sábado, 23 de noviembre de 2013

SECRETOS DE UN METEORITO

Esta entrada participa en la Edición 4.12310562 del Carnaval de Matemáticas
cuyo blog anfitrión es ZTFNews.org

Esta entrada también participa en la edición XLV del Carnaval de la Física
         cuyo blog anfitrión es Gravedad Cero

  
Los meteoritos entran en nuestra atmósfera y se estima una razón de 100 por año, con una velocidad media aproximada de 71 kilómetros por segundo, que es la combinación de la velocidad a la que se desplaza el meteorito (42 Km/s) y la velocidad a la que se mueve la Tierra (29 Km/s) (ref.1), entonces sólo si tienen suficiente masa y no se desintegran en la atmósfera caen dejando un cráter, pero como 3/4 partes de nuestro planeta son agua, encontramos 6/100 al año. Entre 80 y 110 km el meteorito que ya ha entrado en nuestra atmósfera alcanza la máxima temperatura, que a veces es suficiente para su fusión, para su desintegración, esta temperatura no viene dada por la fricción, sino por la incandescencia temporal a causa de la presión del choque, es decir, cuando el aire atmosférico se comprime al chocar con el meteorito, y al aumentar la presión, aumenta la temperatura, en ese momento es cuando vemos el destello, lo que llamamos lluvia de estrellas, o estrellas fugaces. Como se funde la superfície del meteorito en la atmósfera mientras cae al impactar contra el suelo terrestre se enfría y solidifica.


Pero hay algo, un secreto que encierran los meteoritos metálicos, que son las líneas de estructuras de Widmanstatten-Thomson (Fe-Ni), son características exclusivas de los meteoritos metálicos, y se forman debido a un enfriamiento muy lento en el espacio de la masa principal del asteroide, en concreto de su núcleo, durante millones de años; las líneas de estructuras de W-T son por un entrecruzamiento de varias fases de Hierro y Niquel con estructura cristalina tipo bcc (Body Center Cubic_Empaquetamiento Cúbico Centrado en el Cuerpo, fig.5).en la figura 6 hay una tabla de temperaturas.

Fig.1: 5 cm cúbicos de líneas de Widmanstatten-Thomson

En la figura 2, se muestra un detalle de las líneas de estructura de W-T, de entre 3 a 4 centímetros,estas líneas son visibles a simple vista, sin la necesidad de utilizar ninguna tecnología para su aumento, ni una simple lupa, ni una lupa binocular, ni el microscopio pétreo.

La geometría de las líneas de estructuras de Widmanstatten-Thomson (Fe-Ni) viene dada por la propia geometría del octaedro. Según el àngulo de corte y de pulido del meteorito presenta unas líneas u otras. Si los ángulos son de 60º a 120º los cortes serán paralelos a las caras, pero si el corte es perpensicular al eje principal tendremos un ángulo de 90º.

Fig.3: Lineas de estructuras de Widmanstatten-Thomson en una estructura cristalina octaédrica

El empaquetamiento de esferas en sistema cúbico relativo a la cristalización, es de dos tipos, el que nos ocupa se llama bcc que viene de las siglas en inglés que traducidas son Empaquetamiento Cúbico Centrado en el Cuerpo, este sistema presenta una estructura octaédrica.

Fig.4; Cristalización octaédrica, diferencia entre sc y bcc



Fig.5: Estructura bcc


La razón de enfriamiento viene dada en grados Celsius por millones de años (Ma). La tabla 6 muestra dicha relación.  Soledad Fernandez Santín, de la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense (UCM) de Madrid, determina una razón de un enfriamiento lento del núcleo del asteroide a razón de 1ºC por millón de años sobre un cuerpo de 130 a 260 km, y un enfriamiento más rápido a razón de 10º C /Ma en un cuerpo de 50 a 90 km.

Fig.6: Enfriamiento que crea las estructuras de Widmanstatten-Thomson


Éste secreto que contienen los meteoritos metálicos nos permite estudiar tanto la geometría de su cristalización como su formación a razón temperatura -millones de años.  Aquí tenemos una aplicación de la geometría euclídea, y que gracias a la termodinámica sabemos la formación de las líneas de estructura de Widmanstatten-Thomson.






4 comentarios:

  1. sólo una pequeña corrección, que supongo se debe a un lápsus, aunque has cometido el mismo error en este post y en el de la reentrada de las naves espaciales: Los meteoritos no viajan a 70 km/h, sino 1000 veces más rápido. A esa velocidad que indicas (70 km/h), los objetos no se deshacen ni arden porque i no, no podríamos ni viajar en coche. Un saludo

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    1. Cierto, me equivoqué en las unidades, eran aproximadamente 70 kilómetros pero por segundo, no por hora. Ya está corregido. Muchas gracias Jon, y disculpa mi error.

      Saludos

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  2. Siguiendo con la velocidad de entrada, la tierra gira a cerca de 30 km·s^-1 y los meteoritos se aproximan desde su inestabilidad en los límites del sistema solar a algo más de 42 km·s^-1, pero como las direcciones de aproximación son aleatorias, la media no será los 71 km·s^-1, sino menor. Un saludo.

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  3. una pregunta, podria haber restos del Big Bang en la Tierra?

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