Чем опасны астероиды для земли
Чем опасны астероиды?
Между орбитой Марса и Юпитера вокруг Солнца движутся примерно 4000 огромных камней. Ученые называют их астероидами, или малыми планетами. Астероиды заметно отличаются друг от друга по размеру. Некоторые имеют поперечник всего несколько метров, другие обладают куда более внушительными габаритами. Самый большой астероид – Цереру – назвать «камнем» не повернется язык. Ведь ее диаметр – 1000 километров, что примерно равно расстоянию от Москвы до Ростова-на-Дону. Однако «Церера» официально считается карликовой планетой по новой классификации (с 24.08.06).Откуда взялся этот рой небесных странников?
Церера — астероид или карликовая планета?
Пояс астероидов Солнечной системы.
Не все астероиды «живут» внутри пояса. Некоторые из них движутся вокруг Солнца по эллиптическим, то есть сильно вытянутым орбитам и иногда пролетают в опасной близости от Земли. Огромные кратеры, которые можно увидеть на Луне даже в небольшой бинокль – это следы столкновения с большими космическими камнями.
Котловина Калорис на Меркурии.
Следы космических катастроф сохранились и на Земле. Геологи обнаружили следы удара огромного астероида на дне Мексиканского залива. 65 миллионов лет назад громадина с поперечником в 30 километров врезалась в Землю. Над планетой сверкнула гигантская вспышка. Тысячи тонн воды и грунта поднялись в воздух. Из-за клубов пыли в атмосфере на Землю почти перестал поступать солнечный свет, и резко изменился климат. Именно тогда, как считают ученые, погибли все динозавры и многие другие животные и растения, до той поры вольготно чувствовавшие себя на Земле.
Время от времени астероиды сталкиваются с Землей. Самые маленькие из них могут падать на поверхность нашей планеты примерно раз в 100 лет, и удары их чаще всего принимает на себя океанское дно или малонаселенные части суши. Однако встреча с астероидом, имеющим поперечник даже в 2 километра способна принести Земле и людям очень серьезные неприятности. Даже если он не упадет на какой-нибудь большой город (как обычно показывается в фантастических фильмах на эту тему), климат Земли наверняка резко изменится, и это может стать причиной гибели миллионов людей.
Кратер Вулф Крик в Австралии.
Большинство астероидов, как и кора Земли состоит из железа. Есть в малых планетах и более ценные металлы – медь, кобальт и никель. Возможно, в будущем люди научатся «буксировать» астероиды на околоземную орбиту и добывать из них полезные ископаемые.
Опасность астероидов и метеоритов
Едва сформировавшись, Солнечная система начала меняться и развиваться. Огромную роль в этом играли столкновения небесных тел, которых в те отдаленные времена в окрестностях Солнца было намного больше. Подобные столкновения происходят и в наше время. Даже орбиты планет из-за таких взаимодействий с другими космическими объектами не раз менялись — происходила «планетная миграция».
Земля — небольшое небесное тело, и вероятность ее столкновения с крупным астероидом или кометой очень мала. Однако она существует, а последствия такой катастрофы могут оказаться поистине ужасными.
Угроза с орбиты
Происходившие в прошлом столкновения нашей планеты с различными небесными телами оказали огромное влияние на всю историю ее развития. Изменялся угол наклона земной оси, климат целых континентов, массово вымирали животные и растения на суше и в океанах.
До сих пор на поверхности земной коры сохраняются астроблемы — «звездные раны», нанесенные Земле астероидами и крупными метеоритами. Их насчитывается несколько сотен с размерами от нескольких десятков метров до сотен километров, а возраст «звездных ран» оценивается учеными от 2 млрд лет до нескольких десятилетий. На протяжении своей истории Земля пережила столкновения с сотнями астероидов диаметром до 1 км и с десятками небесных тел диаметром более 10 км. При ударе такого объекта, движущегося с огромной скоростью, о земную поверхность вся его масса мгновенно испаряется вместе с миллионами тонн земных горных пород, образуется гигантский кратер и выделяется огромное количество энергии. На обширных пространствах необратимо нарушается природное равновесие.
Катастрофы жизни
Исследователи считают, что за время своего существования Земля пережила несколько глобальных катастроф, причинивших страшный ущерб всему живому. В некоторых из них погибало свыше 90% всех обитателей планеты. При падении астероида на Землю 439 млн лет назад были уничтожены 25% семейств и видов морских животных и 60% морской флоры, 364 млн лет назад исчезло 22% животных и 57% растений, 250 млн лет назад погибли 95% живых существ. Виновником последней катастрофы стал астероид диаметром 5 км, упавший в Австралии и образовавший кратер диаметром 120 км. Его падение вызвало извержения вулканов по всей планете и гигантское цунами, поднявшаяся в верхние слои атмосферы пыль на несколько лет скрыла Солнце, наступило резкое похолодание.
Самая известная из «космических» катастроф, подписавшая смертный приговор динозаврам, случилась 65 млн лет назад. От ее последствий погибли 16% морских животных, 47% морской флоры и 18% сухопутных позвоночных.
Не исключено, что именно падение небольшого астероида или крупного метеорита вызвало изменение климата и длительную засуху в 23 в. до н. э., которая привела к упадку ближневосточной цивилизации.
Астероид Апофис
Современный уровень развития человеческой цивилизации позволяет человечеству пережить столкновение Земли с астероидом диаметром 20—30 м. Тем более что последствия такой катастрофы длятся не столетия, а всего несколько лет. Поэтому внимание астрономов постоянно приковано к небесным телам, чьи размеры превышают полкилометра. Таких астероидов, время от времени сближающихся с Землей, не меньше тысячи. Одним из них является открытый в 2004 г. астероид Апофис, чья орбита сблизится с Землей в 2029 г. на расстояние 29 тыс. км. При этом существует примерно один шанс из ста, что может произойти столкновение астероида с нашей планетой, поэтому уже сейчас все перемещения Апофиса по орбите тщательно отслеживаются и разрабатываются планы его уничтожения, если вероятность столкновения станет большой.
Падение такого космического тела, как Апофис, на Землю может привести к тяжелейшим последствиям: полному уничтожению городов и поселений в радиусе 300 км, к возникновению гигантских цунами на море и непредсказуемым экологическим изменениям.
Угрозы из космоса: погибнет ли человечество от столкновения с астероидом
В конце мелового периода на Землю упал метеорит, уничтоживший динозавров. Прошло уже более 66 млн лет, но космос по-прежнему остается непредсказуем, даже несмотря на то, что люди совершили большой скачок с точки зрения инноваций и почти сделали путешествие в космическое пространство возможным для каждого.
Столкновение с Землей: как ученые определяют уровень опасности астероидов
Столкновение Земли с опасными космическими объектами не возникает, когда они движутся по одной траектории, но в разный момент времени. Сейчас исследователи космоса отмечают четыре наиболее опасных астероида, траектории которых пересекаются с Землей:
Астрономы ранжируют астероиды по Палермской шкале — особой шкале опасности. Самым опасным до 2021 года считался Apophis (2004 MN4), диаметр которого около 325 м. Его среднее сближение с Землей — примерно 31 тыс. км от поверхности планеты (примерно 1/10 расстояния от Земли до Луны). Ученым удалось выяснить, что в ближайшие 100 лет астероид не опасен — он, скорее всего, пролетит мимо.
Опасные космические объекты: от астероидов до межзвездных объектов
Астероиды — не самые опасные космические объекты. Их можно пересчитать, а так как они движутся в ограниченной области солнечной системы (в главном поясе астероидов, между орбитами Марса и Юпитера) по почти круговым орбитам, за ними еще и легко наблюдать. На сегодняшней день открыто более 1 млн астероидов: все — в диаметре крупнее километра. Телескопы нового поколения с широким полем зрения позволяют следить за этими космическими объектами.
Кометы более опасны и непредсказуемы. Они прилетают из самых далеких областей Солнечной системы, куда солнечные лучи уже не проникают, поэтому заметить кометы невозможно. Они движутся вокруг Солнца по вытянутой орбите, и при приближении к нему у нее появляется хвост длиной в миллионы километров. В тот момент, когда комету заметят, пройдет уже два-три года, как она пролетела мимо Земли: обезопасить ее движение для поверхности планеты за такой маленький срок невозможно. Кометой оказался известный Тунгусский метеорит, столкнувшийся с поверхностью нашей планеты в районе реки Подкаменная Тунгуска в 1908 году. Тунгусский метеорит повалил деревья на площади, равной площади Москвы.
Самый опасный космический объект — межзвездный. Он не связан силой тяготения с какой-либо звездой. Впервые межзвездный объект обнаружили в 2017 году: в пространстве около Солнца заметили тело из другой (неизвестной нам) планетной системы. Оно на огромной скорости пронеслось близко к Земле и получило название 1l/Oumuamua (C/2017 U1), что на языке Гаити означает «первый вестник издалека». По форме межзвездный объект напоминает огромную вытянутую сигару. Некоторые предполагали, что межзвездный объект мог быть даже кораблем пришельцев.
Еще один объект, который был потенциально опасен, так как неожиданно пролетел близко к Земле — комета Борисова (Borisov), открытая с помощью самодельного телескопа Геннадием Борисовым, инженером Крымской лаборатории Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга МГУ. Это первая известная межзвездная комета.
Другие космические объекты — метеоры и метеориты. Метеоры мелькают и сгорают в земной атмосфере. Метеориты падают на поверхность Земли.
Как предотвратить столкновение астероида с Землей: распыление опасных объектов и эффект Ярковского
Первое, что нужно сделать человечеству — строить телескопы и обсерватории. Большой телескоп может увидеть космический объект задолго до его приближения к орбите Земли. Наземный телескоп должен быть оснащен очень большим сегментом зеркал диаметром в 39,3 м.
Существует несколько способов отражения астероидной атаки, но одним астрономам с ней не справиться — нужно мобилизовать силы для создания мощного технологического изобретения: например, лазерной пушкой, либо ракетной пушкой, которая была бы заряжена ядерными бомбами, превращающими космический объект в пыль.
К сожалению, наблюдая за космическим пространством в телескоп, нельзя точно определить, где находится цель: сквозь толстый слой воздуха она выглядит размытым сияющим пятном. Один из вариантов предотвратить столкновение астероида с Землей — отметить космический объект маркером (например, радиомаячком), который позволит заметить его и отслеживать движение. Радиоастрономы намного точнее наводят свои телескопы, чем оптические астрономы.
Радиоастрономия исследует электромагнитное излучение космических объектов.
Оптическая астрономия наблюдает за космическими объектами с помощью телескопов, способных принимать видимый свет.
Известно несколько тысяч астероидов — значит, надо запустить несколько тысяч ракет, которые подлетят к ним, закрепив радиомаячки. Несколько лет назад так уже сделали. Японское космическое агентство в 2014 году запустило к орбите астероида Ryugu космический аппарат Hayabusa-2, а через два года США запустили к орбите Bennu (1999 RQ36) автоматическую межпланетную станцию OSIRIS-Rex, которая села на астероид в 2019 году.
Bennu потенциально является одним из самых опасных космических объектов. Его диаметр — 560 м. Для сравнения высота Empire State Building — 443 м, а Эйфелевой башни — 324 м. Предположительно, Bennu приблизится к Земле в 2175–2199 годах, но его траекторию еще можно изменить с помощью ядерных зарядов. Вероятность столкновения астероида с Землей раньше, в 2023 году, составляет 0,04%.
Солнечные лучи — один из вариантов воздействия на астероид. Конечно, они оказывают слабое влияние на космические объекты, но даже такая сила в течение многих лет может постепенно увести астероид с опасной траектории. Самый сильный эффект солнечных лучей был открыт в 1900 году московским инженером и естествоиспытателем Иваном Яровским. Он выяснил, что тепловое излучение придает астроиду дополнительную силу ускорения. Представьте: солнечный свет нагревает дневную поверхность Земли, но в самом теплом состоянии поверхность Земли оказывается вечером. Остывая, планета отдает в космос инфракрасное излучение, которое работает как реактивный двигатель (в фантастических романах его называют фотонной ракетой). Эффект Ярковского влияет на тела диаметром до десяти метров. Получается, что если астероид темного цвета посыпать мелом, который отразит лучи и не позволит его поверхности нагреться, можно усилить впитываемость солнечного света и ослабить эффект Ярковского. Если посыпать угольной пылью, астероид впитает солнечный свет — давление уменьшится, но усилится эффект Ярковского.
1998 OR2, Бенну и Апофис: самые опасные для Земли астероиды
29 апреля с Землей сблизится астероид 1998 OR2 — самый большой из известных науке потенциально опасных для нашей планеты объектов. В 2020 году он пролетит мимо Земли — на расстоянии в 6,3 млн км, однако в будущем может быть притянут приливными силами планеты и при падении нанести серьезные разрушения. «Хайтек» рассказывает об опасных для Земли астероидах, подобных 1998 OR2: как ученые рассчитывают их орбиту и отслеживают новые угрозы.
Читайте «Хайтек» в
Международный астрономический союз считает потенциально опасными астероиды, орбита которых приближается к Земле на 0,05 а. е. (около 7,5 млн км), а ширина составляет как минимум 100 м в поперечнике. У НАСА требования выше — потенциально опасными считаются объекты диаметром не меньше 140 м, орбита которых подходит к земной на 3 млн км.
На данный момент известно 1 489 потенциально опасных астероидов, соответствующих этим критериям. При этом обзор, проведенный спутником WISE от НАСА, обнаружил еще 4 700 кандидатов в объекты такого класса.
Хотя ученые считают, что непосредственной опасности для Земли ни один из этих объектов не представляет, отклонение астероидов от расчетной орбиты и падение на Землю может привести к серьезным разрушениям в густонаселенных районах. Такие астероиды падают на Землю примерно раз в 200–300 лет.
Однако объекты диаметром более 1 км могут уничтожить жизнь на Земле. Ученые прогнозируют, что падение такого объекта на один из континентов уничтожит на нем всё живое, а ударная волна поднимет в атмосферу столько пыли, что она перестанет пропускать достаточное количество солнечного света. Это приведет к резкому понижению температуры.
Астрономы выделяют несколько очень крупных объектов, падение которых на Землю может привести к таким катастрофическим последствиям. Среди них — 1998 OR2, 1999 RQ36 (Бенну), 1950 DA и 2004 MN4 (Апофис).
1998 OR2 — околоземной астероид из группы Амуров, открытый в 1998 году группой астрономов из проекта NEAT. Его диаметр составляет 2 км — это делает его самым большим из потенциально опасных околоземных астероидов.
При этом астероид представляет опасность только в масштабах сотен, если не тысяч лет. Астрономы рассчитали его орбиту до 2197 года — за это время произойдет только два сближения с Землей. В 2079-м объект приблизится к нашей планете на 2 млн км, в 2127-м — на 2,5 млн км. При этом его орбита не пересекается с орбитой вращения нашей Земли.
29 апреля объект приблизится к нашей планете на расстояние 6,3 млн км — это сравнительно далеко, в 16 раз больше расстояния между Землей и Луной. Например, в июне 2020 года Венера подойдет к Земле на 4,3 млн км.
Одним из самых опасных для Земли астероидов ученые называют 500-метровый Бенну, который находится сейчас на расстоянии около 120 млн км от нашей планеты. Масса объекта составляет 60–78 млн т — его падение Землю было бы эквивалентно взрыву бомбы мощностью 1 150 мегатонн в тротиловом эквиваленте.
По данным НАСА, шансы на столкновение Бенну с Землей составляют 1 из 2,7 тыс. — это самый большой показатель среди астероидов. При этом орбиты Бенну и Земли пересекутся в промежуток между 2169 и 2199 годами, а космическое агентство уже занимается изучением астероида с помощью зонда OSIRIS-REx.
Зонд должен будет уточнить характеристики астероида и его орбиту, а также отправить на Землю образцы грунта с него — планируется, что они достигнут точки назначения в 2023 году.
Как и Бенну, астероид 1950 DA относится к группе Аполлонов — околоземных астероидов, чьи орбиты вращения пересекают орбиту Земли с внешней стороны.
Этот объект диаметром 1,3 км имеет наивысший индекс опасности по Палермской шкале опасности столкновений — логарифмической шкале, которая использует данные о кинетической энергии и вероятности столкновения Земли с околоземным объектом. Индекс 1950 DA составляет –1,42. Это означает, что вероятность его столкновения с Землей очень высока по сравнению с другим астероидами.
Ближе всего он подойдет к Земле в 2880 году — вероятно, объект упадет на поверхность планеты, что приведет к катастрофическим последствиям для биосферы и резким изменениям климата.
Астероид Апофис был открыт в 2004 году. Ранее астрономы НАСА утверждали, что он может упасть на Землю в 2029 году, однако позже ученые пересмотрели траекторию движения космического тела.
Следующее после 2029 года сближение Апофиса и Земли состоится в 2044 году — на 16 млн км, в 2015 году — на 760 тыс. км, в 2060 году — на 5 млн км, а в 2068 году орбиты могут совпасть. Это связано с тем, что в 2029 году Апофис немного изменит свою орбиту в результате слишком тесного сближения с Землей. Однако пока эта вероятность оценивается не более чем в 2,7%.
Вероятно, в будущем астрономы запустят аппарат по исследованию астероида — и, возможно, даже смогут высадиться на нем по аналогии с миссиями на астероид Бенну и комету Чурюмова — Герасименко.
Опасные астероиды и как их вычисляют
Почему и зачем люди выделяют опасные астероиды из всего разнообразия объектов Солнечной системы? Разве не все они вызывают тревогу, страх и подозрение. Оказывается, нет. Да, есть тела обитающие рядом с нами, а есть и далёкие, даже не найденные человеком и его приборами. Вот те, которые далеко — не представляют для нас угрозы, поскольку не взаимодействуют с Землёй.
Потенциально опасные астероиды — это небесные объекты, чьи орбиты могут приближаться к Земле на потенциально опасное расстояние. Причём у них большие размеры, что при столкновении может повлечь за собой значительные повреждения и печальные последствия.
Когда возникает угроза
Считается, что опасность возникает, если объект сблизится с Землёй ближе чем на 0,05 а.е., и его диаметр более 100-150 метров. При таких размерах гравитационная сила планеты их захватывает, а в атмосфере они полностью не разрушатся. Соответственно, они несут большие риски катастрофы как на суше, так и на воде.
Хотя тела диаметром более 35 метров также представляют серьёзную угрозу. Например, если астероид упадет на город или какой-либо населённый пункт.
Но не только небесные тела могут угрожать нашему благополучию. Остаться без заработка сегодня тоже очень большой риск. И в данном случае вам поможет временная работа. Вы можете устроиться на работу абсолютно в разные сферы деятельности от пешего курьера до специалиста в области государственных закупок. Устраивайтесь и зарабатывайте.
Астероид вблизи Земли (изображение)
По данным учёных, всего насчитывается около 6000 потенциально опасных объектов, в том числе астероиды, кометы и т.д. На 2012 год установлено около 1,5 тысячи сближающихся с земной орбитой астероидных тел.
Правда, размеры многих малых камней точно не установлены. Их оценивают по яркости и расстоянию.
NASA и JPL совместно проводят программу NEO для наблюдения за объектами, сближающимися с Землёй.
По сути, космическое тело относят к возможной угрозе, когда его абсолютная звёздная величина 22,0 или ещё ярче. Также для расчёта размера нужно знать альбедо, но чаще всего оно неизвестно. По программе NEO берётся значения альбедо 0,13, то есть даётся минимальный предел размеров (150 м).
Что интересно, масштабные крушения небесных гостей на нашей планете случаются раз в 10 тысяч лет.
Как классифицируются угрозы
На самом деле, для разделения рисков столкновения разработали измерительные знаковые системы. В основном, используют две:
Палермская шкала — логарифмическая знаковая система, в которой используются значения кинетической энергии и шансы удара Земли с околоземными объектами. Она считается более точной и подходит для научного сообщества.
Туринская шкала — таблица величины опасности определённого небесного тела. Она основана на субъективной оценке, где возможные столкновения оцениваются показателями от 0 до 10. В ней используются математические расчёты и кинетическая энергия удара. При этом система проста и доступна для понимания неспециалистов.
Стоит отметить, что малых объектов в шкале нет, так как 100%-е падение небольшого астероида приведёт к его сгоранию в земной атмосфере.
Топ-5: самые опасные астероиды
Прежде всего, согласно Палермской шкале самый опасный астероид (29075) 1950 DA. Он принадлежит к группе аполлонов, диаметр которого около 1,3 км, а индекс угрозы оценивается в −1,42. Вообще, его приближение к Земле наблюдается довольно часто, поэтому орбита 29075 (1950 DA) хорошо изучена.
Кстати, крайнее сближение с Землёй наблюдалось 29 октября 2015 года. В то время расстояние составило 6,27 млн км. Ранее считалось, что он ближе всего подойдёт к нам в 2198-м году. Однако на основе наблюдений в 2020 году отметили изменение орбиты из-за влияния эффекта Ярковского. В результате исключили столкновение 410777 (2009 FD) с нашей планеты.
Наконец, на четвёртом месте Палермской шкалы стоит довольно крупный астероид из группы амуров — 2010 AU118. В отличие от других, относящиеся к этой категории объекты не переходят через земную орбиту, они приближаются к ней с внешней стороны.
Апофис был открыт в 2004 году. Что интересно, его относят к группе атонов — орбита лежит внутри земной и проходит через неё с внутренней стороны.
Апофис занесён в Книгу рекордов Гиннеса как самый опасный известный астероид. сноска
В заключении
Как известно, при приближении астероидов к планетам на них влияет гравитационная сила. В результате чего их орбиты меняются, и они могут начать удаляться, становясь безопасными. И наоборот те, которые ранее не несли угрозу, могут перейти в список угрожающих.
Эффект Ярковского — это дополнительное ускорение, увеличение скорости движения небесного объекта. В результате возникновения реактивного импульса из-за теплового излучения нагревающейся и остывающей астероидной поверхности.
Собственно, динамичный и изменчивый характер объектов Солнечной системы, в чём-то похож на хаус. И он может не только зародить жизнь, но принести большую беду для этой жизни.
Поэтому наблюдение за космическими путешественниками крайне важно. Также необходимо разработать программу и методы защиты Земли от вторжения других небесных тел. Ведь от этого зависит и наша судьба, и жизнь нашей планеты.