Угроза астероидов

Время от времени поистине внушительного размера небесное тело из космоса проходит через атмосферу Земли. Едва ли кто-то находящийся близко к месту падения метеорита сможет отметить его размер, угол подхода и конкретное место, куда астероид в конечном итоге упадет, ведь это будет означать, что наблюдатель столкнется с риском неминуемой гибели.

Исследованиями этих случайных, но потенциально катастрофических событиях занимаются астрономы, сканирующих небо и космос на предмет подобных угроз. Используя все виды технологий, они проводят «разведку» на предмет поиска астероидов, которые могут стереть многие города с лица Земли, понеся за собой разрушительные катаклизмы. Ученые также ищут способы потенциального сдерживания небесных тел, траектория падения которых проходит через Землю.

Но если все же большой космический камень пройдет через верхние слои атмосферы и упадет на поверхность Земли, что ожидает людей? Этот вопрос задают себе планетарные ученые. И некоторые из ответов поистине шокирующие.

Например, маловероятно, что цунами или землетрясение унесет большинство жизней. Порывистые ветры и ударные волны, возникающие при падении и взрыве космических скал – вот настоящая угроза человеческим жизням при падении метеорита. Этот вывод был сделан благодаря специальной компьютерной программе.

Данная программа предоставила вероятные результаты более миллиона возможных астероидных воздействий. В одном крайнем случае было исследовано падение (в теории) космического болида шириной 200 метров и скоростью 20 км/с на Лондон, столицу Англии. По оценкам компьютеров, от этого удара погибнет более 8,7 миллионов человек. И почти три четверти из них потеряют свою жизнь от ветра и ударных волн.

Клеменс Румпф и его коллеги сообщили об этом 27 марта в журнале «Метеоритика и планетарная наука». Румпф - планетарный ученый в Англии в Саутгемптонском университете. Во втором докладе группа Румпфа рассмотрела 1,2 миллиона теоритических случаев потенциальных падений небесных тел. В этих исследованиях астероиды могут достигать 400 метров в поперечнике. И опять же, ветры и ударные волны были самыми жестокими убийцами.

Многие исследователи предполагали, что цунами будет самым сокрушительным последствием падения метеорита. Но в проводимых анализах волны-убийцы уносили жизни только одного из пяти граждан.

Масса сжатого воздуха нагревает летящий из космоса небольшой болид до температуры в несколько тысяч градусов, отчего вещество метеорита начинает плавиться и испаряться. То есть летящее тело просто-напросто начинает «таять», быстро уменьшаясь в размерах. Но даже астероиды, которые не достигают поверхности Земли, могут генерировать высокоскоростные порывы ветра, ударные волны давления в атмосфере и интенсивное нагревание. Небесные тела, достаточно крупные, чтобы успеть долететь до земли, представляют гораздо больший риск. Именно они могут порождать землетрясения, цунами и, конечно же, зияющие кратеры.

Как уже было сказано выше, 1,2 миллиона симулированных астероидов могут влиять на Землю абсолютно по-разному. Они отличаются местом падения, скоростью и углом удара. Каждый симулированный сценарий запускался для 24 различных астероидов. Их диаметр варьировался от 15 до 400 метров. Около 71% Земли покрыто водой, поэтому моделирование позволяет астероидам падать под воду почти в 36 000 сценариев (около 72%).

Самый смертоносный убил бы около 117 миллионов человек. Тем не менее, как показали исследования, многие астероидные удары не представляют угрозы. Более половины астероидов длиной менее 60 метров вызвали нулевую смертность. Абсолютно все астероиды размером менее 18 метров не влекли за собой гибели людей. Болиды размером менее 56 метров не доходили даже до поверхности Земли до взрыва в атмосфере. Тем не менее, эти взрывы все еще могут быть смертельными. Как обнаружила команда исследователей, такие метеориты генерировали вокруг себя интенсивный жар, который мог бы сжечь кожу.

В симуляции, при которой астероид падал в океан, доминирующим убийцей является цунами. Из каждых 10 смертельных случаев от семи до восьми случались по вине гигантских волн. Тем не менее, катаклизмы от воздействия воды были лишь частью того гигантского ущерба, приходившегося на астероиды, разбившиеся о землю. Объяснение довольно просто: цунами, генерируемые астероидами, относительно малы и быстро затихают, как показала компьютерная модель.

Итог: для всех астероидов, достаточно больших, чтобы попасть на поверхность Земли, жар, ветер и ударные волны несли за собой наибольшее количество жертв. Другие наземные эффекты, такие как землетрясения, привели к тому, что было меньше 2 процентов от общей смертности, - прогнозировал компьютер.

Несмотря на то, что астероиды несут за собой огромную угрозу, смертоносные удары встречаются крайне редко. Большинство веществ (пыль, песчинки, камни размером с кулак) из окружающего космического пространства, которые бомбардируют Землю, крошечного размера. Они сгорают в атмосфере, нанося лишь мизерный вред.

 Рассмотрим болид, осветивший небо в 2013 году в городе Челябинске. Такие метеоры (размером 20 метров) падают на поверхность Земли всего лишь один раз в столетие. Гораздо более крупные астероиды, или же метеоритный дождь, однако, способны стереть с планеты Земля весь человеческий вид. Как известно, астероид шириной не менее 10 километров, который врезался в Землю 66 миллионов лет назад, был повинен в исчезновении динозавров (мел-палеогеновое вымирание).

Вместе с динозаврами вымерли морские рептилии, в том числе мозазавры и плезиозавры, птерозавры, многие моллюски, в том числе аммониты и белемниты, и множество мелких водорослей. Всего погибло около 16 % семейств морских животных (47 % родов морских животных) и 18 % семейств сухопутных позвоночных, включая практически всех крупных и средних по размеру. Все существовавшие в мезозое экосистемы были полностью разрушены, что впоследствии резко подстегнуло эволюцию таких групп животных, как птицы и млекопитающие, давших в начале палеогена огромное многообразие форм благодаря освобождению большинства экологических ниш.

Однако такие масштабные катастрофы крайне редки. Они могут возникать только один раз в 100 миллионов лет.

Сегодня астрономы сканируют небесный свод с помощью автоматических телескопов и фотопластин. Всего было зарегистрировано около 6200 объектов, которые проходят на расстоянии до 1,3 а. е. от Земли (1 а.е. равняется 149 598 000 км).

С 2016 года в России работает телескоп АЗТ-33 ВМ по обнаружению опасных небесных тел. Он способен опознать опасный астероид размером 50 метров на расстоянии до 150 миллионов километров за 30 секунд. Это дает возможность заранее (самое малое — за месяц) заметить потенциально опасные для планеты тела, аналогичные Тунгусскому метеориту.

Учёные обсуждают варианты спасения планеты от угрозы падения астероида на Землю. Предложения включают в себя удар по метеориту по принципу бильярдного шара.

Интересное моделирование выполнил Дэвид Дирборн, физик из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса. Оказывается, ядерный взрыв мощностью 300 килотонн, произведённый на поверхности 270-метрового астероида всего за 15 дней до удара его по Земле (странник будет находиться за пределами орбиты Луны), способен отклонить объект достаточно, чтобы столкновения не случилось. 97% полученных в результате взрыва обломков минуют Землю.

Понимание потенциальных угроз – и вариантов, доступных для их решения, - могло бы дать рекомендации о том, как люди должны реагировать на предупреждение о том, что астероид направляется в сторону Земли. Это поможет людям решить: эвакуироваться, найти надежное укрытие, или даже мобилизовать космические войска, чтобы попытаться сбить астероид с намеченного курса.

Как бы то ни было, ученые всерьез обеспокоены даже небольшим шансом на столкновение и активно разрабатывают системы противоастероидной обороны.