Падение астероида на Землю сценарий характерный для фильмов катастроф. Однако это не сюжет из научной фантастики с набором главных героев и ядерной бомбы в миссии спасения планеты.
падение астероида на Землю — механизм запуска катастрофы
Воздействие астероида на жизнь планет является фактом науки. На Земле, на Луне и на Марсе есть очевидные кратеры, которые показывают нам долгую историю падения крупных объектов, поражающих планету.
У нас на Земле самое известное астероидное нападение — это то, которое поразило флору и фауну 65 миллионов лет назад. Считается, что этот астероид выбросил в атмосферу катастрофические объемы влаги и пыли. Это были настолько гигантские количества грязи, что они перекрыли доступ к .
Отравление материалами горения и падение температуры в планетарном масштабе спровоцировало исчезновение динозавров. Фактически, жуткое событие на Земле было вызвано падением группы астероидов.
Любой астероид падающий с неба выделит огромное количество энергии при соударении с планетой, так что беда в тех или иных масштабах все равно ожидаема. Один пример последствий мы уже озвучили — падение астероида однажды погубило массу животных и растений, и мощных динозавров, в том числе, хотя грызуны к примеру, пережили катастрофу по имени .
ЧТО БУДЕТ ЕСЛИ АСТЕРОИД УПАДЕТ НА ЗЕМЛЮ?
Для сравнения: в 2028 году астероид 1997XF11 – мрачный километровый небесный камень в диаметре — пройдет от центра Земли на расстоянии около 900,000 километров. Но если что-то измениться в его орбите, то он врежется в поверхность планеты примерно на 48,000 км/час.
По расчетам экспертов энергия взрыва составит 1 миллион мегатонн в пересчете на бомбу. Весьма вероятно, что такой астероид уничтожит большую часть жизни на планете.
Трудно представить бомбу в 1 миллион мегатонн, поэтому давайте рассмотрим мощность несколько меньших размеров. Скажем, астероид размером с коттедж врезался в Землю со скоростью 48,000 км/час. У него было бы количество энергии, примерно равное бомбе, сброшенной американцами на Хиросиму — 20 килотонн.
Астероид, подобный этому, снес бы железобетонные здания до полкилометра в диаметре, разметав деревянные строения до 1,5 — 2 км. Даже такой «маленький» относительно камень нанесет значительный ущерб.Если рухнувший астероид будет размером с 10-этажное восьми подъездное здание, то он выбросит количество энергии, равное серьезным ядерным бомбам — около 25 мегатонн. Подобный астероид сдует железобетонные здания в диаметре до 10 км, полностью уничтожив небольшой город.
Что может устроить астероид «несущий» 1 миллион мегатонн? У этого астероида есть энергия, которая в 10 миллионов раз больше, чем бомба, сброшенная на Хиросиму. Он способен сравнять все на расстоянии от 200 до 500 километров (здесь надо учитывать еще и складки местности). Другими словами, такой астероид нанесет жестокий урон, возможно, на расстоянии 10,000 — 15,000 километров.
Количество пыли и мусора, выброшенных в атмосферу, заблокирует солнечные лучи, но еще до этого страшного события погубит многие живые формы планеты. Если большой астероид упадет в океане, то это вызовет огромные приливные волны высотой в сотни метров, которые полностью очистят береговые линии .
Иными словами, если произойдет падение астероида — это будет действительно плохой день, независимо от того, насколько большой камень свалиться к нам с небес.
Многие ученые считают, что такое воздействие астероидов вызвало массовое вымирание 65 миллионов лет назад, и служит суровым напоминанием астероидной угрозы. Будем надеяться, что этого никогда не произойдет, и мы не станем очевидцами эпического кошмара как динозавры.
Новое исследование говорит о том, что самую большую опасность в случае падения астероида на Землю будет представлять не сам факт его столкновения с поверхностью. Самую большую опасность для всех нас будет представлять ударная волна, которую астероид создаст при входе в атмосферу.
Результаты исследования, принятые для публикации в научном журнале «Meteoritics and Planetary Science», указывают на то, что большинство смертей от достаточно крупного астероида будут вызваны взрывной волной при его входе в атмосферу. Причем независимо от того, будет ли он разрушен, еще находясь в воздушном пространстве, или же непосредственно упадет на поверхность целиком. Уж не знаю, сможет ли эта новость снизить градус напряжения, но для создания наиболее катастрофического эффекта астероиду потребуется войти в атмосферу рядом с густонаселенным городским районом. Хорошая же новость заключается в том, что крупные астероиды падают на Землю очень и очень редко.
Если взять среднестатистический астероид, то его орбитальная скорость вокруг Солнца составляет порядка 108 000 км/ч (или около 30 км/с).
«На такой скорости при вхождении в земную атмосферу создастся колоссальный объем энергии. Результатом этого будет высвобождение очень мощный ударной волны», - говорит ведущий автор исследования Клеменс Рамф из Саутгемптонского университета.
«Это событие будет сопровождаться появлением очень мощных торнадообразных ветров, спускающихся на поверхность вслед за астероидом, а также падением множества более мелких обломков, созданных этим космическим объектом».
В некоторых случаях он может полностью разрушиться еще в атмосфере планеты, но если астероид сможет сохранить свою целостность, то в конечном итоге упадет на поверхность, образовав ударный кратер и разбросав на несколько километров в округе свои обломки вперемешку с грунтом и прочим мусором. Разумеется, одним из результатов этого события станет начало мощнейших землетрясений. Определенно, это станет не самым лучшим днем в истории планеты и особенно для тех несчастных душ, которым не посчастливится жить недалеко от места падения.
Для оценки объема смертности в результате астероидной угрозы Рамф рассмотрел три возможных сценария развития событий: с учетом последствий, вызванных астероидом, при котором объект сгорит в атмосфере еще до своего падения на поверхность; с учетом места его падения на Землю; а также с учетом его падения в океан и образовавшихся после этого цунами.
Диаграмма показывает различные варианты развития сценариев и их последствий
В своем исследовании Рамф схематичным образом изобразил различные возможные варианты вхождения и падения астероида и в качестве примера разобрал два из них более подробно. В первом случае он предположил, что может произойти, если в Атлантический океан в 130 километрах от береговой линии Рио-де-Жанейро упадет астероид размером 200 метров. Подобное событие, по словам Рамфа, вызовет приблизительно 50 000 смертей. Его подсчеты говорят о том, что 75 процентов от этих смертей будет вызвано появившимся после падения астероида мощнейшим цунами. Оставшиеся 25 процентов, вероятнее всего, погибнут под воздействием мощной ударной волны от воздушного взрыва.
Более ранние исследования по вопросу возможных последствий тоже сообщали о катастрофических воздействиях цунами, однако в исследовании Рамф немаловажную роль отводит континентальным шельфам, которые будут являться своеобразным буфером, рассеивающим основную мощь цунами возле возвышенностей и вдоль наклонных отмелей.
Во втором сценарии Рамф рассмотрел вариант, при котором падение астероида произойдет в Лондоне и Берлине. В двух случаях виновниками торжества являются два разных по размеру астероида – 50 и 200 метров соответственно, - а также рассматриваются два уровня воздействия: только при наличии воздушного взрыва ударной волны либо воздушного взрыва вместе с падением объекта. Результаты можно глянуть на графике ниже. Жирными черными цифрами выделено предполагаемое количество жертв.
Как можно заметить, речь в данном случае может идти уже о миллионах погибших. При этом большинство из этих жертв (приблизительно 85 процентов) будут вызваны волнами воздушного взрыва, даже в том случае, если астероид упадет на землю, добавив к списку еще несколько сотен тысяч погибших. Около 15 процентов жителей будут убиты жаром, создаваемым ударной волной. И оставшееся количество жертв будет связано с резким волновым давлением, землетрясениями, самим паданием объекта и обломков астероида.
Перспективы не из приятных, следует признать. При этом стоит всегда помнить, что события подобного масштаба (падение крупных астероидов) происходят, по подсчетам тех же ученых, приблизительно раз в 400 000 лет. Сейчас же единственным оправданием, которое хотя бы как-то способно снизить градус беспокойства, является то, что большинство поверхности планеты по-прежнему остается незаселенным, поэтому вероятность падения астероида над городом находится на относительно низком уровне. И все же, может, действительно следовало бы поддержать ученых в их идее сбивать опасные объекты ядерными зарядами еще на их подступе к Земле?
Источник -Почти все знают, что 66 миллионов лет назад на Землю упал астероид, который вроде бы привел к гибели динозавров. Однако это падение привело к загадочным последствиям. Где росли армии деревьев, вытягивающих свои ветви к небу, словно спасаясь от зарослей папоротников и кустарников, ухвативших их за корни, остались только обгоревшие стволы. Вместо непрекращающегося гула насекомых и криков гигантских динозавров остался только свист ветра, пронзающего тишину. Наступила тьма: голубое, зеленое, желтое и красное, танцующее под солнцем, все было выжжено.
Вот что произошло, когда гигантский астероид в десять километров шириной упал на нашу планету 66 миллионов лет назад.
«За несколько минут или даже часов пышный и живой мир превратился в тихий и опустошенный, - говорит Дэниел Дурда, планетолог Юго-Западного исследовательского института в Колорадо. - Особенно в области тысяч квадратных километров вокруг места удара - все было уничтожено начисто».
Собирая по частям головоломку этого падения, ученые наметили долгосрочные последствия метеоритного удара. Он унес жизни более трех четвертей всех видов животных и растений на Земле. Самыми значительными жертвами стали динозавры - но многие из них сохранились в виде птиц.
Но расписать все по деталям, особенно то, что последовало за падением и что позволило некоторым видам выжить, оказалось куда более сложной задачей.
Впервые о том, что динозавры были уничтожены ударом астероида, заговорили в 1980 году. На тот момент эта идея была спорной. Затем в 1991 году геологи обнаружили место падения - кратер диаметром 180 километров на полуострове Юкатан в Мексике. Кратер назвали Чиксулуб в честь ближайшего города.
Кратер было сложно найти, потому что он находится под землей. Северная часть также была далеко от берега, погребенная под 600 метров океанских отложений.
В апреле 2016 года ученые начали бурение на километр вниз в морской части кратера, чтобы извлечь образцы керна длиной в 3 метра. Группа ученых проанализирует извлеченные образцы, чтобы выявить изменения в типе породы, крошечные окаменелости и, возможно, даже ДНК, заключенную в камне.
«Скорее всего, мы найдем бесплодный океан в эпицентре сразу же после удара, а потом, возможно, увидим, как жизнь возвращается», говорит Шон Галик из Института геофизики Техасского университета, участвующий в бурении.
Некоторые вещи можно было узнать и без бурения кратера.
Например, учитывая размеры кратера, ученые подсчитали, как много энергии должно было высвободиться при ударе.
Используя эту информацию, Дурда и Дэвид Кринг из Института Луны и планет в Техасе смоделировали точные детали столкновения и предсказали, какая цепочка событий могла при этом произойти. Ученые смогли протестировать этот сценарий с помощью окаменелостей и проверить, насколько точны прогнозы.
«Все эти расчеты проводились кропотливо, - говорит палеоботаник Кирк Джонсон, директор Смитсоновского национального музея естественной истории. - Вы можете построить сценарий, в котором идете от момента падения, последней секунды мелового периода, а после пошагово движетесь через минуты, часы, дни, месяцы и годы после события».
И эти исследования рассказывают катастрофическую историю.
Астероид пронзил небо на скорости, в 40 раз превышающей скорость звука, и врезался в земную кору. Результатом стал взрыв в 100 триллионов тонн тротилового эквавалента - в семь миллиардов раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.
Удар по земной коре отправил ударные волны во все стороны. В Мексиканском заливе выросли цунами высотой до 300 метров. Десятибалльные землетрясения уничтожили береговую линию, а в радиусе тысяч километров взрыв вырвал и разметал все деревья. Наконец, с неба посыпались тонны камней, которые похоронили всю оставшуюся жизнь.
«По сути, это была пуля диаметром в 10 километров, - говорит Джонсон. - Невероятная физика. Невероятный взрыв, невероятные землетрясения, невероятные цунами, и все в радиусе нескольких сотен километров усыпается камнями размером с дома».
И все же эти региональные последствия сами по себе не вызвали глобального массового вымирания.
Когда астероид упал, он выпарил большой кусок земной коры. Над местом падения факелом выросли обломки, улетающие в небо. «Был огромный, расширяющийся шар плазмы, который проник в верхние слои атмосферы, в космос», говорит Дурда. Факел расширялся на запад и на восток, пока не укрыл целую Землю. Затем, будучи гравитационно связанным с планетой, он пролился обратно в атмосферу.
По мере остывания он конденсировался в триллионы капель стекла диаметром в четверть миллиметра. Они устремились к поверхности Земли с огромной скоростью и так сильно разогрели верхние слои атмосферы в некоторых местах, что на земле вспыхнули пожары. «Мощное тепло от повторно входящего выброса создало эффект жара на планете, - говорит Джонсон. - Теперь у вас есть печь».
Сажа от пожаров, в сочетании с пылью от удара, заблокировала свет лучей Солнца и погрузила Землю в долгий, темный, зимний мрак.
В течение следующих нескольких месяцев крошечные частицы осыпались на поверхность, скрывая целую планету слоем астероидной пыли. В настоящее время палеонтологи могут увидеть этот слой, сохранившийся в палеонтологической летописи. Это мел-палеогеновая граница, поворотный момент в истории нашей планеты.
В 2015 году Джонсон прошел пешком 200 километров оголенного мел-палеогенового слоя в Северной Дакоте в поисках окаменелостей. «Если заглянуть под слой, можно увидеть динозавров, - говорит он. - Но если смотреть выше, никаких динозавров».
В Северной Америке, до удара Чиксулуб, окаменелости нарисовали картину пышных лесов, между которыми текли реки, и густого подлеска из папоротников, водных растений и цветущих кустарников.
Тогда климат был теплее, чем сейчас. На полюсах не было ледяных шапок, и некоторые динозавры бродили по северным землям Аляски и далеко на юге на Сеймуровых островах Антарктиды.
«Мир был так же биологически богат и разнообразен, как и все, что мы видим вокруг сегодня, - говорит Дурда. - Но впоследствии, и особенно возле места падения, среда стала похожей на лунную. Пустынной и бесплодной».
Последствия падения астероида ученые вывели, изучая мел-палеогеновый слой, который нашли в 300 местах по всему миру.
«В отличие от любого другого геологического процесса, падение астероида происходит мгновенно. Все это не было растянуто на сотни или десятки миллионов лет. Все это произошло мгновенно, - говорит Джонсон. - После того как мы определили слой мусора в ударном кратере астероида, мы можем уходить ниже и выше, сравнивать, что было до и после».
Ближе к месту удара животные и растения погибли либо от выжигающих температур, от диких ветров, от землетрясений, цунами или валунов, падающих с неба. Дальше, даже на другой стороне земного шара, виды страдали от цепной реакции вроде отсутствия солнечного света.
В тех регионах, где живая среда не была уничтожена пожарами, температуры уничтожили еду для животных, а кислотные дожди испортили запасы воды. Что еще хуже, мусор в воздухе привел к тому, что на поверхности Земли стало так же темно, как и в неосвещенной пещере, поставив точку в фотосинтезе и уничтожив пищевые цепочки.
По мере того, как растительность ушла, травоядным стало нечего есть. Если травоядные умирают, становится нечего есть плотоядным. Выжить стало невозможно. Все, что не сгорело, умерло от голода.
Окаменелости показывают, что не выжило ничего больше енота. Небольшие существа получили шанс, поскольку их обычно больше, они меньше едят и могут быстрее воспроизводиться и адаптироваться.
Пресноводные экосистемы, в принципе, чувствовали себя лучше сухопутных. Но в океане все пошло прахом, все пищевые цепочки коллапсировали.
В то время как длинная зима остановила фотосинтез, ее воздействие было больше в том полушарии, которое вступало в период вегетации. «Если вы находитесь в начале лета в северном полушарии, например, и вам выключают свет во время вегетационного периода, возникают проблемы».
Окаменелости указывают на то, что в Северной Америке и Европе после этого ада было лучше всего. Это говорит о том, что в северном полушарии начиналась зима, когда упал астероид.
Но даже в наиболее пострадавших районах жизнь вскоре поползла обратно.
«Массовое вымирание - это палка о двух концах. На одном конце: что убило жизнь. На втором конце: какие способности нужны были растениям и животным, чтобы выжить, развиться и восстановиться?».
Восстановление заняло много времени. Потребовались сотни, если не тысячи лет, чтобы восстановить экосистемы. Ученые предполагают, что в океанах потребовалось три миллиона лет, чтобы органический материал смог вернуться к нормальной жизни.
Как и после лесного пожара сегодня, папоротники быстро заселили обгоревшие места. В экосистемах, которые избежали нашествия папоротников, преобладали заросли водорослей и мхов.
В тех районах, которые избежали худших разрушений, некоторые виды выжили, чтобы заново заселить планету. В океанах выжили акулы, крокодилы и некоторые виды рыб.
Исчезновение динозавров означало, что открыты новые экологические ниши. «Именно миграция млекопитающих видов в эти пустые экологические ниши привела к тому обилию млекопитающих, которое мы наблюдаем в современном мире», говорит Дурда.
Когда ученые будут бурить кратер этой весной, они снова будут пытаться получить более четкое представление о том, как сформировался кратер, и о последствиях падения для климата.
«Мы сможем осуществить более качественный анализ изнутри кратера, - говорит Джонсон. - Узнаем много нового о распределении энергии и особенно о том, что случается с Землей, когда на нее падает нечто таких размеров».
Кроме того, ученые взглянут на минералы и трещины в породах и попытаются понять, что там могло жить. Бурение поможет нам понять, как восстанавливалась жизнь.
«Наблюдая за тем, как возвращается жизнь, можно найти ответы на пару вопросов, - говорит Галик. - Кто вернулся первым? Что это был за вид? Когда появилось эволюционное разнообразие и как быстро?».
Хотя многие виды и отдельные организмы погибли, другие формы жизни начали процветать в их отсутствие. Это двойная картина бедствия и возможности повторялась многократно в течение всей истории падений Земли.
В частности, вполне вероятно, что если бы астероид не ударил Землю 66 миллионов лет назад, ход эволюции был бы совершенно другим - и люди могли не появиться. «Иногда я говорю, что кратер Чиксулуб стал тиглем человеческой эволюции», говорит Кринг.
Он также предположил, что падения крупных астероидов могли помочь жизни зародиться.
Когда астероид упал, сильное тепло вызвало сильную гидротермальную активность в кратере Чиксулуб, которая могла продолжаться 100 000 лет.
И она могла позволить термофилам и гипертермофилам - экзотическим одноклеточным организмам, которые процветают в горячих, химически обогащенных средах - обосноваться внутри кратера. Бурение позволит проверить эту идею.
С самого своего рождения Земля регулярно подвергалась бомбардировкам. В 2000 году Кринг предположил, что эти удары создали подземные гидротермальные системы вроде тех, что, возможно, сформировалась в кратере Чиксулуб.
Эти горячие, химически богатые, влажные места могли дать начало первым формам жизни. Если это так, то жароустойчивые гипертермофилы были первыми формами жизни на Земле.
В прошлом году астрономы не раз и не два предсказывали падение небесного тела на Землю. В феврале американское ведомство НАСА предсказало, что на Землю упадёт гигантский астероид. Предполагалось, что упадёт в океан и станет причиной возникновения суперцунами.
Указывалось также, что произойдёт это вблизи Великобритании, в результате чего приморские жители были немало взбудоражены. Предполагалось, но точно никто сказать ничего по этому поводу никогда не может. Потому что небесное тело может либо пройти мимо нашей планеты, либо всё-таки упасть на неё.
Когда упадёт метеорит на Землю в 2018 году: на сегодняшний день предположения о падении на Землю астероидов, к счастью, не сбылись
В феврале пронесло – метеорит пролетел мимо и предположения НАСА, к счастью, не оправдались.
Потом землян стали пугать мартом, тогда на Европу должен был приземлиться астероид, крупнее Челябинского в сотни раз – тоже пронесло. Потом – октябрём, ТС4 40 метров в диаметре, от падения которого предполагалось, останется след в виде огромного кратера – снова повезло, не упал.
Астрономы обычно располагают приблизительными данными – и по размерам, и по траектории движения небесного тела. Ведь в полёте астероиды светятся, и поэтому точно определить их размер довольно затруднительно. Тем более что, оказавшись в атмосфере Земли, масса будет меньше, благодаря частичному сгоранию в ней космического гостя.
К счастью, на сегодняшний день, все небесные тела, угрожавшие матушке Земле, или пролетали на расстоянии от неё, или сгорали в слоях атмосферы и превращались в безопасный звездопад, представляющий из себя метеорный поток и ничем не угрожающий землянам.
Так было и в конце 2017 года, когда астрономы напугали приближением метеорита, грозящего падением на Нижний Новгород, Казань или Самару. Примерно та же траектория была в феврале 2013 года и у Челябинского гостя из космоса, и у Екатеринбургского – похоже, нравится небесным телам этот маршрут.
К счастью, не все из них падают на Землю, чаще всего, они проходят по касательной к нашей планете и не наносят никакого вреда. За всеми небесными телами, мигрирующими во Вселенной, внимательно наблюдают в разных точках Земли астрономы и учёные-астрофизики. Ведь возможно, что орбита у того или иного метеорита изменится по какой-то причине и тогда он вполне может стать опасным гостем для нашей планеты.
Когда упадёт метеорит на Землю в 2018 году: за траекторией движения гигантского астероида внимательно наблюдают учёные
Остаётся актуальным этот непростой вопрос и в этом году. Судя по календарю звездопадов, 2018 год ничуть не безопаснее прошлого года – вероятность падения метеоритов на Землю остаётся такой же большой. Но точно что-либо сказать о падении космического тела учёные смогут только после того, как оно войдёт в земную атмосферу, рассыпаясь метеоритным дождём. А до того момента учёные могут только предполагать, какой из астероидов может оказаться опасным для землян.
Например, тот метеорит, который в конце 2017-го успешно разминулся с Землёй, снова летит к ней – он изменил свою орбиту, столкнувшись с другим метеоритом, пролетавшим возле Луны. Теперь его траектория полёта ориентирована прямо на Землю. Но чем закончится путешествие этого космического гостя, сказать наверняка пока не может никто.
Вот видео, подтверждающее, что метеорит может упасть на Землю в 2018 году:
Когда это может случиться – покажет время. Если окажется в атмосфере Земли, возможно, сгорит, возможно, рассыплется на метеорные потоки. Возможно, и ТВ 145 угрожает Земле – за этим гигантским астероидом, подлетевшим уже довольно близко к Земле, внимательно наблюдают учёные.
В предыдущем посте была дана оценка опасности астероидной угрозы из космоса. А здесь рассмотрим, что будет если (когда) метеорит того или иного размера всё-таки упадёт на Землю.
Сценарий и последствия такого события как падение на Землю космического тела, конечно же зависит от многих факторов. Перечислим основные:
Размер космического тела
Этот фактор, естественно, первоочередной. Армагеддон на нашей планете может устроить метеорит размером километров в 20, поэтому в данном посте рассмотрим сценарии падения на планету космических тел размером от пылинки до 15-20 км. Больше — нет смысла, так как в этом случае сценарий будет простой и очевидный.
Состав
Малые тела Солнечной системы могут иметь различный состав и плотность. Поэтому разница есть, упадёт ли на Землю каменный или железный метеорит, или же рыхлое, состоящее из льда и снега ядро кометы. Соответственно, чтобы нанести такие же разрушения, ядро кометы должно быть в два-три раза больше, чем осколок астероида (при одинаковой скорости падения).
Для справки: больше 90 процентов всех метеоритов — каменные.
Скорость
Тоже очень важный фактор при столкновении тел. Ведь тут происходит переход кинетической энергии движения в тепловую. А скорость вхождения космических тел в атмосферу может различаться в разы (примерно, от 12 км/с до 73 км/с, у комет — даже больше).
Самые медленные метеориты — это догоняющие Землю или догоняемые ею. Соответственно, летящие нам на встречу, сложат свою скорость с орбитальной скоростью Земли, пройдут сквозь атмосферу гораздо быстрее, и взрыв от их удара о поверхность будет в разы мощнее.
Куда упадёт
В море или на сушу. Трудно сказать в каком случае разрушения будут больше, просто всё будет по-разному.
Метеорит может упасть на место хранения ядерного оружия или на ядерную электростанцию, тогда вреда для окружающей среды может быть больше от загрязнения радиоактивными веществами, чем от удара метеорита (если он был относительно небольшой).
Угол падения
Большой роли не играет. При тех огромных скоростях, при которых космическое тело врезается в планету, не важно под каким углом оно упадёт, так как в любом случае кинетическая энергия движения перейдёт в тепловую и высвободится в виде взрыва. От угла падения эта энергия не зависит, а только от массы и от скорости. Поэтому, кстати, все кратеры (на Луне, например) имеют круговую форму, и совсем нет кратеров в виде неких пробуренных под острым углом траншей.
Как ведут себя тела разного диаметра при падении на Землю
До нескольких сантиметров
Полностью сгорают в атмосфере, оставляя яркий след длиной в несколько десятков километров (общеизвестное явление под названием метеор
). Самые крупные из них долетают до высот 40-60 км, но большинство таких «пылинок» сгорают на высоте более 80 км.
Массовое явление — в течение всего лишь 1 часа в атмосфере вспыхивают миллионы (!!) метеоров. Но, принимая во внимание яркость вспышек и радиус обзора наблюдателя, ночью за один час можно увидеть от нескольких штук до десятков метеоров (во время метеорных потоков — более сотни). За сутки, масса осевшей на поверхность нашей планеты пыли от метеоров исчисляется в сотнях, и даже в тысячах тонн.
От сантиметров до нескольких метров
Болиды — наиболее яркие метеоры, яркость вспышки которых превышает яркость планеты Венера. Вспышка может сопровождаться шумовыми эффектами вплоть до звука взрыва. После этого в небе остаётся дымный след.
Осколки космических тел такого размера достигают поверхности нашей планеты. Происходит это так:
При этом каменные метеороиды и тем более ледяные, от взрыва и нагрева обычно дробятся на осколки. Металлические могут выдержать давление и упасть на поверхность целиком:
Железный метеорит «Гоба» размером около 3 метров, который упал «целиком» 80 тысяч лет назад на территории современной Намибии (Африка)
Если скорость входа в атмосферу была очень большой (встречная траектория), то такие метеороиды имеют гораздо меньше шансов долететь до поверхности, так как сила их трения об атмосферу будет намного больше. Количество осколков, на которые дробится метеороид может доходить до сотен тысяч, процесс их падения называется метеоритный дождь.
За сутки на Землю в виде космических осадков может выпасть несколько десятков небольших (около 100 грамм) осколков метеоритов. С учётом того, что большинство из них падают в океан, и вообще, они трудно отличимы от обычных камней, находят их довольно редко.
Количество вхождений в нашу атмосферу космических тел размером порядка метра — несколько раз в год. Если повезёт, и падение такого тела будет замечено, есть шанс найти приличные осколки весом в сотни грамм, а то и в килограммы.
17 метров — Челябинский болид
Суперболид
— так иногда называют особенно мощные взрывы метеороидов, подобные тому, что взорвался в феврале 2013 года над Челябинском. Первоначальный размер, вошедшего тогда в атмосферу тела по различным экспертным оценкам различается, в среднем он оценивается в 17 метров. Масса — около 10000 тонн.
Объект вошёл в атмосферу Земли под очень острым углом (15-20°) со скоростью около 20 км/сек. Взорвался он через полминуты на высоте примерно 20 км. Мощность взрыва составила несколько сотен килотонн в тротиловом эквиваленте. Это в 20 раз мощнее Хиросимской бомбы, но здесь последствия были не столь фатальные потому, что взрыв произошёл на большой высоте и энергия рассеялась по большой площади, в значительной мере вдали от населённых пунктов.
До Земли долетело менее десятой части первоначальной массы метеороида, то есть около тонны или меньше. Осколки рассеялись по площади длиной более 100, и шириной около 20 км. Было найдено множество мелких осколков, несколько весом в килограммы, самый большой кусок весом 650 кг был поднят со дна озера Чебаркуль:
Ущерб:
пострадало почти 5000 зданий (в основном выбитые стёкла и рамы), осколками стёкол поранило около 1,5 тысяч человек.
Тело такого размера вполне могло достичь поверхности не развалившись на осколки. Этого не произошло из-за слишком острого угла входа, ведь прежде чем взорваться, метеороид пролетел в атмосфере несколько сотен километров. Если бы Челябинский метеороид упал вертикально, то вместо воздушной ударной волны, побившей стёкла, произошёл бы мощный удар об поверхность, повлёкший за собой сейсмический толчок, с образованием кратера диаметром 200-300 метров. Об ущербе и количестве жертв, в этом случае судите сами, всё бы зависело от места падения.
Что касается частоты повторения подобных событий, то после Тунгусского метеорита 1908 года — это самое крупное упавшее на Землю небесное тело. То есть, за одно столетие можно ожидать одного или нескольких таких гостей из космоса.
Десятки метров — небольшие астероиды
Детские игрушки закончились, переходим к более серьёзным вещам.
Если вы читали предыдущий пост, то знаете, что малые тела Солнечной системы размером до 30 метров, называются метеороиды, более 30 метров — астероиды.
Если астероид, даже самый маленький встретится с Землёй, то он точно не развалится в атмосфере и его скорость не замедлится до скорости свободного падения, как это происходит с метеороидами. Вся огромная энергия его движения высвободится в виде взрыва — то есть перейдёт в тепловую энергию , которая расплавит сам астероид, и механическую , которая создаст кратер, разбросает вокруг земную породу и осколки самого астероида, а также создаст сейсмическую волну.
Чтобы количественно оценить масштаб такого явления, можно рассмотреть для примера астероидный кратер в Аризоне:
Этот кратер образовался 50 тысяч лет назад от удара железного астероида диаметром 50-60 метров. Сила взрыва составила 8000 Хиросим, диаметр кратера — 1,2 км, глубина — 200 метров, края возвышаются над окружающей поверхностью на 40 метров.
Ещё одно сравнимое по масштабам событие — Тунгусский метеорит. Мощность взрыва составила 3000 Хиросим, но здесь имело место падение небольшого ядра кометы диаметром от десятков до сотен метров по разным оценкам. Ядра комет часто сравнивают с грязными снежными лепёшками, поэтому в данном случае никакого кратера не возникло, комета взорвалась в воздухе и испарилась, повалив лес на территории 2 тыс. квадратных километров. Если бы такая же комета взорвалась над центром современной Москвы, она разрушила бы все дома вплоть до кольцевой автодороги.
Частота падения астероидов размером в десятки метров — один раз в несколько веков, стометровые — раз в несколько тысяч лет.
300 метров — астероид Апофис (наиболее опасный из известных на данный момент)
Хотя по последним данным NASA вероятность попадания в Землю астероида «Апофис» при его пролёте вблизи нашей планеты в 2029, а затем в 2036 году практически равна нулю, всё же рассмотрим сценарий последствий его возможного падения, так как существует множество ещё не открытых астероидов, и подобное событие всё равно может произойти, не в этот, так в другой раз.
Итак.. астероид Апофис вопреки всем прогнозам падает на Землю..
Мощность взрыва составляет 15000 Хиросимских атомных бомб. При попадании в материк, возникает ударный кратер диаметром 4-5 км и глубиной 400-500 метров, ударной волной сносятся все кирпичные строения в зоне радиусом 50 км, менее прочные строения, а так же деревья валятся на расстоянии в 100-150 километров от места падения. В небо поднимается столб пыли похожий на гриб от ядерного взрыва высотой несколько километров, затем пыль начинает распространяться в разные стороны, и в течение нескольких дней равномерно расползается по всей планете.
Но, не смотря на сильно преувеличенные страшилки, которыми обычно пугают людей СМИ, ядерной зимы и конца света не настанет — калибр «Апофиса» для этого маловат. По опыту имевших место в не очень давней истории мощных извержений вулканов, при которых так же происходят огромные выбросы пыли и пепла в атмосферу, при такой мощности взрыва эффект «ядерной зимы» будет небольшим — падение средней температуры на планете на 1-2 градуса, через полгода-год всё возвращается на свои места.
То есть, это катастрофа не глобального, а регионального масштаба — если Апофис попадёт в небольшую страну, он разрушит её полностью.
При попадании Апофиса в океан, от цунами пострадают прибрежные районы. Высота цунами будет зависеть от расстояния до места падения — первоначальная волна будет иметь высоту около 500 метров, но если Апофис упадёт в центр океана, то до берегов дойдут 10-20-ти метровые волны, что тоже немало, причём длиться шторм с такими мега-волнами будет несколько часов. Если удар в океан произойдёт недалеко от берега, то сёрферы в прибрежных (и не только) городах смогут прокатиться на такой волне: (простите за чёрный юмор)
Периодичность повторения событий подобного масштаба в истории Земли измеряется в десятках тысяч лет.
Переходим к глобальным катастрофам..
1 километр
Сценарий тот-же, что и при падении Апофиса, только масштабы последствий в разы серьёзней и уже дотягивают до глобальной катастрофы низкого порога (последствия ощущает всё человечество, но угрозы гибели цивилизации нет):
Мощность взрыва в «хиросимах»: 50000, размер образовавшегося кратера при падении на сушу: 15-20 км. Радиус зоны разрушения от взрывной и сейсмической волны: до 1000 км.
При падении в океан, опять же, всё зависит от расстояния до берега, так как возникшие волны будут хоть и очень высокие (1-2 км), но не длинные, а такие волны довольно быстро затухают. Но в любом случае, площадь затопленных территорий будет огромна — миллионы квадратных километров.
Понижение прозрачности атмосферы в данном случае от выбросов пыли и пепла (или водяного пара при падении в океан) будет заметно на протяжении нескольких лет. При попадании в сейсмически опасную зону, последствия могут усугубиться спровоцированными взрывом землетрясениями.
Однако, сколько-нибудь заметно наклонить земную ось или повлиять на период вращения нашей планеты астероид такого диаметра не сможет.
Несмотря не всю драматичность этого сценария, для Земли это довольно рядовое событие, так как оно уже тысячи раз случалось на протяжении её существования. Средняя периодичность повторения — раз в 200-300 тысяч лет.
Астероид диаметром 10 километров — глобальная катастрофа планетарного масштаба
- Мощность взрыва в «хиросимах»: 50 миллионов
- Размер образовавшегося кратера при падении на сушу: 70-100 км, глубина — 5-6 км.
- Глубина растрескивания земной коры составит десятки километров, то есть вплоть до мантии (толщина земной коры под равнинами составляет в среднем 35 км). Начнётся выход магмы на поверхность.
- Площадь зоны разрушения может составить несколько процентов площади Земли.
- При взрыве облако пыли и расплавленной породы поднимется на высоту десятки км, возможно — до сотни. Объём выброшенных материалов — несколько тысяч кубических километров — этого достаточно для лёгкой «астероидной осени», но недостаточно для «астероидной зимы» и начала ледникового периода.
- Вторичные кратеры и цунами от осколков и крупных кусков выброшенной породы.
- Небольшой, но по геологическим меркам приличный наклон земной оси от удара — до 1/10 доли градуса.
- При попадании в океан — цунами с километровыми(!!) волнами, уходящими далеко вглубь материков.
- В случае интенсивных извержений вулканических газов, в последствии возможны кислотные дожди.
Но и это — ещё не совсем Армагеддон! Даже такие грандиозные катастрофы наша планета переживала уже десятки или даже сотни раз. В среднем это происходит один раз в 100 миллионов лет. Случись это в настоящее время, количество жертв было бы беспрецедентным, в худшем случае могло бы измеряться в миллиардах человек, к тому же, неизвестно к каким социальным потрясениям это бы привело. Однако, не смотря на период кислотных дождей и нескольких лет некоторого похолодания из-за уменьшения прозрачности атмосферы, лет через 10 климат и биосфера полностью бы восстановились.
Армагеддон
Для такого знаменательного в истории человечества события требуется астероид размером 15-20 километров в количестве 1 штука.
Наступит очередной ледниковый период, большая часть живых организмов погибнет, но жизнь на планете сохранится, хотя уже не будет такой как прежде. Как обычно, выживут сильнейшие..
Такие события так же неоднократно случались в С момента возникновения жизни на ней армагеддоны случались как минимум несколько, а быть может и десятки раз. Считается, что последний раз это произошло 65 миллионов лет (Чиксулубский метеорит
), когда погибли динозавры и почти все остальные виды живых организмов, остались только 5% избранных, в том числе наши с вами предки.
Полный Армагедец
Если в нашу планету врежется космическое тело размером со штат Техас, как было в известном фильме с Брюсом Уиллисом, то не выживут даже бактерии (хотя, кто их знает?), жизни придётся возникать и эволюционировать заново.
Вывод
Хотел написать обзорный пост про метеориты, а получились сценарии Армагеддона. Поэтому хочу сказать, что все описанные события начиная с Апофиса (включительно), рассматриваются как теоретически возможные, так как в ближайшие лет сто минимум они точно не произойдут. Почему так — подробно изложено в предыдущем посте.
Ещё хочу добавить, что все приведённые здесь цифры, касательно соответствия размеров метеорита и последствий его падения на Землю, очень приблизительны. Данные в разных источниках отличаются, плюс начальные факторы при падении астероида одного и того же диаметра могут очень сильно варьироваться. Например, везде написано, что размер Чиксулубского метеорита 10 км, но в одном, как мне показалось, авторитетном источнике я прочитал, что 10-ти километровый камень таких бед натворить бы не смог, поэтому у меня Чиксулубский метеорит вошёл в 15-20 километровую категорию.
Так что, если вдруг Апофис всё таки упадёт в 29-ом или 36-ом году, а радиус зоны поражения будет сильно отличаться от того, что здесь написано — пишите, исправлю
