Событие столкновения — это столкновение астрономических объектов, вызывающее измеримые последствия. [1] Ударные события имеют физические последствия и, как было обнаружено, регулярно происходят в планетных системах , хотя наиболее часто они связаны с астероидами , кометами или метеороидами и имеют минимальный эффект. Когда крупные объекты сталкиваются с планетами земной группы , такими как Земля , это может иметь серьезные физические и биосферные последствия, поскольку столкнувшееся тело обычно движется со скоростью несколько километров в секунду (минимум 11,2 км/с (7,0 миль/с) для столкновения с Землей). тело [2] ), хотя атмосфера смягчает многие воздействия на поверхность за счет проникновения в атмосферу . Ударные кратеры и структуры являются доминирующими формами рельефа на многих твердых объектах Солнечной системы и представляют собой убедительные эмпирические доказательства их частоты и масштаба.
Ударные события, по-видимому, сыграли значительную роль в эволюции Солнечной системы с момента ее образования. Крупные ударные события существенно повлияли на историю Земли и были вовлечены в формирование системы Земля-Луна . Ударные события, по-видимому, также сыграли значительную роль в эволюционной истории жизни . Воздействие, возможно, помогло создать строительные блоки для жизни ( на этой предпосылке основана теория панспермии ). Воздействие было предложено как причина происхождения воды на Земле . Они также были замешаны в нескольких массовых вымираниях видов . Считается, что доисторическое воздействие Чиксулуб , произошедшее 66 миллионов лет назад, стало не только причиной мел-палеогенового вымирания [3] , но и ускорением эволюции млекопитающих, что привело к их доминированию и, в свою очередь, создало условия для возможного вымирания млекопитающих. подъем человечества . [4]
За всю историю человечества сообщалось о сотнях столкновений с Землей (и взрывах болидов ), причем некоторые происшествия привели к гибели людей, травмам, материальному ущербу или другим значительным локальным последствиям. [5] Одним из самых известных зарегистрированных событий в наше время было Тунгусское событие , которое произошло в Сибири , Россия, в 1908 году. Челябинское метеоритное событие 2013 года — единственный известный подобный инцидент в наше время, который привел к многочисленным травмам. Его метеор является крупнейшим зарегистрированным объектом, который когда-либо встречался с Землей после Тунгусского события. Удар кометы Шумейкера-Леви 9 стал первым прямым наблюдением внеземного столкновения объектов Солнечной системы, когда комета раскололась и столкнулась с Юпитером в июле 1994 года. Внесолнечный удар наблюдался в 2013 году, когда было обнаружено массивное столкновение с планетой земной группы. вокруг звезды ID8 в звездном скоплении NGC 2547, полученное космическим телескопом НАСА « Спитцер» и подтвержденное наземными наблюдениями. [6] Импактные события были сюжетом и фоновым элементом в научной фантастике .
В апреле 2018 года Фонд B612 сообщил: «На 100 процентов наверняка мы столкнемся с [разрушительным астероидом], но мы не уверены на 100 процентов, когда». [7] Также в 2018 году физик Стивен Хокинг в своей последней книге «Краткие ответы на большие вопросы» считал , что столкновение с астероидом представляет собой самую большую угрозу для планеты. [8] [9] [10] В июне 2018 года Национальный совет по науке и технологиям США предупредил, что Америка не готова к столкновению с астероидом, и разработал и опубликовал «Национальный план действий по стратегии готовности к объектам, сближающимся с Землей», чтобы лучше подготовить. [11] [12] [13] [14] [15] Согласно показаниям экспертов Конгресса США в 2013 году, НАСА потребуется не менее пяти лет подготовки, прежде чем миссия по перехвату астероида может быть запущена. [16] 26 сентября 2022 года испытание двойного перенаправления астероида продемонстрировало отклонение астероида. Это был первый подобный эксперимент, проведенный человечеством, и он был признан весьма успешным. Период обращения тела-мишени был изменен на 32 минуты. Критерием успеха стала смена более чем на 73 секунды.
Крупные ударные события в значительной степени сформировали историю Земли , будучи причастными к формированию системы Земля-Луна , эволюционной истории жизни , происхождению воды на Земле и нескольким массовым вымираниям . Ударные структуры являются результатом ударов о твердые объекты и, будучи доминирующими формами рельефа на многих твердых объектах Системы, представляют собой наиболее убедительное свидетельство доисторических событий. Известные события удара включают гипотетическую позднюю тяжелую бомбардировку , которая могла произойти в начале истории системы Земля-Луна, и подтвержденное столкновение Чиксулуб 66 миллионов лет назад, которое, как полагают, стало причиной мел-палеогенового вымирания .
Маленькие объекты часто сталкиваются с Землей. Существует обратная зависимость между размером объекта и частотой таких событий. Записи лунных кратеров показывают, что частота ударов уменьшается примерно в кубе диаметра образовавшегося кратера, который в среднем пропорционален диаметру ударника. [17] Астероиды диаметром 1 км (0,62 мили) падают на Землю в среднем каждые 500 000 лет. [18] [19] Крупные столкновения – с объектами размером 5 км (3 мили) – происходят примерно раз в двадцать миллионов лет. [20] Последнее известное столкновение объекта диаметром 10 км (6 миль) и более произошло во время мел-палеогенового вымирания 66 миллионов лет назад. [21]
Энергия, выделяемая ударником, зависит от диаметра, плотности, скорости и угла. [20] Диаметр большинства околоземных астероидов, которые не были изучены с помощью радара или инфракрасного излучения, обычно можно оценить только с точностью до двух раз, основываясь на яркости астероида. Обычно предполагается плотность, поскольку также обычно оцениваются диаметр и масса, по которым можно рассчитать плотность. Из-за скорости убегания Земли минимальная скорость столкновения составляет 11 км/с, при этом средняя скорость удара астероида по Земле составляет около 17 км/с. [20] Наиболее вероятный угол удара составляет 45 градусов. [20]
Условия удара, такие как размер и скорость астероида, а также плотность и угол удара, определяют кинетическую энергию, высвобождаемую при столкновении. Чем больше энергии выделяется, тем больший ущерб может быть нанесен земле из-за воздействия на окружающую среду, вызванного ударом. Такими эффектами могут быть ударные волны, тепловое излучение, образование кратеров с сопутствующими землетрясениями и цунами при попадании в водоемы. Человеческие популяции уязвимы к этим воздействиям, если они проживают в зоне воздействия. [1] Большие сейшовые волны , возникающие в результате землетрясений и крупномасштабных отложений обломков, также могут возникнуть в течение нескольких минут после удара, за тысячи километров от удара. [22]
Каменистые астероиды диаметром 4 метра (13 футов) входят в атмосферу Земли примерно раз в год. [20] Астероиды диаметром 7 метров входят в атмосферу примерно каждые 5 лет с такой же кинетической энергией , как атомная бомба, сброшенная на Хиросиму (приблизительно 16 килотонн в тротиловом эквиваленте), но воздушный взрыв снижается всего до 5 килотонн. [20] Обычно они взрываются в верхних слоях атмосферы , и большая часть или все твердые вещества испаряются . [23] Однако астероиды диаметром 20 м (66 футов), которые падают на Землю примерно дважды в столетие, производят более мощные воздушные взрывы. Челябинский метеорит 2013 года оценивался в диаметре около 20 метров и имел взрывную мощность около 500 килотонн, что в 30 раз превышало мощность взрыва бомбы в Хиросиме. Гораздо более крупные объекты могут удариться о твердую землю и образовать кратер.
Объекты диаметром менее 1 м (3,3 фута) называются метеороидами и редко достигают Земли и становятся метеоритами. Приблизительно 500 метеоритов достигают поверхности каждый год, но только 5 или 6 из них обычно создают метеорадиолокацию с разбросанным полем, достаточно большим, чтобы его можно было обнаружить и сообщить ученым.
Покойный Юджин Шумейкер из Геологической службы США оценил скорость столкновений с Землей и пришел к выводу, что событие, сравнимое по размеру с ядерным оружием, уничтожившим Хиросиму , происходит примерно раз в год. [ нужна цитата ] Такие события могут показаться совершенно очевидными, но они обычно остаются незамеченными по ряду причин: большая часть поверхности Земли покрыта водой; значительная часть суши необитаема; и взрывы обычно происходят на относительно большой высоте, что приводит к огромной вспышке и раскату грома, но не к реальному ущербу. [ нужна цитата ]
Хотя известно, что ни один человек не погиб непосредственно в результате удара [ оспаривается ] , более 1000 человек получили ранения в результате взрыва Челябинского метеорита над Россией в 2013 году. [24] В 2005 году было подсчитано, что вероятность того, что один человек рожденных сегодня, умирает в результате удара примерно 1 из 200 000. [25] Астероиды размером от двух до четырех метров 2008 TC 3 , 2014 AA , 2018 LA , 2019 MO , 2022 EB5 и предполагаемый искусственный спутник WT1190F — единственные известные объекты, которые были обнаружены до столкновения с Землей. [26] [27] [28]
На протяжении всей истории Земли воздействия оказывали значительное геологическое и климатическое влияние. [29] [30]
Существование Луны широко объясняется огромным воздействием на нее в начале истории Земли . [31] Столкновениям, произошедшим ранее в истории Земли, приписывали как созидательные, так и разрушительные события; Было высказано предположение, что столкнувшиеся с кометами доставили воду на Землю, а некоторые предположили, что на возникновение жизни могло повлиять столкновение объектов, принесших органические химические вещества или формы жизни на поверхность Земли - теория, известная как экзогенез .
Эти измененные взгляды на историю Земли появились лишь относительно недавно, главным образом из-за отсутствия прямых наблюдений и сложности распознавания признаков воздействия Земли из-за эрозии и выветривания. Крупномасштабные земные удары, подобные тем, которые привели к образованию кратера Бэрринджера , известного как Метеоритный кратер , к северо-востоку от Флагстаффа, штат Аризона, редки. Вместо этого широко распространено мнение, что образование кратеров является результатом вулканизма : кратер Бэрринджера, например, был приписан доисторическому вулканическому взрыву (небезосновательная гипотеза, учитывая, что вулканические пики Сан-Франциско находятся всего в 48 км или 30 милях от запад). Точно так же кратеры на поверхности Луны были приписаны вулканизму.
Лишь в 1903–1905 годах кратер Бэрринджера был правильно идентифицирован как ударный кратер, и только в 1963 году исследования Юджина Мерла Шумейкера окончательно доказали эту гипотезу. Результаты космических исследований конца 20-го века и работы таких ученых, как Шумейкер, продемонстрировали, что образование ударных кратеров было, безусловно, наиболее распространенным геологическим процессом, воздействующим на твердые тела Солнечной системы. Было обнаружено, что каждое исследованное твердое тело в Солнечной системе покрыто кратерами, и не было никаких оснований полагать, что Земля каким-то образом избежала бомбардировки из космоса. В последние несколько десятилетий 20-го века стало обнаруживаться большое количество сильно модифицированных ударных кратеров. Первое прямое наблюдение крупного ударного события произошло в 1994 году: столкновение кометы Шумейкера-Леви 9 с Юпитером .
Основываясь на скорости образования кратеров, определенной на ближайшем небесном партнере Земли, Луне, астрогеологи определили, что за последние 600 миллионов лет на Землю ударило 60 объектов диаметром 5 км (3 мили) и более. [18] Самый маленький из этих ударников оставил бы кратер диаметром почти 100 км (60 миль). Были найдены только три подтвержденных кратера такого размера или большего того периода времени: Чиксулуб , Попигай и Маникуаган , и все три подозреваются в связи с событиями вымирания [32] [33] , хотя только Чиксулуб, самый крупный из три, последовательно рассматривались. В результате удара, вызвавшего кратер Мистастин , температура превысила 2370 °C, что является самым высоким показателем, который когда-либо наблюдался на поверхности Земли. [34]
Помимо прямого воздействия ударов астероидов на топографию поверхности планеты, глобальный климат и жизнь, недавние исследования показали, что несколько последовательных ударов могут оказать влияние на механизм динамо в ядре планеты, ответственный за поддержание магнитного поля планеты , и могут способствовали отсутствию текущего магнитного поля на Марсе. [35] Ударное событие может вызвать мантийный шлейф ( вулканизм ) в противоположной точке удара. [36] Удар Чиксулуб мог вызвать усиление вулканизма на срединно-океанических хребтах [37] и, как предполагается, спровоцировал паводковый базальтовый вулканизм в Деканских ловушках . [38]
Хотя многочисленные ударные кратеры были подтверждены на суше или в мелководных морях над континентальными шельфами , ни один из ударных кратеров в глубоком океане не получил широкого признания научного сообщества. [39] Обычно считается, что удары снарядов диаметром до одного километра взрываются еще до того, как достигают морского дна, но неизвестно, что произойдет, если гораздо больший ударный снаряд попадет в глубокие глубины океана. Однако отсутствие кратера не означает, что воздействие океана не будет иметь опасных последствий для человечества. Некоторые ученые утверждают, что ударное событие в океане или море может вызвать мегацунами , которое может вызвать разрушения как на море, так и на суше вдоль побережья, [40] , но это оспаривается. [41] Считается, что при ударе Элтанина в Тихий океан 2,5 млн лет назад был затронут объект диаметром от 1 до 4 километров (от 0,62 до 2,49 миль), но он остался без кратеров.
Влияние ударных событий на биосферу было предметом научных дискуссий. Было разработано несколько теорий массового вымирания, связанного с воздействием воздействия. За последние 500 миллионов лет произошло пять общепринятых крупных массовых вымираний, которые в среднем уничтожили половину всех видов . [42] Одним из крупнейших массовых вымираний, затронувших жизнь на Земле, было пермско-триасовый период , завершившийся пермский период 250 миллионов лет назад и уничтоживший 90 процентов всех видов; [43] Для восстановления жизни на Земле потребовалось 30 миллионов лет. [44] Причина пермско-триасового вымирания до сих пор является предметом споров; Возраст и происхождение предполагаемых ударных кратеров, то есть структуры Бедаут Хай, предположительно связанной с ней, до сих пор остаются спорными. [45] Последнее такое массовое вымирание привело к вымиранию нептичьих динозавров и совпало с падением крупного метеорита ; это мел-палеогеновое вымирание (также известное как вымирание K-T или K-Pg), которое произошло 66 миллионов лет назад. Не существует окончательных доказательств воздействия, приведшего к трем другим крупным массовым вымираниям.
В 1980 году физик Луис Альварес ; его сын, геолог Вальтер Альварес ; и химики-ядерщики Фрэнк Асаро и Хелен В. Майкл из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили необычно высокие концентрации иридия в определенном слое горных пород земной коры. Иридий — элемент, который редко встречается на Земле, но относительно распространен во многих метеоритах. По количеству и распределению иридия, присутствующего в «слое иридия» возрастом 65 миллионов лет, команда Альвареса позже подсчитала, что астероид размером от 10 до 14 км (от 6 до 9 миль) должен был столкнуться с Землей. Этот слой иридия на границе мела и палеогена был обнаружен по всему миру в 100 различных местах. Разнонаправленный ударный кварц (коэсит), который обычно связан с крупными ударными событиями [46] или взрывами атомных бомб , также был обнаружен в том же слое более чем в 30 местах. При этом были обнаружены сажа и зола в количествах, в десятки тысяч раз превышающих нормальные уровни.
Аномалии в соотношении изотопов хрома, обнаруженные в пограничном слое КТ, убедительно подтверждают теорию удара. [47] Соотношения изотопов хрома в пределах Земли однородны, и поэтому эти изотопные аномалии исключают вулканическое происхождение, которое также было предложено в качестве причины обогащения иридием. Кроме того, изотопные отношения хрома, измеренные на границе КТ, аналогичны изотопным отношениям хрома, обнаруженным в углеродистых хондритах . Таким образом, вероятным кандидатом на роль ударника является углеродистый астероид, но возможна и комета, поскольку предполагается, что кометы состоят из материала, подобного углеродистым хондритам.
Вероятно, самым убедительным свидетельством всемирной катастрофы стало открытие кратера, который с тех пор получил название Кратер Чиксулуб . Этот кратер расположен на полуострове Юкатан в Мексике и был обнаружен Тони Камарго и Гленом Пенфилдом, когда они работали геофизиками в мексиканской нефтяной компании PEMEX . [48] То, что они назвали круглым образованием, позже оказалось кратером диаметром 180 км (110 миль). Это убедило подавляющее большинство ученых в том, что это вымирание произошло в результате точечного события, которое, скорее всего, является внеземным воздействием, а не усилением вулканизма и изменением климата (которые распространили бы его основной эффект на гораздо более длительный период времени).
Хотя в настоящее время существует общее мнение, что в конце мелового периода произошел огромный удар, который привел к обогащению иридием пограничного слоя КТ, были обнаружены остатки других, меньших ударов, некоторые из которых были почти вдвое меньше кратера Чиксулуб. которое не привело к каким-либо массовым вымираниям, и нет четкой связи между воздействием и любым другим случаем массового вымирания. [42]
Палеонтологи Дэвид М. Рауп и Джек Сепкоски предположили, что избыточное количество вымираний происходит примерно каждые 26 миллионов лет (хотя многие из них относительно незначительны). Это побудило физика Ричарда А. Мюллера предположить, что эти вымирания могли быть вызваны гипотетической звездой-спутником Солнца, называемой Немезида , периодически нарушающей орбиты комет в облаке Оорта , что приводило к значительному увеличению числа комет, достигающих внутренней части Солнца. Система, в которой они могут столкнуться с Землей. Физик Адриан Мелотт и палеонтолог Ричард Бамбах совсем недавно подтвердили открытие Раупа и Сепкоски, но утверждают, что оно не соответствует характеристикам, ожидаемым от периодичности в стиле Немезиды. [49]
Столкновение обычно рассматривается как сценарий, который приведет к концу цивилизации . В 2000 году журнал Discover опубликовал список из 20 возможных сценариев внезапного конца света , в которых событие воздействия было указано как наиболее вероятное. [50]
Совместное исследование Pew Research Center и Smithsonian , проведенное с 21 по 26 апреля 2010 года, показало, что 31 процент американцев верят, что астероид столкнется с Землей к 2050 году. Большинство (61 процент) не согласились. [51]
В ранней истории Земли (около четырех миллиардов лет назад) столкновения болидов почти наверняка были обычным явлением, поскольку Солнечная система содержала гораздо больше отдельных тел, чем сейчас. Такие удары могли включать в себя удары астероидов диаметром в сотни километров, причем взрывы были настолько мощными, что испарили все океаны Земли. И только после того, как эта сильная бомбардировка прекратилась, жизнь, по-видимому, начала развиваться на Земле.
Ведущей теорией происхождения Луны является теория гигантского удара, которая постулирует, что на Землю однажды столкнулся планетоид размером с Марс; такая теория способна объяснить размер и состав Луны, чего не могут сделать другие теории формирования Луны. [52]
Согласно теории поздней тяжелой бомбардировки , должно было быть 22 000 или более ударных кратеров диаметром более 20 км (12 миль), около 40 ударных бассейнов диаметром около 1000 км (620 миль) и несколько ударных бассейнов диаметром около 5000 км (3100 миль). Однако сотни миллионов лет деформации земной коры создают серьезные проблемы для окончательного определения последствий этого периода. Считается, что от этой эпохи сохранились только два куска нетронутой литосферы: кратон Каапваал (в современной Южной Африке) и кратон Пилбара (в современной Западной Австралии), поиск внутри которых потенциально может обнаружить доказательства в виде физических кратеров. Для идентификации воздействий этого периода могут быть использованы другие методы, например, косвенный гравитационный или магнитный анализ мантии, но они могут оказаться безрезультатными.
В 2021 году доказательства вероятного удара 3,46 миллиарда лет назад на кратоне Пилбара были обнаружены в виде кратера длиной 150 километров (93 мили), образовавшегося в результате удара астероида длиной 10 километров (6,2 мили) (названного «Астероид Апекс»). «) в море на глубине 2,5 километров (1,6 мили) (недалеко от места Марбл-Бар, Западная Австралия ). [53] Это событие вызвало глобальное цунами. Это также совпадение с некоторыми из самых ранних свидетельств жизни на Земле — окаменелыми строматолитами .
Доказательства массивного удара (названного S2; «S» означает « Сферула » ) [54] в Южной Африке возле геологического образования, известного как Зеленокаменный пояс Барбертона, были обнаружены учеными в 2014 году. По их оценкам, удар произошел на кратоне Каапваал (Южный Африка) около 3,26 миллиарда лет назад и что ударник имел ширину примерно 37–58 километров (23–36 миль). Кратер от этого события, если он еще существует, пока не найден. [55]
Когда-то считалось, что структура Маниицок , возраст которой составляет около 3 миллиардов лет (3 млрд лет), возникла в результате удара; [56] [57] однако последующие исследования не подтвердили его природу как ударной структуры. [57] [58] [59] [60] [61] [62] Структура Маниитсок не признана ударной структурой в базе данных о воздействии на Землю . [63]
В 2020 году ученые обнаружили самый старый в мире подтвержденный ударный кратер, кратер Яррабубба , образовавшийся в результате удара, произошедшего в кратоне Йилгарн (ныне Западная Австралия ), датируемого более 2,2 миллиарда лет назад, а диаметр ударного элемента оценивается примерно в 7 километров. (4,3 мили) в ширину. [64] [65] [66] Считается, что в это время Земля была в основном или полностью заморожена, что обычно называют гуронским оледенением .
Ударное событие Вредефорт , которое произошло около 2 миллиардов лет назад в кратоне Каапваал (ныне Южная Африка ), вызвало появление крупнейшего подтвержденного кратера, многокольцевой структуры диаметром 160–300 км (100–200 миль), образовавшейся из ударного элемента. примерно 10–15 км (6,2–9,3 мили) в диаметре. [67] [68]
Удар Садбери произошел на суперконтиненте Нуна (ныне Канада ) от болида диаметром примерно 10–15 км (6,2–9,3 мили) примерно 1,849 миллиарда лет назад [69] . Обломки этого события должны были быть разбросаны по всему земному шару.
Сейчас считается, что два астероида размером 10 километров ударили по Австралии между 360 и 300 миллионами лет назад в бассейнах Западного Уорбертона и Восточного Уорбертона , создав 400-километровую зону удара. Согласно доказательствам, найденным в 2015 году, это самый крупный из когда-либо зарегистрированных. [70] Третий возможный удар был также выявлен в 2015 году к северу, в верховьях реки Диамантина , и, как полагают, он также был вызван астероидом диаметром 10 км около 300 миллионов лет назад, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить, что это аномалия земной коры действительно была результатом ударного события. [71]
Доисторический удар Чиксулуб , произошедший 66 миллионов лет назад, который, как полагают, стал причиной мел-палеогенового вымирания, был вызван астероидом, ширина которого оценивается примерно в 10 километров (6,2 мили). [3]
Анализ ледника Гайавата показывает наличие ударного кратера шириной 31 км, возраст которого составляет 58 миллионов лет, менее чем через 10 миллионов лет после мел-палеогенового вымирания. Ученые полагают, что ударник представлял собой металлический астероид диаметром в порядка 1,5 км (0,9 мили). Это воздействие имело бы глобальные последствия. [72]
Артефакты , обнаруженные с помощью тектитов во время 803-тысячелетнего Австралазийского события в Азии, связывают популяцию Homo erectus со значительным падением метеорита и его последствиями. [73] [74] [75] Яркими примерами воздействия плейстоцена являются кратерное озеро Лонар в Индии, которому примерно 52 000 лет (хотя исследование, опубликованное в 2010 году, дает гораздо больший возраст), вокруг которого сейчас растут цветущие полутропические джунгли. это. [ нужна цитата ]
Кратеры Рио -Куарто в Аргентине образовались примерно 10 000 лет назад, в начале голоцена. Если бы оказались ударные кратеры, это были бы первые удары голоцена.
Кампо -дель-Сьело («Небесное поле») относится к территории, граничащей с аргентинской провинцией Чако , где была найдена группа железных метеоритов, возраст которых, по оценкам, составляет 4000–5000 лет назад. Впервые он привлек внимание испанских властей в 1576 году; В 2015 году полиция арестовала четырех предполагаемых контрабандистов, пытавшихся украсть более тонны защищенных метеоритов. [76] Кратеры Хенбери в Австралии (возраст ~5000 лет) и кратеры Каали в Эстонии (возраст ~2700 лет), по-видимому, образовались из объектов, распавшихся перед ударом. [77] [ нужна ссылка ]
Возраст кратера Уайткорт в Альберте, Канада, оценивается от 1080 до 1130 лет. Кратер имеет диаметр примерно 36 м (118 футов) и глубину 9 м (30 футов), покрыт густым лесом и был обнаружен в 2007 году, когда металлодетектор обнаружил разбросанные по территории фрагменты метеоритного железа. [78] [79]
В китайских записях говорится, что 10 000 человек были убиты во время событий в Цинъяне 1490 года , смерть вызвана градом «падающих камней»; некоторые астрономы предполагают, что это может описывать реальное падение метеорита, хотя они находят количество смертей неправдоподобным. [80]
Кратер Камил , обнаруженный при просмотре изображений Google Earth в Египте , диаметром 45 м (148 футов) и глубиной 10 м (33 фута), как полагают, образовался менее 3500 лет назад в тогда еще незаселенном регионе западного Египта. Он был найден 19 февраля 2009 года В. де Мишелем на изображении Google Earth пустыни Восточный Увейнат в Египте. [81]
Одним из самых известных зарегистрированных столкновений в наше время было Тунгусское событие, которое произошло в Сибири , Россия, в 1908 году. [82] Этот инцидент включал взрыв, который, вероятно, был вызван взрывом астероида или кометы на расстоянии от 5 до 10 км. (от 3,1 до 6,2 миль) над поверхностью Земли, в результате чего было вырублено около 80 миллионов деревьев на площади более 2150 км 2 (830 квадратных миль). [83]
В феврале 1947 года еще один крупный болид столкнулся с Землей в горах Сихотэ-Алиня , Приморье , Советский Союз. Это произошло в дневные часы и было свидетелем множества людей, что позволило В. Г. Фесенкову , тогдашнему председателю метеоритного комитета Академии наук СССР, оценить орбиту метеороида до его столкновения с Землей. Сихотэ-Алинь — это массивное падение, общий размер метеороида оценивается в 90 000 кг (200 000 фунтов). По более поздней оценке Цветкова (и других) масса составляет около 100 000 кг (220 000 фунтов). [84] Это был железный метеорит, принадлежащий к химической группе IIAB и имеющий крупнооктаэдритовую структуру. В результате столкновения уцелело более 70 тонн ( метрических тонн ) материала.
Случай ранения человека космическим камнем произошел 30 ноября 1954 года в Силакоге, штат Алабама . [85] Каменный хондрит весом 4 кг (8,8 фунта) пробил крышу и ударил Энн Ходжес в ее гостиной после того, как отскочил от ее радиоприемника. Она получила сильные ушибы от осколков . С тех пор несколько человек заявили, что на них упали «метеориты», но никаких поддающихся проверке метеоритов не произошло.
Небольшое количество падений метеоритов было замечено с помощью автоматических камер и зафиксировано после расчета точки падения. Первым был метеорит Пршибрам , упавший в Чехословакии (ныне Чехия) в 1959 году. [86] В этом случае две камеры, использовавшиеся для фотографирования метеоритов, захватили изображения огненного шара. Изображения использовались как для определения местоположения камней на земле, так и, что более важно, для первого расчета точной орбиты найденного метеорита.
После падения Пршибрама другие страны создали программы автоматизированных наблюдений, направленные на изучение падающих метеоритов. [87] Одной из них была сеть метеоритов прерий , управляемая Смитсоновской астрофизической обсерваторией с 1963 по 1975 год на Среднем Западе США. Эта программа также наблюдала падение метеорита, хондрита «Затерянный город», что позволило восстановить его и рассчитать его орбиту. . [88] Другая программа в Канаде, «Проект наблюдения и восстановления метеоритов», действовала с 1971 по 1985 год. В 1977 году она также обнаружила одиночный метеорит «Иннисфри». [89] Наконец, наблюдения Европейской сети огненных шаров, потомка Оригинальная чешская программа по обнаружению Пршибрама привела к открытию и расчетам орбиты метеорита Нойшванштайн в 2002 году. [90]
10 августа 1972 года многие люди видели метеор, который стал известен как Большой дневной огненный шар 1972 года, когда он двигался на север через Скалистые горы с юго-запада США в Канаду. Его снял турист в национальном парке Гранд-Титон в Вайоминге на 8-миллиметровую цветную кинокамеру. [91] По размеру объект был примерно между автомобилем и домом, и хотя он мог закончить свою жизнь взрывом размером с Хиросиму, никакого взрыва не произошло. Анализ траектории показал, что он никогда не опускался ниже 58 км (36 миль) от земли, и был сделан вывод, что он задел атмосферу Земли примерно на 100 секунд, а затем вылетел обратно из атмосферы, чтобы вернуться на свою орбиту вокруг Земли. солнце.
Многие удары происходят незаметно для кого-либо на земле. В период с 1975 по 1992 год американские спутники раннего предупреждения о ракетах зафиксировали 136 крупных взрывов в верхних слоях атмосферы. [92] В выпуске журнала Nature от 21 ноября 2002 года Питер Браун из Университета Западного Онтарио сообщил о своем исследовании записей спутников раннего предупреждения США за предыдущие восемь лет. Он выявил 300 вспышек, вызванных метеорами высотой от 1 до 10 м (от 3 до 33 футов) за этот период времени, и оценил частоту событий размером с Тунгуску как один раз в 400 лет. [93] Юджин Шумейкер подсчитал, что событие такого масштаба происходит примерно раз в 300 лет, хотя более поздние анализы показали, что он, возможно, переоценил величину на порядок.
Темным утром 18 января 2000 года огненный шар взорвался над городом Уайтхорс, территория Юкон, на высоте около 26 км (16 миль), осветив ночь, как день. Метеор, породивший огненный шар, оценивался примерно в 4,6 м (15 футов) в диаметре и весил 180 тонн. Этот взрыв также был показан в сериале «Астероиды-убийцы» канала Science Channel с рассказами нескольких свидетелей, жителей Атлина, Британская Колумбия .
7 июня 2006 года метеор был замечен в Рейсадалене в муниципалитете Нордрейса в графстве Тромс , Норвегия. Хотя в первоначальных отчетах очевидцев говорилось, что образовавшийся огненный шар был эквивалентен ядерному взрыву в Хиросиме , научный анализ оценивает силу взрыва от 100 до 500 тонн в тротиловом эквиваленте, что составляет около трех процентов от мощности Хиросимы. [94]
15 сентября 2007 года хондритовый метеор упал недалеко от деревни Каранкас на юго-востоке Перу, недалеко от озера Титикака , оставив заполненную водой дыру и извергнув газы по окрестностям. Многие жители заболели, по-видимому, от ядовитых газов вскоре после удара.
7 октября 2008 года астероид высотой примерно 4 метра, обозначенный как 2008 TC 3, отслеживался в течение 20 часов, когда он приближался к Земле, а также падал через атмосферу и падал в Судане. Это был первый случай, когда объект был обнаружен до того, как он достиг атмосферы, и сотни кусков метеорита были обнаружены в Нубийской пустыне . [95]
15 февраля 2013 года астероид вошел в атмосферу Земли над Россией в виде огненного шара и взорвался над городом Челябинск во время прохождения через регион Уральских гор в 09:13 YEKT (03:13 UTC ). [96] [97] Воздушный взрыв объекта произошел на высоте от 30 до 50 км (19 и 31 миль) над землей, [98] и около 1500 человек получили ранения, в основном из-за разбитого оконного стекла, разбитого ударной волной. Сообщается, что двое находятся в тяжелом состоянии; однако погибших не было. [99] Первоначально сообщалось, что около 3000 зданий в шести городах региона были повреждены в результате ударной волны взрыва, и в последующие недели эта цифра выросла до более чем 7200. [100] [101] Челябинский метеорит, по оценкам, нанес ущерб на сумму более 30 миллионов долларов. [102] [103] Это самый крупный зарегистрированный объект, который когда-либо встречался с Землей после Тунгусского события 1908 года. [104] [105] Метеор, по оценкам, имеет первоначальный диаметр 17–20 метров и массу примерно 10 000 тонн. 16 октября 2013 года группа Уральского федерального университета под руководством Виктора Гроховского извлекла большой фрагмент метеора со дна российского озера Чебаркуль, примерно в 80 км к западу от города. [106]
1 января 2014 года 3-метровый (10 футов) астероид 2014 AA был обнаружен обзором горы Леммон и наблюдался в течение следующего часа, а вскоре было обнаружено, что он находится на пути к столкновению с Землей. Точное местоположение было неопределенным и ограничивалось линией между Панамой , центральной частью Атлантического океана, Гамбией и Эфиопией. Примерно в ожидаемое время (2 января, 3:06 по всемирному координированному времени) инфразвуковой всплеск был обнаружен недалеко от центра зоны удара, в центре Атлантического океана. [107] [108] Это второй раз, когда природный объект был идентифицирован до столкновения с Землей после TC3 2008 года.
Почти два года спустя, 3 октября, WT1190F был обнаружен на орбите Земли по сильно эксцентричной орбите, выведя ее из глубины геоцентрического спутникового кольца на почти вдвое большую орбиту Луны. По оценкам, 13 ноября его сбила Луна и привела к столкновению с Землей. Благодаря более чем месяцу наблюдений, а также предварительным наблюдениям, датированным 2009 годом, было обнаружено, что он гораздо менее плотный, чем должен был бы естественный астероид. быть, предполагая, что это, скорее всего, был неопознанный искусственный спутник. Как и прогнозировалось, он упал на Шри-Ланку в 6:18 UTC (11:48 по местному времени). Небо в этом регионе было очень пасмурным, поэтому успешно наблюдать его падение над облаками смогла только группа бортовых наблюдателей. Сейчас считается, что это остаток миссии Lunar Prospector 1998 года, и это уже третий случай, когда какой-либо ранее неизвестный объект – природный или искусственный – был обнаружен до удара.
22 января 2018 года объект A106fgF был обнаружен системой последнего оповещения о столкновении астероида с землей (ATLAS) и идентифицирован как имеющий небольшую вероятность столкновения с Землей позже в тот же день. [109] Поскольку объект был очень тусклым и был обнаружен всего за несколько часов до его приближения, за объектом было сделано не более четырех первоначальных наблюдений, охватывающих 39-минутный период. Неизвестно, столкнулся ли он с Землей или нет, но ни в инфракрасном, ни в инфразвуковом диапазоне огненный шар не был обнаружен, поэтому если бы он и произошел, то он был бы очень маленьким и, вероятно, находился вблизи восточного конца потенциальной зоны удара – в западной части Тихого океана. .
2 июня 2018 года исследование Mount Lemmon Survey обнаружило 2018 LA (ZLAF9B2), небольшой астероид размером 2–5 метров, который, как вскоре показали дальнейшие наблюдения, имел 85% вероятность столкновения с Землей. Вскоре после удара в Американское метеорное общество поступило сообщение об огненном шаре из Ботсваны . Дальнейшие наблюдения с помощью ATLAS расширили дугу наблюдения с 1 часа до 4 часов и подтвердили, что орбита астероида действительно столкнулась с Землей на юге Африки, полностью замыкая петлю с отчетом об огненном шаре и делая этот объект третьим природным объектом, столкновение с Землей которого подтверждено, и вторым на суше после 2008 года ТК 3 . [110] [111] [112]
8 марта 2019 года НАСА сообщило об обнаружении крупного воздушного взрыва, произошедшего 18 декабря 2018 года в 11:48 по местному времени у восточного побережья полуострова Камчатка . По оценкам, Камчатский суперболид имел массу около 1600 тонн и диаметр от 9 до 14 метров в зависимости от его плотности, что делает его третьим по величине астероидом, столкнувшимся с Землей с 1900 года, после Челябинского метеорита и Тунгусского события. Огненный шар взорвался на высоте 25,6 км (15,9 миль) над поверхностью Земли.
2019 MO , астероид высотой около 4 м, был обнаружен ATLAS за несколько часов до того, как он упал на Карибское море недалеко от Пуэрто-Рико в июне 2019 года. [113]
Предполагается, что в 2023 году небольшой метеорит пробил крышу дома в Трентоне, штат Нью-Джерси. Металлический камень имел размеры примерно 4 на 6 дюймов и весил 4 фунта. Предмет был изъят полицией и проверен на радиоактивность. [114] Позднее ученые из Колледжа Нью-Джерси, а также эксперт по метеоритам Джерри Делани, ранее работавший в Университете Рутгерса и Американском музее естественной истории, подтвердили, что объект является метеоритом. [115]
В конце 20-го и начале 21-го века ученые приняли меры по обнаружению объектов, сближающихся с Землей , и предсказали даты и время столкновения астероидов с Землей, а также места, в которых они столкнутся. Центр малых планет Международного астрономического союза (MPC) является глобальным центром обмена информацией об орбитах астероидов. Система Sentry НАСА постоянно сканирует каталог MPC известных астероидов, анализируя их орбиты на предмет возможных будущих столкновений. [116] В настоящее время ни один из них не прогнозируется (единственное столкновение с самой высокой вероятностью, указанное в настоящее время, - это ~7-метровый астероид 2010 RF 12 , который должен пройти мимо Земли в сентябре 2095 года с прогнозируемой вероятностью столкновения только 5%). [117]
В настоящее время прогнозы в основном основаны на каталогизации астероидов за годы до их столкновения. Это хорошо работает для более крупных астероидов (диаметром > 1 км ), поскольку их легко увидеть с большого расстояния. Более 95% из них уже известны, а их орбиты измерены, поэтому любые будущие столкновения можно предсказать задолго до того, как они достигнут окончательного сближения с Землей. Меньшие объекты слишком тусклы, чтобы их можно было наблюдать, за исключением тех случаев, когда они подходят очень близко, поэтому большинство из них невозможно наблюдать до их окончательного сближения. Современные механизмы обнаружения астероидов на конечном этапе сближения основаны на широкоугольных наземных телескопах , таких как система ATLAS. Однако современные телескопы охватывают только часть Земли и, что еще более важно, не могут обнаружить астероиды на дневной стороне планеты, поэтому так мало мелких астероидов, которые обычно сталкиваются с Землей, обнаруживаются в течение нескольких часов, пока они были бы видны. . [118] На данный момент удалось успешно предсказать только четыре удара, все от безобидных астероидов диаметром 2–5 м и обнаруженных за несколько часов до этого.
В апреле 2018 года Фонд B612 сообщил: «Мы на 100 процентов уверены, что мы столкнемся с [разрушительным астероидом], но мы не уверены на 100 процентов, когда». [7] Также в 2018 году физик Стивен Хокинг в своей последней книге «Краткие ответы на большие вопросы » назвал столкновение с астероидом самой большой угрозой для планеты. [8] [9] [10] В июне 2018 года Национальный совет по науке и технологиям США предупредил, что Америка не готова к столкновению с астероидом , и разработал и опубликовал «Национальный план действий по стратегии готовности к объектам, сближающимся с Землей», чтобы лучше подготовить. [11] [12] [13] [14] [15] Согласно показаниям экспертов Конгресса США в 2013 году, НАСА потребуется не менее пяти лет подготовки для запуска миссии по перехвату астероида. [16] Предпочтительным методом является отклонение, а не разрушение астероида. [119] [120] [121]
Ударные кратеры служат свидетельством прошлых столкновений с другими планетами Солнечной системы, включая возможные межпланетные столкновения с Землей. Без радиоуглеродного датирования для оценки времени этих ударных событий используются другие точки отсчета. Марс предоставляет некоторые важные доказательства возможных межпланетных столкновений. Некоторые полагают, что Северный полярный бассейн на Марсе является свидетельством удара размером с планету о поверхность Марса между 3,8 и 3,9 миллиардами лет назад, в то время как Utopia Planitia является крупнейшим подтвержденным воздействием, а Hellas Planitia является крупнейшим видимым кратером на Марсе. Солнечная система. Луна предоставляет аналогичные свидетельства массивных столкновений, самым крупным из которых является бассейн Южный полюс – Эйткен . Бассейн Калорис на Меркурии — еще один пример кратера, образовавшегося в результате мощного удара. Реасильвия на Весте является примером кратера, образовавшегося в результате удара, способного, в зависимости от соотношения силы удара и размера, серьезно деформировать объект планетарной массы. Ударные кратеры на спутниках Сатурна, таких как Энгелье и Герин на Япете , Мамальди на Рее и Одиссей на Тефии и Гершель на Мимасе , образуют значительные поверхности. Модели, разработанные в 2018 году для объяснения необычного вращения Урана , подтверждают давнюю теорию о том, что это было вызвано косым столкновением с массивным объектом, вдвое превышающим размер Земли. [122]
Юпитер — самая массивная планета Солнечной системы , и из-за своей большой массы он обладает обширной сферой гравитационного влияния — областью космоса, где при благоприятных условиях может произойти захват астероида . [123]
Юпитер способен захватывать кометы на орбите вокруг Солнца с определенной частотой. В общем, эти кометы совершают несколько оборотов вокруг планеты по нестабильным орбитам, высокоэллиптическим и возмущенным солнечной гравитацией. В то время как некоторые из них в конечном итоге возвращаются на гелиоцентрическую орбиту , другие терпят крушение на планете или, реже, на ее спутниках. [124] [125]
Помимо фактора массы, его относительная близость к внутренней части Солнечной системы позволяет Юпитеру влиять на распределение там малых тел. Долгое время считалось, что именно эти характеристики заставляют газового гиганта вытеснять из системы или притягивать к себе большую часть блуждающих объектов в своей окрестности и, следовательно, обуславливать сокращение числа потенциально опасных для Земли объектов. Последующие динамические исследования показали, что в действительности ситуация сложнее: наличие Юпитера действительно имеет тенденцию к уменьшению частоты воздействия на Землю объектов, исходящих из облака Оорта , [ 126] тогда как в случае астероидов [127] и короткопериодических комет. [128]
По этой причине Юпитер является планетой Солнечной системы, характеризующейся самой высокой частотой столкновений, что оправдывает его репутацию «подметальной машины» или «космического пылесоса» Солнечной системы. [129] Исследования 2009 года предполагают, что частота ударов составляет одно каждые 50–350 лет для объекта диаметром 0,5–1 км; Столкновения с более мелкими объектами будут происходить чаще. Другое исследование показало, что кометы диаметром 0,3 км (0,19 мили) сталкиваются с планетой примерно раз в 500 лет, а кометы диаметром 1,6 км (0,99 мили) - только один раз в 6000 лет. [130]
В июле 1994 года комета Шумейкера-Леви 9 развалилась на части и столкнулась с Юпитером, что стало первым прямым наблюдением внеземного столкновения объектов Солнечной системы. [131] Это событие послужило «тревожным сигналом», и астрономы отреагировали запуском таких программ, как « Линкольнское исследование околоземных астероидов» (LINEAR), « Отслеживание околоземных астероидов» (NEAT), « Поиск околоземных объектов» обсерватории Лоуэлла ( LONEOS) и ряд других, которые резко увеличили скорость открытия астероидов.
Событие столкновения 2009 года произошло 19 июля, когда в южном полушарии Юпитера астрономом-любителем Энтони Уэсли было обнаружено новое черное пятно размером с Землю . Тепловой инфракрасный анализ показал, что он теплый, а спектроскопические методы обнаружили аммиак. Ученые Лаборатории реактивного движения подтвердили, что на Юпитер произошло еще одно столкновение, вероятно, с участием небольшой неоткрытой кометы или другого ледяного тела. [132] [133] [134] По оценкам, ударник имел диаметр около 200–500 метров.
Позже незначительные столкновения наблюдались астрономами-любителями в 2010, 2012, 2016 и 2017 годах; одно столкновение наблюдала Юнона в 2020 году.
В 1998 году были замечены две кометы, приближающиеся к Солнцу друг за другом. Первый из них был 1 июня, второй – на следующий день. Видео этого процесса, за которым последовал резкий выброс солнечного газа (не связанного с ударами), можно найти на веб-сайте НАСА [135] . Обе эти кометы испарились, прежде чем войти в контакт с поверхностью Солнца. Согласно теории ученого Лаборатории реактивного движения НАСА Зденека Секанина , последним ударником, который действительно вошел в контакт с Солнцем, была «суперкомета» Говарда-Кумена-Мишельса 30 августа 1979 года. [136] [ самоизданный источник? ] (См. также солнечник .)
В 2010 году, в период с января по май, широкоугольная камера Хаббла 3 [137] сделала снимки необычной формы X, возникшей в результате столкновения астероида P/2010 A2 с астероидом меньшего размера .
Примерно 27 марта 2012 года, согласно имеющимся данным, появились признаки удара о Марс . Снимки с Марсианского разведывательного орбитального аппарата убедительно свидетельствуют о крупнейшем на сегодняшний день воздействии на Марс в виде свежих кратеров, размер самого большого из которых составляет 48,5 на 43,5 метра. По оценкам, причиной стал ударник длиной от 3 до 5 метров. [138]
19 марта 2013 года на Луне произошел удар, который был виден с Земли: метеороид размером с валун диаметром 30 см врезался в лунную поверхность на скорости 90 000 км/ч (25 км/с; 56 000 миль в час), создав 20-метровую кратер. [139] [140] НАСА активно отслеживает лунные воздействия с 2005 года, [141] отслеживая сотни потенциальных событий. [142] [143]
18 сентября 2021 года в результате столкновения с Марсом образовалась группа кратеров, самый крупный из которых имел диаметр 130 метров. 24 декабря 2021 года в результате удара образовался кратер шириной 150 метров. Обломки были выброшены на расстояние до 35 км (19 миль) от места падения. [144]
Столкновения галактик или слияния галактик наблюдались непосредственно с помощью космических телескопов, таких как Хаббл и Спитцер. Однако столкновения в планетных системах, включая столкновения звезд , хотя и предполагались долгое время, только недавно начали наблюдаться напрямую.
В 2013 году столкновение между малыми планетами было обнаружено вокруг звезды NGC 2547 ID 8 Спитцером и подтверждено наземными наблюдениями. Компьютерное моделирование предполагает, что в столкновении участвовали крупные астероиды или протопланеты, аналогичные событиям, которые, как полагают, привели к образованию планет земной группы, таких как Земля. [6]
(Прямая ссылка в формате PDF, Дополнительная опубликованная информация)
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
