Iki šiol nežinomas nė vienas patvirtintas atvejis, kai meteoritas nužudė žmones. Ir tuo pačiu metu net mažas dangaus kūnas, kuris, deja, įsiveržė į Žemės atmosferą, turi didžiulį naikinimo potencialą, panašų į branduolinius ginklus. Kartais, kaip parodė naujausi įvykiai, svečiai iš dangaus gali mus nustebinti.
Virš Čeliabinsko skridęs ir tiek daug triukšmo sukeliantis ugnies kamuolys, tiesiogine prasme ir perkeltine prasme, nustebino visus savo neįtikėtinu švytėjimo ir smūgio banga, kuri sutraiškė stiklą, išnešė vartus ir nuplėšė nuo sienų esančias skydines. Daug buvo parašyta apie pasekmes, daug mažiau kalbėta apie šio reiškinio esmę. Norėdami išsamiau suprasti procesus, vykstančius su mažais dangaus kūnais, kurie pakeliui sutiko Žemę planetą, „PM“kreipėsi į Rusijos mokslų akademijos Geosferų dinamikos institutą, kur jie jau seniai studijavo ir matematiškai modeliavo meteoroidų, tai yra dangaus kūnų, patenkančių į Žemės atmosferą, judėjimą. Ir štai ką mums pavyko sužinoti.
- „Salik.biz“
Išmuštas iš diržo
Kūnai, tokie kaip Čeliabinskas, yra kilę iš pagrindinio asteroido diržo, kuris yra tarp Marso ir Jupiterio orbitų. Jis nėra taip arti Žemės, tačiau kartais asteroido juostą sukrėtė kataklizmos: dėl susidūrimų didesni objektai suyra į mažesnius, o dalis šiukšlių pereina į arti Žemės esančių kosminių kūnų kategoriją - dabar jų orbitos kerta mūsų planetos orbitą. Kartais dangaus akmenys išstumiami iš diržo dėl didelių planetų sukeltų trikdžių. Kaip rodo Čeliabinsko meteorito trajektorijos duomenys, ji atstovavo vadinamą „Apollo“grupę - mažų dangaus kūnų grupę, judančią aplink Saulę elipsinėmis orbitomis, kertančiomis Žemės orbitą, o jų perihelionas (tai yra arčiausias atstumas nuo Saulės) yra mažesnis už Žemės orbitos periferiją.
Kadangi dažniausiai kalbame apie šiukšles, šie objektai turi netaisyklingą formą. Daugelį jų sudaro uola, vadinama „chondrite“. Šis vardas jai buvo suteiktas dėl chondrules - sferinių ar elipsinių inkliuzų, kurių skersmuo apie 1 mm (rečiau - daugiau), apsuptų šiukšlių ar smulkiakristalinės matricos. Chondritai yra įvairių rūšių, tačiau geležies pavyzdžių yra ir tarp meteoroidų. Įdomu tai, kad metalinių kūnų yra mažiau, ne daugiau kaip 5% visų, tačiau tarp rastų meteoritų ir jų šiukšlių neabejotinai vyrauja geležis. Priežastys yra paprastos: pirma, chondritus vizualiai sunku atskirti nuo paprastų žemės akmenų ir juos sunku aptikti, antra, geležis yra stipresnė, o geležies meteoritas turi daugiau galimybių prasiveržti pro tankius atmosferos sluoksnius ir nėra išsibarstęs į mažus fragmentus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Neįtikėtinas greitis
Meteoroido likimas priklauso ne tik nuo jo dydžio ir jo fizikinių bei cheminių savybių, bet ir nuo patekimo į atmosferą greičio, kuris gali kisti gana plačiame diapazone. Bet kokiu atveju mes kalbame apie ypač didelį greitį, žymiai viršijantį net viršgarsinių orlaivių, bet ir orbitinių erdvėlaivių judėjimo greitį. Vidutinis patekimo į atmosferą greitis yra 19 km / s, tačiau, jei meteoroidas liečiasi su Žeme kursais, artimais artėjančiam, greitis gali pasiekti 50 km / s, tai yra 180 000 km / h. Mažiausias patekimo į atmosferą greitis bus tada, kai Žemė ir mažas dangaus kūnas judės gretimose orbitose, viena šalia kitos, kol mūsų planeta pritrauks meteoroidą.
Kuo didesnis dangaus kūno patekimo į atmosferą greitis, tuo stipresnis jo krūvis, tuo toliau nuo žemės jis pradeda byrėti ir tuo didesnė tikimybė, kad jis žlugs prieš pasiekdamas mūsų planetos paviršių. Namibijoje, kruopščiai pastatytame mažo amfiteatro pavidalo gaubte, yra didžiulis metalo blokas, 84% geležies, taip pat nikelis ir kobaltas. Vienuolis sveria 60 tonų, tuo tarpu tai yra didžiausias kietos kosminės medžiagos gabalas, kada nors rastas Žemėje. Meteoritas nukrito į Žemę maždaug prieš 80 000 metų, net neišėjęs iš jo kraterio. Tikriausiai dėl tam tikro aplinkybių sutapimo jo kritimo greitis buvo minimalus, nes metalinis „Sikhote-Alin“meteoritas (1947 m. Primorskio kraštas) suskilo į daugybę gabalų ir, krisdamas sukūrė visą kraterio lauką, taip pat didžiulį nedidelių šiukšlių, kurios vis dar surenkamos Ussuri taigoje, sklidimo plotą.
Kas ten sprogsta?
Dar prieš meteorito kritimą ant žemės jis, kaip aiškiai parodė Čeliabinsko atvejis, gali būti labai, labai pavojingas. Didžiuliu greičiu į atmosferą sprogus dangaus kūnas sukuria smūgio bangą, kurios metu oras įkaista iki aukštesnės nei 10 000 laipsnių temperatūros. Smulkiai įkaitinto oro radiacija išgarina meteoroidą. Šių procesų dėka jis yra apgaubtas švytinčių jonizuotų dujų - plazmos halogeno. Už smūgio bangos yra suformuota aukšto slėgio zona, kuri patikrina priekinės meteorito dalies stiprumą. Šonuose slėgis yra žymiai mažesnis. Dėl susidariusio slėgio gradiento greičiausiai meteoritas pradės griūti. Kaip tiksliai tai atsitiks, priklauso nuo konkretaus nurodyto meteoroido dydžio, formos ir struktūrinių ypatybių: įtrūkimų, įdubų, ertmių. Svarbus dar vienas dalykas - sunaikinus ugnies kamuolį padidėja jo skerspjūvio plotas, o tai akimirksniu padidina energijos išsiskyrimą. Dujų plotas, kurį kūnas sugauna, didėja, vis daugiau kinetinės energijos virsta šiluma. Spartus energijos išsiskyrimas ribotame kosmoso plote per trumpą laiką yra ne kas kita, kaip sprogimas. Būtent sunaikinimo metu automobilio spindesys smarkiai padidėja (įvyksta ryškus blyksnis). Ir staigiai išauga smūgio bangos paviršiaus plotas, o atitinkamai - ir smūgio įkaitinto oro masė.kaip sprogimas. Būtent sunaikinimo metu automobilio spindesys smarkiai padidėja (įvyksta ryškus blyksnis). Ir staigiai išauga smūgio bangos paviršiaus plotas, o atitinkamai - ir smūgio įkaitinto oro masė.kaip sprogimas. Būtent sunaikinimo metu automobilio spindesys smarkiai padidėja (įvyksta ryškus blyksnis). Ir staigiai išauga smūgio bangos paviršiaus plotas, o atitinkamai - ir smūgio įkaitinto oro masė.
Sprogus įprastiniam ar branduoliniam ginklui, smūgio banga turi rutulio formą, tačiau meteorito atveju, žinoma, taip nėra. Kai mažas dangaus kūnas patenka į atmosferą, jis formuoja įprastą kūginę smūgio bangą (o meteoroidas yra kūgio gale) - maždaug tiek pat, kiek sukuriama prieš viršgarsinio orlaivio nosį.
Smūgio banga, sugeneruota sunaikinus meteoritą, gali atnešti daug daugiau rūpesčių nei didelės šiukšlės kritimas. Nuotraukoje - skylė Chebarkulo ežero lede, kurią, tikėtina, pramušė Čeliabinsko meteorito gabalas.
Bet skirtumas čia jau pastebimas: galų gale, orlaiviai turi supaprastintą formą, o automobilis, sudužęs į tankius sluoksnius, visai neturi būti modernizuotas. Jos formos nelygumai sukuria papildomą turbulenciją. Mažėjant skrydžio aukščiui ir didėjant oro tankiui, didėja aerodinaminės apkrovos. Maždaug 50 km aukštyje jie yra panašūs į daugumos akmeninių meteoroidų stiprumą, todėl greičiausiai meteoroidai pradės žlugti. Kiekvienas atskiras sunaikinimo etapas neša papildomą energijos išsiskyrimą. Smūgio banga būna smarkiai iškreipto kūgio, trupinėlio pavidalu, dėl kurio praeinant meteoritui gali įvykti keli iš eilės perteklinio slėgio bangos, kurie jaučiami žemėje kaip galingų gniaužtų serija. Čeliabinsko byloje buvo bent trys tokie spaustukai.
Smūginės bangos poveikis žemės paviršiui priklauso nuo skrydžio trajektorijos, kūno masės ir greičio. Čeliabinsko meteoritas skrido labai plokščia trajektorija, o jo smūgio banga palietė tik miesto pakraščius. Didžioji dalis meteoritų (75 proc.) Patenka į atmosferą palei trajektorijas, pakreiptas į Žemės paviršių daugiau nei 30 laipsnių kampu, ir čia viskas priklauso nuo aukščio, kuriame vyksta pagrindinė jo lėtėjimo fazė, paprastai susijusi su sunaikinimu ir staigiu energijos išsiskyrimo padidėjimu. Jei šis aukštis yra didelis, smūgio banga Žemę pasieks susilpninta forma. Jei sunaikinimas vyksta mažesniame aukštyje, smūgio banga gali „išvalyti“didžiulį plotą, panašiai kaip tai įvyksta atmosferos branduoliniame sprogime. Arba kaip Tunguskos meteorito smūgio metu.
Kaip akmuo išgaravo
Dar šeštajame dešimtmetyje, kad būtų galima modeliuoti procesus, vykstančius meteoroido skrydžio metu per atmosferą, buvo sukurtas originalus modelis, kurį sudarė detonacijos laidas (imituojantis skrydžio etapą prieš sunaikinimą) ir prie jo galo pritvirtintas užtaisas (imituojantis išsiplėtimą). Vario vielos, vaizduojančios mišką, buvo pritvirtintos vertikaliai pagal žalvario paviršiaus modelį. Eksperimentai parodė, kad detonuojant pagrindinį krūvį, laidai, lenkdami, pateikė labai tikrovišką miško kirtimo vaizdą, panašų į tą, kuris stebimas Podkamennaya Tunguska srityje. Tunguskos meteorito pėdsakų dar nerasta, o populiari hipotezė, kad kūnas, kuris 1908 m. Susidūrė su Žeme, buvo mažos kometos ledo šerdis, iš viso nelaikomas vienintele patikima. Šiuolaikiniai skaičiavimai rodo, kad didesnės masės kūnas, patenkantis į atmosferą,prieš sulėtėjimo stadiją jis giliau panardina į jį, o jo fragmentai ilgesnį laiką yra veikiami stiprios radiacijos, o tai padidina jų išgaravimo tikimybę.
Tunguskos meteoritas galėjo būti akmuo, tačiau, subyrėjęs palyginti nedideliame aukštyje, jis galėjo sukelti labai mažų šiukšlių debesį, kuris išgaravo kontaktuodamas su karštomis dujomis. Tik smūgio banga pasiekė žemę, ir tai sukėlė sunaikinimą daugiau nei 2000 km² plote, panašų į 10-20 Mt galingumo termobranduolinio užtaiso veikimą. Tai reiškia tiek dinaminį smūgį, tiek ir taigos gaisrus, kuriuos sukelia šviesos blykstė. Vienintelis veiksnys, kuris šiuo atveju neveikė, skirtingai nei branduolinis sprogimas, yra radiacija. Priekinės smūgio bangos dalies veiksmas savaime paliko atmintį „telegrafo miško“pavidalu - kamienai priešinosi, bet kiekviena šaka buvo nukirsta.
Nepaisant to, kad meteoritai krenta žemėje gana dažnai, instrumentinių stebėjimų apie mažų dangaus kūnų patekimą į atmosferą statistika vis dar nėra pakankama.
Preliminariais skaičiavimais, energijos išsiskyrimas sunaikinant Čeliabinsko meteoritą laikomas lygiaverčiu 300 kt TNT, tai yra maždaug 20 kartų daugiau nei Hirosimoje nukritusio urano „Kūdikis“galia. Jei automobilio skrydžio trajektorija būtų artima vertikaliai, o kritimo vieta kristų ant miesto plėtros, neišvengiamos didžiulės avarijos ir sunaikinimas. Taigi kokia didelė yra pasikartojimo rizika ir ar į meteorito grėsmę reikėtų žiūrėti rimtai?
Naudinga atsargumo priemonė
Taip, ne vienas meteoritas, laimei, dar nenužudė nė vieno, tačiau grėsmė iš dangaus nėra tokia nereikšminga, kad būtų ignoruojama. Tunguskos tipo dangaus kūnai į Žemę patenka maždaug kartą per 1000 metų, tai reiškia, kad vidutiniškai kiekvienais metais jie visiškai „išvalo“2,5 km² teritorijos. Čeliabinsko tipo kūno griūtis paskutinį kartą buvo pastebėta 1963 m. Pietų Afrikos salų regione - tada energijos išsiskyrimas sunaikinimo metu taip pat buvo apie 300 kt.
Šiuo metu astronomijos bendruomenei buvo pavesta nustatyti ir sekti visus dangaus kūnus, didesnius kaip 100 m skersai, orbitose netoli Žemės. Bet mažesnius meteoroidus taip pat gali sukelti bėdų, kurių visiškas stebėjimas dar neįmanomas: tam reikia specialių ir daugybės stebėjimo prietaisų. Iki šiol tik 20 meteoroidų kūnų patekimas į atmosferą buvo stebimas naudojant astronominius prietaisus. Yra žinomas tik vienas atvejis, kai maždaug per dieną buvo prognozuojamas palyginti didelio meteorito (maždaug 4 m skersmens) kritimas (jis Sudane krito 2008 m. Spalio mėn.). Tuo tarpu perspėjimas apie kosminį kataklizmą net per dieną visai nėra blogas. Jei dangaus kūnas grasina nukristi ant gyvenvietės, gyvenvietė gali būti evakuota per 24 valandas. Ir, žinoma, dienos pakanka kažkamdar kartą priminti žmonėms: jei danguje matote ryškią blykstę, turite slėptis, o ne priklijuoti savo veidą prie lango stiklo.
Olegas Makarovas