Indtil nu vides ikke et bekræftet tilfælde af drab på mennesker ved hjælp af en meteorit. Og på samme tid har endda et lille himmellegeme, som desværre har invaderet jordens atmosfære, et kolossalt destruktivt potentiale, der kan sammenlignes med atomvåben. Som de nylige begivenheder har vist, kan gæster fra himlen nogle gange fange os overraskende.
Ildkuglen, der fløj over Chelyabinsk og lavede så meget støj bogstaveligt og billedligt forbløffet alle med sin utrolige glød og chokbølge, der smuldrede glas, udførte porten og rev de modstående paneler fra væggene. Der er skrevet meget om konsekvenserne, meget mindre er blevet sagt om essensen af dette fænomen. For at forstå mere detaljeret de processer, der forekommer med små himmellegemer, der mødte planeten Jorden på vej, vendte "PM" sig til Institute of Dynamics of Geospheres fra Det Russiske Videnskabelige Akademi, hvor de længe har studeret og matematisk modellering af bevægelsen af meteoroider, det vil sige himmellegemer, der kommer ind i Jordens atmosfære. Og her er hvad vi formåede at finde ud af.
Slået ud af bæltet
Organer som Chelyabinsk kommer fra det vigtigste asteroidebælte, der ligger mellem bane mellem Mars og Jupiter. Det er ikke så tæt på Jorden, men undertiden rystes asteroidebæltet af kataklysmer: som et resultat af kollisioner, opløses større genstande i mindre, og nogle af affaldet passerer ind i kategorien af jordiske kosmiske kroppe - nu krydser deres kredsløb kredsløb på vores planet. Nogle gange sparkes himmelsten ud af bæltet af forstyrrelser forårsaget af store planeter. Som dataene om banen til Chelyabinsk-meteoritten viser, repræsenterede den den såkaldte Apollo-gruppe - en gruppe af små himmellegemer, der bevæger sig rundt om solen i elliptiske kredsløb, der skærer jordens bane, og deres perihel (dvs. den nærmeste afstand fra solen) er mindre end perihelien mellem jordens bane.
Da vi oftest taler om affald, har disse objekter en uregelmæssig form. De fleste af dem er sammensat af en klippe kaldet "chondrit". Dette navn blev givet hende på grund af kondruller - sfæriske eller elliptiske indeslutninger med en diameter på ca. 1 mm (sjældnere - mere) omgivet af et snavs eller en finkrystallinsk matrix. Chondrites er af forskellige typer, men også jernprøver findes blandt meteoroider. Det er interessant, at der er færre metallegemer, ikke mere end 5% af det samlede antal, men jern dominerer bestemt de fundne meteoritter og deres affald. Årsagerne er enkle: For det første er chondrites visuelt vanskelige at skelne fra almindelige jordsten og er vanskelige at opdage, og for det andet er jern stærkere, og chancerne for at bryde gennem de tætte lag i atmosfæren og ikke spredes i små fragmenter i en jernmeteorit er større.
Salgsfremmende video:
Utrolige hastigheder
En meteoroid's skæbne afhænger ikke kun af dens størrelse og dets fysisk-kemiske egenskaber, men også af hastigheden for indsejling i atmosfæren, der kan variere over et ret bredt område. Men under alle omstændigheder taler vi om ultrahøje hastigheder, der markant overskrider bevægelseshastigheden, ikke engang for supersoniske fly, men også for orbital rumfartøjer. Den gennemsnitlige hastighed for indsejling i atmosfæren er 19 km / s, men hvis en meteoroid kommer i kontakt med Jorden på baner tæt på den kommende, kan hastigheden nå 50 km / s, det vil sige 180.000 km / t. Den mindste hastighed for indsejling i atmosfæren vil være, når Jorden og et lille himmellegeme bevæger sig, som det var, i nærliggende bane ved siden af hinanden, indtil vores planet tiltrækker en meteoroid.
Jo højere hastigheden for et himmellegemets indtræden i atmosfæren, jo stærkere belastningen på det, jo længere væk fra Jorden begynder det at kollapse, og jo større er sandsynligheden for, at det vil kollapse inden det når overfladen på vores planet. I Namibia, omgivet af et omhyggeligt konstrueret indhegning i form af et lille amfiteater, ligger en enorm blok af metal, 84% jern samt nikkel og kobolt. Klumpen vejer 60 tons, mens det er det største faste stykke kosmisk stof, der nogensinde er fundet på Jorden. Meteoritten faldt til Jorden for omkring 80.000 år siden uden selv at forlade et krater, efter at den faldt. På grund af et vist sammenfald af omstændighederne var sandsynligheden for dens fald sandsynligvis minimal, siden metallen Sikhote-Alin (1947,Primorsky Krai) faldt fra hinanden i mange stykker og skabte, når de faldt, et helt kraterfelt samt et enormt spredningsområde af små snavs, som stadig er samlet i Ussuri taiga.
Hvad eksploderer der?
Selv før meteoritten falder til jorden, kan den, som Chelyabinsk-sagen tydeligt viste, være meget, meget farlig. En himmellegeme, der brister i atmosfæren med en enorm hastighed, genererer en chokbølge, hvor luften opvarmes til temperaturer over 10.000 grader. Stråling af stødopvarmet luft medfører fordampning af meteoroid. Takket være disse processer er det indhyllet i en glorie af glødende ioniseret gas - plasma. En højtrykszone dannes bag chokbølgen, der tester styrken af den frontale del af meteoritten. På siderne er trykket markant lavere. Som et resultat af den resulterende trykgradient vil meteoritten sandsynligvis begynde at kollapse. Hvor nøjagtigt dette sker afhænger af den specifikke størrelse, form og strukturelle træk ved den givne meteoroid: revner, udsparinger, hulrum. En anden ting er vigtigt - når ildkuglen ødelægges, forøges dens tværsnitsareal, hvilket med det samme fører til en stigning i energiudslip. Området med gas, som kroppen opsamler, stiger, mere og mere kinetisk energi omdannes til varme. Den hurtige vækst af energiudslip i et begrænset rumområde på kort tid er intet andet end en eksplosion. Det er i øjeblikket af ødelæggelse, at bilens glød øges kraftigt (der opstår en lys flash). Og overfladearealet af stødbølgen og følgelig vokser massen af den stødopvarmede luft pludselig.som en eksplosion. Det er i øjeblikket af ødelæggelse, at bilens glød øges kraftigt (der opstår en lys flash). Og overfladearealet af stødbølgen og følgelig vokser massen af den stødopvarmede luft pludselig.som en eksplosion. Det er i øjeblikket af ødelæggelse, at bilens glød øges kraftigt (der opstår en lys flash). Og overfladearealet af stødbølgen og følgelig vokser massen af den stødopvarmede luft pludselig.
Når et konventionelt eller atomvåben eksploderer, har chokbølgen en sfærisk form, men i tilfælde af en meteorit er det naturligvis ikke tilfældet. Når et lille himmellegeme kommer ind i atmosfæren, danner det en konventionel konisk stødbølge (i dette tilfælde er meteoroiden på spidsen af keglen) - omtrent det samme som oprettet foran næsen på et supersonisk fly.
Shockbølgen genereret af ødelæggelsen af en meteorit kan bringe meget mere besvær end faldet af et stort snavs. På fotoet - et hul i isen i søen Chebarkul, formodentlig gennemboret af et stykke Chelyabinsk-meteorit.
Men forskellen er allerede observeret her: flyene har trods alt en strømlinet form, og en bil, der styrter ned i tætte lag, behøver slet ikke at strømline. Uregelmæssigheder i sin form skaber yderligere turbulens. Med et fald i flyvehøjde og en stigning i lufttæthed øges aerodynamiske belastninger. I højder på ca. 50 km er de sammenlignelige med styrken hos de fleste stenmeteorider, og meteoroiderne vil sandsynligvis begynde at kollapse. Hvert separat ødelæggelsesstadium bærer en ekstra frigørelse af energi, chokbølgen har form af en stærkt forvrænget kegle, knusninger, som følge af, at der under passagen af en meteorit kan være flere på hinanden følgende stigninger af overskydende tryk, som mærkes på jorden som en række kraftige klapper. I Chelyabinsk-sagen var der mindst tre sådanne klapper.
Virkningen af en chokbølge på jordoverfladen afhænger af flyvevejen, massen og hastigheden på kroppen. Chelyabinsk-meteoritten fløj langs en meget flad bane, og dens chokbølge berørte kun byområderne ved kanten. De fleste af meteoritterne (75%) trænger ind i atmosfæren langs bane, der er skråtstillet til jordoverfladen i en vinkel på mere end 30 grader, og her afhænger alt af den højde, hvor hovedfasen af dens deceleration forekommer, normalt forbundet med ødelæggelse og en kraftig stigning i energiudslip. Hvis denne højde er stor, vil chokbølgen nå jorden i en svækket form. Hvis ødelæggelsen finder sted i lavere højder, kan chokbølgen "rense" ud et enormt område, ligesom det sker i en atmosfærisk atomeksplosion. Eller som i virkningen af Tunguska-meteoritten.
Sådan fordampede stenen
Tilbage i 1950'erne for at simulere processerne, der opstod under flyvningen af en meteoroid gennem atmosfæren, blev der oprettet en original model, der bestod af en detonationsledning (simulering af flyvefasen før ødelæggelse) og en ladning fastgjort til dens ende (simulering af udvidelse). Kobbertråde, der repræsenterer skoven, blev fikseret lodret under modellen af messingoverfladen. Eksperimenter har vist, at ledningerne, bøjning, som et resultat af detonationen af hovedladningen, gav et meget realistisk billede af skovfældning, svarende til det, der blev observeret i Podkamennaya Tunguska-området. Der er endnu ikke fundet spor efter Tunguska-meteoritten, og den populære hypotese om, at kroppen, der kolliderede med Jorden i 1908, var iskernen i en lille komet, betragtes slet ikke den eneste pålidelige. Moderne beregninger viser, at et organ med større masse, der kommer ind i atmosfæren,det dyber dybere ned i det inden decelerationsstadiet, og dets fragmenter udsættes for stærk stråling i længere tid, hvilket øger sandsynligheden for, at de fordampes.
Tunguska-meteoritten kunne godt have været sten, men når den blev knust i relativt lav højde, kunne den frembringe en sky af meget lille affald, der fordampede fra kontakt med varme gasser. Kun en chokbølge nåede jorden, som frembragte ødelæggelse på et område på mere end 2000 km², sammenlignet med virkningen af en termonuklear ladning med en effekt på 10-20 Mt. Dette refererer til både dynamisk påvirkning og taiga-brande genereret af en lysglimt. Den eneste faktor, der ikke virkede i dette tilfælde, i modsætning til en nuklear eksplosion, er stråling. Handlingen med den forreste del af chokbølgen efterlod i sig selv en hukommelse i form af en "telegrafskov" - stammene modsatte sig, men hver gren blev hugget af.
På trods af det faktum, at meteoritter ofte falder på Jorden, er statistikken over instrumentelle observationer af små himmellegemers indtræden i atmosfæren stadig utilstrækkelig.
I henhold til foreløbige skøn betragtes energifrigivelsen under ødelæggelsen af Chelyabinsk-meteoritten som ækvivalent med 300 kt TNT, hvilket er cirka 20 gange mere end kraften i uranet "Malysh" faldt på Hiroshima. Hvis banen til bilens flyvning var tæt på lodret, og faldets sted ville falde på byudvikling, ville kolossale tab og ødelæggelse være uundgåelig. Så hvor stor er risikoen for en gentagelse, og skal meteorittruslen tages alvorligt?
En nyttig forholdsregel
Ja, ikke en enkelt meteorit, heldigvis, har dræbt nogen endnu, men truslen fra himlen er ikke så ubetydelig at blive ignoreret. Himmelskroppe af Tunguska-typen falder til Jorden cirka en gang hvert 1000 år, hvilket betyder, at de i gennemsnit hvert år "rydder op" 2,5 km² territorium. Faldet af et legeme af Chelyabinsk-typen blev bemærket for sidste gang i 1963 i regionen på Sydafrika - da var energifrigivelsen under ødelæggelse også omkring 300 kt.
I øjeblikket har det astronomiske samfund fået til opgave at identificere og spore alle himmellegemer større end 100 m på tværs af kredsløb tæt på jordens. Men mindre meteoroider kan også gøre problemer, hvis samlede overvågning endnu ikke er mulig: dette kræver specielle og talrige observationsinstrumenter. Indtil i dag er kun 20 meteoroidlegemer ind i atmosfæren observeret ved hjælp af astronomiske instrumenter. Der er kun et kendt tilfælde, hvor faldet af en relativt stor meteorit (ca. 4 m i diameter) blev forudsagt på cirka en dag (det faldt i Sudan i oktober 2008). Og i mellemtiden er en advarsel om en kosmisk katastrofe, selv på en dag, slet ikke dårlig. Hvis et himmellegeme truer med at falde på en bosættelse, kan bosættelsen evakueres inden for 24 timer. Og selvfølgelig er en dag nok til nogetfor at minde folk endnu en gang: hvis du ser en lys flash på himlen, er du nødt til at skjule og ikke holde dit ansigt fast ved vinduesglasset.
Oleg Makarov