Til nå er ikke et eneste bekreftet tilfelle av drap på mennesker ved hjelp av en meteoritt kjent. Og samtidig har til og med et lite himmellegeme, som dessverre har invadert jordens atmosfære, et kolossalt ødeleggende potensial som kan sammenlignes med atomvåpen. Noen ganger, som nylige hendelser har vist, kan gjester fra himmelen fange oss overraskende.
Boliden som fløy over Chelyabinsk og gjorde så mye støy bokstavelig og billedlig forbløffet alle med sin utrolige glød og sjokkbølge som smuldret glass, bar porten ut og rev av de motstående panelene fra veggene. Mye er skrevet om konsekvensene, mye mindre har blitt sagt om essensen av dette fenomenet. For å forstå mer detaljert prosessene som skjedde med små himmellegemer som møtte planeten Jorden på vei, vendte "PM" seg til Institute of Dynamics of Geospheres of the Russian Academy of Sciences, der de lenge har studert og matematisk modellering av bevegelsen av meteoroider, det vil si himmellegemer som kommer inn i jordas atmosfære. Og her er hva vi klarte å finne ut.
Slått ut av beltet
Kropper som Chelyabinsk kommer fra asteroide-beltet, som ligger mellom banene til Mars og Jupiter. Det er ikke så nær jorden, men noen ganger rystes asteroidebeltet av kataklysmer: som et resultat av kollisjoner, disintegrerer større gjenstander til mindre, og noen av ruskene går inn i kategorien nær-jordiske kosmiske kropper - nå går deres baner på bane rundt planeten vår. Noen ganger blir himmelsteiner sparket ut av beltet av forstyrrelser forårsaket av store planeter. Som dataene om banen til Chelyabinsk meteoritt viser, representerte den den såkalte Apollo-gruppen - en gruppe små himmellegemer som beveger seg rundt solen i elliptiske baner som skjærer jordens bane, og deres perihelion (det vil si den nærmeste avstanden fra solen) er mindre enn perihelien til jordens bane.
Siden vi ofte snakker om rusk, har disse gjenstandene en uregelmessig form. De fleste av dem er sammensatt av en stein kalt "chondrite". Dette navnet ble gitt til henne på grunn av kondruller - sfæriske eller elliptiske inneslutninger som var omtrent 1 mm i diameter (sjeldnere - mer), omgitt av et rusk eller en finkrystallinsk matrise. Chondrites er av forskjellige typer, men også jernprøver finnes blant meteoroider. Det er interessant at det er færre metalllegemer, ikke mer enn 5% av totalen, men jern dominerer absolutt blant de funnet meteorittene og deres rusk. Årsakene er enkle: For det første er chondrites visuelt vanskelig å skille fra vanlige jordsteiner og er vanskelig å oppdage, og for det andre er jern sterkere, og en jernmeteoritt har flere sjanser til å bryte gjennom de tette lagene i atmosfæren og ikke spre seg i små fragmenter.
Salgsfremmende video:
Utrolige hastigheter
Skjebnen til en meteoroid avhenger ikke bare av dens størrelse og de fysisk-kjemiske egenskapene til stoffet, men også av hastigheten på inntreden i atmosfæren, som kan variere over et ganske bredt spekter. Men i alle fall snakker vi om ultrahøye hastigheter, som betydelig overstiger bevegelseshastigheten ikke engang for supersoniske fly, men også om romfartøy i bane. Gjennomsnittshastigheten for inntreden i atmosfæren er 19 km / s, men hvis meteoroidene kommer i kontakt med jorden på kurs i nærheten av den møtende, kan hastigheten nå 50 km / s, det vil si 180 000 km / t. Den minste inntreden i atmosfæren vil være når Jorden og et lite himmellegeme beveger seg som det er i nabobanen, ved siden av hverandre, til planeten vår tiltrekker seg en meteoroid.
Jo høyere hastighet inngangen av et himmellegeme til atmosfæren er, jo sterkere belastning på det, jo lenger fra jorden begynner det å kollapse og jo større er sannsynligheten for at den vil kollapse før den når overflaten på planeten vår. I Namibia, omgitt av et nøye konstruert kabinett i form av et lite amfiteater, ligger en enorm metallblokk, 84% jern, samt nikkel og kobolt. Klumpen veier 60 tonn, mens det er den største faste delen av kosmisk materiale som noen gang er funnet på jorden. Meteoritten falt til jorden for rundt 80 000 år siden, uten å selv forlate et krater etter at den falt. På grunn av en viss tilfeldighet av omstendighetene, var antallet av fall det sannsynligvis, siden metallen Sikhote-Alin (1947,Primorsky Krai) falt fra hverandre i mange stykker og skapte, når den falt, et helt kraterfelt, samt et stort spredningsområde av lite rusk, som fremdeles er samlet i Ussuri taiga.
Hva eksploderer der?
Selv før meteoritten faller til bakken, kan den, som Chelyabinsk-saken tydelig viste, være veldig, veldig farlig. En himmellegeme som sprekker ut i atmosfæren med en gigantisk hastighet genererer en sjokkbølge hvor luften varmes opp til temperaturer over 10.000 grader. Stråling av sjokkoppvarmet luft forårsaker fordamping av meteoroid. Takket være disse prosessene er det innhyllet i en glorie av glødende ionisert gass - plasma. En baktrykkssone dannes bak sjokkbølgen, som tester styrken til den fremre delen av meteoritten. På sidene er trykket betydelig lavere. Som et resultat av den resulterende trykkgradienten vil meteoritten mest sannsynlig begynne å kollapse. Hvor nøyaktig dette skjer avhenger av den spesifikke størrelsen, formen og strukturelle trekkene til den gitte meteoroid: sprekker, utsparinger, hulrom. En annen ting er viktig - når ildkulen blir ødelagt, øker dets tverrsnittsareal, noe som umiddelbart fører til en økning i energiutslipp. Gassområdet som kroppen fanger øker, mer og mer kinetisk energi blir omdannet til varme. Den raske veksten av energiutslipp i et begrenset romområde på kort tid er ikke annet enn en eksplosjon. Det er i øyeblikket av ødeleggelse at gløden i bilen øker kraftig (en lysglimt oppstår). Og overflatearealet til sjokkbølgen og følgelig vokser massen av den støtoppvarmede luften brått.som en eksplosjon. Det er i øyeblikket av ødeleggelse at gløden i bilen øker kraftig (en lysglimt oppstår). Og overflatearealet til sjokkbølgen og følgelig vokser massen av den støtoppvarmede luften brått.som en eksplosjon. Det er i øyeblikket av ødeleggelse at gløden i bilen øker kraftig (en lysglimt oppstår). Og overflatearealet til sjokkbølgen og følgelig vokser massen av den støtoppvarmede luften brått.
Når et konvensjonelt eller atomvåpen eksploderer, har sjokkbølgen en sfærisk form, men i tilfelle av en meteoritt er det selvfølgelig ikke tilfelle. Når et lite himmellegeme kommer inn i atmosfæren, danner det en konvensjonell konisk sjokkbølge (meteoroidet er samtidig på tuppen av kjeglen) - omtrent det samme som skapes foran nesen til et supersonisk fly.
Sjokkbølgen generert av ødeleggelsen av en meteoritt kan gi mye mer trøbbel enn fallet av et stort rusk. På bildet - et hull i isen på sjøen Chebarkul, antagelig gjennomboret av et stykke Chelyabinsk-meteoritt.
Men forskjellen er allerede observert her: flyene har tross alt en strømlinjeformet form, og en bil som krasjer i tette lag trenger ikke å strømlinjeformes i det hele tatt. Uregelmessigheter i sin form skaper ekstra turbulens. Med en nedgang i flyhøyden og en økning i lufttettheten øker aerodynamiske belastninger. I høyder på omtrent 50 km er de sammenlignbare med styrken til de fleste steinmeteoroider, og meteoroidene begynner trolig å kollapse. Hvert separate ødeleggelsesstadium bærer med seg en ekstra frigjøring av energi, sjokkbølgen har form av en sterkt forvrengt kjegle, knuser, på grunn av at det under passasjen av en meteoritt kan være flere påfølgende bølger av overflødig trykk, som føles på bakken som en serie kraftige klapper. I Chelyabinsk-saken var det minst tre slike klapper.
Virkningen av en sjokkbølge på jordoverflaten avhenger av flyets vei, masse og hastighet på kroppen. Chelyabinsk-meteoritten fløy langs en veldig flat bane, og sjokkbølgen berørte bare byområdene i utkanten. Flertallet av meteoritter (75%) kommer inn i atmosfæren langs bane som er tilbøyelig til jordoverflaten i en vinkel på mer enn 30 grader, og her avhenger alt av høyden der hovedfasen av dens retardasjon oppstår, vanligvis assosiert med ødeleggelse og en kraftig økning i energiutslipp. Hvis denne høyden er stor, vil sjokkbølgen nå jorden i en svekket form. Hvis ødeleggelsen skjer i lavere høyder, kan sjokkbølgen "rense" ut et enormt område, omtrent som det skjer i en atmosfærisk atomeksplosjon. Eller som i virkningen av Tunguska-meteoritten.
Hvordan steinen fordampet
Tilbake på 1950-tallet, for å simulere prosessene som skjedde under flyvningen av en meteoroid gjennom atmosfæren, ble det opprettet en original modell, som besto av en detoneringsledning (simulerer fasen av flyging før ødeleggelse) og en ladning festet til dens ende (simulerende utvidelse). Kobbertråder som representerte skogen ble festet loddrett under modellen av messingoverflaten. Eksperimenter har vist at, som et resultat av detonasjonen av hovedladningen, ledningene, bøyning, ga et veldig realistisk bilde av skogsfelling, lik det som ble observert i Podkamennaya Tunguska-området. Spor etter Tunguska-meteoritten er ennå ikke funnet, og den populære hypotesen om at kroppen som kolliderte med jorden i 1908 var iskjernen til en liten komet, er ikke i det hele tatt ansett som den eneste pålitelige. Moderne beregninger viser at et organ med større masse som kommer inn i atmosfæren,den stuper dypere inn i den før retardasjonen, og fragmentene blir utsatt for sterk stråling i lengre tid, noe som øker sannsynligheten for fordampning.
Tunguska-meteoritten kunne godt ha vært stein, men når den ble knust i relativt lav høyde, kunne den generere en sky av veldig lite rusk, som fordampet fra kontakt med varme gasser. Bare en sjokkbølge nådde bakken, som ga ødeleggelse på et område på mer enn 2000 km², sammenlignet med virkningen av en termonukleær ladning med en effekt på 10-20 Mt. Dette refererer til både dynamisk påvirkning og taiga branner generert av en lysblink. Den eneste faktoren som ikke fungerte i dette tilfellet, i motsetning til en atomeksplosjon, er stråling. Handlingen til den fremre delen av sjokkbølgen etterlot i seg selv et minne i form av en "telegrafskog" - stammene motsto, men hver gren ble hugget av.
Til tross for at meteoritter faller på jorden ganske ofte, er statistikken over instrumentelle observasjoner av små himmellegemers inntreden i atmosfæren fortsatt utilstrekkelig.
I henhold til foreløpige anslag anses energifrigjøringen under ødeleggelsen av Chelyabinsk-meteoritten som tilsvarer 300 kt TNT, noe som er omtrent 20 ganger mer enn kraften til uranet "Malysh" falt på Hiroshima. Hvis banen til bilens flyging var nær vertikal, og stedets fall ville falle på byutvikling, ville kolossale havari og ødeleggelse være uunngåelig. Så hvor stor er risikoen for en gjentakelse, og bør meteoritttrusselen tas på alvor?
En nyttig forholdsregel
Ja, ikke en eneste meteoritt har heldigvis drept noen ennå, men trusselen fra himmelen er ikke så ubetydelig at den blir ignorert. Himmelskropper av typen Tunguska faller til jorden omtrent en gang hvert 1000 år, noe som betyr at de i gjennomsnitt hvert år "rydder opp" 2,5 km² territorium. Fallet av et organ av Chelyabinsk-typen ble bemerket for siste gang i 1963 i regionen på øyene i Sør-Afrika - da var energifrigjøringen under ødeleggelsen også rundt 300 kt.
For øyeblikket har det astronomiske samfunnet fått i oppgave å identifisere og spore alle himmellegemer som er større enn 100 m over i baner i nærheten av jordens. Men mindre meteoroider kan også gjøre problemer, hvis totalovervåking ennå ikke er mulig: Dette krever spesielle og mange observasjonsinstrumenter. Til dags dato har bare 20 meteoroidlegemer i atmosfæren blitt observert ved hjelp av astronomiske instrumenter. Det er bare ett kjent tilfelle da fallet til en relativt stor meteoritt (ca. 4 m i diameter) ble spådd på omtrent en dag (det falt i Sudan i oktober 2008). Og i mellomtiden er ikke en advarsel om en kosmisk katastrofe selv om en dag i det hele tatt dårlig. Hvis et himmellegeme truer med å falle på et oppgjør, kan bosettingen evakueres i løpet av 24 timer. Og selvfølgelig er en dag nok til noefor å minne folk på nytt: Hvis du ser en lys blitz på himmelen, må du gjemme deg og ikke feste ansiktet til vindusglasset.
Oleg Makarov
