Toistaiseksi ei ole tiedossa yhtäkään vahvistettua tapausta ihmisen tappamisesta meteoriitin avulla. Ja samalla pienellä taivaankappaleella, joka valitettavasti on tunkeutunut maan ilmakehään, on valtava tuhopotentiaali, joka on verrattavissa ydinaseisiin. Joskus, kuten viimeaikaiset tapahtumat ovat osoittaneet, taivaasta tulevat vieraat voivat saada meidät yllätyksenä.
Tšeljabinskin yli lentänyt tulipallo, joka hämmästytti kirjaimellisesti ja kuvaavasti kirjaimellisesti ja kuvaavasti uskomatonta hehkua ja iskuaalloa, joka rypistyi lasille, toteutti portin ja repi pois edessä olevat paneelit seinistä. Seurauksista on kirjoitettu paljon, tämän ilmiön olemuksesta on puhuttu paljon vähemmän. Ymmärtääksesi yksityiskohtaisemmin prosesseja, jotka tapahtuvat pienillä taivaankappaleilla, jotka tapasivat maapallon matkallaan, "PM" kääntyi Venäjän tiedeakatemian geosfäärien dynamiikan instituuttiin, jossa he ovat jo pitkään opiskelleet ja matemaattisesti mallinnetut meteoroidien, ts. Taivaankappaleiden liikkumista maan ilmakehään. Ja tässä on mitä onnistuimme selvittämään.
Lyöty pois vyöstä
Tšeljabinskin kaltaiset elimet tulevat pääasteroidivyöltä, joka sijaitsee Marsin ja Jupiterin kiertoratojen välissä. Se ei ole niin lähellä maata, mutta toisinaan asteroidihihnaa ravistaa kataklysmit: törmäysten seurauksena suuret esineet hajoavat pienemmiksi ja osa roskista siirtyy maanläheisten kosmisten kappaleiden luokkaan - nyt niiden kiertoradat ylittävät planeettamme kiertoradan. Joskus taivaankivet potkaistaan vyöltä suurten planeettojen aiheuttamien häiriöiden takia. Kuten tiedot Tšeljabinskin meteoriitin radasta osoittavat, se edusti ns. Apollon ryhmää - pienten taivaankappaleiden ryhmää, joka liikkuu Auringon ympäri elliptisillä kiertoradalla, jotka leikkaavat Maan kiertoradan, ja niiden kehä (eli lähin etäisyys Auringosta) on pienempi kuin Maan kiertoradan kehä.
Koska puhumme useimmiten roskista, näillä esineillä on epäsäännöllinen muoto. Suurin osa niistä koostuu rockista nimeltä "chondrite". Tämä nimi annettiin hänelle chondrulesista - pallomaisista tai elliptisistä sulkeumista, joiden halkaisija on noin 1 mm (harvemmin - enemmän), ja joita ympäröi roska tai hienokiteinen matriisi. Chondriitit ovat erityyppisiä, mutta meteoroideista löytyy myös raudanäytteitä. On mielenkiintoista, että metallikappaleita on vähemmän, enintään 5% kokonaismäärästä, mutta rauta on ehdottomasti hallitseva löydettyjen meteoriittien ja niiden roskien joukossa. Syyt ovat yksinkertaiset: ensinnäkin chritriittejä on visuaalisesti vaikea erottaa tavallisista maankivistä ja niitä on vaikea havaita, ja toiseksi, rauta on vahvempi, ja rautameteoriitilla on enemmän mahdollisuuksia murtautua ilmakehän tiheiden kerrosten läpi eikä hajota pieniksi sirpaleiksi.
Mainosvideo:
Uskomattomat nopeudet
Meteoroidin kohtalo ei riipu pelkästään sen koosta ja aineen fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista, vaan myös ilmakehän pääsyn nopeudesta, joka voi vaihdella melko laajalla alueella. Mutta joka tapauksessa puhumme erittäin suurista nopeuksista, jotka ylittävät huomattavasti jopa ylääänen lentokoneiden, mutta myös kiertoradalla olevien avaruusalusten liikkumisen nopeuden. Keskimääräinen nopeus päästä ilmakehään on 19 km / s. Jos meteoroidi joutuu kosketukseen maan kanssa lähestyvällä kurssilla, nopeus voi kuitenkin olla 50 km / s, eli 180 000 km / h. Pienin ilmakehän sisäänpääsynopeus on, kun maa ja pieni taivaankappale liikkuvat, kuten se oli, naapurikiertoradalla, vierekkäin, kunnes planeettamme houkuttelee meteoroidia.
Mitä korkeampi taivaankappaleen pääsy ilmakehään, sitä voimakkaampi sen kuormitus on, sitä kauempana maasta se alkaa romahtaa ja sitä suurempi on todennäköisyys, että se romahtaa ennen kuin saavuttaa planeettamme pinta. Namibiassa, jota ympäröi huolellisesti rakennettu kotelo, joka on muodoltaan pieni amfiteatteri, on valtava metalliosa, 84% rautaa, samoin kuin nikkeli ja koboltti. Yhtymäpaino painaa 60 tonnia, kun taas se on suurin kiinteä kosmisen aineen pala, jota koskaan on löydetty maan päältä. Meteoriitti putosi maan päälle noin 80 000 vuotta sitten, edes poistumatta kraatterista sen putoamisen jälkeen. Todennäköisesti johtuen jostain olosuhteiden sattumasta, sen putoamisnopeus oli minimaalinen, koska metalli-Sikhote-Alin-meteoriitti (1947,Primorsky Krai) hajosi moniksi paloiksi ja pudotessaan loi koko kraatterikentän sekä valtavan alueen pienten roskien leviämistä, jotka ovat edelleen kerättyjä Ussurin taigaan.
Mikä räjähti siellä?
Jo ennen kuin meteoriitti putoaa maahan, se voi olla erittäin vaarallinen, kuten Tšeljabinskin tapaus selvästi osoitti. Taivaankappale, joka räjähtää ilmakehään valtavalla nopeudella, tuottaa iskuaallon, jossa ilma lämpenee yli 10 000 asteen lämpötilaan. Iskulla kuumennetun ilman säteily aiheuttaa meteoroidin haihtumista. Näiden prosessien ansiosta se vaippautuu hehkuvaan ionisoituun kaasu-plasma-halogeeniin. Iskuaallon taakse muodostuu korkeapainevyöhyke, joka testaa meteoriitin etuosan lujuutta. Sivuilla paine on huomattavasti alhaisempi. Tuloksena olevan painegradientin seurauksena meteoriitti todennäköisesti alkaa romahtaa. Kuinka tarkalleen tämä tapahtuu, riippuu annetun meteoroidin erityisestä koosta, muodosta ja rakenteellisista ominaisuuksista: halkeamista, syvennyksistä, onteloista. Toinen asia on tärkeä - kun tulipallo tuhoutuu, sen poikkileikkauspinta-ala kasvaa, mikä johtaa heti energian vapautumisen lisääntymiseen. Kehon sieppaaman kaasun pinta-ala kasvaa, ja enemmän ja enemmän kineettistä energiaa muuttuu lämmöksi. Energian vapautumisen nopea kasvu rajoitetulla avaruusalueella lyhyessä ajassa ei ole muuta kuin räjähdys. Auton hehku lisääntyy voimakkaasti tuhoamishetkellä (kirkas salama tapahtuu). Ja iskun aallon pinta-ala ja vastaavasti iskulla kuumennetun ilman massa kasvaa äkillisesti.kuin räjähdys. Auton hehku lisääntyy voimakkaasti tuhoamishetkellä (kirkas salama tapahtuu). Ja iskun aallon pinta-ala ja vastaavasti iskulla kuumennetun ilman massa kasvaa äkillisesti.kuin räjähdys. Auton hehku lisääntyy voimakkaasti tuhoamishetkellä (kirkas salama tapahtuu). Ja iskun aallon pinta-ala ja vastaavasti iskulla kuumennetun ilman massa kasvaa äkillisesti.
Tavanomaisen tai ydinaseen räjähtäessä iskuaallolla on pallomainen muoto, mutta meteoriitin tapauksessa tämä ei tietenkään ole kyse. Kun pieni taivaankappale saapuu ilmakehään, se muodostaa tavanomaisesti kartiomaisen iskuaallon (meteoroidi on samanaikaisesti kartion kärjessä) - suunnilleen sama kuin se, joka on muodostettu yliäänään tarkoitetun lentokoneen nenän eteen.
Meteoriitin tuhoamisesta aiheutuva iskuaalto voi tuoda paljon enemmän ongelmia kuin suuren roskien putoaminen. Kuvassa - reikä Chebarkul-järven jäässä, jonka todennäköisesti lävisti kappale Tšeljabinskin meteoriittia.
Mutta ero on jo havaittu täällä: lentokoneiden muoto on loppujen lopuksi virtaviivainen, ja tiheään kerrokseen kaatuneen auton ei tarvitse olla virtaviivaista. Muodon epäsäännöllisyydet luovat lisää turbulenssia. Ilmakorkeuden pienentyessä ja ilman tiheyden kasvaessa aerodynaamiset kuormat kasvavat. Noin 50 km korkeudessa ne ovat verrattavissa useimpien kivimeteoroidien lujuuteen, ja meteoroidit todennäköisesti alkavat romahtaa. Jokainen erillinen tuhoamisvaihe tuo mukanaan ylimääräisen energianvapautuksen, iskuaalto on muodostunut voimakkaasti vääristyneestä kartiosta, murskauksesta, jonka seurauksena meteoriitin kulkiessa voi tapahtua useita peräkkäisiä ylipaineen nousuja, jotka tuntuvat maassa sarjana voimakkaita tappeja. Tšeljabinskin tapauksessa tällaista clappia oli ainakin kolme.
Iskuaallon vaikutus maanpintaan riippuu kehon lentoreitistä, massasta ja nopeudesta. Tšeljabinskin meteoriitti lensi hyvin tasaista reittiä pitkin ja sen iskuaalto kosketti vain kaupunkialueita reunalla. Suurin osa meteoriiteista (75%) saapuu ilmakehään maapallon pintaan kallistuneita ratoja pitkin yli 30 asteen kulmassa, ja tässä kaikki riippuu korkeudesta, jossa sen hidastumisen päävaihe tapahtuu. Yleensä siihen liittyy tuhoaminen ja energian vapautumisen voimakas lisääntyminen. Jos tämä korkeus on suuri, iskuaalto saavuttaa maan heikentyneessä muodossa. Jos tuhoaminen tapahtuu alemmissa korkeuksissa, iskuaalto voi "puhdistaa" valtavan alueen, aivan kuten ilmakehän räjähdyksessä tapahtuu. Tai kuten Tunguska-meteoriitin törmäyksessä.
Kuinka kivi haihtunut
Vielä 1950-luvulla simuloida meteoroidin lennon aikana ilmakehän läpi tapahtuvia prosesseja. Alkuperäinen malli luotiin räjäytysjohdosta (joka simuloi lentovaihetta ennen tuhoamista) ja sen päähän kiinnitetystä varauksesta (simuloi laajenemista). Metsää edustavat kuparilangat kiinnitettiin pystysuunnassa messinkipinnan mallin alle. Kokeet ovat osoittaneet, että päävarauksen räjäyttämisen seurauksena johdot, taivuttamalla, antoivat hyvin realistisen kuvan metsän hakkuista, samanlaisia kuin Podkamennaya Tunguska -alueella havaittiin. Tunguska-meteoriitin jälkiä ei ole vielä löydetty, ja suosittua hypoteesia, jonka mukaan maata vuonna 1908 törmänyt ruumis oli pienen komeetan jääydin, ei missään nimessä pidetä ainoana luotettavana. Nykyaikaiset laskelmat osoittavat, että ilmakehään saapuva kappale, jonka massa on suurempi,se tunkeutuu syvemmälle siihen ennen hidastuvuusvaihetta, ja sen fragmentit altistetaan voimakkaalle säteilylle pidemmän aikaa, mikä lisää niiden haihtumisen todennäköisyyttä.
Tunguska-meteoriitti olisi voinut hyvinkin olla kiveä, vaikka se hajosi suhteellisen matalassa korkeudessa, se olisi voinut muodostaa hyvin pienten jätteiden pilven, joka haihtui kosketuksesta kuumien kaasujen kanssa. Ainoa iskuaalto saavutti maan, mikä aiheutti tuhoa yli 2000 km²: n alueella, verrattavissa 10 - 20 Mt: n lämpöydinvarauksen toimintaan. Tämä viittaa sekä dynaamisiin iskuihin että kevyen salaman aiheuttamiin taiga-paloihin. Ainoa tekijä, joka tässä tapauksessa ei toiminut, toisin kuin ydinräjähdys, on säteily. Iskuaallon etuosan toiminta jätti sinänsä muistion "sähkön metsän" muodossa - rungot vastustivat, mutta jokainen haara leikattiin pois.
Huolimatta siitä, että meteoriitit putoavat maan päälle melko usein, instrumenttihavaintojen tilastot pienten taivaankappaleiden pääsystä ilmakehään ovat edelleen riittämättömiä.
Alustavien arvioiden mukaan Tšeljabinskin meteoriitin tuhoamisen aikana tapahtuvaa energian vapautumista pidetään vastaavana kuin 300 kt TNT: tä, mikä on noin 20 kertaa enemmän kuin Hiroshimaan pudotetun uraanin "Baby" voima. Jos auton lennon etenemissuunta olisi lähellä pystysuoraa ja putoamisen paikka putoaisi kaupunkikehitykseen, kolossaaliset onnettomuudet ja tuhoaminen olisi väistämätöntä. Joten kuinka suuri on uusiutumisen riski, ja pitäisikö meteoriittiuhki suhtautua vakavasti?
Hyödyllinen varotoimenpide
Kyllä, mikään ainoa meteoriitti ei onneksi ole vielä tappanut ketään, mutta taivaalta kohdistuva uhka ei ole niin vähäinen, että se jätetään huomioimatta. Tunguska-tyyppiset taivaankappaleet putoavat maan päälle noin kerran 1000 vuodessa, mikä tarkoittaa, että keskimäärin joka vuosi ne "puhdistavat" kokonaan 2,5 km² alueen. Tšeljabinsk-tyyppisen ruumiin putoaminen todettiin viimeksi vuonna 1963 Etelä-Afrikan saarten alueella - silloin myös energian vapautuminen tuhoamisen aikana oli noin 300 kt.
Tällä hetkellä tähtitieteelliselle yhteisölle on annettu tehtäväksi tunnistaa ja seurata kaikkia yli 100 metrin mittaisia taivaankappaleita maapallon lähellä olevilla kiertoradalla. Mutta pienemmät meteoroidit voivat myös tehdä ongelmia, joiden kokonaisvalvonta ei ole vielä mahdollista: tämä vaatii erityisiä ja lukuisia havaintovälineitä. Tähän mennessä on havaittu vain 20 meteoroidikappaleen pääsyä ilmakehään käyttämällä tähtitieteellisiä instrumentteja. On vain yksi tunnettu tapaus, jolloin suhteellisen suuren meteoriitin (halkaisija noin 4 m) putoamisen ennustettiin noin päivässä (se putosi Sudanissa lokakuussa 2008). Ja välin, varoitus kosmisesta kataklysmista jopa päivässä ei ole ollenkaan huono. Jos taivaankappale uhkaa pudota asutukseen, se voidaan evakuoida 24 tunnin sisällä. Ja tietysti päivä riittää jotainmuistuttaa ihmisiä jälleen kerran: jos näet taivaassa kirkkaan salaman, sinun on piilotettava, etkä pidä kasvojasi ikkunalasissa.
Oleg Makarov