krafturinn sem verkar á steininn svo ógurlegur að hann þjappast saman vegna mismunarins á loftþrýstingnum fyrir framan og aftan hann. Með öðrum orðum flest steinninn út.

Steinninn stenst ómögulega slíkt álag og sundrast á örfáum sekúndum í tugi, hundruð eða mörg þúsund mola. Við það getur steinninn orðið mjög bjartur, bjartari en tullt tungl og í sumum tilvikum skærari en sólin. Loftsteinar sem verða bjartari en reikistjarnan Venus (birtustig –4) — sem er bjartasta stjarnan á himni þegar hún er á lofti — eru kallaðir vígahnettir (e. fireballs og bolides). Vígahnettir skilja stundum eftir sig sjálflýsandi slóðir sem geta enst lengi.

Meðalstórir (nokkrir sentímetrar upp í nokkra metra) vígahnettir springa hátt í lofthjúpnum. Hversu hátt fer eftir stærð og hvort steinninn sé úr bergi eða málmum. Járnsteinar standast hamaganginn betur og geta náð dýrpa inn í lofthjúpinn.

Orkan sem þarf til að tvístra stórum steinum á þennan hátt er sambærileg við nokkrar kjarnorkusprengjur, svipuðum þeim sem Bandaríkin vörpuðu á Híróshíma og Nagasakí í Seinni heimsstyrjöldnni. Mælingar benda til að slík sprenging verði að jafnaði einu sinni í mánuði einhvers staðar á Jörðinni, langflestar fjarri mannabyggðum.

Hafi steinninn hægt nægilega mikið á sér áður en hann springur geta smærri brot fallið alla leið til Jarðar. Brotin eru þá ekki ýkja hraðskreið miðað við upphafshraða steinsins. Þau hætta að glóa og eru ósýnileg síðustu 20-30 kílómetrana sem þau falla. Brotin falla þá álíka hratt og ef þau væru látin falla ofan af mjög hárri byggingu — á um eða yfir 100 til 200 km hraða á klukkustund eða svo.

https://www.youtube.com/watch?v=VXgH_RuHU8EUpptaka úr lögreglubíl af Buzzard Coulee vígahnettinum yfir Kanada árið 2008

Þvert á það sem margir halda eru loftsteinabrot ekki heit þegar þau falla til Jarðar. Það er enda ekki steinninn sjálfur sem hitnar, heldur loftið fyrir framan þá. Loftið hitar ysta lag steinsins sem brennur og bráðnar.

Ellen Milley, þáverandi doktorsnemi við Calgaryháskóla, við brot úr Buzzard Coulee vígahnettinum. Brotið lenti á ísilögðu vatni. Mynd: Bruce McCurdy, ESSF / RASC

Þegar steinninn er enn í nokkurra tuga kílómetra hæð hefur hægt svo á honum að loftið fyrir framan hann hættir að glóa. Þeir hlutar sem hitnuðu mest á ferðinni um lofthjúpinn hafa bráðnað og fokið burt. Það tekur brotin svo nokkrar mínútur að falla alla leið til Jarðar. Steinninn hefur verið í geimnum í milljónir ára og því mjög kaldur. Loftsteinar sem ná til Jarðar eru þess vegna kaldir þegar þeir lenda.

2.1 Tilkynningar um vígahnetti

Á degi hverjum falla mörg þúsund vígahnettir inn í lofthjúp Jarðar. Helmingur fellur að degi til og stærstur hluti yfir höfum og óbyggðum. Fáir taka eftir þeim vígahnöttum sem falla á næturnar vegna þess hve fáir eru á ferli á þeim tímum. Áætlað hefur verið, að fyrir hverjar 200 klukkustundir sem stjörnuáhugamaður ver utandyra, geti hann eða hún búist við að sjá einn vígahnött sem verður bjartari en birtustig –6. Á um 20 stunda fresti eða svo ætti að sjást vígahnöttur sem nær birtu Venusar.

Á vef Almanaks Háskólans hvetur Þorsteinn Sæmundsson, stjörnufræðingur, fólk sem verður vitni að björtum loftsteini (vígahnetti) að:

festa sér í minni hvar ljósið hvarf, í hvaða átt það var miðað við kennileiti og í hvaða hæð yfir láréttum sjóndeildarhring. Að meta hæðina í gráðum getur verið erfitt, en 1 cm á reglustiku í útréttri hendi svarar nokkurn veginn til einnar gráðu, og krepptur hnefi (lóðréttur) er um það bil 10°. Þá eru menn hvattir til að hlusta eftir hljóði í nokkrar mínútur eftir að loftsteinninn hverfur, og fylgjast með því hvað tímanum líður. Nær allir loftsteinar missa hraðann vegna loftmótstöðu og hætta að sjást meira en  20 km frá jörðu, svo að það tekur hljóðið að minnsta kosti mínútu að berast til jarðar.

3. Vígahnettir yfir Íslandi

Slóð eftir vígahnött sem sást á himni þann 27. október 2008. Mynd: Grétar Örn Ómarsson

Á hverju ári sjást nokkrir vígahnetti yfir Íslandi og berast tilkynningar um þá ýmist til fjölmiðla, Veðurstofu Íslands,  Stjörnuskoðunarfélags Seltjarnarness, Þorsteins Sæmundssonar.

Frá árinu 1976 hefur Þorsteinn skrásett alla vígahnetti sem sjást frá Íslandi og tilkynnt er um. Í júní 2013 eru þeir orðnir 196 talsins en listann má nálgast hér. Nokkrum vígahnöttum hafa fylgt drunur.

Sunnudagskvöldið 1. ágúst 1976 sást glæsilegur vígahnöttur yfir Íslandi sem varð til þess að Þorsteinn hóf að skrásetja þá. Margir urðu vitni að honum því veður var gott víða um land. Drunur fylgdu í kjölfarið og mældust á einum jarðskjálftamæli. Vígahnötturinn skildi eftir sig áberandi reykhala sem entist í nokkrar klukkustundir og náðust myndir af honum. Myndirnar gerðu Þorsteini kleift að reikna út að steinninn féll yfir hafi 170 km norður af Skagatá á Norðurlandi.

Að kvöldi 27. október 2008 sást mjög bjartur vígahnöttur á stjörnuhimninum yfir Íslandi. Steinninn varð sennilega bjartari en fullt tungl. Hann skildi eftir sig slóð sem sást í yfir 20 mínútur á eftir. Tilkynningar um hann bárust frá 19 stöðum á landinu. Þorsteini tókst að reikna út að steinninn hafi fallið um 40 km sunnan við miðjan Hofsjökul í tæplega 100 km hæð.

Hér má lesa pistil Þorsteins um þennan fallega vígahnött.

4. Hljóð

Ef bjartur vígahnöttur nær niður fyrir 60 km hæð er möguleiki á að hljóð heyrist, drunur eða hljóðhöggbylgja, þegar hljóðið nær til Jarðar. Hljóð ferðast fremur hægt, um 340 metra á sekúndu eða rúma 20 km á mínútu (við sjávarmál), svo að minnsta kosti ein mínúta líður þar til hljóðið berst eftir blossann, allt eftir fjarlægð frá athuganda. Á þennan hátt er hægt að nota tímann til að áætla hæð loftsteinsins.

Ef þú ert svo heppin(n) að verða vitni að björtum vígahnetti, skaltu leggja við hlustir í nokkrar mínútur eftir að blossinn sést til eiga möguleika á að heyra drunur eða hljóðhöggbylgju.

Ekkert hljóð berst frá langflestum loftsteinahröpum.

https://www.youtube.com/watch?v=tq02C_3FvFoHöggbylgjan af völdum Chelyabinsk vígahnattarins (ath! hár hvellur í byrjun)

5. Litir

Stjörnuhröp og vígahnettir geta verið mismunandi á litinn. Litirnir velta á efnunum í steininum sem er að brenna upp og víxlverkun þeirra við efnin í lofthjúpi Jarðar. Atómin í loftsteininum gefa frá sér ljós þegar þau hitna við komuna inn í lofthjúpinn. Mismunandi atóm gefa frá sér ljós með mismunandi bylgjulengdir og við sjáum sem liti. Á meðal algengra lita sem sjást eru:

• Appelsínugulur/gulur frá natríumi
  

• Gulur frá járni
  

• Blár/grænn frá nikkel
  

• Bláhvítt frá magnesíumi
  

• Fjólublár frá kalíumi

• Rautt frá silikötum

Örvaðar nitursameindir og súrefnisatóm í lofthjúpnum gefa frá sér rautt ljós.

6. Loftsteinadrífur

Sjá nánar: Loftsteinadrífur

Geminíti yfir Dyrhólaey. Mynd: Stéphane Vetter

Þegar Jörðin ferðast í gegnum slóð ísagna sem losnað hafa af halastjörnum á leið þeirra í kringum sólina verður loftsteinadrífa. Sjást þá nokkrir tugir eða, í bestu tilvikum, nokkur þúsund stjörnuhröp á klukkustund. Í loftsteinadrífum virðast stjörnuhröpin stefna frá tilteknu stjörnumerki á himninum og eru drífurnar kenndar við þau.

Taflan hér undir sýnir helstu loftsteinadrífur sem mögulegt er að sjá frá Íslandi. Drífurnar eru mjög misjafnar og virknin sveiflast á milli ára eða áratuga en yfirleitt er hægt að sjá stjörnuhröp dagana í kringum hámarkið. Kvaðrantítar eru ein af undantekningunum frá þessari reglu því þeir sjást aðallega á nokkurra klukkustunda bili í kringum hámarkið. Drakonítar teljast til óreglulegra loftsteinadrífa því virknin er mjög misjöfn milli ára.

Dagsetning á hámarki hverrar loftsteinadrífu breytist örlítið milli ára en birtist ávallt í Almanaki Háskóla Íslands.

Loftsteinadrífa	Hámark í kringum	Stjörnumerki geislapunkts	Halastjarna
Kvaðrantítar	3. janúar	Hjarðmaðurinn	2003 EH1
Lýrítar	22. apríl	Harpan	Thatcher 1861 I
Persítar	12. ágúst	Perseifur	Swift-Tuttle
Drakonítar	9. október	Drekinn	Giacobini-Zinner
Óríonítar	22. október	Óríon	Halley
Tárítar	3. nóvember	Nautið	Encke
Leonítar	18. nóvember	Ljónið	Tempel-Tuttle
Geminítar	14. desember	Tvíburarnir	3200 Phaeton (smástirni/óvirk halastjarna)
Úrsítar	23. desember	Litlibjörn	8P/Tuttle

Taflan hér að neðan sýnir skilyrði til þess að sjá helstu loftsteinadrífur frá Íslandi næstu árin.

(*)Athugið: Hámarkið sem tilgreint er hér að neðan (allt að XX stjörnuhröp) miðast við algert myrkur og að ekkert tunglsljós lýsi upp himininn. Yfirleitt sjást miklu færri stjörnuhröp. Einnig sjáum við ekki öll stjörnuhröpin því þau þjóta frá stjörnumerkinu (geislapunktinum) í allar áttir á himninum (getum ekki séð allan himininn í einu). Þótt hér sé yfirleitt tilgreind ein dagsetning (hámarkið) er oft hægt að sjá stjörnuhröp frá loftsteinadrífunni eina til tvær nætur fyrir og eftir hámarkið.

Loftsteinadrífa	Upplýsingar
Kvaðrantítar Í kringum 3. janúar Geislap.: Hjarðmaðurinn	Allt að 120 stjörnuhröp á klst.(*) Langmesta virknin í nokkrar klst. í kringum hámarkið. Geislapunktur í norðri (kvöld) og hátt á austurhimni (morgun).
Lýrítar Í kringum 22. apríl Geislapunktur: Harpan	Allt að 10-20 stjörnuhröp á klst.(*) Mest virkni sömu nótt og hámarkið. Geislapunktur hátt á austurhimni. Fá stj.hröp og orðið aðeins bjart úti.
Persítar Í kringum 12. ágúst Geislapkt.: Perseifur	Allt að 60 stjörnuhröp á klst.(*) Geislapunktur hátt á austurhimni. Sjást illa frá Íslandi (verður aldrei almennilega dimmt um nóttina).
Drakonítar Í kringum 9. okt. Geislapkt.: Drekinn	Allt að 10 stjörnuhröp á klst.(*) Geislapunktur hátt í norðvestri. Minniháttar loftsteinadrífa en stöku ár er virknin umtalsverð.
Óríonítar Í kringum 22. okt. Geislapunktur: Óríon	Allt að 25 stjörnuhröp á klst.(*) Geislapunktur rís í suðaustri eftir miðnætti og er í suðri að morgni. Ekki skarpur toppur, einnig hægt að skoða næturnar í kringum hámarkið.
Tárítar Í kringum 8.-9. okt.  og 12.-13. nóv. Geislapunktur: Nautið	Allt að 5 stjörnuhröp á klst.(*) Mjög lítil virkni miðað við aðrar loftsteindadrífur í töflunni. Hefjast í  september og ná fram í byrjun desember. Sjást að kvöldi í austri.
Leonítar Í kringum 18. nóv. Geislapunktur: Ljónið	Allt að 15 stjörnuhröp á klst.(*) Hafa komið loftsteinastormar á um  33 ára fresti með einstaklega mikilli  virkni en ekki er von á öflugri drífu á næstu árum.
Geminítar Í kringum 14. des. Geislapkt.: Tvíburarnir	Allt að 120 stjörnuhröp á klst.(*) Yfirleitt öflugasta lofsteinadrífa ársins. Sjást vel frá Íslandi því Tvíburarnir eru norðarlega á himni.
Úrsítar Í kringum 23. des. Geislapkt.: Litlibjörn	Allt að 10 stjörnuhröp á klst.(*) Litlibjörn sést í norðri alla nóttina  svo geislapunkturinn er vel yfir  sjóndeildarhring.

7. Fundarstaðir

Átján kg loftsteinn sem fannst í janúar 2013 á fannhvítri ísbreiðu Suðurskautsins. Mynd: International Polar Foundation

Áætlað er að á degi hverjum falli milli 20 til 40 tonn af loftsteinum til Jarðar (menn greinir á um magnið, sumir segja meira en 100 tonn), flestir mjög smáir. Það hljómar mikið en er hverfandi lítið í samanburði við stærð Jarðar — þetta magn dygði til að fylla litla sex hæða hús.

Dreifingin yfir Jörðina er jöfn en þar sem haf þekur stærstan hluta Jarðar falla flestir loftsteinar í sjóinn eða fjarri mannabyggðum og finnast aldrei. Árið 2013 höfðu fundist hátt í 56.000 loftsteinar víða um heim. Flest staðfest loftsteinahröp sjást vitaskuld þar sem íbúafjöldi er mikill og veður hagstætt.

Loftsteinar eru oftast svartir svo best er að leita þeirra þar sem þeir skera sig úr, gróður er í lágmarki og veðrun tiltölulega hæg, eins og t.d. í eyðimörkum eða ísbreiðum. Þetta kom glögglega í ljós árið 1969 þegar japanskir vísindamenn fundu níu loftsteina í Yamatofjöllum á Suðurskautslandinu. Sá fundur markaði upphafið að víðtækri loftsteinaleit á kaldasta meginlandi Jarðar. Síðan hafa tæplega 40.000 loftsteinar fundist á Suðurskautinu. Loftsteinar varðveitast vel í þurru loftslagi og eru Suðurskautslandið og eyðimerkur því kjörlendi loftsteinasafnara.

Reiknað hefur verið út að ár hvert lendi um 20 loftsteinar á hverja milljón rúmkílómetra. Árlega ættu því einn til tveir loftsteinar að lenda á Íslandi. Loftsteinabrot leynast án efa einhvers staðar á landinu þótt þau hafi aldrei fundist. Loftsteinar eru jafnan dökkir eins og flest berg á Íslandi svo ekki má búast við miklum árangri af loftsteinaleit hér á landi.

7.1 Veðrun

Loftsteinar hafa oft legið árum saman, jafnvel í mörg þúsund ár, á fundarstöðum sínum. Þar veðrast þeir og brotna niður eins og hvert annað grjót. Margir járnsteinar geta til að mynda verið allnokkuð ryðgaðir eftir langa dvöl á Jörðinni.

Til er kvarði sem lýsir veðrunarstigi loftsteina frá W0 (ósnortnir steinar) upp í W6 (mjög veðraðir steinar).

8. Nöfn

Loftsteinninn ALH 84001 sem fannst á Suðurskautinu árið 1984 og er frá Mars. Mynd: GSFC/NASA

Loftsteinar eru alltaf nefndir eftir fundarstöðum sínum, venjulega bæ í nágrenninu eða landslagsfyrirbæri, t.d. fjöllum eða stöðuvatni. Nafnanefnd Alþjóðlega loftsteinafélagsins hefur umsjón með nafnveitingum og heldur skrá yfir alla loftsteina sem finnast. Vísindamenn og safnarar nota nöfnin sem þessi nefnd samþykkir.

Finnist margir loftsteinar á sama stað fá steinarnir raðnúmer eða bókstaf á eftir nafni fundarstaðarins. Sem dæmi er ALH 84001 frægur loftsteinn frá Mars. Hann var fyrsti loftsteinninn (001) sem vísindamenn fundu í Alan Hills (ALH) á Suðurskautinu árið 1984.

Fjöldi loftsteina hafa fundist í Sahara eyðimörkinni í norðanverðri Afríku. Þegar spurðist út að hafa mætti ágætar tekjur af loftsteinasölu héldu íbúar á þessum slóðum, sér í lagi í Marokkó, út í eyðimörkina í loftsteinaleit. Oft og tíðum skortir upplýsingar um nákvæman fundarstað og -tíma í þeim tilvikum og eru slíkir steinar því aðeins kallaðir „Northwest Africa“ loftsteinar, skammstafað „NWA“, t.d. NWA 7034 sem er annar áhugaverður steinn frá Mars.

9. Flokkun

Flestir loftsteinar eru brot úr smástirnum sem hafa tvístrast við mikla árekstra. Teikning: NASA/JPL-Caltech

Yfirgnæfandi meirihluti loftsteina sem fallið hafa til Jarðar eiga rætur að rekja til smástirnabeltisins milli Mars og Júpíters. Tiltölulega fáir loftsteinar koma frá næstu nágrönnum okkar í geimnum, tunglinu og Mars. Í sumum tilvikum er hægt að rekja loftsteina beint til móðurhnattar, t.d. í tilviki smástirnisins Vestu.

Árekstrar í geimnum hafa splundrað smástirnum og dreift brotum um geiminn. Stundum verða þessi brot í vegi fyrir Jörðinni, falla í gegnum lofthjúpinn og enda á yfirborðinu sem loftsteinar.

Flestir loftsteinar voru eitt sinn hluti af skorpu smástirna eða reikistjarna. Aðrir eru frá mörkum möttuls og kjarna í lagskiptum smástirnum og enn aðrir eru leifar af bráðnum málmkjörnum þeirra.

Allir þessir steinar eru ólíkir en í grunninn er þeim skipt í þrjá hópa: Bergsteina, járnsteina og járnbergssteina.

9.1 Bergsteinar

Brot úr Chelyabinsk loftsteininum. Hann er venjulegur kondrít með svarta bræðslukápu. Mynd: Evgenij Suhanov

Bergsteinar (e. stony meteorites) eru algengustu loftsteinarnir: Um og yfir 90% af öllum þekktum lofsteinum eru bergsteinar. Þeir mynduðu eitt sinn skorpu reikistjörnu eða smástirna sem hafa splundrast.

Margir bergsteinar líkjast mjög jarðnesku grjóti, einkum þeir sem hafa verið á yfirborði Jarðar í langan tíma, svo örðugt getur reynst að finna bergloftsteina í náttúrunni. Þess vegna eru bergsteinar sjaldgæfari í loftsteinasöfnum en járnsteinar, jafnvel þótt þeir séu mun algengari í geimnum.

Ferskir steinar, þ.e. steinar sem hafa fallið nýlega, hafa gjarnan svarta bræðslukápu eða -skorpu, nokkurs konar húð, sem varð til vegna hitans þegar steinninn féll í gegnum lofthjúpinn. Stór hluti bergsteina innihalda líka nægilega mikið járn til að festast við sterka segla og þekkjast líka af því.

Brot úr akondrít-loftsteini sem fannst í Afríku árið 2003. Mynd: ArizonaSkiesMeteorites.com

Í sumum bergsteinum eru litlar litríkar innlyksur eða korn sem kallast „grjónur“ (e. chondrules). Grjónurnar urðu til í geimþokunni sem myndaði sólkerfið okkar og eru því örlítið eldri en Jörðin og sólkerfið. Grjónurnar eru þar af leiðandi elsta efnið sem við komumst í tæri við.

Bergloftsteinar sem innihalda grjónur kallast kondrít. Kondrít skiptist í nokkra undirflokka en „venjuleg kondrít“ er algengasti hópurinn og telja yfir 80% allra loftsteina sem finnast.

Bergloftsteinar sem innihalda ekki grjónur kallast akondrít. Þeir eru storkuberg, basalt, þ.e. berg sem hefur myndast við eldvirkni á móðurhnöttunum. Vegna bráðnunar og endurkristöllunar eyddust öll merki um grjónurnar.

Akondrít innihalda mjög lítið eða jafnvel ekkert járn svo erfiðara er að finna þá en aðra loftsteina á Jörðinni. Á Jörðinni eru til nokkrir loftsteinar sem rekja má til tunglsins og Mars. Þeir eru allir akondrít.

Brot úr Murchison loftsteininum sem féll í Ástralíu árið 1969. Hann er kolefniskondrít. Mynd: Wikimedia Commons

Bergloftsteinar sem innihalda mikið kolefni kallast kolefniskondrít (e. carbonaceous chondrites). Kolefniskondrít innihalda líka lífræn efnasambönd og stundum vatn. Þess vegna telja margir vísindamenn að vatn og lífræn efni hafi borist til Jarðar með kolefniskonrít-loftsteinum. Þeim er skipt í nokkra undirflokka eftir efnainnihaldi.

Af þekktum bergsteinum má nefna:

• Chelyabinsk-loftsteinninn sem féll í Rússlandi 15. febrúar 2013. Þessi steinn er venjulegur kondríti.

• Murchison-loftsteinninn sem féll í Ástralíu 28. september árið 1969. Þessi steinn er kolefniskondríti.

• ALH 84001-loftsteinninn sem fannst á Suðurskautinu árið 1984. Þessi steinn er akondríti frá Mars.

9.2 Járnsteinar

5 kg brot úr Campo del Cielo járnsteininum sem féll í Argentínu fyrir um 4.000 árum. Mynd: Arizona Skies Meteorites

Járnsteinar (e. iron meteorites) eru að mestu úr blöndu járns og nikkels. Þeir eru fremur sjaldgæfir: Tæplega 5% af öllum loftsteinahröpum eru járnsteinar. Járnsteinar eru aftur á móti auðþekkjanlegri en bergsteinar, standast betur veðrunaröflin og auk þess líklegri til að falla alla leið til Jarðar. Forfeður okkar nýttu sér þessa steina í vopnasmíði.

Járnsteinar eru þéttari í sér en bergsteinarnir og telja næstum 90% af massa allra þekktra loftsteina. Allir stærstu loftsteinarnir á Jörðinni eru járnsteinar, þar á meðal Hoba-loftsteinninn í Namibíu sem er stærsti staki loftsteinninn á Jörðinni en hann vegur tæp 60 tonn.

Járnsteinar eru taldir brot úr kjörnum smástirna og reikistirna (stórra hnatta sem voru til snemma í sögu sólkerfisins). Járnið er þungt svo það sökk inn að miðju hnattanna. Við árekstra splundruðust hnettirnir og járnið dreifðist um geiminn.

Yfirgnæfandi meirihluti járnsteina er úr járn- og nikkelblöndu — steindum sem kallast kamasít og taenít. Munurinn er fólginn í hlutfalli járns á móti nikkeli. Kamasít er 90-95% járn og 5-10% nikkel en taenít inniheldur meira nikkel, frá 20-65%. Járnsteinar geta líka innihaldið aðra málma eins og kóbalt en þá í mjög litlu mæli.

Widmanstätten mynstur í sneið úr járnsteini. Mynd: Wikimedia Commons

Margir járnsteinar hafa einstaka kristallabyggingu sem nefnist Widmanstätten-mynstur. Mynstrið verður til mjög hæga kólnun járnsteinsins í milljónir ára. Það getur því sagt vísindamönnum til um kólnunartíma steinanna. Að jafnaði eru kristallarnir stærri því lengur sem málmurinn var að storkna. Nikkelmagnið hefur líka áhrif á stærð kristallanna.

Af þekktum járnsteinum má nefna:

• Hoba-loftsteininn sem féll í Namibíu fyrir innan við 80.000 árum.

• Canyon Diablo loftsteinana sem eru brot úr smástirninu sem myndaði loftsteinagíginn í Arizona í Bandaríkjunum fyrir tæpum 50.000 árum.

• Sikhote-Alin loftsteininn sem féll í Rússlandi árið 1947.

• Campo del Cielo loftsteininn sem féll í Argentínu fyrir um 4.000 árum. Við aðalinngang Háskólans í Reykjavík, í miðrými skólans sem kallað er Sól, er 5,2 kg þungt brot úr honum. Það er stærsti loftsteinn til er á Íslandi enn sem komið er.

9.3 Járnbergssteinar

Sneið af Imilac járnbergssteiinum sem er af pallasítgerð með gulgræna ólivínkristalla sem járn-nikkelblanda límir saman. Mynd: ArizonaSkiesMeteorites.com

Járnbergssteinar (e. stony-iron meteorites) eru úr blöndu járns og nikkels en líka bergi (silikötum) eins og nafnið gefur til kynna. Þeir eru sjaldgæfustu loftsteinarnir: Aðeins um 2% af öllum loftsteinum eru járnbergssteinar.

Járnbergssteinar skiptast í tvennt: Pallasít og Mesosíderít. Lengi var talið að uppruni beggja tegunda væri svipuð en nú er álitið að þeir hafi myndast með gerólíkum hætti.

Pallasít eru sennilega fallegustu loftsteinarnir. Þegar þeir eru sneiddir koma í ljós margir stórir og oft hreinir ólivínkristallar sem járn-nikkelblandan límir saman (kallað vefta). Kristallarnir eru oft gegnsæir og grænir eins og ólivín á að sér að vera, en stundum gulir, gulllitaðir eða jafnvel brúnir eftir veðrun á Jörðinni. Ólivín myndast í útbasísku storkubergi svo pallasítsteinarnir eru taldir hafa myndast á fremur litlu svæði í lagskiptum smástirnum, við mörk kjarnans og möttulsins, sem síðar tvístruðust við árekstra.

Sneið af járnbergssteininum NWA 2676 sem er mesosíderít. Mynd: ArizonaSkiesMeteorites.com

Mesosíderít eru fágætari en pallasítsteinarnir. Þeir eru nokkurn veginn til helminga járn-nikkel blanda og siliköt. Mesosíderít eru ekki eins fallegir steinar og pallasíti en flestir eru brotaberg (breksía, berg sem hefur límst saman, t.d. við árekstra) og í mörgum eru innlyksur úr ýmsum silikötum. Þegar þeir eru sneiddir kemur í ljós fallega silfruð og svört vefta. Mesosíderítsteinar eru taldir hafa myndast við hægfara árekstra lítilla málmbrota við yfirborð lagskiptra smástirna. Við áreksturinn límdust málmbrotin og silikötin saman.

Af þekktum járnbergsteinum má nefna:

• Imilac-loftsteininn sem fannst í Atacamaeyðimörkinni í Chile árið 1822.

• Esquel-loftsteinninn sem fannst í Chubut í Argentínu árið 1951.

• Peekskill-loftsteinninn sem féll í New York árið 1992 og olli tjóni.

10. Geimörður

Geimörður (e. micrometeorites) eru örsmáar agnir — 50 míkrómetrar upp í 2 mm eða svo að stærð — sem vega venjulega innan við eitt gramm. Þegar geimörður brenna upp í lofthjúpnum sést stjörnuhrap. Leifarnar (rykið) svífa svo hægt og rólega niður til Jarðar.

Geimörður eru allt í kringum okkur og við öndum þeim að okkur daglega án þess að taka eftir því. Þær setjast á yfirborðið, falla í sjóinn og finnast í setlögum og ískjörnum. Talið er að flestar geimörður megi rekja til halastjarna en líka berg- og málmhnatta.

Úti í geimnum eru geimörður mjög hraðfleygar og getur mönnuðum og ómönnuðum geimförum stafað hætta af þeim, þótt smáar séu.

11. Söguleg loftsteinahröp

Hluti úr loftsteininum sem olli tjóninu á bílnum í Peekskill í New York árið 1992. Mynd: R. A. Langheinrich Meteorites

Nokkur dæmi eru um að tjón hafi hlotist af loftsteinahröpum. Í október 1992 sást vígahnöttur á himni yfir Peekskill í New York sem sundraðist og féllu brotin til jarðar. Eitt brotið rakst á skottið á bíl ungrar konu. Hún heyrði hávaða sem minnti á árekstur og hljóp út. Þar sá hún 12 kg þungan loftstein við hlið bílsins sem hafði orðið fyrir talsverðum skemmdum.

Tryggingar bæta ekki tjón af völdum loftsteina svo konan sat uppi með tjónið. Fljótlega voru henni þó boðnar háar fjárhæðir fyrir loftsteininn og bílinn sem nú er sýningargripur.

Þann 27. mars árið 2003 vöknuðu íbúar nokkurra úthverfa Chicago við drunur og braml. Skömmu áður höfðu sjónarvottar sem staddir voru utandyra séð bjartan loftstein springa á himninum. Brotin af honum dreifðust yfir stórt svæði í Chicago og féllu nokkrir loftsteinar í gegnum húsþök. Sumir lentu líka á bílum á svæðinu. Þrettán ára drengur hrökk upp þegar 2,5 kg steinn féll í gegnum loftið í herberginu og lenti á gólfinu við rúmið hans.

https://www.youtube.com/watch?v=AOU3r3Q4-eYPeekskill vígahnötturinn í október 1992

Sem betur fer eru engin dæmi til um að fólk hafi látið lífið eftir að hafa orðið fyrir loftsteinum. Eina dæmið um manneskju sem varð fyrir loftsteini er frá 30. nóvember 1954. Þann dag lá kona að nafni Ann Hodges sofandi í sófanum heima hjá sér í Sylacauga í Alabama í Bandaríkjunum þegar 4 kg loftsteinn féll í gegnum loftið, skoppaði af útvarpsskáp og lenti á mjöðm hennar. Hún slasaðist ekki mikið en fékk stóran og ljótan marblett (sjá Konan sem varð fyrir loftsteini).

11.1 Chelyabinsk í Rússlandi árið 2013

Sjá nánar: Chelyabinsk loftsteinninn

Þann 15. febrúar 2013 slösuðust nærri 1.500 manns í borginni Chelyabinsk í Rússlandi þegar 17-20 metra breitt smástirni sem vó um 10.000 tonn splundraðist í 25-30 km hæð yfir borginni. Engin manneskja varð fyrir brotum úr steininum sjálfum, heldur var það höggbylgjan sem fylgdi sem olli tjóninu. Höggbylgjan sprengdi rúður og felldi mannvirki. Þetta er einstæður atburður enda í fyrsta sinn sem svo margt fólk slasast af völdum loftsteinahraps.

Rykslóð Chelyabinsk-loftsteinsins sem féll yfir Rússlandi 15. febrúar 2013. Mynd: M. Ahmetvaleev

12. Árekstragígar

Sjá nánar: Árekstragígar

Manicougan gígurinn í Kanada (hringlaga myndunin hægra megin) séður úr geimstöðinni. Gígurinn er um 100 km í þvermál og rúmlega 200 milljón ára gamall. Mynd: Chris Hadfield

Þegar stórir hnettir, nokkrir tugir metra í þvermál, rekast á Jörðina verða til árekstragígar eða loftsteinagígar. Á Jörðinni þekkjast um 170 gígar, frá nokkrum metrum upp í um 300 km í þvermál. Miklu fleiri gígar hafa myndast í gegnum tíðina (mun fleiri en á tunglinu vegna þess að Jörðin er miklu stærri) en veðrun og rof hafa afmáð ummerki um þá flesta.

Elsti gígurinn er meira en 2 milljarða ára en sá yngsti varð til árið 2007. Þann 15. september það ár féll loftsteinn nærri bænum Carancas í Perú, við landamæri Bólivíu við Titicaca vatn. Þriggja metra breiður akondrítloftsteinn myndaði 13 metra breiðan og 4,5 metra djúpan gíg (óvenjulegt að svo smár steinn skildi ekki hafa brunnið upp). Jarðvegur þeyttist um 250 metra út frá gígnum en nálægustu hús voru í aðeins 120 metra fjarlægð frá honum. Þetta er eina dæmið um að fólk hafi orðið vitni að myndun árekstragígs. Fljótlega eftir áreksturinn veiktist fólk. Var það rakið til þess að gígurinn gróf sig ofan í grunn sem innihélt arsenik. Við hitann við áreksturinn gufaði arsenikið upp og fólk í andaði eiturgufunum að sér.

Þegar Sikhote-Alin loftsteinninn rakst féll á Rússland árið 1947 urðu til nokkrir tugir lítilla árekstrapytta. Sá stærsti var 26 metra breiður og 6 metra djúpur.

Áætlað er að á hverjum milljón árum verði einn til þrír árekstrar á Jörðinni sem geta myndað 20 km breiðan gíg.

13. Söfnunargildi

Viðskiptajöfurinn Naveen Jain er loftsteinasafnari og einn af ríkustu mönnum Bandaríkjanna. Hér heldur hann á mjög verðmætu pallasíti úr Esquel loftsteininum sem féll í Argentínu. Mynd: Forbes

Loftsteinar eru verðmætir í augum vísindamanna og safnara vegna þess hve sjaldgæfir þeir eru og hvað hægt er að læra af þeim. Loftsteinar eru hins vegar mjög misverðmætir en verðmætið fer bæði eftir uppruna og framboði á svipuðum steinum en líka útliti — fallegir steinar, t.d. pallasít, eru dýrir. Loftsteinar frá tunglinu og Mars eru mjög eftirsóttir enda fremur fágætir og þar af leiðandi mjög verðmætir.

Hægt er að kaupa loftsteina á ýmsum vefsíðum. Best er að eiga viðskipti við trausta loftsteinasala, t.d.:

• Arizona Skies Meteorites

• Meteorites-For-Sale.com

• Aeorlite Meteorite Men

Tengt efni

• Smástirni

• Halastjörnur

• Loftsteinar frá Mars

• Konan sem varð fyrir loftsteini

• Chelyabinsk loftsteinninn

• Murchison loftsteinninn

• Hoba loftsteinninn

• Loftsteinagígar

Fréttir tengdar loftsteinum

• Frétt: Um 200 loftsteinar rekast á Mars á hverju ári
  

• Frétt: Áttu loftsteinar þátt í uppruna lífs á Jörðinni? 
  

• Frétt: Loftsteinn lagður að nýbyggingu Háskólans í Reykjavík

• Blogg: Stiklað á stóru um loftsteina og árekstra

Heimildir

1. American Meteor Society. Fireball FAQs (sótt: 25. júní 2013).

2. American Meteor Society. Meteor Shower Calendar (sótt: 2. nóvember 2014).
3. Arizona Skies Meteorites. Iron Meteorite Widmanstätten Pattern (sótt: 25. júní 2013).
   

4. Geoffrey Notkin. What are Meteorites? Geology.com (sótt: 25. júní 2013).

5. Geoffrey Notkin. Meteorite Types and Classification. Geology.com (sótt: 25. júní 2013).

6. Geoffrey Notkin. Stone Meteorites: The Crust of Other Worlds. Geology.com (sótt: 25. júní 2013).

7. Geoffrey Notkin. Iron Meteorites: The Hearts of Long-Vanished Asteroids. Geology.com (sótt: 25. júní 2013)

8. Geoffrey Notkin. Stony-Iron Meteorites: The Best of Both Worlds. Geology.com (sótt: 25. júní 2013).
9. International Meteor Organization. IMO Meteor Shower Calendar 2012 (sótt: 2. nóvember 2014).
10. International Meteor Organization. IMO Meteor Shower Calendar 2013 (sótt: 1. nóvember 2014).
11. International Meteor Organization. IMO Meteor Shower Calendar 2014 (sótt: 1. nóvember 2014).

12. José Orozco (2007). Meteor Crash in Peru Caused  Mysterious Illness. National Geographic News (sótt: 25. júní 2013)
    

13. Killgore, M. og McHone J.F. Small Impact Craters on Sikhote-Alin Iron Meteorite Surfaces. Lunar and Planetary Science XXIX.

14. „Meteorite“ — Wikipedia: The Free Encyclopedia (sótt: 25. júní 2013)

15. „Meteoroid“ — Wikipedia: The Free Encyclopedia (sótt: 25. júní 2013)

16. „Meteorite classification“ — Wikipedia: The Free Encyclopedia (sótt: 25. júní 2013)

17. NASA Solar System Exploration: Meteors & Meteorites (sótt: 25. júní 2013).

18. Phil Plait (2009). Death from the Skies: The Science Behind the End of the World. Penguin Press, New York.

19. Sea and Sky. Astronomy Calendar of Celestial Events for Calendar Year 2014 (sótt: 2. nóvember 2014).

20. Þorsteinn Sæmundsson. Loftsteinninn 1. ágúst 1976. Almanak Háskólans (sótt: 25. júní 2013).

21. Þorsteinn Sæmundsson (2012). Fireballs over Iceland. Journal of the British Astronomical Association. 122, 3. 2012.

22. Þorsteinn Sæmundsson (2008). Óvenjulegur vígahnöttur yfir Íslandi. Almanak Háskólans (sótt: 25. júní 2013).

23. Þorsteinn Sæmundsson (2009). Vígahnettir yfir Íslandi. Almanak Háskólans (sótt: 25. júní 2013).

Hvernig vitna skal í þessa grein

• Sævar Helgi Bragason og Sverrir Guðmundsson (2013). Loftsteinar. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornufraedi.is/solkerfid-large/loftsteinar (sótt: DAGSETNING).