Do sada nije poznat niti jedan potvrđeni slučaj ubojstva ljudi meteoritom. A u isto vrijeme, čak i malo nebesko tijelo, koje je, nažalost, prodrlo u Zemljinu atmosferu, ima kolosalni destruktivni potencijal usporediv s nuklearnim oružjem. Ponekad, kao što su pokazali nedavni događaji, gosti s neba mogu nas iznenaditi.
Bolid koji je letio iznad Čeljabinska i stvarao toliko buke doslovno i figurativno zadivio je sve svojim nevjerojatnim sjajem i udarnim valom koji je razbio staklo, izveo kapiju i skinuo s zidova obložene ploče. O posljedicama se pisalo mnogo, mnogo manje je rečeno o suštini ove pojave. Da bi detaljnije razumio procese koji se događaju s malim nebeskim tijelima koja su na putu srela planetu Zemlju, "PM" se obratio Institutu za dinamiku geosfere Ruske akademije znanosti, gdje su dugo proučavali i matematičko modeliranje kretanja meteoroida, odnosno nebeskih tijela koja ulaze u Zemljinu atmosferu. I evo što smo uspjeli saznati.
Iskočio iz pojasa
Tijela poput Čeljabinska potječu iz glavnog asteroidnog pojasa koji leži između orbita Marsa i Jupitera. Nije toliko blizu Zemlje, ali ponekad asteroidni pojas tresu kataklizme: uslijed sudara veći se predmeti raspadaju na manje, a dio krhotina prelazi u kategoriju blizuzemaljskih kozmičkih tijela - sada njihove orbite prelaze orbitu našeg planeta. Ponekad nebeska kamenja potiskuju iz pojasa zbog poremećaja uzrokovanih velikim planetima. Kao što pokazuju podaci o putanji meteorita u Čeljabinskoj, ona je predstavljala takozvanu Apolonu skupinu - skupinu malih nebeskih tijela koja se kreću oko Sunca u eliptičnim orbitama koje presijecaju Zemljinu orbitu, a njihov perihelion (to jest, najbliža udaljenost od Sunca) je manji od perihelija Zemljine orbite.
Budući da najčešće govorimo o krhotinama, ti predmeti imaju nepravilan oblik. Većina ih je sastavljena od stijene koja se zove "hondrit". To joj je ime dao zbog kondula - sfernih ili eliptičnih inkluzija promjera oko 1 mm (rjeđe - više), okruženih krhotinama ili sitnokristalnom matricom. Kondriti su različitih vrsta, ali se među meteoroidima nalaze i uzorci željeza. Zanimljivo je da ima manje metalnih tijela, ne više od 5% ukupnog broja, ali željezo sigurno prevladava među pronađenim meteoritima i njihovim krhotinama. Razlozi su jednostavni: prvo, kondrite je vizualno teško razlikovati od običnog zemaljskog kamenja i teško ih je otkriti, a drugo, željezo je jače, a željezni meteorit ima više šanse da se probije kroz guste slojeve atmosfere i ne rasprši se na male fragmente.
Promotivni video:
Nevjerojatne brzine
Sudbina meteoroida ovisi ne samo o njegovoj veličini i fizikalno-kemijskim svojstvima njegove tvari, već i o brzini ulaska u atmosferu, koja može varirati u prilično širokom rasponu. Ali u svakom slučaju, govorimo o ultrabrzim brzinama, značajno prelazeći brzinu kretanja, čak ni nadzvučni zrakoplovi, već i orbitalni svemirski brodovi. Prosječna brzina ulaska u atmosferu je 19 km / s, međutim, ako meteoroid dođe u dodir sa Zemljom na smjerovima bliskim nadolazećem, brzina može doseći 50 km / s, odnosno 180.000 km / h. Najmanja brzina ulaska u atmosferu bit će kada se Zemlja i malo nebesko tijelo kreću, kao da se nalaze u susjednim orbitama, jedno pored drugog, sve dok naš planet ne privuče meteoroid.
Što je veća brzina ulaska nebeskog tijela u atmosferu, to je jače opterećenje na njemu, dalje od Zemlje ono se počinje urušavati i veća je vjerojatnost da će se srušiti prije nego što dosegne površinu našeg planeta. U Namibiji, okružen pažljivo izgrađenim kućištem u obliku malog amfiteatra, leži ogroman metalni blok, 84% željeza, kao i nikal i kobalt. Kvrga teži 60 tona, dok je najveći čvrsti komad kozmičke materije ikada pronađen na Zemlji. Meteorit je pao na Zemlju prije otprilike 80 000 godina, a da nije ni napustio krater nakon što je pao. Vjerojatno je, spletom okolnosti, brzina njegovog pada bila minimalna, budući da je metalni meteorit Sikhote-Alin (1947,Primorski kraj) raspao se na mnogo komada i, kada je pao, stvorio je cijelo kratersko polje, kao i ogromno područje raspršenja sitnih krhotina, koje se još uvijek skupljaju u tajgi Ussuri.
Što tamo eksplodira?
Čak i prije nego što meteorit padne na zemlju, to može, kao što je slučaj iz Čeljabinska jasno pokazao, biti vrlo, vrlo opasan. Nebesko tijelo koje ogromnom brzinom izlazi u atmosferu stvara udarni val u kojem se zrak zagrijava do temperature preko 10 000 stupnjeva. Zračenje udarno zagrijanog zraka uzrokuje isparavanje meteoroida. Zahvaljujući tim procesima, omotana je u oreolo užarene ionizirane plinove plazme. Iza udarnog vala formira se zona visokog tlaka koja ispituje snagu prednjeg dijela meteorita. Sa strana je tlak znatno niži. Kao rezultat dobivenog gradijenta tlaka, meteorit će se najvjerojatnije početi urušavati. Kako se to točno događa, ovisi o specifičnoj veličini, obliku i strukturnim značajkama danog meteoroida: pukotine, udubljenja, šupljine. Još jedna stvar je važna - kada se vatrena kugla uništi, povećava se njezin poprečni presjek, što odmah dovodi do povećanja oslobađanja energije. Prostor plina koji tijelo bilježi povećava se, sve više i više kinetičke energije pretvara se u toplinu. Brz rast oslobađanja energije u ograničenom prostoru prostora u kratkom vremenu nije ništa drugo do eksplozija. Upravo se u trenutku uništenja sjaj automobila naglo povećava (pojavljuje se svijetli bljesak). A površina udarnog vala i, sukladno tome, masa zraka zagrijanog udarom naglo raste.poput eksplozije. Upravo se u trenutku uništenja sjaj automobila naglo povećava (pojavljuje se svijetli bljesak). A površina udarnog vala i, sukladno tome, masa zraka zagrijanog udarom naglo raste.poput eksplozije. Upravo se u trenutku uništenja sjaj automobila naglo povećava (pojavljuje se svijetli bljesak). A površina udarnog vala i, sukladno tome, masa zraka zagrijanog udarom naglo raste.
Kada eksplodira konvencionalno ili nuklearno oružje, udarni val ima sferni oblik, ali u slučaju meteorita, naravno, to nije slučaj. Kad malo nebesko tijelo uđe u atmosferu, ono tvori konvencionalno stožasti udarni val (meteoroid je istovremeno na vrhu konusa) - približno isti kao onaj stvoren ispred nosa nadzvučnog zrakoplova.
Šok valov nastao uništenjem meteorita može donijeti mnogo više problema nego pad velikog otpada. Na fotografiji - rupa u ledu jezera Chebarkul, zacijelo probijena komadom meteorita iz Čeljabinska.
Ali razlika se već primjećuje ovdje: na kraju krajeva, zrakoplovi imaju pojednostavljen oblik, a automobil koji se srušio u guste slojeve uopće ne mora biti strukturiran. Nepravilnosti u njegovom obliku stvaraju dodatne turbulencije. S smanjenjem nadmorske visine i povećanjem gustoće zraka, povećavaju se aerodinamička opterećenja. Na visinama od oko 50 km usporedive su snagom većine kamenih meteoroida, a meteoroidi će se vjerojatno početi urušavati. Svaka zasebna faza uništavanja nosi sa sobom dodatno oslobađanje energije, udarni val poprima oblik snažno izobličenog stožca, drobljenja, zbog čega tijekom prolaska meteorita može doći do nekoliko uzastopnih naleta viška tlaka, koji se na tlu osjećaju kao niz snažnih pljeskanja. U slučaju Čeljabinsk bile su najmanje tri takve pljeskavice.
Uticaj udarnog vala na Zemljinu površinu ovisi o putu leta, masi i brzini tijela. Čeljabinski meteorit letio je vrlo ravnom putanjom, a njegov udarni val dotakao je samo gradska područja na rubu. Većina meteorita (75%) ulazi u atmosferu duž putanja nagnutih prema Zemljinoj površini pod kutom većim od 30 stupnjeva, a ovdje sve ovisi o nadmorskoj visini na kojoj se događa glavna faza njegovog usporavanja, obično povezana s uništenjem i naglim porastom oslobađanja energije. Ako je ta visina velika, udarni val stići će do Zemlje u oslabljenom obliku. Ako se uništenje dogodi na nižim visinama, udarni val može "očistiti" ogromno područje, slično kao što se događa u atmosferskoj nuklearnoj eksploziji. Ili kao kod utjecaja Tunguskog meteorita.
Kako je kamen ispario
Još u pedesetim godinama prošlog stoljeća, za simulaciju procesa koji se događaju tijekom leta meteoroida kroz atmosferu, stvoren je originalni model, koji se sastojao od detonacijskog kabela (simulirajući fazu leta prije uništenja) i naboja pričvršćenog na njegovom kraju (simulirajući širenje). Bakrene žice koje predstavljaju šumu bile su fiksirane okomito ispod modela mesingane površine. Eksperimenti su pokazali da su, kao rezultat detonacije glavnog naboja, žice, savijajući se, dale vrlo realnu sliku sječe šuma, sličnu onoj opaženoj u području Podkamennaya Tunguska. Tragovi meteorita Tunguska još nisu pronađeni, a popularna hipoteza da je tijelo koje se sudarilo na Zemlji 1908. godine ledena jezgra malog kometa uopće ne smatra jedinom pouzdanom. Suvremeni proračuni pokazuju da tijelo veće mase, ulazeći u atmosferu,uranja duboko u nju prije stupnja usporavanja, a njegovi fragmenti duže su izloženi jakom zračenju, što povećava vjerojatnost njihova isparavanja.
Tunguski meteorit mogao je biti kamen, međutim, razbijen na relativno maloj nadmorskoj visini, mogao je stvoriti oblak vrlo malih krhotina, koje su isparile iz kontakta s vrućim plinovima. Samo je udarni val dosegao tlo, što je prouzročilo razaranje na površini većoj od 2000 km², usporedivu s djelovanjem termonuklearnog naboja snage 10-20 Mt. To se odnosi i na dinamične udare i na tajgičke požare nastale svjetlosnim bljeskom. Jedini faktor koji u ovom slučaju nije djelovao, za razliku od nuklearne eksplozije, je radijacija. Djelovanje frontalnog dijela udarnog vala ostavilo je u sebi sjećanje u obliku „telegrafske šume“- debla su se odupirala, ali svaka je grana bila odsječena.
Unatoč činjenici da meteoriti padaju na Zemlju prilično često, statistika instrumentalnih promatranja ulaska malih nebeskih tijela u atmosferu još uvijek nije dovoljna.
Prema preliminarnim procjenama, oslobađanje energije tijekom uništavanja meteora Čeljabinska smatra se ekvivalentnim 300 kt TNT-a, što je oko 20 puta više od snage urana "Baby" koji je pao na Hiroshimu. Da je putanja leta automobila blizu vertikalne, a mjesto pada pala na urbani razvoj, kolosalne žrtve i uništavanja bili bi neizbježni. Dakle, koliki je rizik od recidiva i treba li ozbiljno shvatiti prijetnju meteoritom?
Korisna mjera opreza
Da, niti jedan meteorit, srećom, još nikoga nije ubio, ali prijetnja s neba nije toliko beznačajna da bi se mogla zanemariti. Nebeska tijela tipa Tunguska padaju na Zemlju jednom svakih 1000 godina, što znači da u prosjeku svake godine potpuno „očiste“2,5 km² teritorija. Pad tijela tipa Čeljabinsk zadnji je put zabilježen 1963. godine na području otoka Južne Afrike - tada je oslobađanje energije tijekom uništavanja također bilo oko 300 kt.
Trenutno je astronomska zajednica zadužena da identificira i prati sva nebeska tijela veća od 100 m u orbitama blizu Zemljine. Ali i manji meteoroidi mogu stvarati probleme, čije ukupno praćenje još nije moguće: za to su potrebni posebni i brojni instrumenti za promatranje. Do danas je zabilježen ulazak samo 20 meteoroidnih tijela u atmosferu pomoću astronomskih instrumenata. Poznat je samo jedan slučaj kada se predviđao pad relativno velikog meteorita (promjera oko 4 m) za oko jedan dan (pao je u Sudanu u listopadu 2008.). A u međuvremenu, upozorenje o kozmičkoj kataklizmi čak i u jednom danu uopće nije loše. Ako nebesko tijelo prijeti padom na naselje, naselje se može evakuirati u roku od 24 sata. I naravno, dan je dovoljan za neštoda podsjetim ljude još jednom: ako na nebu vidite svijetlu bljeskalicu, trebate se sakriti, a ne lijepiti lice na prozorsko staklo.
Oleg Makarov