Последствия падения на землю метеоритов различного диаметра

Астрофизические параметры метеоритов

Метеориты принято делить на два типа: упавшие и найденные. Первые представляют собой астрофизические явления, зафиксированные в нашем небе во время своего падения. Вторые относятся к объектам, которые были найдены человеком случайно. Первый тип может представлять наибольший интерес для науки. Фиксируя полет метеорита, и точно зная его место падения, ученые могут получить огромный объем информации. Найденный осколок метеорита или целый фрагмент, дают представление о том, какой состав метеорита и каков возраст этого гостя.

Типы метеоритов

Небесные объекты, которые были обнаружены человеком в результате своей жизнедеятельности, могут встречаться достаточно часто. Каждый день на поверхность нашей планеты из космоса прилетает 5-6 тонн метеоритов. Обычно эти визитеры имеют небольшие размеры, однако встречаются экземпляры массой до одного килограмма. В большинстве случаев найденные метеориты – это куски железа.

Метеорит Гоба

Огромная скорость метеорита приводит к тому, что каменные небесные тела при падении разрушаются. Железные куски способны долететь до нашей планеты, сохранив свою основную массу.

Падение метеорита представляет собой интереснейшее астрофизическое явление. Метеориты, достигшие земной атмосферы, несутся со скоростью 20-30 км/ с. Скорость метеорита, достигшего поверхности планеты, соответственно такая же, однако сам полет скоротечен, и длится не более 10-15 секунд.

Можно только представить, какая была скорость падения у метеорита, оставившего после себя знаменитый Аризонский кратер. Известнейший Юкатанский кратер — след самого большого метеорита, упавшего на нашу планету в древности. Место падения представляет собой впадину диаметром 180 км, которую обнаружили по снимкам, полученным из космоса. Трудно вообразить, чем грозит столкновение Земли с космическим объектом такого размера в современных условиях. Не исключено, что это был тот самый метеорит, который положил конец динозаврам как целому виду.

Юкатанский кратер

Масса космического тела, помноженная на скорость с которой оно несется к Земле, наделяют метеорит колоссальной разрушительной силой. Энергия метеорита измеряется в тоннах в тротиловом эквиваленте.

Состав метеорита (железо или силикаты), угол падения и его размер определяют поведение небесного тела в земной атмосфере. Поверхность метеорита (кора) находится под воздействием высоких температур, вызванных эффектом трения о слои земной атмосферы. Объект может также под воздействием геомагнитных полей и силы земного притяжения разрушиться в атмосфере. Пролетая сквозь воздушный слой, небесное тело теряет в своем весе 10-19% первоначальной массы. Такие воздушные взрывы довольно часто случаются в земной атмосфере. На Землю выпадает огромное количество мелких частиц и осколков, не неся больших разрушений и опустошений. Крупный метеорит, вероятно, достигнет земной коры, вызвав своим падением естественные разрушения. Все известные метеориты оставили после себя следы, которые разбросаны по всему земному шару. Размеры метеоритных кратеров указывают на размеры космических пришельцев.

Аризонский кратер

Метеорит, убивший динозавров

Всем известна печальная история с вымиранием динозавров. О причине их гибели ученные спорят до сих пор, но версия, что виновником трагедии стал метеорит, остается основной.

По мнению ученых, 65 млн лет назад Земля подверглась удару огромного метеорита, вызвавшего катастрофу планетарного масштаба. Метеорит упал на территорию, которая сейчас принадлежит Мексике — полуостров Юкотан, неподалеку от деревни Чиксулуб. Свидетельством этого падения стал найденный в 1970 году ударный кратер. Но так как впадина была засыпана осадочными породами, тщательно исследовать метеорит не стали. И лишь спустя 20 лет ученые вернулись к его изучению.

В результате проведенных работ выяснилось, что воронка, оставленная метеоритом, имеет 180 км в диаметре. Диаметр самого метеорита был около 10 км. Энергия удара при падении составляла 100 000 Гт в (это сопоставимо с одновременным взрывом 2 000 000 крупнейших термоядерных зарядов).

Предполагается, что в результате удара метеорита образовалось цунами, высота волны при этом варьировалась от 50 до 100 метров. Поднятые при ударе частицы пыли на несколько лет плотно закрыли Землю от Солнца, что привело к резкому изменению климата. и периодически возникающие масштабные пожары усугубляли ситуацию. На планете наступил аналог ядерной зимы. В результате катастрофы вымерло 75 % видов животных и растений.

Тем не менее официально Чиксулубский метеорит — самый большой метеорит, упавший на землю 65 млн лет назад. Он практически уничтожил всё живое на планете. Но в истории по своим размерам он занимает только третье место.

Будет ли у нас время на спасение

Что будет, если с Землей снова столкнется крупный астероид? Останется ли у людей время на спасение? Современная астрономия позволяет заметить опасное приближение астероида за несколько месяцев до катастрофы. За это время необходимо будет вырыть бункеры или создать иные места для укрытия людей.

Звезда реалити-шоу похудела на 8 кг через три месяца после появления ребенка

Никаких выпирающих шкафов: удобная встроенная полка для ванной комнаты

Только для друзей: как защититься от программы распознавания лиц

Но несколько месяцев — это совсем немного. За такой короткий срок люди могут не успеть создать для себя безопасные места. Современная наука не может изменить курс астероида. Остается лишь надеяться на то, что в будущем у человечества появятся технологии, позволяющие предотвратить катастрофу.

Жизнь на планете после катастрофы

Ученые считают, что после удара астероида вымерли не только динозавры. С лица Земли исчезли многие виды морских рептилий, летающих ящеров, моллюсков. Этот период называют «великим вымиранием».

У животных практически не было шансов на выживание. Но ведь современное человечество владеет высокоразвитыми технологиями. Если астрономы смогут предсказать заранее столкновение с астероидом, то у людей будет время на создание запасов продовольствия и семян. Однако человеческое общество после катастрофы станет совсем другим. Людям придется выращивать съедобные плоды и производить мясо в новых климатических условиях.

Однако ученые не исключают и вымирание человечества. Возможно, что после катастрофы на нашей планете будет доминировать другой вид живых существ, который сможет успешно приспособиться к изменению климата.

Подборка лучших пляжей со всей Азии: почему там невозможно встретить толпы людей

Где каждому взять вдохновение для писательства? Советы писателей

Кого слушают наши дети: как Билли Айлиш выиграла все, что можно, на «Грэмми»

Классификация метеоритов по составу

На Землю прилетают метеориты в основном двух типов:

• каменные;
• железные.

На каменные метеориты приходится 92,8% всех упавших на Землю метеоритов. Это небесные тела или фрагменты более крупных космических тел, которые имеют одинаковый химический состав и схожую геологическую структуру. Как правило, каменный космический гостинец представляет собой окислы магния, кремния и кальция. В незначительных количествах в этих камешках присутствуют космическое железо и алюминий. На 90% структура каменных метеоритов — это спекшаяся масса микроскопических силикатных зерен – хондр. Ввиду этого произошло название каменных метеоритов — хондриты. Метеориты, у которых отсутствует подобная структура, называются ахондриты.

Что касается железных метеоритов, то такие объекты достаточно редко падают на Землю. От общего количества метеоритного вещества, прилетевшего к нам, на железные метеориты приходится всего 5,7%. В составе этих космических объектов, посещавших нашу планету в разные периоды, присутствует природное железо, никель и кобальт. В процентном соотношении это выглядит следующим образом:

• железо – 85%;
• никель — 12%;
• кобальт, сера и фосфор – 3%.

Железный метеорит в экспозиции Музея внеземного вещества ГЕОХИ РАН

Самыми редкими гостями из космоса являются железно-каменные метеориты. Это, так называемый, промежуточный класс объектов, занимающих нишу между железными и каменными метеоритами, прилетевшими к нам из глубин космоса. В составе подобного небесного тела металлы (никелистое железо, алюминий) и силикаты присутствуют в равных пропорциях. Из всех найденных на сегодняшний день объектов, только 1,5% приходится на железно-каменные метеориты. Такое малое количество объясняется невысокой прочностью структуры небесного тела. В момент прохождения через слои атмосферы высока вероятность разрушения железно-каменного метеорита. Силикаты не способны выдерживать значительные термодинамические нагрузки и распадаются. На поверхность нашей планеты падают уже мелкие фрагменты и частицы космического железа.

Отдельным видом идут лунные метеориты и марсианские. Основное отличие этих объектов – химический состав, который очень напоминает состав породы с поверхности Луны или с Марса. В таких метеоритах преобладают изотопы аргона, молекулы других инертных газов, которые в большом количестве присутствуют в геологии внеземных космических объектов. Ученые считают такие метеориты осколками, отколовшимися с поверхности Луны или Марса в результате внешнего космического воздействия. Получив большой импульс в момент столкновения, крупные фрагменты марсианской или лунной поверхности могут покинуть область планетарного тяготения и стать метеороидами, достигшими окрестностей нашей планеты.

Лунный метеорит, найденный советскими полярниками на станции «Мирный» в Антарктиде, июль 1985 года

«Информационная пандемия»

– Ваша концепция признана научной?

– Безусловно: она была опубликована в одном из самых авторитетных в мире научных астрономических журналов Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Это не просто рядовое астрономическое издание. Опубликовать там работу непросто. Любая научная работа до принятия в печать подвергается независимому рецензированию. Наши статьи оценивали эксперты NASA. Когда Красноярским научным центром был опубликован пресс-релиз о нашем исследовании, он вызвал настоящую «информационную пандемию». Его растиражировали десятки изданий в России, затем сотни зарубежных СМИ, включая Fox News, CNN, New York Post. Конечно, высказывались не только учёные, но и любители астрономии. Одни писали, что наши выводы совпадают с их собственными представлениями, некоторые, посвятившие всю свою жизнь построению собственных толкований Тунгусского явления, выражали несогласие. Тем не менее мы продолжаем исследования, но ключевая концепция уже сформулирована.

Статья по теме

Тунгусский — не Челябинский? Загадки метеорита не раскрыты и по сей день

– Значит ли это, что тайна Тунгусского метеорита открыта?

– Так сказать нельзя. Мы изложили свою точку зрения и лишь приблизились к её разгадке. Нам предстоит ещё детально, количественно исследовать природу взрыва.

– Есть у вас чувство удовлетворения?

– Конечно, мы сделали то, что до нас не сделал никто. С другой стороны, загадка Тунгусского явления более 100 лет вдохновляла молодых людей заниматься наукой и вносить свой вклад в познание мира. Сохранится ли этот источник, если она будет разгадана? Иной раз хочется сказать: пусть тайна Тунгуски сохранится навсегда, так как в этом статусе она принесёт больше пользы науке. Но всё же научный прогресс не остановить, а загадок в природе ещё очень много.

Как можно бороться с опасными астероидами?

Негативные последствия падения крупных астероидов – это цунами, ударная волна, выброс в атмосферу пыли. Последствия зависит от места падения. Сейчас много плотно населенных частей планеты. Поэтому многие страны ведут наблюдение за астероидами, но назвать системы наблюдения совершенными пока нельзя.

Ведутся и разработки, направленные на предотвращения падения крупного астероида. По этому поводу есть несколько идей. Так, астероид диаметром до 0,5 метров можно попробовать отбуксировать с его первоначальной территории при помощи гравитации, создаваемой массивным космическим аппаратом.

Еще один метод заключается в покраске части астероида в белый цвет, что поможет изменить его траекторию за счет теплового импульса. Как известно, этот цвет отражает солнечный свет. Изменит траекторию астероида и ядерный взрыв внутри его. Но это сделать не просто.

Ядерный взрыв в пролете мимо астероида теоретически может также оказаться эффективным, так как появится реактивная сила, которая станет толкать астероид в другую сторону. Помимо этого поверхность его будет испаряться под воздействием излучений.

Просвистел мимо

– По вашей версии, метеорит падал на Землю или нет?

– Мы склоняемся к тому, что космическое тело, пролетев примерно 3 тыс. км сквозь атмосферу Земли, потеряло половину своей начальной массы, после чего продолжило движение по околосолнечной орбите. Это был сквозной астероид. Такие метеороиды иногда пролетают сквозь атмосферу, но на больших высотах – 70–90 км, нагреваются от трения о воздух до нескольких тысяч градусов, а затем выходят из атмосферы и продолжают свой полёт в космосе. Уникальность Тунгусского астероида в том, что он слишком низко опустился – на расстояние от поверхности Земли 10–15 км. Мы рассчитали, что произойдёт с телами, состоящими из типичных космических материалов: камня, льда и железа, если они будут двигаться с характерной скоростью 20 км/с по траектории на высоте 10–15 км.

Оказалось, что тело изо льда полностью потеряет массу и испарится в плотных слоях атмосферы. К тому же ледяные и каменные тела ввиду своей низкой прочности под действием колоссального аэродинамического давления распадаются на фрагменты.

Обнаружили ещё одну важную особенность: чем меньше размер тела, тем быстрее оно тормозит в атмосфере, и при некотором размере просто не сможет преодолеть земную гравитацию. Кроме того, при сильном торможении температура его поверхности падает, испарение прекращается, а на поверхности образуется жидкая плёнка, которая сдувается аэродинамическим потоком. В этом случае такое тело становилось бы источником огромного количества капель метеоритного вещества, однако капли не были найдены.

В озёрах Красноярского края учёные ищут микрочастицы тунгусского метеорита
Подробнее

Версию о том, что астероид состоял изо льда или камня, отмели. Остаётся устойчивое к фрагментации железо, из которого, как показали наши прочностные расчёты, он и состоял. Его наиболее вероятные размеры составляли от 100 до 200 метров, а скорость – порядка 20 тыс. км/с. При сквозном пролёте через атмосферу тело, потерявшее половину своей массы, вылетело из атмосферы, преодолев земное тяготение, и продолжило движение вокруг Солнца.

Конец эпохи мамонтов

13 тысяч лет назад Землю охватило одно из последних вымираний, в процессе которого историей стали такие замечательные животные, как мамонты, крупные бизоны и гигантские ленивцы. И снова навредило похолодание с последующим оледенением.

В 2007 году ученые из США установили, что снижение температуры произошло из-за падения крупного космического объекта. Через 12 лет данная гипотеза была подтверждена в помощью наблюдений за концентрацией платины в разных регионах планеты. Этот металл в больших количествах содержится метеоритах, и если его много в горной руде, то это может быть свидетельством падения небесного тела.

Слои с повышенным содержанием платины зафиксированы на территории Южной Африки, Гренландии, Западной Азии, Южной и Северной Америках и Европы. При этом все они датируются одним и тем же периодом — 12 680 тысяч лет назад.

Фальшивые астроблемы

Дуга Настапока на первый взгляд выглядит как типичная астроблема

Казалось бы, при текущем уровне технологий, наличии огромного числа спутников, снимающих Землю во всех мыслимых ракурсах и оптических диапазонах, поиск астроблем должен быть упрощен, но это не так. Более того, многие хорошо видимые из космоса циклические структуры, которые на первый взгляд не могу быть ничем иным, как ударными кратерами, на само деле таковыми не являются.

Так, идеальная дуга Настапока в Гудзоновом заливе, долгое время считалась внешним валом огромного, 450-километрового кратера, скрытого под водой. Исследования 1976 г. показали полное отсутствие характерных для ударных структур минералов и обломков. Теперь принято считать, что дуга возникла естественным путем в процессе горообразования.

Космонавт Валентин Лебедев сравнил структуру Ришат с детской пирамидкой из разноцветных колец

Еще один хороший пример фальшивой астроблемы – «Глаз Сахары», кольцевая структура Ришат, диаметром 50 км в Мавритании. Изначально считалось, что Ришат – типичный ударный кратер, но плоская форма дна и отсутствие пород с ударным воздействием опровергают эту идеи. По текущей версии, своей формой структура обязана эрозии осадочных пород.

Потенциально опасный астероид приближается к Земле

Сейчас ученые ведут наблюдение за астероидом, размер которого составляет от 84 до 190. Это можно сравнить с размером футбольного поля, или небоскреба. Столкновение с ним грозит серьезной катастрофой. Открыли его в 2009 году, и присвоили название 2009 PQ1.

Данный астероид принадлежит к группе аполлонов. Это астероиды, которые пересекают орбиту Земли с внешней стороны. Потенциально опасным он считается как раз по причине того, что орбита, по которой он движется, пересекается с орбитой нашей планеты.

Максимальное сближение астероида и Земли ожидается в 5 август. Достигнуто оно будет в 19:35 по мск. Но расстояние между планетой и небесным телом в этот момент будет в 7 раз больше расстояния до Луны.

Это говорит о том, что глобальная катастрофа человечеству не грозит. В подобном нет ничего необычного. Астероиды регулярно сближаются с планетой. Но вести наблюдения следует, чтобы в случае необходимости успеть предотвратить катастрофу.

Падение метеорита может вызвать вымирание целого ряда растений и животных. Представляет опасность это и для человеческой цивилизации. Так, считается, что именно падение астероида 65 лет назад повлекло вымирание динозавров. Он упал на территории Мексики. На этом месте сейчас находится кратер Чиксулуб диаметром 180 км.