LEIBNIZ-INsTITUT FöUR ATMOsPHöARENPHYsIK e. V. an der ...

Abb. 9.3 Beispiel einer Meteorspur am 26. April 1997. Vom Ca-Lidar wurde in 86,8 km
Höhe eine deutliche Meteorspur detektiert, während beim Fe-Lidar in dieser Höhe kein
entsprechendes Signal zu finden ist.
Ursache für diesen Effekt ist vermutlich der sogenannte ” differentielle“ Verdampfungsprozeß
der Meteoroide (Abb. 9.4b). Im Gegensatz zur bisher angenommenen ” homogenen“ Verdampfung
(Abb. 9.4a) wird hierbei der Meteoroid beim Eintritt in die Erdatmosphäre homogen
erwärmt. Dabei werden die einzelnen Metalle je nach ihrer Schmelztemperatur nacheinander aus
dem Meteoroiden freigesetzt. Leichter flüchtige Metalle wie K lagern sich dadurch in größeren
Höhen ab als schwer flüchtige wie Ca. In jedem Teil der Meteorspur findet man daher Metalle
in unterschiedlichen Verhältnissen.
Abb. 9.4 (a) Homogenes Verdampfen: Der Meteoroid erhitzt sich stark an der Oberfläche
und bildet nach innen einen Temperaturgradienten. Alle Metalle verdampfen gleichzeitig,
aber jeweils nur an der Oberfläche des Partikels. (b) Differentielles Verdampfen: Der
Meteoroid erhitzt sich gleichmäßig über sein gesamtes Volumen. Aus der Schmelze verdampfen
alle Metalle und -oxide nacheinander abhängig von ihrem Siedepunkt.
Die Beobachtungen gaben Anlass zu umfangreichen Modellierungen des Verdampfungsverhaltens
von Meteoroiden und der Beobachtung der Verdampfungsspuren mit Lidars. Mit einem
zeit- und temperaturabhängigen Modell amerikanischer Kollegen (s. von Zahn et al., 1999)
kann das Verdampfen von atomaren Metallen und Oxiden aus der Schmelze simuliert werden.
Die Modellierungen zeigen, dass die meisten Ca-Atome erst bei Höhen unterhalb von ca. 85 km
freigesetzt werden (Abb. 9.5). In diesen Höhen wird Ca aber bereits sehr schnell in stabilen
Molekülen gebunden und in tiefere Höhen transportiert. Es durchläuft nicht mehr die atomare
Phase und kann damit auch nicht mehr mit dem Ca-Resonanzlidar beobachtet werden.