T.me 13 апреля 2029 года (эта дата выпадает на пятницу 13-е) произойдет нечто тревожное. Большой астероид шириной 1,100 футов, под названием Апофис, пройдет так близко к Земле, что его можно будет увидеть на небе с определенных мест. Критически важно, что этот гигантский камень не столкнется с нашей скромной планетой. Однако он пройдет ближе чем на 20,000 миль от поверхности, что ближе, чем орбита некоторых самых ценных метеоспутников Соединенных Штатов.
Астероиды, подобные Апофису, занимают увлекательное место в нашем существовании: крупные столкновения являются одновременно угрозой для нашей жизни и потенциально жизнеспособности многих видов, но они также представляют собой крайне маловероятные события.
Тем не менее, интернет, богатый кликбейтом, любит бесконечно предупреждать о приближающихся угрозах с помощью вводящих в заблуждение заголовков. Например, «Астероид направляется к нам за день до президентских выборов», «Должны ли вы беспокоиться о ‘потенциально опасном’ астероиде, проходящем мимо Земли сегодня?» и «Гигантский астероид пройдет мимо Земли после Дня святого Валентина».
Эти рассказы не о реальной угрозе; многие из этих объектов находятся за миллионы километров от нас. Скорее, дело в сенсациализации астеройдов в медиа. Мы сделали две вещи: во-первых, мы перевели беседы с офицером по планетарной защите НАСА, Линдли Джонсоном, который, возможно, лучше всех на планете понимает, что произойдет, когда придет время крупного события. Во-вторых, мы изучили смоделированные российскими учёными столкновения с метеоритами. Если серьезная угроза какому-то региону Земли, большой области или, возможно, всей Земле действительно грозит, и астрономы об этом знают, то вы узнаете об этом тоже.
Опасности космических тел
В начале 2016 года NASA создала Координационный офис по планетарной защите с миссией предоставления «своевременной и точной информации правительству, СМИ и обществу о приближении к Земле потенциально опасных объектов и возможной угрозе столкновения».
Несмотря на многочисленные сенсационные рассказы в СМИ о приближающихся астероидах, NASA ни разу не поднимала тревогу относительно опасного астероида, готовящегося столкнуться с Землей, или чрезвычайно беспокойного подхода небесного тела.
«Мы никогда действительно не выдавали предупреждение», отметил Джонсон, подчеркивая, что хотя формальных предупреждений не было, общественность была информирована о действиях некоторых интересных астероидов.
Тем не менее существование этого офиса по планетарной защите обусловлено неизбежностью существенного столкновения в будущем (если, конечно, мы не разработаем технологии для успешного отражения угрожающих объектов — на данный момент NASA успешно продемонстрировала технологию отклонения только однажды). 30 июня 1908 года астероид примерно 120 футов (37 метров) в ширину вошел в атмосферу и взорвался над лесами Сибири. Названное «Событие Тунгуска», вызвавшее волну ударного воздействия, сбило деревья. Люди в 20 милях от места события были «подброшены в воздух». В 40 милях от взрыва мужчина упал из своего стула.
Такой взрыв сегодня может причинить серьезный вред или разрушение городской местности. «Это было бы серьезное событие», — сказал Джонсон. Однако он добавил: «Сегодня есть большая вероятность, что мы обнаружим это заранее».
NASA и другие агентства находят объекты гораздо более крупные и, следовательно, более опасные, чем камень Тунгуска. Используя крупные телескопы, Центр NASA по изучению объектов, приближающихся к Земле, ищет астероиды и кометы, которые «входят в окрестности Земли», то есть приближаются на расстояние менее 45 миллионов километров от орбиты Земли. Камни, вызывающие особенные опасения, называются «потенциально опасными астероидами». Это означает, что они находятся на расстоянии приблизительно пяти миллионов миль от Земли. (Для справки, Луна в среднем находится на расстоянии примерно 238,855 миль.)
Вопрос остается: что произойдет, когда угрожающий камень действительно направится к Земле и будет обнаружен?
Уничтожит ли это все живое?
В мире фантастического кино и литературы столкновение астероидов или комет с Землей чаще всего ассоциируется с катастрофическими последствиями. В реальности мелкие метеориты падают довольно часто, но в большинстве случаев остаются незамеченными. Какие из космических объектов могут представлять угрозу для планеты и человечества, и насколько реальна опасность столкновения с крупным метеоритом?
Степень разрушительности столкновения Земли с небесным телом, таким как метеорит или комета, зависит от нескольких факторов, прежде всего от его размера, состава и угла падения на планету.
Основные факторы поражения включают в себя воздушную ударную волну, цунами (в случае удара в водный бассейн), землетрясения и кислотные дожди, пожары, вызванные тепловым излучением, а также сопутствующее им разрушение озонового слоя и образование пылевых облаков. Эти явления могут привести к тому, что солнечный свет не сможет достичь поверхности планеты, что сделает невозможным фотосинтез и вызовет глобальное похолодание. Ученые отмечают, что их расчеты приблизительны, а выводы неокончательны, поскольку существует много непринятых во внимание факторов, которые также могут повлиять на жизнь на планете.
Столкновение космического тела с Землей, обладающего кинетической энергией менее 10 мегатонн (Мт), с точки зрения глобальных последствий представляет небольшую угрозу. Однако локальный ущерб может быть значительным, как, например, в случае падения тунгусского метеорита в 1908 году (размером 50-100 метров с энергией около 10 Мт) и челябинского метеорита в 2013 году (размером 20 метров с энергией около 0,5 Мт). Столкновение с телом, обладающим кинетической энергией от 10 до 10 000 Мт (например, кометы диаметром менее 400 м и астероиды диаметром менее 650 м), вызовет ударную волну, землетрясения и пожары, затрагивающие территорию от 10 000 до 100 000 км. Особую опасность представляют цунами, которые затопят километры прибрежных равнин по всему океаническому бассейну.
Смоделируем ситуацию
Столкновение космического объекта диаметром 300 м с кинетической энергией около 1000 Мт было спромоделировано геофизиками из Института динамики геосфер РАН и Кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ. Эти параметры приблизительно соответствуют измерениям астероида Апофис, обнаруженного в 2004 году, который считается одним из наиболее опасных для Земли.
Тепловое воздействие охватит расстояние до 400 км от кратера, при этом в пределах радиуса до 200 км могут возникнуть пожары из-за зажженных сухих веток деревьев. Зона теплового воздействия, способная вызвать возгорание зданий и одежды, распространится на 100 км. Ударная волна сможет разрушить слабые конструкции на расстоянии 700–1000 км. Всего через 10 минут после столкновения пылевое облако закроет территорию в пределах радиуса до 800 км.
Ученые также провели моделирование последствий падения астероида в Москве. Сформировавшийся кратер охватит центр города в пределах Садового кольца. Внутри МКАДа произойдет полное разрушение под воздействием ударной волны, а Московская область будет поражена обширными пожарами. Последствия разрушений затронут весь Центральный округ России. В результате ионосферного возмущения нарушения в радиосвязи будут заметны по всей Европе.
Поговорим о размере
- При столкновении с телом энергией от 10 000 до 100 000 Мт (кометы диаметром менее 850 м и астероиды диаметром менее 1,4 км) последствия, такие как сокращение озонового слоя, будут заметны на планетарном уровне. В одном из возможных сценариев образования облаков пыли и измельченных пород в стратосфере произойдет глобальное похолодание, что представляет собой катастрофу, не имеющую аналогов в истории человечества. Шанс одного только появления таких размеров астеройда — раз в 300 000 лет.
- При столкновении Земли с телом энергией от 100 000 до 1 млн Мт (кометы диаметром менее 1,8 км и астероиды диаметром менее 3 км) последствия становятся глобальными. Образование стратосферной пыли, сульфатов от астероида и выбросов из кратера, а также сажи от обширных лесных пожаров, вызванных тепловым излучением, окажут глобальное воздействие на климат. Кроме того, столкновение может породить достаточное количество оксидов азота (NOx), чтобы разрушить озоновый слой.
- При столкновении с телом энергией от 1 млн до 10 млн Мт (кометы диаметром менее 4 км и астероиды диаметром менее 6,5 км) выделение пыли и сульфатов приведет к тому, что солнечной энергии будет недостаточно для фотосинтеза на поверхности. Пожары, охватывающие площадь 10 млн км, вызовут дым, что дополнительно затруднит проникновение солнечного света.
- При столкновении с телом более 10 млн Мт землетрясениями и взрывной волной будут уничтожены целые регионы, а цунами высотой до 100 м затопят 20 км прибрежных территорий. Из-за дыма, пыли и сульфатов станет настолько темно, что видимость полностью исчезнет. Например, астероид размером около 15 км, столкнувшийся с Землей 66 млн лет назад (образуя кратер Чиксулуб диаметром около 200 км), предположительно вызвал массовые вымирания.
- При столкновении с кометой или астероидом энергией около 1 миллиарда Мт поверхность Мирового океана может превратиться в кислоту из-за серы, принесенной небесным телом. Вокруг Земли образуется плотный слой сульфатных аэрозолей, оказывающий значительное воздействие на климат. В сочетании с физическими эффектами, эти последствия будут разрушительными для биосферы.
Вероятность столкновения Земли с крупным астероидом или кометой невелика, учитывая, что астероиды размером 10 м падают на Землю в среднем раз в 10 лет, а размером 100 м — примерно раз в 10 000 лет, а размером 10 км — раз в 100 млн лет. Для уменьшения риска астероидной угрозы с 1998 года ведется активный поиск близких к Земле астероидов. На данный момент обнаружено около 28 000 таких космических объектов, и хотя ни один из них не представляет угрозу в ближайшем будущем, задача включает в себя выявление 90% астероидов диаметром более 140 м.
Как нас предупредят
Обычно можно выделить два типа предупреждений: уведомление о близком сближении и уведомление о потенциальном столкновении. В любом из этих случаев доверять необходимо научным источникам, например, официальному объявлению NASA, и так далее.
- Близкое сближение
Очень близкое сближение означает, что космический камень не собирается сталкиваться с Землей, но NASA считает, что об этом стоит сообщить общественности, объясняет Джонсон. Это может быть как камень размером всего 30 футов (10 метров), так и что-то крупнее, например, Апофис. Другие люди могут заметить сближение камня (так как все траектории известных близких к Земле объектов публикуются в Интернете) и затем объявить или опубликовать новости о тревожном появлении раньше, чем NASA. Но это нормально. Агентству потребуется как минимум несколько часов, чтобы подтвердить такие результаты.
«Наша цель — не быть первыми, кто что-то объявляет, а быть теми, кто предоставляет лучшую доступную информацию», пояснил Джонсон.
- Потенциальное столкновение
Если NASA обнаруживает возможное столкновение — что-то крупнее примерно 30 футов в диаметре (10 метров) с более чем одним процентом шанса удара по Земле, ситуация становится серьезной.
В случае, если крупный астероид судьбоносно направлен к Земле, и нет возможности его отклонить, астрономы и моделисты орбит в NASA проведут тысячи симуляций, в некотором роде аналогичных прогнозированию погоды или ураганов, чтобы предсказать, где он, вероятно, приземлится. К счастью, Земля является океаническим миром, и 71 процент поверхности планеты покрыто морями, поэтому есть хороший шанс, что многие камни не ударят в сушу. (Хотя, если камень достаточно крупен, возможно, не так важно, где он приземлится.)
NASA ежегодно обнаруживает примерно 500 астероидов шириной более 460 футов — достаточно крупных для вызова хотя бы значительного регионального разрушения. (На июнь 2023 года обнаружено 10 502 из примерно 25 000 астероидов диаметром более 460 футов, оцениваемого в общей сложности.) Важно отметить, что NASA находит все астроиды большого размера, а не только те, что движутся к нашей планете. Опасной ситуация будет считаться только тогда, когда шанс удара астероида по земле будет выше одного процента.