Событие удара - Impact event

В результате крупного столкновения высвобождается энергия нескольких миллионов ядерных боеприпасов, которые взрываются одновременно, когда астероид диаметром всего несколько километров сталкивается с более крупным телом, таким как Земля (изображение: впечатление художника) .

Событие воздействия является столкновение между астрономическими объектами , вызывающих измеримые эффекты. Ударные события имеют физические последствия и, как было установлено, регулярно происходят в планетных системах , хотя наиболее частые из них связаны с астероидами , кометами или метеороидами и имеют минимальный эффект. Когда крупные объекты сталкиваются с планетами земной группы, такими как Земля , могут быть значительные физические и биосферные последствия, хотя атмосфера смягчает многие воздействия на поверхность за счет попадания в атмосферу . Ударные кратеры и структуры являются доминирующими формами рельефа на многих твердых объектах Солнечной системы и представляют собой убедительное эмпирическое свидетельство их частоты и масштаба.

Похоже, что ударные события сыграли значительную роль в эволюции Солнечной системы с момента ее образования. Крупные ударные события существенно повлияли на историю Земли и были вовлечены в формирование системы Земля-Луна , эволюционную историю жизни , происхождение воды на Земле и несколько массовых вымираний . Доисторический удар Чиксулуб , 66 миллионов лет назад, считается причиной вымирания мелового и палеогенового периода .

На протяжении всей истории человечества сообщалось о сотнях столкновений с Землей (и взрывающихся болидов ), причем некоторые из них приводили к гибели людей, травмам, материальному ущербу или другим значительным локальным последствиям. Одним из наиболее известных зарегистрированных событий современности было Тунгусское событие , которое произошло в Сибири , Россия, в 1908 году. Челябинский метеоритный инцидент 2013 года - единственный известный подобный инцидент в наше время, который привел к многочисленным травмам. Его метеор - самый крупный зарегистрированный объект, который встречался с Землей после Тунгусского события.

Кометы Шумейкер-Леви 9 Воздействия при условии , что первого прямого наблюдение внеземного столкновения объектов Солнечной системы, когда комета распалась и столкнулась с Юпитером в июле 1994. внесолнечное воздействие наблюдалось в 2013 году, когда массовые наземные воздействия планеты было обнаружено вокруг звезды ID8 в звездном скоплении NGC 2547, полученной космическим телескопом НАСА Spitzer и подтвержденной наземными наблюдениями. Импульсные события были сюжетом и фоном в научной фантастике .

В апреле 2018 года фонд B612 сообщил: «Мы на 100 процентов уверены, что нас ударит [разрушительный астероид], но мы не на 100 процентов уверены, когда». Также в 2018 году физик Стивен Хокинг в своей последней книге « Краткие ответы на большие вопросы» назвал столкновение с астероидом самой большой угрозой для планеты. В июне 2018 года Национальный совет по науке и технологиям США предупредил, что Америка не готова к столкновению с астероидом, и разработал и выпустил « План действий национальной стратегии обеспечения готовности к сближающимся с Землей объектам », чтобы лучше подготовиться. Согласно заключениям экспертов Конгресса США в 2013 году, НАСА потребуется как минимум пять лет подготовки, прежде чем можно будет запустить миссию по перехвату астероида .

Удары и Земля

Карта мира в нужной проекции из кратеров на базе данных Earth Impact по состоянию на ноябрь 2017 года (в файле SVG, парить над кратером , чтобы показать его детали)

Крупные ударные события существенно повлияли на историю Земли , будучи вовлеченными в формирование системы Земля-Луна , эволюционную историю жизни , происхождение воды на Земле и несколько массовых вымираний . Ударные структуры являются результатом ударных событий по твердым объектам и, как доминирующие формы рельефа на многих твердых объектах Системы, представляют собой наиболее убедительное свидетельство доисторических событий. Известные события столкновения включают гипотетическую позднюю тяжелую бомбардировку , которая произошла бы в начале истории системы Земля-Луна, и подтвержденное столкновение Чиксулуб 66 миллионов лет назад, которое, как считается, стало причиной вымирания мелового-палеогенового периода .

Частота и риск

Частота столкновений небольших астероидов диаметром от 1 до 20 метров с атмосферой Земли.

Мелкие объекты часто сталкиваются с Землей. Между размером объекта и частотой таких событий существует обратная зависимость . Запись лунных кратеров показывает, что частота ударов уменьшается примерно до куба диаметра образовавшегося кратера, который в среднем пропорционален диаметру ударника. Астероиды диаметром 1 км (0,62 мили) сталкиваются с Землей в среднем каждые 500 000 лет. Крупные столкновения - с объектами длиной 5 км (3 мили) - происходят примерно раз в двадцать миллионов лет. Последнее известное столкновение с объектом диаметром 10 км (6 миль) или более произошло во время вымирания мелового и палеогенового периода 66 миллионов лет назад.

Энергия, выделяемая ударником, зависит от диаметра, плотности, скорости и угла. Диаметр большинства околоземных астероидов, которые не были изучены с помощью радара или инфракрасного излучения, обычно можно оценить с точностью до двух раз, основываясь на яркости астероида. Плотность обычно принимается, потому что диаметр и масса, по которым может быть рассчитана плотность, также обычно оцениваются. Из-за космической скорости Земли минимальная скорость столкновения составляет 11 км / с, а удары астероидов в среднем составляют около 17 км / с на Земле. Наиболее вероятный угол удара - 45 градусов.

Условия удара, такие как размер и скорость астероида, а также плотность и угол удара, определяют кинетическую энергию, выделяемую при ударе. Чем больше выделяется энергии, тем больше вероятность нанесения ущерба земле из-за воздействия на окружающую среду, вызванного ударом. Такими эффектами могут быть ударные волны, тепловое излучение, образование кратеров при землетрясениях и цунами в случае попадания в водоемы. Человеческое население уязвимо для этих воздействий, если оно проживает в зоне поражения. Большие сейшевые волны, возникающие в результате землетрясений и крупномасштабных отложений обломков, также могут возникать в течение нескольких минут после удара, за тысячи километров от удара.

Воздушные взрывы

Каменные астероиды диаметром 4 метра (13 футов) входят в атмосферу Земли примерно раз в год. Астероиды диаметром 7 метров входят в атмосферу примерно каждые 5 лет с такой же кинетической энергией, как атомная бомба, сброшенная на Хиросиму (примерно 16 килотонн в тротиловом эквиваленте), но воздушный взрыв уменьшается до 5 килотонн. Обычно они взрываются в верхних слоях атмосферы, и большая часть или все твердые частицы испаряются . Однако астероиды диаметром 20 м (66 футов), которые ударяются о Землю примерно дважды в столетие, производят более мощные воздушные взрывы. Челябинский метеор 2013 года оценивался в диаметре около 20 м с воздушным взрывом мощностью около 500 килотонн, что в 30 раз больше, чем взрыв над Хиросимой. Более крупные объекты могут удариться о твердую землю и образовать кратер.

Удары каменистого астероида, вызывающие взрыв в воздухе

Диаметр импактора
Кинетическая энергия при
Высота взрыва
Средняя
частота
(лет)
Записанные огненные шары
(CNEOS)
(1988-2018)

вход в атмосферу
взрыв в воздухе
м (13  футов ) 3 кт 0,75 тыс. Т 42,5  км (139000  футов ) 1.3 54
7 м (23 футов) 16 тыс. Т 5 кт 36,3 км (119000 футов) 4.6 15
10 м (33 футов) 47 тыс. Т 19 тыс. Т 31,9 км (105000 футов) 10 2
15 м (49 футов) 159 тыс. Т 82 тыс. Т 26,4 км (87000 футов) 27 1
20 м (66 футов) 376 тыс. Т 230 тыс. Т 22,4 км (73000 футов) 60 1
30 м (98 футов) 1,3 млн т 930 тыс. Т 16,5 км (54000 футов) 185 0
50 м (160 футов) 5,9 млн т 5,2 млн т 8,7 км (29000 футов) 764 0
70 м (230 футов) 16 млн т 15,2 млн т 3,6 км (12000 футов) 1 900 0
85 м (279 футов) 29 млн т 28 млн т 0,58 км (1,900 футов) 3 300 0
При плотности 2600 кг / м 3 , скорости 17 км / с и угле удара 45 °.
Каменистые астероиды, ударяющие по осадочной породе и образующие кратер

Диаметр импактора
Кинетическая энергия при
Диаметр кратера
Периодичность
(лет)

вход в атмосферу
влияние
100  м (330  футов ) 47 млн т 3,4 млн т 1,2  км (0,75  миль ) 5 200
130 м (430 футов) 103 млн т 31,4 млн т 2 км (1,2 мили) 11 000
150 м (490 футов) 159 тонн 71,5 млн т 2,4 км (1,5 мили) 16 000
200 м (660 футов) 376 тонн 261 млн т 3 км (1,9 миль) 36 000
250 м (820 футов) 734 млн т 598 тонн 3,8 км (2,4 мили) 59 000
300 м (980 футов) 1270 тонн 1110 тонн 4,6 км (2,9 миль) 73 000
400 м (1300 футов) 3010 тонн 2800 тонн 6 км (3,7 миль) 100 000
700 м (2300 футов) 16100 тонн 15700 тонн 10 км (6,2 мили) 190 000
1000 м (3300 футов) 47000 тонн 46300 тонн 13,6 км (8,5 миль) 440 000
Из расчета ρ = 2600 кг / м 3 ; v = 17 км / с; и угол 45 °

Объекты диаметром менее 1 м (3,3 фута) называются метеороидами и редко достигают земли, чтобы стать метеоритами. Приблизительно 500 метеоритов достигают поверхности каждый год, но только 5 или 6 из них обычно создают метеорологическую радиолокационную сигнатуру с разбросанным полем, достаточно большим, чтобы его можно было обнаружить и сделать известным ученым.

Покойный Юджин Шумейкер из Геологической службы США оценил частоту столкновений с Землей, сделав вывод, что событие, близкое к размеру ядерного оружия, разрушившего Хиросиму, происходит примерно раз в год. Такие события могут показаться совершенно очевидными, но обычно они остаются незамеченными по ряду причин: большая часть поверхности Земли покрыта водой; значительная часть земной поверхности необитаема; и взрывы обычно происходят на относительно большой высоте, что приводит к огромной вспышке и раскату грома, но без реального ущерба.

Хотя известно, что ни один человек не погиб непосредственно в результате удара, более 1000 человек были ранены в результате взрыва Челябинского метеорита над Россией в 2013 году. В 2005 году было оценено, что вероятность того, что один человек, родившийся сегодня, погибнет в результате удара, составляет примерно 1 из 200 000. Астероиды размером от двух до четырех метров - 2008 TC 3 , 2014 AA , 2018 LA , 2019 MO , и предполагаемый искусственный спутник WT1190F - единственные известные объекты, которые должны быть обнаружены до столкновения с Землей.

Геологическое значение

На протяжении истории Земли воздействия оказывали значительное геологическое и климатическое влияние.

Существование Луны широко приписывают огромному удару в начале истории Земли . Ударным событиям в более ранней истории Земли приписывают как творческие, так и разрушительные события; Было высказано предположение, что ударные кометы доставляли воду на Землю, и некоторые предполагали, что на происхождение жизни могло повлиять воздействие на объекты, принесение органических химикатов или форм жизни на поверхность Земли, теория, известная как экзогенез .

Юджин Мерл Шумейкер был первым, кто доказал, что удары метеоритов повлияли на Землю .

Эти модифицированные взгляды на историю Земли не появлялись до относительно недавнего времени, в основном из-за отсутствия прямых наблюдений и трудности распознавания признаков воздействия на Землю из-за эрозии и выветривания. Крупномасштабные земные удары, подобные тем, что привели к кратеру Барринджера , местному известному как Метеоритный кратер , к северо-востоку от Флагстаффа, штат Аризона, случаются редко. Вместо этого было широко распространено мнение, что кратер является результатом вулканизма : кратер Барринджера, например, был приписан доисторическому вулканическому взрыву (не безосновательная гипотеза, учитывая, что вулканические пики Сан-Франциско находятся всего в 48 км или 30 милях от горы). Запад). Точно так же кратеры на поверхности Луны были приписаны вулканизму.

Кратер Барринджера был правильно идентифицирован как ударный кратер только в 1903–1905 годах , и только в 1963 году исследование Юджина Мерла Шумейкера окончательно подтвердило эту гипотезу. Результаты исследования космоса в конце 20-го века и работы таких ученых, как Шумейкер, продемонстрировали, что кратер от ударов был самым распространенным геологическим процессом, воздействующим на твердые тела Солнечной системы. Было обнаружено, что каждое исследованное твердое тело в Солнечной системе покрыто кратерами, и не было никаких оснований полагать, что Земля каким-то образом избежала бомбардировки из космоса. В последние несколько десятилетий 20-го века стало обнаруживаться большое количество сильно модифицированных ударных кратеров. Первое прямое наблюдение за крупным ударным событием произошло в 1994 году: столкновение кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером .

Основываясь на скорости образования кратеров, определенной по ближайшему небесному партнеру Земли, Луне , астрогеологи определили, что за последние 600 миллионов лет на Землю ударили 60 объектов диаметром 5 км (3 мили) или более. Самый маленький из этих ударов оставит кратер диаметром почти 100 км (60 миль). Были обнаружены только три подтвержденных кратера того времени с таким размером или больше: Чиксулуб , Попигай и Маникуаган , и все три подозревались в связи с событиями исчезновения, хотя только Чиксулуб, самый крупный из трех, постоянно считался . В результате удара кратером Мистастин температура превысила 2370 ° C, что является самым высоким показателем на поверхности Земли.

Помимо прямого воздействия ударов астероидов на топографию поверхности планеты, глобальный климат и жизнь, недавние исследования показали, что несколько последовательных ударов могут повлиять на механизм динамо в ядре планеты, ответственной за поддержание магнитного поля планеты , и могут способствовали отсутствию на Марсе текущего магнитного поля. Событие удара может вызвать мантийный шлейф ( вулканизм ) в точке, противоположной удару. Удар Чиксулуб мог усилить вулканизм на срединно-океанических хребтах и, как предполагалось, спровоцировал наводнение базальтового вулканизма в ловушках Декана .

Хотя многочисленные ударные кратеры были подтверждены на суше или в мелководных морях над континентальными шельфами , научное сообщество не приняло ни одного ударного кратера в глубоком океане. Обычно считается, что удары снарядов диаметром до одного километра взорвутся, не достигнув морского дна, но неизвестно, что произойдет, если ударник гораздо большего размера ударится по глубине океана. Однако отсутствие кратера не означает, что столкновение с океаном не будет иметь опасных последствий для человечества. Некоторые ученые утверждали, что ударное событие в океане или море может вызвать мегацунами , который может вызвать разрушения как на море, так и на суше вдоль побережья, но это оспаривается. Влияние Eltanin в Тихом океане 2,5 Mya полагает, включает объект около 1 до 4 км (0,62 до 2,49 миль) через , но остается craterless.

Биосферные эффекты

Влияние ударных событий на биосферу было предметом научных дискуссий. Было разработано несколько теорий массового вымирания, связанного с ударами. За последние 500 миллионов лет произошло пять общепризнанных крупных массовых вымираний , в результате которых в среднем погибла половина всех видов . Одним из крупнейших массовых вымираний, повлиявших на жизнь на Земле, был пермско-триасовый период , завершивший пермский период 250 миллионов лет назад и уничтоживший 90 процентов всех видов; жизни на Земле потребовалось 30 миллионов лет, чтобы восстановиться. Причина пермско-триасового вымирания все еще остается предметом споров; Возраст и происхождение предполагаемых ударных кратеров, то есть структуры Бедаут- Хай, предположительно связанных с ней, все еще остаются спорными. Последнее такое массовое вымирание привело к гибели нептичьих динозавров и совпало с падением большого метеорита ; это событие мелового – палеогенового вымирания (также известное как вымирание K – T или K – Pg), которое произошло 66 миллионов лет назад. Нет окончательных доказательств того, что воздействия привели к трем другим крупным массовым вымираниям .

В 1980 году физик Луис Альварес ; его сын, геолог Уолтер Альварес ; и химики-ядерщики Фрэнк Асаро и Хелен В. Майкл из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили необычно высокие концентрации иридия в определенном слое горных пород в земной коре. Иридий - элемент, который редко встречается на Земле, но относительно много во многих метеоритах . По количеству и распределению иридия, присутствующего в «слое иридия» возрастом 65 миллионов лет, команда Альвареса позже подсчитала, что астероид на расстоянии от 10 до 14 км (от 6 до 9 миль) должен был столкнуться с Землей. Этот слой иридия на границе мела и палеогена был обнаружен во всем мире в 100 различных местах. Многонаправленный ударный кварц (коэсит), который обычно ассоциируется с крупными ударами или взрывами атомных бомб , также был обнаружен в том же слое более чем в 30 местах. С помощью вышеуказанного были обнаружены сажа и зола в количестве, в десятки тысяч раз превышающем нормальный уровень.

Аномалии изотопных отношений хрома, обнаруженные в пограничном слое KT, убедительно подтверждают теорию удара. Соотношения изотопов хрома однородны в пределах земли, и поэтому эти изотопные аномалии исключают вулканическое происхождение, которое также было предложено в качестве причины обогащения иридием. Кроме того, изотопные отношения хрома, измеренные на границе KT, аналогичны изотопным отношениям хрома, обнаруженным в углеродистых хондритах . Таким образом, вероятным кандидатом в ударник является углеродистый астероид, но возможна и комета, поскольку предполагается, что кометы состоят из материала, подобного углеродистым хондритам.

Вероятно, наиболее убедительным свидетельством всемирной катастрофы было открытие кратера, который с тех пор получил название кратер Чиксулуб . Этот кратер расположен на полуострове Юкатан в Мексике и был открыт Тони Камарго и Гленом Пенфилдом, когда они работали геофизиками в мексиканской нефтяной компании PEMEX . То, что они назвали круглой особенностью, позже оказалось кратером, диаметр которого оценивается в 180 км (110 миль). Это убедило подавляющее большинство ученых в том, что это вымирание произошло в результате точечного события, которое, скорее всего, является внеземным воздействием, а не усилением вулканизма и изменения климата (которое распространит его основной эффект на гораздо более длительный период времени).

Хотя в настоящее время существует общее мнение, что в конце мелового периода произошло огромное столкновение, которое привело к обогащению иридием пограничного слоя KT, были обнаружены остатки других, более мелких столкновений, некоторые из которых были размером примерно с половину кратера Чиксулуб. который не привел к каким-либо массовым вымираниям, и нет четкой связи между столкновением и любым другим инцидентом массового вымирания.

Палеонтологи Дэвид М. Рауп и Джек Сепкоски предположили, что количество вымираний происходит примерно каждые 26 миллионов лет (хотя многие из них относительно незначительны). Это заставило физика Ричарда А. Мюллера предположить, что эти вымирания могут быть вызваны гипотетической звездой-компаньоном Солнца, называемой Немезидой, которая периодически нарушает орбиты комет в облаке Оорта , что приводит к значительному увеличению числа комет, достигающих внутренней части Солнца. Система, в которой они могут поразить Землю. Физик Адриан Мелотт и палеонтолог Ричард Бамбах недавно подтвердили находку Раупа и Сепкоски, но утверждают, что это не соответствует характеристикам, ожидаемым от периодичности в стиле Немезиды.

Социологические и культурные эффекты

Событие столкновения обычно рассматривается как сценарий, который приведет к концу цивилизации . В 2000 году журнал «Discover Magazine» опубликовал список из 20 возможных сценариев внезапного конца света, из которых наиболее вероятными были названы события столкновения.

Совместное исследование Pew Research Center и Смитсоновского института, проведенное 21–26 апреля 2010 года, показало, что 31 процент американцев полагали, что астероид столкнется с Землей к 2050 году. Большинство (61 процент) не согласились.

Удары Земли

Художественное изображение столкновения двух планетных тел. Такое столкновение между Землей и объектом размером с Марс, вероятно, сформировало Луну .

В ранней истории Земли (около четырех миллиардов лет назад) столкновения болидов почти наверняка были обычным явлением, поскольку в Солнечной системе было гораздо больше дискретных тел, чем в настоящее время. Такие столкновения могли включать в себя удары астероидов диаметром в сотни километров, причем взрывы были настолько мощными, что испарились все океаны Земли. Только после того, как эта сильная бомбардировка прекратилась, жизнь на Земле, похоже, начала развиваться.

Ведущей теорией происхождения Луны является теория гигантского удара , которая постулирует, что Земля когда-то была поражена планетоидом размером с Марс; такая теория способна объяснить размер и состав Луны, чего не делают другие теории формирования Луны.

Доказательства массивного столкновения в Южной Африке возле геологического образования, известного как Зеленокаменный пояс Барбертона, были обнаружены учеными в апреле 2014 года. По их оценкам, удар произошел около 3,26 миллиарда лет назад, а расстояние до места удара составляло примерно 37–58 километров (23–36 км). миль) шириной. Кратер от этого события, если он все еще существует, пока не обнаружен. Тем не менее, в январе 2020 года ученые сообщили, что самый старый из известных столкновений с астероидом произошел в Западной Австралии более 2,2 миллиарда лет назад.

В настоящее время считается, что два астероида размером 10 км столкнулись с Австралией между 360 и 300 миллионами лет назад в бассейнах Западного Уорбертона и Восточного Уорбертона, создав 400-километровую зону столкновения. Согласно данным, полученным в 2015 году, это самый крупный из когда-либо зарегистрированных случаев. Третье, возможное влияние было также определенно в 2015 году на север, на верхнем Дайамантине , также полагает, были вызвано астероид 10 км в поперечнике около 300 миллионов лет назад, но необходимо дальнейшие исследования , чтобы установить , что это коровую аномалию действительно результат столкновения.

Плейстоцен

Аэрофотоснимок кратера Барринджер в Аризоне

Артефакты, обнаруженные с помощью тектитов во время 803000-летнего австралийского события в Азии, связывают популяцию Homo erectus со значительным падением метеорита и его последствиями. Яркие примеры воздействий плейстоцена включают кратерное озеро Лонар в Индии, возраст которого составляет около 52000 лет (хотя исследование, опубликованное в 2010 году, дает гораздо больший возраст), вокруг которого сейчас находятся процветающие полутропические джунгли.

Голоцен

В кратерах Rio Cuarto в Аргентине были произведены около 10 000 лет назад, в начале голоцена. Если окажется, что это ударные кратеры, они будут первым ударом голоцена.

Кампо - дель - Сьело ( «Поле Небес») относится к области граничащей Аргентины провинции Чако , где были обнаружены группой железных метеоритов, по оценкам , как датированных 4,000-5,000 лет назад. Впервые он привлек внимание испанских властей в 1576 году; В 2015 году полиция арестовала четырех предполагаемых контрабандистов, пытавшихся украсть более тонны защищенных метеоритов. В кратеры Henbury в Австралии (~ 5000 лет) и Каали кратеры в Эстонии (~ 2700 лет), по- видимому произведены объекты , которые сломали вверх до удара.

Кратеру Уайткорт в Альберте, Канада, по оценкам, от 1080 до 1130 лет. Кратер составляет примерно 36 м (118 футов) в диаметре и 9 м (30 футов) в глубину, густо засажен деревьями и был обнаружен в 2007 году, когда металлоискатель обнаружил разбросанные по местности фрагменты метеоритного железа.

В китайских записях говорится, что 10 000 человек были убиты в событии Цин-ян 1490 года, причиной смерти стал град «падающих камней»; некоторые астрономы предполагают, что это может описывать реальное падение метеорита, хотя они считают количество смертей неправдоподобным.

Кратер Камил , обнаруженный в результате обзора изображений Google Earth в Египте , диаметром 45 м (148 футов) и глубиной 10 м (33 фута), как полагают, образовался менее 3500 лет назад в тогда еще ненаселенном регионе западного Египта. Он был обнаружен 19 февраля 2009 года В. де Мишель на снимке Google Earth пустыни Восточный Увейнат в Египте.

Воздействия 20-го века

Одним из наиболее известных зарегистрированных столкновений в наше время было Тунгусское событие , которое произошло в Сибири , Россия, в 1908 году. Этот инцидент был связан со взрывом, который, вероятно, был вызван воздушным ударом астероида или кометы на расстоянии 5-10 км (от 3,1 до 6,2 мили) над поверхностью Земли, вырубив около 80 миллионов деревьев на площади 2150 км 2 (830 квадратных миль).

В феврале 1947 года еще один большой болид упал на Землю в горах Сихотэ-Алиня , Приморье , Советский Союз. Это было в дневные часы и было свидетелем множества людей, что позволило В.Г. Фесенкову , тогдашнему председателю метеоритного комитета Академии наук СССР, оценить орбиту метеороида до того, как он встретился с Землей. Сихотэ-Алинь - это мощное падение, общий размер метеороида оценивается примерно в 90 000 кг (200 000 фунтов). По более поздним оценкам Цветкова (и других) масса составляет около 100 000 кг (220 000 фунтов). Это был железный метеорит, принадлежащий к химической группе IIAB, с крупнозернистой структурой октаэдрита. В результате столкновения уцелело более 70 тонн ( метрических тонн ) материала.

Случай с человеком, раненным космической скалой, произошел 30 ноября 1954 года в Силакоге, штат Алабама . Каменный хондрит весом 4 кг (8,8 фунта) пробил крышу и ударил Энн Ходжес в ее гостиной после того, как отскочил от ее радио. Она была сильно ушиблена осколками . Несколько человек с тех пор заявили, что их ударили "метеориты", но никаких поддающихся проверке метеоритов не произошло.

Небольшое количество падений метеоритов было замечено автоматическими камерами и восстановлено после расчета точки падения . Первым был метеорит Прибрам , который упал в Чехословакии (ныне Чешская Республика) в 1959 году. В этом случае две камеры, которые использовались для фотографирования метеоров, захватили изображения огненного шара. Изображения использовались как для определения местоположения камней на земле, так и, что более важно, для первого расчета точной орбиты восстановленного метеорита.

После падения Прибрама другие страны создали программы автоматизированных наблюдений, нацеленных на изучение падающих метеоритов. Одной из них была метеоритная сеть прерий , управляемая Смитсоновской астрофизической обсерваторией с 1963 по 1975 год на Среднем Западе США. Эта программа также наблюдала падение метеорита, хондрита "Затерянный город", что позволило восстановить его и рассчитать его орбиту. Другая программа в Канаде, Проект наблюдения и восстановления метеоритов, проводилась с 1971 по 1985 год. В 1977 году в рамках этой программы также был обнаружен единственный метеорит, «Иннисфри». Прибрам, привел к открытию и расчетам орбиты метеорита Нойшванштайн в 2002 году.

10 августа 1972 года многие люди стали свидетелями метеора, который стал известен как Великий дневной огненный шар 1972 года, когда он двигался на север через Скалистые горы с юго-запада США в Канаду. Он был снят туристом в национальном парке Гранд-Тетон в Вайоминге на 8-миллиметровую цветную кинокамеру. По размеру объект находился примерно между автомобилем и домом, и хотя он мог закончить свою жизнь во время взрыва размером с Хиросиму, никакого взрыва не было. Анализ траектории показал, что она никогда не опускалась ниже 58 км (36 миль) от земли, и был сделан вывод, что она касалась атмосферы Земли в течение примерно 100 секунд, а затем вылетела из атмосферы, чтобы вернуться на свою орбиту вокруг. солнце.

Многие столкновения происходят без наблюдения за кем-либо на земле. В период с 1975 по 1992 год американские спутники раннего предупреждения о ракетном нападении зафиксировали 136 крупных взрывов в верхних слоях атмосферы. В выпуске журнала Nature от 21 ноября 2002 г. Питер Браун из Университета Западного Онтарио сообщил о своем исследовании спутниковых записей раннего предупреждения США за предыдущие восемь лет. Он идентифицировал 300 вспышек, вызванных метеорами высотой от 1 до 10 м (от 3 до 33 футов) за этот период времени, и оценил частоту событий размером с Тунгуску как раз в 400 лет. Юджин Шумейкер подсчитал, что событие такой силы происходит примерно раз в 300 лет, хотя более поздние исследования показали, что он, возможно, на порядок переоценил.

Темными утренними часами 18 января 2000 года огненный шар взорвался над городом Уайтхорс, территория Юкон, на высоте около 26 км (16 миль), осветив ночь, как днем. Диаметр метеора, создавшего огненный шар, оценивался примерно в 4,6 м (15 футов) при весе 180 тонн. Этот взрыв был также показан в сериале « Убийственные астероиды» телеканала Science Channel с несколькими сообщениями очевидцев от жителей Атлина, Британская Колумбия .

Влияние 21 века

На 7 июня 2006 года, наблюдался метеорный ударив Reisadalen в Nordreisa муниципалитета в Тромсе County, Норвегия. Хотя в первоначальных отчетах очевидцев говорилось, что образовавшийся огненный шар был эквивалентен ядерному взрыву в Хиросиме , научный анализ показывает, что сила взрыва составляет от 100 до 500 тонн в тротиловом эквиваленте, что составляет около трех процентов от мощности Хиросимы.

15 сентября 2007 года хондритовый метеор упал возле деревни Каранкас на юго-востоке Перу, недалеко от озера Титикака , оставив заполненную водой дыру и выбросив газы на окрестности. Многие жители заболели, по всей видимости, от ядовитых газов вскоре после удара.

7 октября 2008 года астероид с меткой 2008 TC 3 длиной около 4 метров отслеживался в течение 20 часов, когда он приближался к Земле и когда он провалился через атмосферу и столкнулся с Суданом. Это был первый случай, когда объект был обнаружен до того, как он достиг атмосферы, и сотни фрагментов метеорита были обнаружены в Нубийской пустыне .

След, оставленный взорвавшимся Челябинским метеоритом, пролетавшим над городом.

15 февраля 2013 года астероид вошел в атмосферу Земли над Россией в виде огненного шара и взорвался над городом Челябинск во время своего прохождения через регион Уральских гор в 09:13 YEKT (03:13 UTC ). Взрыв объекта произошел на высоте от 30 до 50 км (от 19 до 31 миль) над землей, и около 1500 человек были ранены, в основном разбитым ударной волной разбитым оконным стеклом. Сообщается, что двое находятся в тяжелом состоянии; однако погибших не было. Первоначально сообщалось, что из-за ударной волны взрыва было повреждено около 3000 зданий в шести городах региона, и в последующие недели эта цифра выросла до более чем 7200. Челябинск метеорит , по оценкам, погибло более 30 миллионов $ в ущерб. Это самый крупный зарегистрированный объект, который встречался с Землей после Тунгусского события 1908 года . По оценкам, начальный диаметр метеора составляет 17–20 метров, а масса - примерно 10 000 тонн. 16 октября 2013 года группа из Уральского федерального университета под руководством Виктора Гроховского обнаружила большой фрагмент метеора со дна российского озера Чебаркуль, примерно в 80 км к западу от города.

1 января 2014 года 3-метровый (10 футов) астероид 2014 AA был обнаружен службой Mount Lemmon Survey и наблюдался в течение следующего часа, и вскоре было обнаружено, что он движется по курсу столкновения с Землей. Точное местоположение было неопределенным, ограничивалось линией между Панамой , центральной частью Атлантического океана, Гамбией и Эфиопией. Примерно в ожидаемое время (2 января, 3:06 UTC) инфразвуковая вспышка была обнаружена недалеко от центра зоны поражения, в центре Атлантического океана. Это второй раз, когда природный объект был идентифицирован до столкновения с землей после ТС3 2008 года.

Почти два года спустя, 3 октября, WT1190F был обнаружен на орбите Земли по очень эксцентричной орбите, что привело его из глубины геоцентрического спутникового кольца на почти удвоенную орбиту Луны. Было подсчитано, что Луна сместила его на курс столкновения с Землей 13 ноября. Наблюдения проводились более месяца, а также предварительные наблюдения, проведенные еще в 2009 году, и оказалось, что он гораздо менее плотный, чем должен был бы быть естественный астероид. быть, предполагая, что это, скорее всего, был неопознанный искусственный спутник. Как и предполагалось, он упал над Шри-Ланкой в 6:18 UTC (11:48 по местному времени). Небо в этом районе было очень пасмурным, поэтому только воздушная группа наблюдателей смогла успешно наблюдать его падение над облаками. Сейчас считается, что это остаток миссии Lunar Prospector в 1998 году, и это уже третий случай, когда любой ранее неизвестный объект - естественный или искусственный - был идентифицирован до столкновения.

22 января 2018 года объект A106fgF был обнаружен Системой последнего предупреждения о столкновении с землей астероидов (ATLAS) и идентифицирован как имеющий небольшую вероятность столкновения с Землей в тот же день. Поскольку он был очень тусклым и был идентифицирован только за несколько часов до его приближения, было проведено не более 4 первоначальных наблюдений, охватывающих 39-минутный период. Неизвестно, ударился ли он о Землю или нет, но ни в инфракрасном, ни в инфразвуковом диапазоне не было обнаружено огненного шара, поэтому, если бы это произошло, он был бы очень маленьким и, вероятно, недалеко от восточного конца своей потенциальной зоны воздействия - в западной части Тихого океана. .

2 июня 2018 года исследование Mount Lemmon Survey обнаружило 2018 LA (ZLAF9B2), небольшой 2-5-метровый астероид, который, как вскоре обнаружили дальнейшие наблюдения, имел вероятность столкновения с Землей 85%. Вскоре после столкновения в Американское метеорное общество поступило сообщение о огненном шаре из Ботсваны . Дальнейшие наблюдения с помощью ATLAS расширили дугу наблюдения с 1 часа до 4 часов и подтвердили, что орбита астероида действительно столкнулась с Землей на юге Африки, полностью замкнув петлю с отчетом о огненном шаре и сделав это третьим естественным объектом, подтвержденным для столкновения с Землей, и вторым на суше после 2008 г. ТК 3 .

8 марта 2019 года НАСА объявило об обнаружении крупного взрыва, произошедшего 18 декабря 2018 года в 11:48 по местному времени у восточного побережья полуострова Камчатка . Камчатка superbolide , по оценкам, имела массу примерно 1600 тонн, а диаметр от 9 до 14 метров в зависимости от его плотности, что делает его третий по величине астероида к воздействию Земле с 1900 годом, после Челябинска метеора и Тунгусской. Огненный шар взорвался в воздухе на высоте 25,6 км (15,9 миль) над поверхностью Земли.

МО 2019 г. , астероид длиной около 4 м, был обнаружен ATLAS за несколько часов до того, как он упал на Карибское море недалеко от Пуэрто-Рико в июне 2019 г. [2]

Прогнозирование столкновения с астероидом
Орбита и положение Лос-Анджелеса и Земли за 30 дней до удара. На диаграмме показано, как данные об орбите можно использовать для заблаговременного прогнозирования столкновений. Обратите внимание, что в этом конкретном случае орбита астероида была известна только за несколько часов до столкновения. Схема была построена позже для иллюстрации.

В конце 20-го и начале 21-го века ученые внедрили меры по обнаружению объектов , сближающихся с Землей , и предсказали даты и время столкновения астероидов с Землей, а также места, в которых они столкнутся. Центр малых планет Международного астрономического союза (MPC) - это глобальный центр обмена информацией об орбитах астероидов. НАСА «s Система Sentry непрерывно сканирует каталог MPC известных астероидов, анализируя их орбиты для любых возможных будущих воздействий. В настоящее время ничего не предсказано (единственная самая высокая вероятность столкновения в настоящее время перечислена - это астероид 2010 RF 12 длиной ~ 7 м , который должен пролететь мимо Земли в сентябре 2095 года с прогнозируемой вероятностью столкновения только 5%).

В настоящее время прогнозы в основном основаны на каталогизации астероидов за несколько лет до того, как они столкнутся с ударами. Это хорошо работает для более крупных астероидов (> 1 км в диаметре), поскольку их легко увидеть с большого расстояния. Более 95% из них уже известны, и их орбиты были измерены, поэтому любые будущие столкновения можно предсказать задолго до того, как они приблизятся к Земле . Более мелкие объекты слишком слабы для наблюдения, за исключением случаев, когда они подходят очень близко, поэтому большинство из них не может быть замечено до их последнего приближения. Современные механизмы обнаружения астероидов на конечном этапе сближения основаны на широкоугольных наземных телескопах , таких как система ATLAS . Однако современные телескопы покрывают только часть Земли и, что более важно, не могут обнаруживать астероиды на дневной стороне планеты, поэтому так мало астероидов меньшего размера, которые обычно сталкиваются с Землей, обнаруживаются в течение нескольких часов, что их можно было бы увидеть. . На данный момент успешно предсказано только четыре столкновения, все из-за безобидных астероидов диаметром 2-5 м, обнаруженных за несколько часов до этого.

Наземные телескопы могут обнаруживать объекты, приближающиеся только с ночной стороны планеты, вдали от Солнца . Примерно половина столкновений происходит на дневной стороне планеты.

Текущий статус ответа

В апреле 2018 года фонд B612 сообщил: «Мы на 100 процентов уверены, что нас ударит [разрушительный астероид], но мы не на 100 процентов уверены, когда». Также в 2018 году физик Стивен Хокинг в своей последней книге « Краткие ответы на большие вопросы» назвал столкновение с астероидом самой большой угрозой для планеты. В июне 2018 года Национальный совет по науке и технологиям США предупредил, что Америка не готова к столкновению с астероидом , и разработал и выпустил « План действий национальной стратегии обеспечения готовности к сближающимся с Землей объектам », чтобы лучше подготовиться. Согласно заключениям экспертов Конгресса США в 2013 году, НАСА потребуется не менее пяти лет подготовки для запуска миссии по перехвату астероида. Предпочтительный метод - отклонить, а не разрушить астероид.

В другом месте Солнечной системы

Свидетельства массовых столкновений в прошлом

Топографическая карта бассейна Южный полюс - Эйткен, основанная на данных Кагуя, свидетельствует о массовом ударе на Луну около 4,3 миллиарда лет назад.

Ударные кратеры свидетельствуют о прошлых столкновениях с другими планетами Солнечной системы, включая возможные межпланетные столкновения с Землей. Без углеродного датирования используются другие точки отсчета для оценки времени этих столкновений. Марс предоставляет некоторые важные доказательства возможных межпланетных столкновений. Северного полярного бассейна на Марсе предположил, что некоторым будет доказательством для воздействия планеты размера на поверхности Марса между 3,8 и 3,9 миллиарда лет назад, в то время как Равнина Утопия является крупнейшим подтвердили влияние и Равнина Эллада является самым крупным видимым кратер в Солнечная система. Луна предоставляет аналогичные свидетельства массивных ударов, при этом бассейн Южного полюса и Эйткена является самым большим. Mercury «S Калорис бассейн является еще одним примером кратера , образованного массивным ударного событием. Реасильвия на Весте - пример кратера, образованного ударом, способным, в зависимости от соотношения удара к размеру, сильно деформировать объект планетарной массы. Ударные кратеры на спутниках Сатурна, таких как Энгелье и Герин на Япете , Мамальди на Реи и Одиссей на Тетисе и Гершель на Мимасе, образуют важные поверхностные элементы. Модели, разработанные в 2018 году для объяснения необычного вращения Урана, подтверждают давнюю теорию о том, что это было вызвано косым столкновением с массивным объектом, вдвое превышающим размер Земли.

Наблюдаемые события

Юпитер

Шрам кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитере (темная область возле лимба Юпитера )

Юпитер - самая массивная планета в Солнечной системе , и из-за своей большой массы имеет обширную сферу гравитационного воздействия, область космоса, где при благоприятных условиях может произойти захват астероида .

Юпитер способен захватывать кометы на орбите вокруг Солнца с определенной частотой. В общем, эти кометы совершают несколько оборотов вокруг планеты по неустойчивым орбитам, которые имеют очень эллиптическую форму и могут быть возмущены солнечной гравитацией. В то время как некоторые из них в конечном итоге возвращаются на гелиоцентрическую орбиту , другие терпят крушение на планете или, что реже, на ее спутниках.

Помимо фактора массы, его относительная близость к внутренней части Солнечной системы позволяет Юпитеру влиять на распределение там малых тел. Долгое время считалось, что эти характеристики заставляли газового гиганта изгнать из системы или привлечь большую часть блуждающих объектов в его окрестностях и, как следствие, определить уменьшение количества потенциально опасных для Земли объектов. Последующие динамические исследования показали, что на самом деле ситуация более сложная: присутствие Юпитера, по сути, имеет тенденцию уменьшать частоту воздействия на Землю объектов, исходящих из облака Оорта , в то время как оно увеличивает ее в случае астероидов и короткопериодические кометы.

По этой причине Юпитер - планета Солнечной системы, характеризующаяся самой высокой частотой столкновений, что оправдывает его репутацию «подметальщика» или «космического пылесоса» Солнечной системы. Исследования 2009 г. предполагают, что частота ударов составляет один раз в 50–350 лет для объекта диаметром 0,5–1 км; столкновения с более мелкими предметами будут происходить чаще. Другое исследование показало, что кометы диаметром 0,3 км (0,19 мили) сталкиваются с планетой примерно раз в 500 лет, а кометы диаметром 1,6 км (0,99 мили) - только раз в 6000 лет.

В июле 1994 года комета Шумейкера – Леви 9 была кометой, которая распалась и столкнулась с Юпитером , обеспечив первое прямое наблюдение столкновения внеземных объектов с объектами Солнечной системы . Событие послужило «тревожным сигналом», и астрономы отреагировали запуском таких программ, как Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR), Отслеживание околоземных астероидов (NEAT), Поиск околоземных объектов Обсерватории Лоуэлла (LONEOS) и несколько других, которые резко увеличили скорость открытия астероидов.

Событие 2009 Воздействия произошло 19 июля , когда новое черное пятно размера с Землей было обнаружено в южном полушарии Юпитера по астроному - любителя Энтони Уэсли . Тепловой инфракрасный анализ показал, что он теплый, а спектроскопические методы обнаружили аммиак. Ученые JPL подтвердили, что произошло еще одно столкновение с Юпитером, вероятно, с участием небольшой неоткрытой кометы или другого ледяного тела. Диаметр ударного элемента оценивается примерно в 200–500 метров.

Позднее небольшие столкновения наблюдались астрономами-любителями в 2010, 2012, 2016 и 2017 годах; одно столкновение наблюдалось Juno в 2020 году.

Прочие воздействия

Хаббл «s Wide Field Camera 3 ясно показывает медленную эволюцию мусора наступающего от астероида P / 2010 A2 , предполагается, что из - за столкновения с меньшим астероидом.

В 1998 году были замечены две кометы, которые последовательно падали к Солнцу . Первый из них был 1 июня, второй - на следующий день. Видео об этом, за которым следует резкий выброс солнечного газа (не связанный с ударами), можно найти на веб-сайте НАСА. Обе эти кометы испарились, прежде чем войти в контакт с поверхностью Солнца. Согласно теории ученого из Лаборатории реактивного движения НАСА Зденека Секанины , последним ударником, который фактически вступил в контакт с Солнцем, была «суперкомета» Говарда-Кумена-Михельса 30 августа 1979 года (см. Также sungrazer ).

В 2010 году , в период с января по май, Hubble «s Wide Field Camera 3 взял изображения необычной формы X возникла в период после столкновения астероида P / 2010 A2 с меньшим астероидом .

Примерно 27 марта 2012 года, согласно имеющимся данным, были признаки столкновения с Марсом . Изображения, полученные с орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter, неопровержимо свидетельствуют о самом сильном столкновении, наблюдаемом на сегодняшний день на Марсе, в виде свежих кратеров, самый большой из которых имеет размеры 48,5 на 43,5 метра. Предполагается, что причиной этого является ударник длиной от 3 до 5 метров.

19 марта 2013 года произошло столкновение с Луной, которая была видна с Земли, когда 30-сантиметровый метеороид размером с валун врезался в поверхность Луны на скорости 90 000 км / ч (25 км / с; 56 000 миль / ч), создав 20-метровый кратер. НАСА активно отслеживает лунные столкновения с 2005 года, отслеживая сотни событий-кандидатов.

Внесолнечные воздействия

Столкновение астероидов привело к образованию планет возле звезды NGC 2547 -ID8 (концепция художника).

Столкновения между галактиками или слияния галактик наблюдались непосредственно с помощью космических телескопов, таких как Хаббл и Спитцер. Тем не менее, столкновения в планетных системах, включая столкновения звезд , хотя давно предполагались, только недавно начали наблюдаться напрямую.

В 2013 году Спитцер обнаружил столкновение малых планет вокруг звезды NGC 2547 ID 8 и подтвердило наземные наблюдения. Компьютерное моделирование предполагает, что в столкновении участвовали крупные астероиды или протопланеты, аналогичные событиям, которые, как считается, привели к образованию планет земной группы, таких как Земля.

Популярная культура

Научно-фантастические романы

Многочисленные научно-фантастические рассказы и романы посвящены одному из впечатляющих событий. Одна из первых и наиболее популярных - это « Off on a Comet» ( французский язык : Hector Servadac ) Жюля Верна , опубликованная в 1877 году, и Герберт Уэллс написал о таком событии в своем рассказе 1897 года « Звезда ». В более позднее время, возможно , самым продаваемым был роман Люцифера Молоток по Ларри Нивен и Пурнель . Роман Артура Кларка « Свидание с Рамой» начинается со значительного столкновения с астероидом в северной Италии в 2077 году, что дает начало проекту «Космическая стража», который позже обнаруживает космический корабль «Рама». В 1992 году исследование, проведенное Конгрессом в США, привело к тому, что НАСА было направлено на проведение « Обзора космической стражи », при этом роман был назван вдохновением для названия для поиска астероидов, падающих на Землю. Это, в свою очередь, вдохновило Кларк на роман 1993 года «Молот Бога» . Роберт А. Хайнлайн использовал концепцию управляемых метеоров в своем романе «Луна - суровая хозяйка» , в котором лунные повстанцы используют заполненные камнями транспортные контейнеры в качестве оружия против своих земных угнетателей.

«Когда миры сталкиваются» - это роман Филипа Уайли 1933 года, в котором речь идет о двух планетах, движущихся по курсу столкновения с Землей - меньшая планета «почти промахнулась», вызвав обширный ущерб и разрушения, за которыми последовало прямое попадание с большой планеты.

Кино и телевидение

Некоторые фильмы-катастрофы сосредотачиваются на реальных или угрожающих ударных событиях. Датский художественный фильм «Конец света», выпущенный во время бурных событий Первой мировой войны , вращается вокруг падения кометы, которое вызывает огненные ливни и общественные беспорядки в Европе.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки