Астрономия, Спутник, Космос

Околоземные астероиды

Околоземные астероиды



Кто они и откуда они?


Дэвид К. Линч,
Художественная концепция удара астероида. Изображение НАСА.

С тех пор, как Земля образовалась 4,5 миллиарда лет назад, она была засыпана камнями из космоса. Каждый год около 50 000 тонн астероидного материала попадает в атмосферу Земли. Большая часть его сгорает высоко в ионосфере из-за трения с воздухом. Но несколько камней проходят. Воздействия в океане проходят незамеченными, хотя более крупные из них могут вызвать цунами. Другие бьют по земле и покидают кратеры. Это происходит с незапамятных времен и, как ожидается, будет продолжаться еще долго после того, как Солнце испарит наши океаны примерно через 5 миллиардов лет.

Большие космические камни называются астероидами, а маленькие - метеороидами. Когда они проникают в атмосферу, их называют метеорами или «падающими звездами». Если они достигают земли, их называют метеоритами.


Астероид Itokawa, посещенный японским космическим кораблем Hayabusa в 2005 году. Он был обнаружен группой по исследованию астероидов LINEAR в 1998 году. Японское агентство аэрокосмических исследований Image. Используется с разрешения.

Откуда они?

Происхождение комет и астероидов до конца не выяснено. Считается, что некоторые астероиды - это обломки, оставшиеся после образования Солнечной системы. Другие, как полагают, являются фрагментами от столкновения крупных астероидов или протопланет. Известно, что кометы являются остатками ранней солнечной системы, но их количество очень неопределенно. Каждый год обнаруживается несколько десятков новых комет.

Большинство астероидов вращаются вокруг Солнца по почти круговым путям, лежащим между Марсом и Юпитером. Кометы берут начало во внешних границах Солнечной системы, далеко за пределами Плутона. У них чрезвычайно вытянутые эллиптические орбиты, и каждое путешествие вокруг Солнца занимает тысячи или миллионы лет.

В общем, ни астероиды, ни кометы не представляют угрозы для Земли. Это потому, что их орбиты остаются такими же год за годом, как и на Земле. Как только астероид идентифицирован и его орбита определена, его будущий путь может быть предсказан очень точно. Большинство астероидов не приближаются к Земле. Но некоторые были вытеснены с их первоначально круговых орбит близким столкновением с Юпитером или столкновением с другими астероидами. Их новые орбиты, которые также предсказуемы, переносят их во внутреннюю Солнечную систему, где они могут угрожать Земле. Это так называемые семейства астероидов, пересекающих Землю; Аполлос, Амор и Атенс.


Концепция художника кометы Шумейкер-Леви, 9 фрагментов, врезавшихся в Юпитер в июле 1994 года. Изображение НАСА.

Из чего они сделаны?

Большинство астероидов и метеоритов состоят из камней, похожих на те, что на Земле - оливин, пироксен и т. Д. Их называют «хондритами» или «камнями». Камни, которые богаты углеродом, называются "углеродистыми хондритами", и некоторые из них содержат аминокислоты, строительные блоки жизни. Некоторые астрономы считают, что жизнь на Земле была засеяна кометами и метеоритами.

Около 10% метеоритов называют утюгами. Железо - это сплавы никеля и железа и плотные металлические тела. Большинство метеоритов, выставленных в музеях, являются утюгами, потому что они достаточно прочные, чтобы выдержать нашу атмосферу. Железо также легче идентифицировать на земле, потому что хондриты часто напоминают обычные камни. Метеоритный кратер в Аризоне был вызван железом.

Кометы встречаются гораздо реже, чем астероиды, но время от времени они тоже поражают Землю. Кометы представляют собой неправильные шары из пыльного льда - «грязные снежки» - несколько километров в поперечнике. Они в основном инертны, за исключением случаев, когда они нагреваются, проходя рядом с солнцем, и выделяют газ и пыль, образуя хвосты. Считается, что объект, поразивший Сибирь в 1908 году, был кометой. По оценкам, воздушный взрыв мощностью 10-20 мегатонн разрушил более 2000 кв. Км лесов вблизи Тунгуски. Не было найдено никаких фрагментов, которые могли бы привести к убеждению, что это комета, а ее лед испарился. В 1994 году комета Шумейкер-Леви 9 врезалась в Юпитер, трезвое напоминание о том, что космические столкновения все еще происходят.

Как часто они бьют Землю?

Каждый день! Но очень редко можно достичь земли. В зависимости от состава метеоры диаметром менее 10 м не проходят через атмосферу. Меньшее железо, вероятно, пробьется, но для выживания в нашей атмосфере потребуется большая комета. Таблица ниже показывает приблизительную частоту и энергию астероидов, а также оценки числа погибших людей для астероидов разного размера. Чем больше астероид, тем он реже.


График, показывающий взаимосвязь между размером астероида удара Земли и частотой такого события.

Кратеры и ударный урон?

Величина ударного повреждения и его степень зависят от кинетической энергии астероида. Те, кто движется быстрее, несут больше энергии, чем те, которые движутся медленнее, а более массивные имеют больше энергии, чем меньшие. Хотя ББ может иметь ту же энергию, что и пушечное ядро, ББ должен был бы двигаться в сто раз быстрее. Энергия удара измеряется в метрических тоннах тротила. Атомная бомба, сброшенная на Хиросиму, была около 15 килотонн.

Метеоры приходят так быстро, что образуют кратеры немного удивительным образом. При скорости до 72 км / с они зарываются в землю и образуют узкий туннель, сжимая и испаряя себя и скалы вдоль своего пути. Это формирует горячий пузырь газа. Давление от этого газа взрывно расширяется и выбрасывает материал вверх и наружу. Остается неглубокий круглый кратер. Большая часть мусора падает поблизости и образует приподнятый слой выброса. За исключением самого медленного движущегося астероида, не имеет значения, под каким углом находится метеорит. Подземный взрыв производит кратер, а не начальное проникновение. Также не имеет значения, какого размера частица, как показали сферические микрократеры на космическом корабле LDEF НАСА.

Объекты диаметром 1-2 км представляют собой критический порог для глобальной катастрофы. Выше этих размеров материал, выбрасываемый в атмосферу, окружает земной шар и уменьшает солнечный свет и рост растений. Еще большие астероиды вызовут попадание горячего материала на землю. Это вызовет возгорание, а дым еще больше заблокирует солнечный свет. Такие изменения вызывают глобальное охлаждение и гибель растений, что приводит к массовому голоду и вымиранию крупных наземных животных. Воздействие в океане может создать цунами, которое опустошит прибрежные районы. Морская жизнь в непосредственной близости от зоны воздействия будет уничтожена. К счастью, воздействия таких астероидов крайне редки.

На Земле существует менее 200 известных ударных кратеров. Но на Луне их миллионы. Почему у нас нет больше?

Первая причина - погода. Ветер и дождь, замерзание и оттаивание, нагрев и охлаждение разрушают камни, разбивая их на крошечные кусочки. Растения растут и покрывают открытые камни, а также разрушают их. Если бы мы могли видеть сквозь леса и джунгли, на аэрофотоснимках наверняка было бы больше кратеров.

Но тектоника плит еще важнее эрозии. Когда континенты движутся и скребутся друг о друга, камни складываются, поднимаются, закапываются и разрушаются. Каждые 200 миллионов лет или около того 75% поверхности Земли создается и разрушается, в основном в океанах. Континенты плавают над морским дном, но они также подвержены огромным изменениям. Эрозия и тектонические силы в конечном итоге уничтожают все геологические структуры на поверхности Земли: горы, реки, пустыни, морские берега - и ударные кратеры. Вот почему большинство известных нам кратеров относительно молоды.

Выучить больше: Пересекающие Землю астероиды: как мы можем обнаружить, измерить и отклонить их?

Дэвид К. Линч, доктор философии, астроном и планетолог, живущий в Топанге, штат Калифорния. Когда он не слоняется вокруг разлома Сан-Андреас или не использует большие телескопы на Мауна-Кеа, он играет на скрипке, собирает гремучих змей, читает публичные лекции по радуге и пишет книги («Цвет и свет в природе», издательство Кембриджского университета) и эссе. Последняя книга доктора Линча - это Полевое руководство по неисправности Сан-Андреас. Книга содержит двенадцать однодневных поездок на автомобиле по различным частям разлома, а также дорожные журналы за милю за милей и координаты GPS для сотен объектов разломов. Так случилось, что дом Дейва был разрушен в 1994 году в результате землетрясения в Нортридже силой 6,7 балла.