Kas tie ir un no kurienes viņi nāk?


Deivids K. Linčs,
Mākslinieka priekšstats par asteroīda triecienu. NASA attēls.

Kopš Zeme izveidojās pirms 4,5 miljardiem gadu, tā ir bombardēta ar klintīm no kosmosa. Katru gadu Zemes atmosfērā nonāk apmēram 50 000 tonnu asteroīdu materiālu. Lielākā tā daļa jonu sfērā sadedzina berzes dēļ ar gaisu. Bet pāris klintis tiek cauri. Ietekme okeānā nepamanīta, lai arī lielāki varētu izraisīt cunami. Citi streiko zemē un atstāj krāterus. Tas notiek kopš laika rītausmas, un ir paredzams, ka tas turpināsies ilgi pēc tam, kad saule aptuveni 5 miljardu gadu laikā atcels mūsu okeānus.

Lielos kosmosa iežus sauc par asteroīdiem, bet mazos - par meteoroīdiem. Caur atmosfēru viņi tiek saukti par meteoriem vai "šaušanas zvaigznēm". Ja tie sasniedz zemi, tos sauc par meteorītiem.


Asteroīds Itokawa, kuru 2005. gadā apmeklēja Japānas Hayabusa kosmosa kuģis. To 1998. gadā atklāja LINEAR asteroīdu apsekošanas grupa. Japānas Aerokosmiskās izpētes aģentūras attēls. Izmanto ar atļauju.

Kur viņi nāk?

Komētu un asteroīdu izcelsme nav pilnībā izprotama. Tiek uzskatīts, ka daži asteroīdi ir gruži, kas palikuši no Saules sistēmas veidošanās. Tiek uzskatīts, ka citi ir fragmenti no lielu asteroīdu vai protoplanetu sadursmes. Ir zināms, ka komētas ir agrīnās Saules sistēmas paliekas, taču to skaits ir ļoti nenoteikts. Katru gadu tiek atklāti vairāki desmiti jaunu komētu.

Lielākā daļa asteroīdu riņķo ap Sauli gandrīz apļveida ceļos, kas atrodas starp Marsu un Jupiteru. Komētu izcelsme ir Saules sistēmas ārējās malas, tālu aiz Plutona. Viņiem ir ārkārtīgi iegarenas eliptiskas orbītas, un katrs ceļojums ap sauli prasa tūkstošiem vai miljoniem gadu.

Kopumā ne asteroīdi, ne komētas nav drauds Zemei. Tas notiek tāpēc, ka to orbītas gadu no gada paliek vienādas, tāpat kā Zemes. Kad asteroīds ir identificēts un tā orbīta noteikta, tā nākotnes ceļu var prognozēt ļoti precīzi. Lielākā daļa asteroīdu nenāk nekur pie Zemes. Bet dažus no viņu sākotnēji riņķveida orbītām ir atmetuši cieša satikšanās ar Jupiteru vai sadursme ar citiem asteroīdiem. Viņu jaunās orbītas - kas arī ir paredzamas - ved viņus uz iekšējo Saules sistēmu, kur tie var apdraudēt Zemi. Tās ir tā sauktās "Zemes šķērsojošās" asteroīdu ģimenes; Apollos, Amors un Atens.


Mākslinieka koncepcija par komētas Shoemaker-Levy 9 fragmentiem, kas 1994. gada jūlijā ietriecās Jupiterā. NASA attēls.

No kā tie ir izgatavoti?

Lielāko daļu asteroīdu un meteorītu veido ieži, kas līdzīgi tiem, kas atrodas uz Zemes - olivīns, piroksēns utt. Tos sauc par "chondrites" vai "akmeņiem". Akmeņus, kas ir bagāti ar oglekli, sauc par “oglekļa hondrītiem”, un daži no tiem satur aminoskābes, kas ir dzīves sastāvdaļa. Daži astronomi uzskata, ka dzīvi uz Zemes iesēja komētas un meteorīti.

Apmēram 10% meteorītu tiek saukti par dzelžiem. Dzelzs ir niķeļa un dzelzs sakausējumi un blīvi metāla korpusi. Lielākā daļa muzejos eksponēto meteorītu ir gludekļi, jo tie ir pietiekami izturīgi, lai izdzīvotu mūsu atmosfērā. Arī gludekļus ir vieglāk identificēt uz zemes, jo hondrīti bieži atgādina parastos iežus. Meteorīta krāteru Arizonā izraisīja gludeklis.

Komētas ir daudz retāk sastopamas nekā asteroīdi, taču laiku pa laikam tās skar arī Zemi. Komētas ir neregulāras putekļainā ledus bumbiņas - "netīrās sniega bumbas" - dažus km pāri. Tie lielākoties ir inerti, izņemot gadījumus, kad tie tiek uzkarsēti, kad tie iet saules tuvumā un izdala gāzi un putekļus, veidojot astes. Tiek uzskatīts, ka objekts, kas 1908. gadā pārsteidza Sibīriju, bija komēta. Tiek lēsts, ka 10-20 megatondu liela gaisa sprādziens izpostīja vairāk nekā 2000 km km mežu netālu no Tunguskas. Netika atrasti fragmenti, kas vedinātu domāt, ka tā ir komēta, tās ledus ir iztvaikojis. 1994. gadā komēta Shoemaker-Levy 9 ietriecās Jupiterā - tas bija prātīgs atgādinājums, ka joprojām notiek kosmiskās sadursmes.

Cik bieži viņi sit zemi?

Katru dienu! Bet tikai reti kurš sasniedz zemi. Atkarībā no to sastāva meteori, kuru diametrs ir mazāks par apmēram 10 m, neiztur cauri atmosfērai. Iespējams, ka mazāks dzelzs to izdarīs, bet, lai izdzīvotu mūsu atmosfērā, būs nepieciešama lielāka komēta. Zemāk esošajā tabulā parādīts aptuvenais asteroīdu biežums un enerģija, kā arī aprēķini par cilvēku nāves gadījumiem dažāda lieluma asteroīdos. Jo lielāks asteroīds, jo retāks tas ir.


Diagramma, kas parāda saistību starp zemes trieciena asteroīda lielumu un šāda notikuma biežumu.

Krāteri un trieciena bojājumi?

Trieciena bojājuma apjoms un tā apjoms ir atkarīgs no asteroīda kinētiskās enerģijas. Tie, kas pārvietojas ātrāk, pārvadā vairāk enerģijas nekā tie, kas pārvietojas lēnāk, un masīvākajiem ir vairāk enerģijas nekā mazākiem. Lai gan BB ir iespējams iegūt tādu pašu enerģiju kā lielgabala lodei, BB ir jābrauc simts reizes ātrāk. Trieciena enerģiju mēra TNT metriskajās tonnās. Uz Hirosimu nomesta atombumba bija aptuveni 15 kilotoni.

Meteori ienāk tik ātri, ka nedaudz pārsteidzošā veidā veido krāterus. Ar ātrumu līdz 72 km / sek. Tie ieraujas zemē un veido šauru tuneli, saspiežot un iztvaicējot sevi un klinšu pa savu ceļu. Tas veido karstu gāzes burbuli. Šīs gāzes spiediens eksplozīvi izplešas un izmet materiālu uz augšu un uz āru. Atliek tikai sekla, apaļa krātera. Liela daļa gružu nokrīt tuvumā un veido paaugstinātu ejecta segu. Izņemot lēnāk pārvietojošos asteroīdu, nav svarīgi, kādā leņķī meteors nonāk. Pazemes sprādziens rada krāteri, nevis sākotnējo iespiešanos. Nav nozīmes arī daļiņas izmēram, kā atklāja sfēriski mikrokrati uz NASA kosmosa kuģa LDEF.

Objekti, kuru diametrs ir 1–2 km, ir kritisks globālās katastrofas slieksnis. Virs šiem izmēriem atmosfērā izmestais materiāls apņem zemeslodi un samazina saules gaismu un augu augšanu. Pat lielāki asteroīdi izraisīs karsta materiāla nokrišņus visā zemē. Tādējādi sāksies ugunsgrēki, un dūmi vēl vairāk bloķēs saules gaismu. Šādas izmaiņas izraisa globālu atdzišanu un augu zaudēšanu, kas izraisa lielu sauszemes dzīvnieku masu badu un izzušanu. Ietekme uz okeānu var radīt cunami, kas izpostīs piekrastes zonas. Jūras dzīvība ietekmes zonas tuvumā tiks iznīcināta. Par laimi, šādu asteroīdu triecieni ir ārkārtīgi reti.

Uz Zemes ir mazāk nekā 200 trieciena krāteru. Bet Mēness ir miljoniem no viņiem. Kāpēc mums nav vairāk?

Pirmais iemesls ir laika apstākļi. Vējš un lietus, sasalšana un atkausēšana, kā arī karsēšana un dzesēšana iznīcina iežus, sadalot tos sīkos gabaliņos. Augi aug un pārklāj atklātās klintis, kā arī tos noārda. Ja mēs varētu redzēt cauri mežiem un džungļiem, aerofotogrāfijās noteikti būtu vairāk krāteru.

Bet plākšņu tektonika ir pat svarīgāka par eroziju. Kontinenti pārvietojoties un skrāpjoties viens pret otru, klintis tiek salocītas, paceltas, apraktas un sadragātas. Aptuveni ik pēc 200 miljoniem gadu 75% Zemes virsmas tiek izveidoti un iznīcināti, galvenokārt okeānos. Kontinenti peld virs jūras dibena, bet arī tie ir pakļauti milzīgai pārveidošanai. Erozijas un tektoniskie spēki galu galā iznīcina visas zemes virsmas ģeoloģiskās struktūras: kalnus, upes, tuksnešus, jūras krastus un trieciena krāterus. Tāpēc vairums krāteru, par kuriem mēs zinām, ir salīdzinoši jauni.

Uzzināt vairāk: Zemes šķērsojošie asteroīdi: kā mēs tos varam atklāt, izmērīt un novirzīt?

Deivids K. Linčs, PhD, ir astronoms un planētu zinātnieks, kas dzīvo Topangā, Kalifornijā. Nekāpojot par San Andreas vainu vai izmantojot lielos teleskopus Mauna Kea, viņš spēlē vijoli, savāc klaburčūskas, rīko publiskas lekcijas par varavīksnēm un raksta grāmatas (Krāsa un gaisma dabā, Cambridge University Press) un esejas. Dr Linča jaunākā grāmata ir rokasgrāmata lauka ceļam uz San Andreas vainu. Grāmatā ir divpadsmit vienas dienas braukšanas braucieni pa dažādām bojājuma vietām, un tajā ietverti ceļa žurnāli jūdzes pēc jūdzes un simtiem kļūdu pazīmju GPS koordinātas. Kā tas notiek, Deivsa māju iznīcināja 1994. gadā pēc 6,7 balles Nortridžas zemestrīces.