Doteraz nie je známy ani jeden potvrdený prípad usmrtenia ľudí meteoritom. Zároveň má aj malé nebeské teleso, ktoré, nanešťastie, vniklo do zemskej atmosféry, obrovský deštruktívny potenciál porovnateľný s jadrovými zbraňami. Niekedy, ako ukazujú nedávne udalosti, nás môžu hostia z neba prekvapiť.
Bolid, ktorý preletel nad Čeľabinskom a urobil doslova a obrazne taký veľký hluk, všetci ohromili svojou neuveriteľnou žiarivou a nárazovou vlnou, ktorá rozpadla sklo, vykonal bránu a odtrhol čelné panely od stien. O dôsledkoch sa toho už veľa písalo, oveľa menej sa hovorí o podstate tohto javu. Aby bolo možné podrobnejšie pochopiť procesy, ktoré sa vyskytujú s malými nebeskými telesami, ktoré sa stretli na planéte Zem, na ceste sa „PM“obrátil na Ústav dynamiky geosfér Ruskej akadémie vied, kde už dlho študujú a matematické modelovanie pohybu meteoroidov, to znamená nebeských telies vstupujúcich do zemskej atmosféry. A tu je to, čo sa nám podarilo zistiť.
Knocked out opasok
Telá ako Čeľabinsk pochádzajú z hlavného asteroidového pásu, ktorý leží medzi oběžnými dráhami Marsu a Jupitera. Nie je to tak blízko Zeme, ale niekedy je asteroidný pás otrasený kataklyzmami: v dôsledku kolízií sa väčšie objekty rozpadnú na menšie a niektoré trosky prechádzajú do kategórie kozmických telies blízkej Zeme - teraz ich obežné dráhy prechádzajú obežnou dráhou našej planéty. Niekedy sú nebeské kamene vyhodené z pásu poruchami spôsobenými veľkými planétami. Ako ukazujú údaje o trajektórii meteoritu v Čeľabinsku, predstavovalo takzvanú skupinu Apollo - skupinu malých nebeských telies pohybujúcich sa okolo Slnka v eliptických obežných dráhach, ktoré pretínajú obežnú dráhu Zeme, a ich perihelion (čo je najbližšia vzdialenosť od Slnka) je menšia ako perihelion Zemskej obežnej dráhy.
Pretože najčastejšie hovoríme o troskách, tieto objekty majú nepravidelný tvar. Väčšina z nich sa skladá z skaly zvanej "chondrite". Toto meno sa jej dostalo z dôvodu chondrúl - sférických alebo eliptických inklúzií s priemerom asi 1 mm (menej často - viac), obklopených troskami alebo jemne kryštalickou matricou. Chondrity sú rôznych typov, ale medzi meteoroidmi sa nachádzajú aj vzorky železa. Je zaujímavé, že existuje menej kovových telies, nie viac ako 5% z celkového počtu, ale medzi nájdenými meteoritmi a ich troskami určite dominuje železo. Dôvody sú jednoduché: po prvé, chondrity sa vizuálne ťažko líšia od obyčajných zemných kameňov a je ťažké ich zistiť, a po druhé, železo je silnejšie a železný meteorit má viac šancí preniknúť cez husté vrstvy atmosféry a nerozptyľovať sa na malé fragmenty.
Propagačné video:
Neuveriteľné rýchlosti
Osud meteoroidu závisí nielen od jeho veľkosti a fyzikálno-chemických vlastností jeho látky, ale aj od rýchlosti vstupu do atmosféry, ktorá sa môže meniť v pomerne širokom rozmedzí. V každom prípade však hovoríme o veľmi vysokých rýchlostiach, ktoré výrazne presahujú rýchlosť pohybu ani nadzvukových lietadiel, ale aj orbitálnych kozmických lodí. Priemerná rýchlosť vstupu do atmosféry je 19 km / s, avšak ak meteoroid príde do styku so Zemou na kurzoch blízkych najbližším, rýchlosť môže dosiahnuť 50 km / s, tj 180 000 km / h. Najmenšia rýchlosť vstupu do atmosféry bude, keď sa Zem a malé nebeské teleso pohnú, ako to bolo v susedných obežných dráhach, vedľa seba, až kým naša planéta nepritiahne meteoroid.
Čím vyššia je rýchlosť vstupu nebeského tela do atmosféry, tým väčšie je naň zaťaženie, čím ďalej od Zeme sa zrúti, a vyššia pravdepodobnosť, že sa zhroutí skôr, ako dosiahne povrch našej planéty. V Namíbii, obklopený starostlivo skonštruovaným uzáverom v tvare malého amfiteátra, leží obrovský blok kovu, 84% železa, ako aj nikel a kobalt. Hrudka váži 60 ton, zatiaľ čo je to najväčší kus kozmickej hmoty na Zemi. Meteorit padol na Zem asi pred 80 000 rokmi, bez toho, aby zostal kráter po páde. Pravdepodobne kvôli určitým náhodným okolnostiam bola miera jeho poklesu minimálna, pretože kovový meteorit Sikhote-Alin (1947,Primorsky Krai) sa rozpadol na mnoho kusov a pri páde vytvoril celé kráterové pole, ako aj obrovskú oblasť rozptýlenia malých úlomkov, ktoré sa stále zhromažďujú v Ussuri tajge.
Čo tam vybuchuje?
Ešte predtým, ako meteorit spadne na zem, môže byť, ako jasne ukázal prípad Čeľabinska, veľmi, veľmi nebezpečný. Nebeské teleso vtrhlo do atmosféry obrovskou rýchlosťou a generuje rázovú vlnu, pri ktorej sa vzduch zohrieva na teploty nad 10 000 stupňov. Žiarenie nárazom zahriateho vzduchu spôsobuje odparovanie meteoroidu. Vďaka týmto procesom je obalený v halo žiariaceho ionizovaného plynu - plazmy. Za nárazovou vlnou je vytvorená vysokotlaková zóna, ktorá testuje pevnosť prednej časti meteoritu. Po stranách je tlak výrazne nižší. V dôsledku výsledného tlakového gradientu sa meteorit pravdepodobne začne zhroutiť. Ako presne sa to deje, závisí od špecifickej veľkosti, tvaru a štruktúrnych vlastností daného meteoroidu: praskliny, výklenky, dutiny. Ďalšia vec je dôležitá - keď je ohnivá guľa zničená, jej prierezová plocha sa zväčšuje, čo okamžite vedie k zvýšeniu uvoľňovania energie. Oblasť plynu, ktorú telo zachytáva, sa zvyšuje, čím viac kinetickej energie sa premieňa na teplo. Rýchly rast uvoľňovania energie v obmedzenom priestore v krátkom čase nie je nič iné ako výbuch. V okamihu zničenia sa žiara automobilu prudko zvyšuje (nastáva jasný záblesk). A povrchová plocha nárazovej vlny a podľa toho aj hmotnosť nárazom zahriateho vzduchu narastá.ako výbuch. V okamihu zničenia sa žiara automobilu prudko zvyšuje (nastáva jasný záblesk). A povrchová plocha nárazovej vlny a podľa toho aj hmotnosť nárazom zahriateho vzduchu narastá.ako výbuch. V okamihu zničenia sa žiara automobilu prudko zvyšuje (nastáva jasný záblesk). A povrchová plocha nárazovej vlny a podľa toho aj hmotnosť nárazom zahriateho vzduchu narastá.
Keď exploduje konvenčná alebo jadrová zbraň, rázová vlna má guľový tvar, ale v prípade meteoritu to tak samozrejme nie je. Keď malé nebeské teleso vstúpi do atmosféry, vytvára konvenčne kužeľovú rázovú vlnu (zatiaľ čo meteoroid je na špičke kužeľa) - približne rovnaký ako ten, ktorý sa vytvára pred nosom nadzvukových lietadiel.
Rázová vlna vytvorená zničením meteoritu môže priniesť omnoho väčšie problémy ako pád veľkých úlomkov. Na fotografii - diera v ľade jazera Chebarkul, pravdepodobne prepichnutá časťou meteoritu Čeľabinsk.
Rozdiel je tu však už pozorovaný: Koniec koncov, lietadlo má zjednodušený tvar a auto, ktoré narazilo do hustej vrstvy, nemusí byť vôbec efektívne. Nepravidelnosti v jeho tvare spôsobujú ďalšie turbulencie. S poklesom nadmorskej výšky letu a zvýšením hustoty vzduchu sa zvyšuje aerodynamické zaťaženie. Vo výškach asi 50 km sú porovnateľné s silou väčšiny kamenných meteoroidov a meteoroidy sa pravdepodobne začnú zrútiť. Každá samostatná fáza deštrukcie so sebou prináša ďalšie uvoľňovanie energie, nárazová vlna má podobu silne zdeformovaného kužeľa, ktorý sa rozdrví, vďaka ktorému môže počas priechodu meteoritu dôjsť k niekoľkým následným nárazom nadmerného tlaku, ktoré sú na zemi pociťované ako rad silných tlesknutí. V prípade Čeľabinska existovali najmenej tri takéto tlieska.
Vplyv rázovej vlny na zemský povrch závisí od dráhy letu, hmotnosti a rýchlosti tela. Čeljabinskský meteorit letel po veľmi plochej trajektórii a jeho nárazová vlna sa dotýkala iba okrajov mestských oblastí. Väčšina meteoritov (75%) vstupuje do atmosféry pozdĺž trajektórií naklonených k zemskému povrchu pod uhlom viac ako 30 stupňov, a tu všetko závisí od nadmorskej výšky, v ktorej sa vyskytuje hlavná fáza jej spomalenia, zvyčajne spojená s deštrukciou a prudkým zvýšením uvoľňovania energie. Ak je táto výška veľká, rázová vlna dopadne na Zem v oslabenej podobe. Ak dôjde k zničeniu v nižších nadmorských výškach, môže rázová vlna „vyčistiť“obrovskú oblasť, podobne ako pri atmosférickom jadrovom výbuchu. Alebo ako v prípade dopadu meteoritu Tunguska.
Ako sa kameň odparil
Už v 50-tych rokoch minulého storočia sa vytvoril originálny model, ktorý pozostával z detonačnej šnúry (simulujúcej fázu letu pred zničením) a náboja pripojeného k jej koncu (simulácia expanzie), aby sa simulovali procesy prebiehajúce počas letu meteoroidu atmosférou. Medené drôty predstavujúce les boli upevnené zvisle pod modelom mosadze. Experimenty ukázali, že v dôsledku detonácie hlavného náboja drôty, ohýbanie, poskytli veľmi realistický obraz ťažby lesov, podobný tomu, ktorý bol pozorovaný v oblasti Podkamennaya Tunguska. Stopy meteoritu Tunguska ešte neboli nájdené a populárna hypotéza, že telo, ktoré sa zrazilo so Zemou v roku 1908 ako ľadové jadro malej kométy, sa vôbec nepovažuje za jediný spoľahlivý. Moderné výpočty ukazujú, že telo s väčšou hmotnosťou vstupuje do atmosféry,vrhá sa do nej hlbšie pred spomalením a jej fragmenty sú vystavené silnému žiareniu na dlhšiu dobu, čo zvyšuje pravdepodobnosť ich vyparovania.
Meteorit Tunguska by mohol byť kameň, ktorý by sa však rozpadol v relatívne nízkej nadmorskej výške a mohol by vytvoriť oblak veľmi malých úlomkov, ktoré sa odparili z kontaktu s horúcimi plynmi. Iba rázová vlna dosiahla zem, ktorá spôsobila deštrukciu na ploche viac ako 2000 km², porovnateľná s pôsobením termonukleárneho náboja s výkonom 10 - 20 Mt. To sa týka tak dynamických nárazov, ako aj požiarov v tajge, ktoré vznikajú pri blesku. Jediným faktorom, ktorý v tomto prípade na rozdiel od jadrového výbuchu nefungoval, je žiarenie. Pôsobenie čelnej časti rázovej vlny samo o sebe zanechalo spomienku vo forme „telegrafného lesa“- kmene odolávali, ale každá vetva bola odrezaná.
Napriek tomu, že meteority padajú na Zem pomerne často, štatistika inštrumentálnych pozorovaní vstupu malých nebeských telies do atmosféry je stále nedostatočná.
Podľa predbežných odhadov sa uvoľňovanie energie počas ničenia meteoritu v Čeľabinsku považuje za ekvivalent k 300 kt TNT, čo je asi 20-krát viac, ako na Hirošimu klesla sila uránu „Malysh“. Keby sa trajektória letu automobilu priblížila k vertikále a miesto, kde by pád spadol, by spadalo do mestského rozvoja, boli by nevyhnutné obrovské straty a zničenie. Aké veľké je teda riziko opakovania a mala by sa hrozba meteoritu brať vážne?
Užitočné preventívne opatrenie
Áno, ani jeden meteorit našťastie nikoho našťastie nikoho nezabil, ale hrozba z neba nie je taká zanedbateľná, aby sa ignorovala. Nebeské telá typu Tunguska padajú na Zem asi raz za 1000 rokov, čo znamená, že v priemere každý rok „vyčistia“2,5 km² územia. Pád tela typu Čeľabinsk bol zaznamenaný naposledy v roku 1963 v oblasti ostrovov Južnej Afriky - potom uvoľňovanie energie počas ničenia bolo tiež asi 300 kt.
V súčasnosti má astronomická spoločnosť za úlohu identifikovať a sledovať všetky nebeské telá väčšie ako 100 m na obežných dráhach blízko Zeme. Problémy však môžu spôsobiť aj menšie meteoroidy, ktorých celkové monitorovanie zatiaľ nie je možné: vyžaduje si to špeciálne a početné pozorovacie prístroje. Doteraz bol pomocou astronomických prístrojov pozorovaný vstup iba 20 meteoroidných telies do atmosféry. Existuje len jeden známy prípad, keď sa predpokladal pokles relatívne veľkého meteoritu (priemer asi 4 m) asi za deň (v Sudáne v októbri 2008 klesol). A medzitým varovanie pred kozmickým kataklyzmom ani za deň nie je vôbec zlé. Ak hrozí, že nebeské teleso padne na osadu, osada môže byť evakuovaná do 24 hodín. A samozrejme, na niečo stačí deňaby ste ľuďom ešte raz pripomenuli: ak vidíte na oblohe jasný záblesk, musíte skryť svoju tvár a neprilepiť tvár na sklo okna.
Oleg Makarov