Книга: Космос

Космические катастрофы: вероятность и возможные последствия

Космические катастрофы: вероятность и возможные последствия

Как часто могут случаться столкновения с катастрофическими последствиями? Поскольку число астероидов и комет тем больше, чем меньше их масса, реже всего должны происходить катастрофы глобального масштаба. Понятно, что при столкновении небесного тела с Землёй первый удар принимает на себя атмосфера. Дальнейшее зависит от скорости встречи, от угла входа падающего тела в атмосферу, от его массы и состава.

Метеорит поперечником до 10 м, скорее всего, настолько затормозится в воздухе, что просто выпадет на земную поверхность, не вызвав значительных разрушений. Падение космических «пришельцев» диаметром около 50 м уже приведёт к катастрофическим последствиям масштаба знаменитого тунгусского события 1908 г. Это будет катастрофа локального характера.

Каменистые тела поперечником около 150 м на высотах 5–10 км подвергнутся взрывному дроблению. Взрывная волна вызовет разрушение в радиусе до нескольких десятков километров. Тугоплавкие тела размером несколько сот метров пробьют воздух без заметного торможения и почти в целости врежутся в Землю. Практически вся их энергия движения обрушится на земную поверхность. Это приведёт к взрыву и выбросу массы вещества, в сто и более раз превышающей массу упавшего тела. Если с Землёй встретится рыхлое ядро кометы тех же размеров, то взрыв может произойти над поверхностью Земли.

Воздушный взрыв космических тел может привести к большим катастрофическим последствиям, чем их непосредственное столкновение с земной поверхностью. Расчеты показали, что высоты, на которых формируются условия для взрыва космических тел, сравнительно невелики и составляют для льда 10–30 км, для железа и базальта — 3–1 5 км. При падении тела поперечником 250 м выделится энергия, эквивалентная 1000 Мт, что приведёт к разрушениям на площади в миллион гектаров. Такие события могут происходить раз в 10 000 лет. Со стометровыми космическими объектами Земля сталкивается в два раза чаще — каждые 5000 лет.

Каждый миллион лет Земля может 1–2 раза столкнуться с телом диаметром около 1 км, что породит бедствие регионального масштаба. Геологические данные позволяют сделать вывод, что каждые 1 5–20 млн. лет Земля сталкивалась с космическими телами поперечником более 1,5 км. По современным представлениям, вероятность повторения подобных событий в будущем с такой периодичностью сохраняется.

Есть некоторая пороговая величина космического «ударника», больше которой на Земле с неизбежностью произойдёт глобальная экологическая катастрофа. Её возможный сценарий описан учёными. Анализ последствий ядерных испытаний показывает, что подобная катастрофа могла бы наступить при взрывах с энергией 105–106 Мт. Подобные же последствия может вызвать столкновение Земли с телом поперечником 1,5–2 км на скорости 20 км/с либо поперечником в 1 км при скорости 42 км/с. Столкновение нашей планеты с объектом большего размера может вызвать глобальную катастрофу. В этом случае от самого взрыва погибнут миллионы людей, обширные лесные районы будут охвачены пожарами, образуется огромная озоновая дыра, что вызовет повышение фона ионизирующего излучения и сопутствующие этому заболевания.

Такие значительные изменения природных условий на планете обязательно приведут к глобальному экологическому кризису, что критически повлияет на биосферу и драматически скажется на дальнейшей судьбе цивилизации.

^{Так могло выглядеть катастрофическое столкновение Земли (на ранних этапах её образования) с космическим телом поперечником в сотни километров}

^{Падение на Землю гигантского астероида в представлении художника}

^{Голубой росчерк оставил на снимке, сделанном 5 марта 1998 г., сближающийся с Землёй астероид} 

Вероятность такой катастрофы статистически очень мала — она может случаться в среднем один раз за сто миллионов лет. Масштабы катастрофы могут зависеть и от места падения «ударника». Скажем, если достаточно крупное тело упадёт в океан, то возникшее цунами и наводнения приведут к разрушениям на огромных территориях. Трудно вообразить, но расчеты свидетельствуют: если на поверхность океана, имеющего глубину 4–5 км, обрушится астероид поперечником 10 км, то образуется вал высотой 4–5 км. Эта водяная гряда, «разбегаясь», сохранит подобную высоту в акватории радиусом до 25 км. При размере «ударника» в 2 км от места катастрофы помчится километровый вал.

Удаляясь от места удара, круговая волна будет терять высоту обратно пропорционально своему радиусу. Например, в случае падения астероида диаметром 2 км даже на удалении от точки удара на 2000 км высота цунами составит 10 м. Помимо разрушительных последствий надо учитывать возникающие геофизические эффекты и физико-химические процессы в атмосфере Земли.

В Институте физики Земли учёные провели анализ и расчёты последствий падений астероидов. Они пришли к выводу, что в некоторых случаях удары астероидов приходились на геологически напряжённые области. В результате высвобождалась сейсмическая энергия, что вызывало взрыв на порядок более мощный. В этом случае геологические слои ведут себя подобно закалённому стеклу, которое, как известно, может взорваться от слабого, но резкого удара.

А представьте себе, что даже относительно небольшой космический объект врежется в атомную электростанцию! Это может привести ко второму Чернобылю. Не меньшую по масштабам катастрофу может вызвать попадание «ударника» в сооружения химического комбината или в хранилище отравляющих веществ.

Так что очень важно выяснить частоту «обстрела» Земли метеороидами, подобными Сихотэ-Алинскому метеориту. Эту задачу в последние годы успешно решает система американских спутников, запущенных на геостационарную орбиту. Первоначально система создавалась, чтобы контролировать ядерные взрывы и запуски ракет. Но уже давно она приобрела новое назначение. В 1995–1998 г. спутники ежегодно фиксируют около 30 ярких вспышек суперболидов.

Вот несколько примеров. 1 октября 1990 г. была зарегистрирована яркая вспышка над Тихим океаном с энергией 19–10⁶ МДж, что в несколько раз больше энергии атомных взрывов в Хиросиме и Нагасаки. Тщательный анализ спутниковых данных показал, что вспышка над Тихим океаном была вызвана не испытанием ядерного оружия, а разрушением в атмосфере Земли крупного космического тела. Вторжение самого крупного из замеченных со спутника метеорных тел наблюдалось 1 февраля 1994 г. над Маршалловыми островами. В тот день метеороид вошел в атмосферу со скоростью 24 км/с. Анализ данных показал, что суперболид за время полёта дважды испытал разрушение — на высотах 34 и 21 км. Масса «пришельца» была оценена в 400–500 т (примерно как у Сихотэ-Алинского метеорита), а энергия — около 170–10⁶ МДж. Но начальная скорость метеороида была почти в 2 раза больше, чем при падении метеорита в отрогах Сихотэ-Алиня. Поэтому он разрушился на большей высоте. Такие крупные метеориты, по-видимому, вторгаются в земную атмосферу раз в один-два года. Большинство из них не достигает поверхности Земли, поскольку железные метеорные тела среди них довольно редки. Их, напомним, всего около 5% от общего числа выпадающих метеоритов.

В последнее время многие специалисты ищут разные подходы к оценке вероятности космических катастроф того или иного масштаба.

На основе изучения притока космического вещества, начиная с микронных размеров и заканчивая объектами поперечником до 100 км, а также исследуя пространственное расположение орбит 600 АСЗ, были сделаны важные выводы. Пространственная плотность околоземных астероидов меняется в течение года в зависимости от расположения Земли на её орбите. Оказалось, что в сентябре-октябре населенность околоземного пространства сближающимися объектами на 30–50% выше, чем в другие месяцы. Соответственно именно в это время года выше вероятность столкновения Земли с опасными объектами. Это же время наиболее благоприятно для открытия неизвестных пока АСЗ. Причём при обследовании участков небесной сферы, противоположных Солнцу, вероятность обнаружения опасных объектов в 3–5 раз выше, чем в среднем по всем направлениям.

Интересно, что страховые компании США, ссылаясь на данные американских специалистов, в своей политике и практике исходят из того, что у отдельного человека риск пострадать от космической катастрофы не меньше, чем погибнуть в авиакатастрофе. Наши представления о сроках и вероятности космической угрозы корректируются по мере открытия и исследования новых опасных объектов.

За неделю до наступления нового тысячелетия на расстоянии, всего в два раза превышающем радиус лунной орбиты, мимо нас промчалось небесное тело размером около 50 м. Из-за малых размеров его удалось заметить лишь вблизи земного шара. Попади такой «камешек» в Землю — и мы стали бы свидетелями (если не участниками) локальной катастрофы. Хотя по оценкам специалистов, подобное может случаться на земном шаре раз в 100–200 лет (по другим данным — раз в тысячу лет).