Астероидная опасность – миф или реальность

Размещено на http://www.allbest.ru/

Астероидная опасность - миф или реальность

Лабытнанги, 2008 год

Введение

Гипотеза о глобальных катастрофах, резко изменявших биосферу Земли, возникла давно. Еще Ж. Кювье, известный французский естествоиспытатель начала XIX века, считал, что в основе геологического развития Земли лежат катастрофические события. Гипотеза подвергалась критике, но в связи со стремительным развитием космических исследований и аналитической техники идея о роли катастроф в истории биосферы вновь стала предметом серьезного внимания ученых. В конце 70-х годов группа американских исследователей во главе с Л. Альваресом, заинтересовавшись причинами «великого мезозойского вымирания», обнаружила в пограничных мел-палеогеновых осадочных породах аномально высокие содержания «космического» элемента -- иридия. Они высказали предположение, что 66 миллионов, лет назад -- на рубеже мелового и палеогенового периодов -- Земля столкнулась с гигантским метеоритом, основательно нарушившим все процессы в биосфере. В дальнейшем повышенные концентрации иридия в пограничных отложениях мела и палеогена были обнаружены во многих местах земного шара. В некоторых из них были найдены и кусочки кварца такой модификации, которая возникает только при очень сильных ударах. Аналогичные признаки ударов из Космоса обнаружены также и в пограничных слоях, разделяющих отложения других геологических периодов. Всё это привело к мысли о том, что именно катастрофические метеоритные удары могли быть причиной резких внезапных изменений биосферы в течение всего времени ее существования и что такие столкновения Земли с крупными космическими телами не исключены и в будущем.

Основная часть

Целый ряд дошедших до нас из тьмы прошлого сообщений говорит о грандиозной катастрофе, постигшей в недавнем прошлом землю и уничтожившей якобы почти всё человечество. Память об этом трагическом событии хранят почти все народы мира. Трудно сейчас отыскать ученого, который сомневался бы в том, что наша планета пережила в не столь отделенные времена страшный катаклизм. Последствия этого события слишком очевидны. Можно считать, что сам факт глобального наступления моря на сушу (трансгрессия) в четвертичном периоде (антропогене) доказан окончательно. Споры теперь ведутся и иной плоскости: отчего, когда и как произошел катаклизм? Закономерен он или случаен? Возможно ли его повторение? Некоторые сторонники наиболее популярного и обоснованного варианта о космической причине рассматриваемой катастрофы считают, что подобное событие может повториться.

Особую опасность в этом отношении представляют малые планеты -- астероиды или метеоры, проходящие вблизи Земли. Так, открытый в 1937 году астероид Гермес может приближаться к ней на расстояние менее 1 миллиона километров. В 1976 году на расстоянии «вытянутой руки» -- 1,15 миллиона километров -- около Земли прошел безымянный астероид диаметром около 1 километра. В начале 80-х годов с помощью аппаратуры, установленной на искусственном спутнике Земли, был открыт астероид «1983 TB», который, по расчетам английских ученых, может в 2115 году приблизиться к нам на расстояние более близкое, чем Луна, и упасть на Землю. И наконец, в марте 1989 года малая планета «1989ГС», имеющая поперечный размер около 800 метров, пролетела возле нашей планеты на расстоянии не больше I миллиона километров. Для астрономов это была полная неожиданность. Если бы эта каменная глыба врезалась в Землю, то по своей мощности удар от этого был бы равен взрыву более 20 тысяч водородных бомб и, возможно, уничтожил бы несколько миллионов человек. Падение астероида в океан вызвало бы приливные волны в сотни метров высотой.

Из вышеприведенных примеров ясно, что подобные или значительно более мощные по энергетике космические столкновения вполне вероятны в истории Земли, особенно если брать во внимание временные промежутки в несколько тысячелетий. Можно перечислить здесь еще, по меньшей мере, несколько достаточно серьезных гипотез о столкновении Земли с неким космическим телом в «допотопные времена». Как бы ни отличалась в деталях одна гипотеза от другой, все они в той или иной мере опираются на триаду последовательности событий. Сначала падение «яркой звезды» -- астероида, метеора, кометы или глыбы льда. Затем гигантская катастрофа -- землетрясения, извержения вулканов, пожары, ураганы. И наконец, опускание части суши -- Всемирный потоп.

Длительные промежутки времени с холодным и сухим климатом на всей Земле - толстый панцирь ледников на значительных пространствах суши - характерная особенность четвертичного периода, в котором мы живем сейчас. Не случайно его иногда называют ледниковым периодом. Причины материковых оледенений еще однозначно не выяснены. Достаточно сказать, что объем ледникового покрова Земли в недавнем прошлом составлял от 60 до 100 миллионов кубических километров. В результате такого колоссального перераспределении воды (консервация в ледниках) уровень Мирового океана понижался в то время на 100--160 метров.

Последнее материковое оледенение Северной Европы окончилось 10 -- 12 тысяч лет назад. Оно совпало с началом голоцена -- послеледниковой эпохи. Многие ученые высказывают мнение, что именно в преддверии голоцена, т. е. 13--14 тысяч лет назад. Землю постигла последняя глобальная катастрофа, изменившая и очертания земных материков, и судьбы многих народов. Имеются весьма многочисленные факты, которые подтверждают такое предположение.

Грандиозная катастрофа, случившаяся с Землей 13,5 тысячи лет назад, опустила, считает, например, зав. лабораторией Института кибернетики АН УССР Ю. Каныгин, занавес на предшествующую историю человечества. Имеются веские основания предполагать, что в результате этого катаклизма была сметена высокоразвитая цивилизация. Используя гипотезу о столкновении Земли с космическим телом, можно объяснить многое...

1. Малые планеты

И так малые планеты, иначе именуемые астероидами, числом во много десятков тысяч, можно рассматривать вместе с малыми телами Солнечной системы. Однако их совокупность образует кольцо, лежащее близ основной плоскости Солнечной системы, занимая место между Марсом и Юпитером, которое вполне могло бы принадлежать самостоятельной планете. Заслуживает внимания гипотеза о том, что они и представляют собой обломки некогда существовавшей пятой (считая от Солнца), сравнительно небольшой планеты земного типа. Гипотеза эта основывается на некоторых общих свойствах орбитального движения астероидов. Впрочем, существует довольно много астероидов, преимущественно малого размера и малой массы, движение которых выпадает из общих закономерностей: одни из них в афелии забираются далеко за орбиту Юпитера, а другие в перигелии заходят внутрь орбиты Марса, Земли и даже Меркурия. Это так называемая группа Аполлона. В нее входят астероиды Эрот, Аполлон, Гермес, Амур, Икар, Географ и Фаэтон. Орбиты этих астероидов уникальны:

Рисунок 1

Орбиты остальных астероидов подвержены значительным возмущением от гравитационного воздействия больших планет, главным образом Юпитера. Особенно сильные возмущения испытывают небольшие астероиды, что приводят к столкновениям этих тел и их дроблению на осколки самых разнообразных размеров - от сотен метров в поперечнике до пылинок.

Открытия астероидов продолжаются и сейчас. Их число перевалило за 4000.

Среднее арифметическое больших полуосей орбит первых 807 (а значит, и наиболее крупных) астероидов составляет 2,805 а. е. Эта величина почти точно совпадает с предсказанной Тициусом. Время, за которое астероиды пробегают свой годовой путь, различно и составляет от 3 до 9 лет.

Размеры первых четырех астероидов - Цереры, Паллады, Юноны и Весты - составляют соответственно 1025, 583, 295 к 245 и 555 км. Самые маленькие из учтенных астероидов - всего с километр, т. е. сравнимы с небольшими земными горами. Вероятно, число малых планет, доступных наблюдению с Земли, около 100 000, а их общее число должно составить сотни миллионов, Астероиды время от времени сталкиваются, дробятся и рассеиваются по всей Солнечной системе. Около 2% астероидов не принадлежат к поясу малых планет и движутся по более вытянутым орбитам

Первая малая планета вне пояса - Эрос - была открыта в 1898 г. В перигелии Эрос оказывается в 22 млн км от орбиты Земли. Вторым астероидом с похожей орбитой оказался Амур, открытый в 1932 г., который подходит к земной орбите на 15 млн км. Внутрь орбит Земли и Венеры проникает Аполлон, обнаруженный еще через несколько месяцев. Расстояние между Аполлоном и нашей планетой может составлять всего 3 млн км. Одна из самых известных малых планет открыта в 1949 г. это Икар. Подобно герою известной греческой легенды, он устремляется к Солнцу. В перигелии Икар с огромной скоростью проносится мимо Солнца на расстоянии, в два раза меньшем радиуса орбиты Меркурия, раскаляясь при этом с поверхности до 600⁰С! Именно такие астероиды и представляют определенную опасность для нашей планеты. Астероиды, подходящие к земной орбите на расстояние меньше 0,1 а. е., принято называть астероидами, сближающимися с Землей (АСЗ), Зная размеры астероидов и их среднюю плотность (она, как и у метеоритов, составляет чаще всего 3,5 г/см³), можно определить массу малых планет. Наиболее массивный астероид в 5000 раз легче земного шара. Даже общая масса миллионов астероидов, по-видимому, не превышает тысячной доли массы Земли. Сегодня их известно около 400. Лишь у половины из них орбиты определены с достаточной точностью. Ежегодно открываются новые потенциально опасные астероиды (АСЗ). Их размеры от нескольких метров до 40 км, причем с уменьшением размеров число астероидов более чем квадратично возрастает (в степени 2,4). Степенное увеличение числа объектов с уменьшением их размеров свидетельствует о том, что астероиды, кометы и метеориты являются продуктами дробления.

Какая часть АСЗ нам известна? Это зависит от их размеров и отражательной способности. Считаются полностью открытыми темные астероиды поперечником больше 14 км и светлые - от 7 км. Астероидов вдвое меньшего диаметра открыто около 35%. Малых планет диаметром больше 4 и 2 км (соответственно темных и светлых) известно только 15% и всего^:7% АСЗ размером 2 и 1 км! А ведь столкновение с такими астероидами может вызвать как минимум региональную катастрофу. Всего же, по данным Э. Бауэла, АСЗ с поперечником более 1 км может быть около 2100, а более 2 км - 400. Рано или поздно некоторые из них могут столкнуться с Землей.

2. Когда может случиться катастрофа

С какой периодичностью могут случаться столкновения, способные вызывать катастрофические последствия? Еще в 60-х гг. известный польский астроном Ян Гадомский на основе своих вычислений опубликовал таблицу астероидной и кометной опасности:

Таблица 1

Поскольку число астероидов и комет тем больше, чем меньше их масса, реже всего должны происходить катастрофы глобального масштаба. Современные представления о частоте возможных катастрофических столкновений в зависимости от размеров ОСЗ показаны на графике.

Рисунок 2. Зависимость числа астероидов от их размер

Как известно, при столкновении Земли с небесным телом первый удар принимает на себя наша атмосфера. Дальнейшее зависит от скорости встречи, от угла входа падающего тела в атмосферу, от его массы и состава. Каменистые тела поперечником около 150 м на высотах 5-10 км подвергнутся взрывному дроблению, при этом взрывная волна вызовет разрушение в радиусе нескольких десятков километров.

По новейшим расчетам Института теоретической астрономии (ИТА РАН), за миллион лет Земля может 1-2 раза столкнуться с телом диаметром около 1 км, что породит бедствие регионального масштаба.

Глобальную катастрофу может вызвать встреча Земли с объектом диаметром порядка 2 км. Вероятность такой катастрофы на два порядка меньше - она может случиться в среднем один раз за 100 млн. лет. Масштабы катастрофы могут зависеть и от места падения ударника. В Институте физики Земли РАН ученые провели анализ и расчеты последствий падений астероидов в истории Земли. Они пришли к выводу, что в некоторых случаях удары приходились в геологических напряженной области. В результате освобождалась сейсмическая энергия и происходил взрыв на порядок более мощный, чем просто от столкновения. В этом случае геологические слои ведут себя подобно закаленному стеклу, которое, как известно, может взорваться от слабого, но резкого удара. Коротко говоря, не дай Бог, чтобы удар "небесного ядра» пришелся на сейсмоопасный район, где давно не случалось землетрясения. А представьте себе, что даже относительно небольшой 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.

3. Всемирная служба космической безопасности

Опасность глобальных космических катастроф впервые была осознана в связи с математическим моделированием ядерного конфликта, академиком Н.Моисеевым (СССР) и Карлом Саган (США).

Первые шаги в этом направлении уже сделаны. В 1991 г. на генеральной ассамблее Международного астрономического союза в Буэнос-Айресе был сформирован специальный координирующий орган. В Санкт -Петербурге на базе ИТА РАН создан Международный институт проблем астероидной опасности. В Риме видными специалистами в этой области учрежден международный фонд «Космическая стража». Среди основателей фонда - и наши учёные. В России и в других странах проходят международные конференции, посвященные проблеме астероидной опасности. Последняя международная конференция «Космическая защита Земли» состоялась в г. Снежинске.

Важнейшими задачами всемирной службы космической безопасности могут стать:

Продолжение теоретических исследований.

Учет крупных астероидов и комет, которые могут столкнуться с Землей.

3.Организация системы контроля с цепью обнаружения и отслеживания с помощью наземных и космических средств метеороидов, мелких астероидов и комет, падение которых может вызвать катастрофу местного характера.

Создание ракетно-ядерной системы, которая обеспечит перехват опасных космических объектов естественного и искусственного происхождения с целью изменения их орбиты или уничтожения.

Организация службы контроля и безопасности в околоземном пространстве с целью предотвращения «дорожно-транспортных» происшествий в ближнем космосе.

Меры защиты могут быть активные и пассивные.

Пассивные меры предполагают заблаговременное обнаружение опасных небесных объектов, слежение за ними, оценку возможных последствий столкновения, эвакуацию населения и ценностей, защиту наиболее важных объектов на Земле.

Анализ движения ОСЗ, орбиты которых точно известны, показывает, что в ближайшие десятилетия столкновения не будет. Однако полностью учтены только достаточно крупные объекты. Перед создаваемой сейчас международной службой слежения ставится задача обнаруживать небесные тела, способные вызвать глобальную или региональную катастрофы, хотя бы за несколько оборотов до возможной встречи с ними.

Более перспективны наблюдения ОСЗ с помощью космических телескопов; их можно проводить круглосуточно и во всех областях спектра. Это позволяет наблюдать более слабые объекты по всему небу, даже рядом с Солнцем.

Активные способы защиты сводятся к уничтожению потенциально опасных космических объектов или к изменению их орбит. Конкретные меры защиты будут определяться в зависимости от имеющегося запаса времени до столкновения.

Проблема космической защиты может эффективно решаться только параллельно с изучением и освоение космоса. Начало этого пути уходит внезапные времена и продолжается сегодня…

астероид космический безопасность комета

Список используемой литературы

1. Порфирьев В.В. Астрономия - Москва «Просвещение» 1987

2. Мартынов Д.Я. Курс общей Астрономии - Москва «Наука» 1986

3. Алимов Р.В., Дмитриев Е.В. Противоастероидная защита Земли - Природа 1995

4. Войцеховский А.И. Виновница земных бед? - Москва «Знание» 1990

5. Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия- Москва 1961

6. Шуколюков Ю.А. Угрожают ли человечеству гигантские метеориы? - журнал Наука и жизнь 1992

7. Пшеничнер Б.Г. Космические опасности для земной цивилизации - газета физика 1998.

Размещено на Allbest.ru