Do zdaj ni znan noben potrjen primer usmrtitve ljudi s strani meteorita. In hkrati celo majhno nebesno telo, ki je žal vdrlo v Zemljino atmosfero, ima kolosalni uničevalni potencial, primerljiv z jedrskim orožjem. Včasih nas, kot kažejo nedavni dogodki, gostje iz nebes lahko presenetijo.
Ognjena krogla, ki je letela nad Čeljabinskom in hruščala dobesedno in figurativno, je vse navdušila s svojim neverjetnim sijajem in udarnim valom, ki je razpadel steklo, izpeljal vrata in odtrgal obrnjene plošče s sten. O posledicah je bilo napisanega veliko, o bistvu tega pojava je bilo veliko manj povedanega. Da bi podrobneje razumeli procese, ki se dogajajo z majhnimi nebesnimi telesi, ki so na poti srečevali planet Zemljo, se je "PM" obrnil na Inštitut za dinamiko geosfer Ruske akademije znanosti, kjer že dolgo študirajo in matematično modelirajo gibanje meteoroidov, torej nebesnih teles, ki vstopajo v Zemljino atmosfero. In tukaj smo uspeli izvedeti.
Odklenjen iz pasu
Organi, kot je Čeljabinsk, prihajajo iz glavnega asteroidnega pasu, ki leži med orbitama Marsa in Jupitra. Ni tako blizu Zemlje, a včasih asteroidni pas stresejo kataklizme: zaradi trčenj se večji predmeti razkrojijo na manjše, del naplavin pa preide v kategorijo skorajzemeljskih kozmičnih teles - zdaj njihove orbite prečkajo orbito našega planeta. Včasih nebesne kamne potisnejo iz pasu zaradi motenj, ki jih povzročajo veliki planeti. Kot kažejo podatki o progi Čeljabinskega meteorita, je predstavljal tako imenovano skupino Apollo - skupino majhnih nebesnih teles, ki se gibljejo okoli Sonca po eliptičnih orbitah, ki sekajo Zemljino orbito, njihov perihelion (torej najbližja od Sonca) pa je manjši od perihelija Zemljine orbite.
Ker najpogosteje govorimo o naplavinah, imajo ti predmeti nepravilno obliko. Večina jih je sestavljena iz skale, imenovane "hondrit". To ime so ji dali zaradi hondrule - sferičnih ali eliptičnih vključkov s premerom približno 1 mm (manj pogosto - več), obdan z naplavinami ali fino kristalno matrico. Hondriti so različnih vrst, med meteoroidi pa najdemo tudi železove primerke. Zanimivo je, da je kovinskih teles manj, ne več kot 5% vseh, vendar železo med najdenimi meteoriti in njihovimi naplavinami zagotovo prevladuje. Razlogi so preprosti: prvič, hondrite je vidno težko razlikovati od navadnih zemeljskih kamnov in jih je težko zaznati, drugič, železo je močnejše, železov meteorit pa ima več možnosti, da se prebije skozi goste plasti atmosfere in se ne razkropi na majhne drobce.
Promocijski video:
Neverjetne hitrosti
Usoda meteoroida ni odvisna samo od njegove velikosti in fizikalno-kemijskih lastnosti njegove snovi, temveč tudi od hitrosti vstopa v ozračje, ki se lahko spreminja v dokaj širokem območju. Vsekakor pa govorimo o ultra visokih hitrostih, ki bistveno presegajo hitrost gibanja niti nadzvočnih letal, temveč tudi orbitalnih vesoljskih plovil. Povprečna hitrost vstopa v ozračje je 19 km / s, če pa meteoroid pride v stik z Zemljo na poteh, ki so blizu prihajajočega, lahko hitrost doseže 50 km / s, torej 180.000 km / h. Najmanjša hitrost vstopa v ozračje bo, ko se bosta Zemlja in majhno nebesno telo gibala, kot bi se znašla, v sosednjih orbitah drug poleg drugega, dokler naš planet ne privabi meteoroida.
Večja kot je hitrost vstopa nebesnega telesa v ozračje, močnejša je obremenitev na njem, dlje od Zemlje se začne propadati in večja je verjetnost, da se bo zrušil, ne da bi dosegel površino našega planeta. V Namibiji, obkrožen s skrbno zgrajenim ohišjem v obliki majhnega amfiteatra, leži ogromen kovinski blok, 84% železa, pa tudi niklja in kobalta. Klapa tehta 60 ton, medtem ko je največji trden kos kozmične snovi, ki je bil kdajkoli najden na Zemlji. Meteorit je padel na Zemljo pred približno 80.000 leti, ne da bi sploh zapustil krater, potem ko je padel. Verjetno je bil zaradi naključja okoliščin hitrost njegovega padca minimalna, saj je kovinski meteorit Sikhote-Alin (1947,Primorsky Territory) se je razpadel na veliko kosov in ob padcu ustvaril celo kratersko polje, pa tudi ogromno območje razpršitve drobnih naplavin, ki se še vedno zbirajo v tajgi Ussuri.
Kaj tam eksplodira?
Še preden meteorit pade na tla, je lahko, kot je jasno pokazal primer Čelijabinska, zelo, zelo nevaren. Nebesno telo, ki z ogromno hitrostjo vdre v atmosfero, ustvari udarni val, v katerem se zrak segreje do temperature nad 10.000 stopinj. Zračenje udarno segretega zraka povzroči izhlapevanje meteoroida. Zahvaljujoč tem procesom je zajet v halo žareče ioniziranega plina - plazme. Za udarnim valom se oblikuje visokotlačno območje, ki preizkuša moč čelnega dela meteorita. Na straneh je pritisk bistveno nižji. Zaradi nastalega gradienta tlaka bo meteorit najverjetneje začel propadati. Kako točno se to zgodi, je odvisno od posebne velikosti, oblike in strukturnih značilnosti danega meteoroida: razpoke, vdolbine, vdolbine. Pomembna je še ena stvar - ko se strelna krogla uniči, se poveča njen prečni prerez, kar takoj privede do povečanja sproščanja energije. Površina plina, ki ga telo zajame, se povečuje, vse več kinetične energije se pretvori v toploto. Hitra rast izpusta energije na omejenem območju v kratkem času ni nič drugega kot eksplozija. V trenutku uničenja se sijaj avtomobila močno poveča (svetel utrip). In površina udarnega vala in s tem tudi masa sunkovito segretega zraka naglo narasteta.kot eksplozija. V trenutku uničenja se sijaj avtomobila močno poveča (svetel utrip). In površina udarnega vala in s tem tudi masa sunkovito segretega zraka naglo narasteta.kot eksplozija. V trenutku uničenja se sijaj avtomobila močno poveča (svetel utrip). In površina udarnega vala in s tem tudi masa sunkovito segretega zraka naglo narasteta.
Ko eksplodira konvencionalno ali jedrsko orožje, ima udarni val sferično obliko, pri meteoritu pa seveda ne gre. Ko majhno nebesno telo vstopi v ozračje, tvori običajno stožčasto udarno valovanje (medtem ko je meteoroid na konici stožca) - približno enako tistemu, ki je nastalo pred nosom nadzvočnega letala.
Šok valovanja, ki ga povzroči uničenje meteorita, lahko prinese veliko več težav kot padec velikega naplavin. Na fotografiji - luknja v ledu jezera Čebarkul, ki jo je verjetno prebodel kos meteorita iz Čeljabinska.
Razlika pa je že opaziti: navsezadnje imajo letala racionalizirano obliko in avtomobila, ki strmoglavi v gosto plast, sploh ni treba racionalizirati. Nepravilnosti v njeni obliki ustvarjajo dodatne motnje. Z zmanjšanjem nadmorske višine in povečanjem gostote zraka se povečujejo aerodinamične obremenitve. Na nadmorski višini približno 50 km so primerljive z močjo večine kamnitih meteoroidov, meteoroidi pa se bodo verjetno začeli sesuti. Vsaka ločena stopnja uničenja nosi s seboj dodatno sproščanje energije, udarni val ima obliko močno izkrivljenega stožca, se zdrobi, zaradi česar lahko med prehodom meteorita pride do več zaporednih sunkov presežnega tlaka, ki jih na tleh čutimo kot niz močnih udarcev. V primeru Čeljabinsk so bili vsaj trije takšni ploskvi.
Vpliv udarnega vala na Zemljino površino je odvisen od poti leta, mase in hitrosti telesa. Čeljabinski meteorit je letel po zelo ravni poti, njegov udarni val pa se je dotaknil le mestnih območij na robu. Večina meteoritov (75%) vstopi v ozračje po poteh, nagnjenih k Zemljinemu površju pod kotom več kot 30 stopinj, in tukaj je vse odvisno od nadmorske višine, na kateri nastopi glavna faza njegovega pojemka, običajno povezana z uničenjem in močnim povečanjem sproščanja energije. Če je ta višina velika, bo udarni val dosegel Zemljo v oslabljeni obliki. Če se uničenje zgodi na nižji nadmorski višini, lahko udarni val "očisti" ogromno območje, podobno kot pri atmosferski jedrski eksploziji. Ali kot pri vplivu Tunguskega meteorita.
Kako je izhlapel kamen
V petdesetih letih prejšnjega stoletja je za simulacijo procesov, ki se pojavljajo med letom meteoroida skozi atmosfero, izdelan originalni model, ki je bil sestavljen iz detonacijske vrvice (ki simulira fazo leta pred uničenjem) in naboja, ki je bil pritrjen na njen konec (simulira ekspanzijo). Bakrene žice, ki predstavljajo gozd, so bile navpično pritrjene pod modelom medenine površine. Poskusi so pokazali, da so žice zaradi upogiba glavnega naboja dale zelo realistično sliko o poseku gozdov, podobno kot na območju Podkamennaya Tunguska. Sledi meteorita Tunguska še niso našli in priljubljena hipoteza, da je truplo, ki je leta 1908 trčilo na Zemljo, ledeno jedro majhnega kometa, sploh ne velja za edino zanesljivo. Sodobni izračuni kažejo, da telo večje mase, ki vstopi v ozračje oz.pred fazo pojemka se poglobi vanjo globlje, njeni drobci pa so dlje časa izpostavljeni močnim sevanjem, kar povečuje verjetnost njihovega izhlapevanja.
Tunguski meteorit bi bil lahko tudi kamen, vendar bi, če se je razbil na razmeroma majhni nadmorski višini, lahko ustvaril oblak zelo majhnih naplavin, ki so izhlapeli iz stika z vročimi plini. Na tla je dosegel le udarni val, ki je povzročil uničenje na območju več kot 2000 km², primerljivo z delovanjem termonuklearnega naboja z močjo 10-20 Mt. To se nanaša tako na dinamični vpliv kot na taige, ki nastanejo ob svetlobni bliskavi. Edini dejavnik, ki v tem primeru ni deloval, za razliko od jedrske eksplozije, je sevanje. Akcija prednjega dela udarnega vala je v sebi pustila spomin v obliki "telegrafskega gozda" - debla so se upirala, a vsaka veja je bila odsekana.
Kljub temu, da meteoriti padajo na Zemljo precej pogosto, je statistika instrumentalnih opazovanj vstopa majhnih nebesnih teles v ozračje še vedno nezadostna.
Po predhodnih ocenah se sproščanje energije med uničenjem čeljabinskega meteorita šteje za enakovredno 300 kt TNT-a, kar je približno 20-krat več od moči urana "Baby", padlega na Hirošimo. Če bi bila pot letenja z avtomobilom blizu vertikalne in bi kraj padca padel na urbani razvoj, bi bile kolosalne žrtve in uničenje neizogibne. Kako veliko je tveganje za ponovitev in ali je treba meteoritno grožnjo jemati resno?
Koristna previdnost
Da, noben meteorit na srečo še nikogar ni ubil, vendar grožnja z neba ni tako nepomembna, da bi jo zanemarili. Nebesna telesa tipa Tunguska padejo na Zemljo približno enkrat na 1000 let, kar pomeni, da vsako leto v povprečju popolnoma očistijo 2,5 km² ozemlja. Padec trupla tipa Čeljabinsk je bil nazadnje opažen leta 1963 na območju južnoafriških otokov - takrat je bilo sproščanje energije med uničenjem tudi približno 300 kt.
Trenutno je astronomska skupnost zadolžena za prepoznavanje in sledenje vseh nebesnih teles, večjih od 100 m, v orbitah blizu Zemljine. Toda manjši meteoroidi lahko delajo tudi težave, katerih popolno spremljanje še ni mogoče: za to so potrebni posebni in številni opazovalni instrumenti. Do danes smo s pomočjo astronomskih instrumentov opazili vstop le 20 meteoroidnih teles v ozračje. Znan je le en primer, ko je predviden padec relativno velikega meteorita (premera približno 4 m) čez približno en dan (padel je v Sudanu oktobra 2008). Medtem pa opozorilo o kozmični kataklizmi tudi čez dan sploh ni slabo. Če nebesno telo grozi, da bo padlo na naselje, se naselje lahko evakuira v 24 urah. In seveda je dan za nekaj dovoljda še enkrat opomnim ljudi: če na nebu opazite svetel utrip, se morate skriti in ne prilepiti obraza na okensko steklo.
Oleg Makarov