A meteoritika tudományának megszületése

Szerző: Szklenár Tamás

Derült éjszakákon kis szerencsével megpillanthatunk néhány meteort, népi nevén hullócsillagot. Széles körben ismert, hogy a jelenség az űrből érkező parányi kőzetdarabokhoz, meteoroidokhoz köthető, amelyek a Föld légkörébe lépve látványos fényjelenséget generálnak. Amennyiben egy ilyen test keresztezi bolygónk pályáját, igen nagy sebességgel érkezik a légkör felső rétegeibe és a felszín felé haladva egyre erősebben fékeződik a sűrűsödő rétegekben. Eközben folyamatosan ütközik a légkör részecskéivel, amitől felhevül és ionizálja a körülötte lévő légtömeget. Mi a felszínről ezt az ioncsatornát látjuk, a kicsiny test légkörben megtett útvonalaként. Ritka esemény, amikor az eredeti meteoroid anyagának egy része átvészeli ezt a zuhanást és egy vagy több darabban végül eléri a felszínt. Ezek a meteoritok, amelyek szerencsés esetben megtalálhatóak, begyűjthetőek és így kutatható mintával szolgálnak a meteoritikai szakemberek számára.

A jelenség természetesen ismert volt az elmúlt évszázadokban, évezredekben is, azonban nem kötötték világűrből érkező kőzetekhez. A nagy meteorrajok kitöréseit félelem és babona övezte, az ókori gondolkodók pedig a Földön történő geológiai folyamatokkal magyarázták. Az egyik első, többek által leírt esemény a Gallipoli-félszigeten lévő Aegos Potami közelében történt, időszámításunk előtt 467-466 környékén. Egy igen nagy méretű meteorit hullott le, amelynek hullását, illetve magát a tömeget is többen látták. Amennyiben hinni lehet a korabeli leírásoknak, a teljes tömeg elérhette a több tonnát is, azonban a hullásból napjainkra nem maradt vizsgálható minta. Talán a környék aktív geológiája miatt eltemetődött, esetleg az elmúlt 2 és félezer évben áldozatává vált a földi mállásnak. A történetben mégis a legérdekesebb rész Anaxagoras elmélete, miszerint ezek a kövek a világűrből származnak. A korát megelőző tudóst ez és más meglátásai (pl.: a Nap nem Helios isten, hanem egy forró kő, a Holdon kráterek és völgyek vannak, stb.) miatt üldözték, sőt majdnem életével fizetett nézeteiért. Ahogy a csillagászatban is ismeretes, itt is a társadalmilag magasabb pozícióban lévő tudósok véleménye számított, így a meteoritok továbbra is a földi geológia végtermékei maradtak és a meteoritok származását az 1700-as évek végéig az arisztotelészi tanokkal magyarázták.

A következő, igen ismert esemény 1492. november 7-én történt az akkoriban még a Habsburgok által uralt Elzászban (ma Franciaország), Ensisheim városa mellett. Egy fényes tűzgömb hullását többen látták és a helyiek összegyűltek, hogy kiemeljék a földbe fúródott 127 kilogramm tömegű kőzetet. A város egyik helyi elöljárója megakadályozta a meteorit elpusztítását és elrendelte, hogy azt azonnal szállítsák a város egyik termébe. A meteoritból származó néhány töredéket a Vatikánba is elküldtek, de az igazi siker az, hogy a gyors beavatkozásnak hála, a tekintélyes méretű kőzet mai napig megtekinthető a város múzeumában. Ez lett az első, hivatalosan leírt meteorit a tudomány történetében, habár a világűri származást még ekkor sem támogatták, hiába látták többen is a hullást.

Az elkövetkező több, mint kétszáz évben több hullást is megfigyeltek, sőt begyűjtöttek mintákat is, azonban az akkori kor tudományos élete számára ezek a minták nem voltak fontosak. 1768-ban a francia Lucé város felett egy fényes tűzgömböt láttak és a lehullott 3,5 kilogrammos kőzetet sikerrel begyűjtötték és bemutatták Bachelay apátnak. Az apát összegyűjtötte a beszámolókat és egy részletes leírást készített, amelyet elküldött a Francia Tudományos Akadémiának. Az akadémia nem maradt tétlen és egy bizottságot hozott létre a kőzet megvizsgálására. A tagok között szerepelt a híres francia tudós, Antoine Lavoisier is. Hamarosan megkezdődött a minták kémiai elemzése, amely során észlelték a kőzet vastartalmát és úgy határoztak, hogy nem lehet más, mint piritben gazdag homokkő, amelybe villám csapott. Utóbbival magyarázták ugyanis a meteoritot borító fekete olvadási kérget. Egy ilyen neves kutatókból álló bizottság véleményével pedig kevesen szálltak szembe. A végeredményt a teljes európai tudományos társadalom elfogadta, tovább erősítve a meteoritok téves földi eredetét. Mégis kimondhatjuk, hogy ez a bizottság végezte el egy meteorit első kémiai vizsgálatát. Ma már természetesen tudjuk, hogy a Lucé meteorit az Ensisheimhez hasonlóan egy alacsony fémtartalmú, L6 petrológiai osztályú kondrit. Már csak néhány évtizedet kell várnunk és a meteoritokkal kapcsolatos nézetek gyökeresen átalakulnak.

1767-ben II. Katalin orosz cárnő meghívására Peter Simon Pallas porosz zoológus és botanikus Szentpétervárra utazott, hogy elfoglalja a számára felajánlott professzori pozíciót a tudományos akadémián. Pallas az elkövetkező 7 évben expedíciókat vezetett az ország belső, nehezebben megközelíthető részeibe, ahol mintákat gyűjtött az akadémia számára. Ezek az expedíciók nem merültek ki a botanikában, igen nagy hangsúlyt kapott a geológia, az ásványtan, sőt a különböző tájakon élő emberek kultúrája is. Az expedíció derekán, 1772-ben felhívták figyelmét egy nagyon furcsa fémtömegre, amelyet a szibériai Krasnojarszk közelében találtak. Pallas intézkedett a 680 kilogramm tömegű test Szentpétervárra szállíttatásáról. Az akadémián értesítette kollégáját, Ernst Chladni-t a meteoritról. Chladni megvizsgálta a mintát és olyan ásványokat talált, amelyek tudomása szerint a Földön nem lelhetőek fel.

Ernst Florens Friedrich Chladni német származású fizikus és zenész volt. Családja Körmöcbányáról (ma Kremnica) származott, így hozzátartozói ereiben magyar és szlovák vér is csörgedezett. Fő kutatási területe az akusztika volt, a hang terjedését vizsgálta különböző gázokban, illetve fémlemezek rezgését írta le. Emellett méltán nevezhetjük a meteoritika tudományágának egyik alapítójának is. A szentpétervárott látott meteorit felkeltette tudományos érdeklődését és 1794-ben kiadatta egyik fontos művét, amely az „Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen” címet viselte (A Pallas által talált és ahhoz hasonló fémtömegek származása és más hozzájuk kapcsolódó jelenségek). A ma Krasnojarszk meteoritként ismert mintán, majd más vasmeteoritokon végzett vizsgálatai alapján azt állította ebben az írásában, hogy ezek a kőzetek nem földi eredetűek, nem köthetőek bolygónk geológiai aktivitásához és minden bizonnyal a világűrből hullottak alá. A Pallas által begyűjtött minta általa lett elnevezve pallazitnak, így a Krasznojarszk meteorit a kő-vas meteoritok első leírt példánya lett.

Mondani sem kell, a tudományos közösség kinevette Chladnit, nevetség tárgyává tették. Azonban ő nézetei mellett kitartott és olyan szenvedéllyel írt a témáról, hogy más kutatók is elgondolkodtak elmélete esetleges lehetőségein.

1796-ban az angliai Yorkshire megye lakosai közül többen egy fényes tűzgömböt láttak elhúzni az égen, majd észlelték annak lehullását Wold Cottage település mellett. Az egyik helyi földbirtokos, Edward Topham összegyűjtötte az eseményről készített beszámolókat és a kőzetet Londonba vitte, ahol kiállításra került a közönség számára. A Királyi Társaság akkori elnöke, Sir Joseph Banks is a látogatók között volt és sikerült mintát szereznie a kőzetből. Eldöntötte, hogy más korábbi meteoritokkal együtt komoly vizsgálatnak veti alá, így megbízta a kémikus Edward Howardot a kutatás elvégzésével. Howard magas nikkel tartalmat talált a minták vascseppeiben, ez a jellegzetesség pedig eddig földi eredetű anyagokban nem volt kimutatható. A vizsgálat végén ő is arra a következtetésre jutott, hogy a Wold Cottage meteorit a világűrből érkezett.

A tudományos társadalom szkeptikus volt, nem hitt az eredményeknek. A többség mereven ragaszkodott ahhoz az elmélethez, hogy a Föld-Hold rendszer zárt egység, minden addig ismert jelenség ennek a részét képezi, ahhoz hozzáadni vagy elvenni nem lehet. Emiatt sokan abban is kételkedtek, hogy maga a meteorjelenség létező, fizikai esemény.

Ennek feloszlatásában az egyik első nagy lépés az 1803-ban nappal megfigyelt káprázatos L’Aigle meteorjelenség volt. A kiterjedt szórásmezővel és a hatalmas, 3000 darabot eredményező hullással bíró eseményt igen sokan látták. A vizsgálattal a fiatal, 29 éves matematikus, fizikus és csillagász Jean-Baptiste Biot került megbízásra, aki nagy lelkesedéssel látott hozzá a feladathoz. Biot, illetve megbízója, a kémikus Jean-Antoine Chaptal miniszter hasonló véleménnyel bírt a meteoritokkal kapcsolatban, mint Chladni. 1803. július 17-én, a Párizsi Akadémián tartott beszámolóján felhívta a figyelmet ezen kőzetek különlegességére és a L’Aigle hullás jellemzői miatt annak igen valószínű földönkívüli eredetére.

A másik esemény pedig a csillagászati eszközök fejlődéséhez köthető, ugyanis a 19. század kezdetén egyre több aszteroidát fedeztek fel a csillagászok. Ezen égitestekre pedig azt a magyarázatot adták, hogy egy egykori felaprózódott bolygó maradványai lehetnek, sőt eshetőségként az is felmerült, hogy akár a Földdel is ütközhetnek.

Habár a 19. század közepéig talált, illetve begyűjtött meteoritok pontos származási helyét még ekkor nem ismerték, megkezdődött ezen lenyűgöző minták részletes leírása és igény mutatkozott a meteoritok kutatására. A meteoritika tudományága pedig megszületetett.

Szklenár Tamás

Felhasznált irodalom:

The fall of a meteorite at Aegos Potami in 467/6 BC – Theodossiou, E. T., Niarchos, P. G., Manimanis, V. N., & Orchiston, W. – Journal of Astronomical History and Heritage, Vol. 5, No. 2, p. 135-140 (2002).

Cosmic Debris, Meteorites in History – John G. Burke – University of California Press, 1986

Meteorites – Caroline Smith, Sara Russel, Natasha Almeida – Natural History Museum of London, 2018

Atlas of Astronomical Discoveries – Govert Schilling – Springer, 2011

https://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Chladni

https://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Simon_Pallas