Астероидный апокалипсис: насколько большим должен быть астероид, чтобы уничтожить человечество?

Несколько дней назад в рамках проверки планетарной обороны зонда NASA DART столкнулся с астероидом Диморфосом. Первый в истории человечества эксперимент прошел успешно, но что если защиты не будет или он не справится? Перевели интересную статью со space.com по этому поводу.

Люди загадывают желания, когда падают звезды. Это яркое зрелище — результат сгорания космических камней в атмосфере Земли. Но если к нам будет приближаться огромный метеорит, большинство скорее всего загадает желание оказаться не вблизи места его падения.

Но как понять, какого размера должен быть астероид, которого нужно бояться? Каким он должен быть, чтобы разрушить весь город или континент? И есть ли еще качество факторов, увеличивающих опасность?

В космосе существует много обломков космических пород. По данным NASA, ежедневно на Землю падает около 48,5 тонн (44 метрических тонн) метеоритов. Как правило, это камни размером не больше песчинки, которые сгорают сразу после входа в атмосферу Земли. Институт планетарных наук подсчитал следующее: чтобы на Землю упал камень размером с морскую гальку, космические камни должны быть по крайней мере пять метров в ширину по достижении атмосферы Земли.

Однако такое происходит нечасто. По данным NASA, метеорит размером с автомобиль сталкивается с нашей планетой примерно раз в год. А камень размером с футбольное поле приближается к нашей планете примерно раз в 2000 лет. Но если это произойдет, какие последствия будут для нас?

Давайте рассмотрим несколько примеров, чтобы понять чего можно ожидать.

1. Челябинск: ширина 20 метров, размер теннисного корта

Огненный шар появился в небе вблизи города Челябинск в феврале 2013 года. Онастановилась все ярче и, наконец, взорвался на высоте примерно 30 км над землей. Взрыв освободил в десять раз больше энергии, чем ядерная бомба, сброшенная на Хиросиму в конце Второй мировой. Ударная волна разбила окна на тысячах построек и даже разрушила крышу местного цинкового завода. Более 1400 человек получили ранения. Позже в озере поблизости обнаружили огромный кусок весом более 500 кг и несколько чуть поменьше.

Гарет Коллинз, профессор планетарологии в Имперском колледже Лондона, заверил, что космический камень размером с Челябинский метеорит еще не повод бояться.

«Да, было много раненых и достаточно значительных разрушений, но это не была какая-то чрезвычайная угроза жизни», — отметил ученый. «Метеорит прилетел под довольно небольшим углом, потому взорвался на значительной высоте. Было бы хуже, если бы он вошел в атмосферу с более крутой траекторией».

2. Тунгуска: 50 метров в ширину, размер с олимпийский бассейн

В 1908 году большой астероид пролетел над Восточной Сибирью вблизи реки Тунгуска. Считается, что он имел ширину 50-60 метров. Этот взрыв уничтожил 80 миллионов деревьев на площади 2150 квадратных километров. Очевидцы писали о тепловом ударе, о подземных толчках и взрывной волне, подбрасывающей людей в воздух. Коллинз отмечает, что, хотя этот астероид был немного больше Челябинского, он высвободил гораздо больше энергии, когда взорвался. Это связано с тем, что он был в десять раз более массивным. Кратер так и не нашли, а повреждения были не слишком значительны из-за удаленности района от жилья людей.

Однако, если бы астероид такого же размера взорвался над Лондоном или Нью-Йорком, ущерба было бы гораздо больше. Коллинз и его команда создали онлайн-инструмент, позволяющий исследователям и представителям общественности исследовать влияние астероидов в разных частях света, изменяя основные параметры: размер астероида, материал камня и его скорость. Например, если бы астероид размером с Тунгуску упал на Лондон, разрушения понесли бы даже самые отдаленные пригороды города. Попадали бы деревья и изгороди, разбилось бы стекло в окнах, часть крыш и даже некоторых зданий была бы разрушена. А вот мосты и небоскребы, скорее всего, пострадали бы не слишком сильно.

Повреждения были бы более серьезными, если бы астероид состоял из более плотного материала, богатого металлом, а не из камня (как Тунгуска). «Метеоритный кратер в Аризоне размером 1,6 км, вероятно, был создан астероидом такого же размера, как Тунгуска», — сказал Коллинз».

3. Астероид шириной 100 метров, размер с футбольное поле

Чем больше астероид, тем больше вреда он наносит. Если бы он был более 100 метров в ширину, он бы образовал кратер независимо от того, из чего он состоит. Взрывная волна также была бы значительно губительнее, потому что астероид освободил бы большую часть энергии ближе к земле.

«Астероид испарился бы настолько близко к земле, что это привело бы к сильному нагреву», — сказал Коллинз. «Этого может быть достаточно, чтобы растопить землю и вызвать пожары в ближайшей к взрыву зоне».

Взрыв разрушил бы здания на расстоянии до 15 км, а окна разбились бы на расстоянии более 100 км. Что еще хуже, когда частично сгоревший камень ударяется о землю, это провоцирует сейсмические толчки, которые повлекут за собой разрушение дальше эпицентра. Обломки падали бы на землю в километрах от места столкновения, а мелкая пыль и грязь долго висела бы в воздухе.

4. Ширина 160 метров: что, если бы Диморфос упал на Землю?

Диморфос, цель миссии NASA DART, разрушающей астероиды, пока не направляется к нашей планете. Но что бы произошло, если бы к нам подкрался такой большой камень, как Диморфос?

«Если [астероид такого размера, как Диморфос] упадет на Лондон, окна разобьются по всему юго-востоку Англии, и ущерб в районе [Большого Лондона] будет очень сильным», — сказал Коллинз. «В центре Лондона ничто не останется живым из-за самого удара и мощности взрыва».

Кратер, который бы образовался в результате удара, имел бы больше 1,6 км в ширину и более 370 м в глубину. Однако, по словам Коллинза, вероятность падения любого космического камня на густонаселенную территорию очень низкая. Поскольку 70% Земли покрыты океанами, люди могут и не пострадать.

«Если бы астероид упал в океан, он создал бы очень большие цунами», — рассказывает Коллинз. Но если бы это произошло далеко в океане, волны значительно уменьшились бы, прежде чем достичь побережья.

Однако другая картина будет, если это произойдет у берега. «Это повлечет за собой волну цунами, которая принесет много вреда», — утверждает ученый.

Хотя астероиды такого размера встречаются редко, астрономы подсчитали, что 60% астероидов на Земле размером более 140 метров до сих пор неизвестны.

5. 780 метров в ширину, размер Дидимоса

А как насчет Дидимоса 780 метров в ширину? Вот это уже огромная опасность для человечества. Согласно моделированию Коллинза, при столкновении такой астероид образовал бы кратер шириной более 11 км и глубиной более 619 м. Подземные толчки магнитудой 7,4 балла по шкале Рихтера будут распространяться по земной коре и их можно будет почувствовать на расстоянии 500 км от места столкновения. Все окна будут разбиты на расстоянии более 1600 км от места столкновения. Если бы это случилось над Лондоном, то по всей Франции и Нидерландах вылетели бы окна.

Хорошая новость состоит в том, что таких больших астероидов гораздо меньше. Кроме того, астрономы считают, что все околоземные камни (и кометы) размером более 1 км уже найдены, и ни один из них пока не направляется к Земле.

Что определяет последствия падения астероида?

То, насколько разрушительными будут последствия, определяют несколько факторов. Самое важное — это масса и скорость, с которой астероид проносится сквозь атмосферу Земли, прежде чем распадется или ударится о землю. Точное уравнение для количества энергии, выделяемой взрывом астероида, — это его масса, умноженная на квадрат его скорости. Но это не только влияет на масштабы разрушения. Рассмотрим самые важные факторы.

1. Масса астероида

Астрономы чаще всего описывают астероиды по их размеру, но то, что важно на самом деле — это масса (объем астероида, умноженный на его плотность). Предполагают, что существуют достаточно значительные отличия в плотности разных типов астероидов. Богатые углеродом астероиды (самый распространенный тип) могут иметь плотность менее 1,4 г на квадратный сантиметр. Некоторые могут быть даже менее плотными. Каменистые астероиды, богатые кремнием, могут быть вдвое плотнее углеродных, тогда как астероиды, богатые редкими металлами, могут иметь плотность более 5,3 г/см3.

Это означает, что круглый космический камень шириной 20 м имел бы массу 6459 тонн (5860 метрических тонн), будь это углеродный астероид, 12458 тонн (11302 метрические тонны), если бы это был каменистый астероид, богатый кремнием и 24 455 тонн (22 186 метрических тонн), если в его составе преобладал металл. Для сравнения, лунная ракета NASA Space Launch System весит около 2750 тонн (2495 метрических тонн).

Чем плотнее астероид, тем больше вероятность, что он переживет прохождение через атмосферу, долетит до земли и создаст кратер.

2. Скорость астероида

Астероиды проносятся солнечной системой с разной скоростью. Астероиды, двигающиеся по более эллиптическим орбитам, ускоряются, когда они приближаются к Солнцу, достигая большей скорости, чем неторопливые путешественники на более круглых орбитах. По словам Коллинза, космические камни могут сталкиваться с атмосферой Земли со скоростью от 11 километров в секунду до 40 км/с, причем 20 км/с — это средняя скорость столкновения.

«Чем быстрее летит астероид, тем значительнее будут разрушения», — отмечает Коллинз.

3. Угол входа в атмосферу

Уровень разрушения также зависит от того, где и как астероид выделяет большую часть своей энергии. Это будет зависеть от высоты, на которой он взорвется, а это, в свою очередь, будет зависеть от угла, под которым он входит в атмосферу.

Если астероид прилетает под довольно небольшим углом, его путешествие через атмосферу будет длиннее, и поэтому он замедлится и будет разряжать свою энергию медленнее, чем если бы путь был более перпендикулярным поверхности Земли. Он, скорее всего, распадется выше в атмосфере и поэтому удар по земле будет менее сильным, хотя он может повлиять на более широкую территорию.

«Астероид, прилетающий под более крутым углом, тормозится быстрее, поэтому он не успевает отдать часть энергии», — рассказывает Коллинз. «Он быстро приближается к Земле, а чем ближе к Земле источник взрыва, тем сильнее будет сила взрывной волны, когда она достигнет поверхности».

4. Куда падает астероид

По статистике каждый космический камень вероятнее всего упадет в океан или на какую-нибудь малонаселенную территорию планеты. Несмотря на беспокойство человечества по поводу перенаселения, большая часть Земли все еще является царством природы.

По словам Коллинза, океан мог бы смягчить удары даже достаточно крупных астероидов, шириной более 100 м, если они упадут довольно далеко от берега. «Падение астероида в океан, это, пожалуй, самый вероятный сценарий», — говорит он.

Disqus Comments Loading...