Как для чего зачем и когда упал метеорит
Метеориты: от убившего динозавров до Челябинского «гостя»
Среди мириад звезд, которыми устлано космическое пространство, есть внеземные космические объекты, находящиеся в постоянном движении. К ним относятся: метеорит, болид, метеор, комета и астероид. Некоторые из них преодолевают атмосферу Земли, падая в океан или на сушу, другие – сгорают или взрываются до соприкосновения с поверхностью планеты. Об этих внеземных телах и их особенностях – в материале 24СМИ.
Что такое метеорит и чем отличается от метеора?
Метеоритом называют космический объект, что достиг Земли, не сгорев и не распавшись в её атмосфере. Скорость движения рассматриваемого внеземного тела составляет от 11 до 70 км/с.
Затрагивая классификацию движущихся в космосе объектов, имеющих отношение к рассматриваемой теме, требуется отметить следующие виды:
Отталкиваясь от вышеизложенного, стоит сказать, что главное отличие метеорита от метеора состоит в том, что первый достигает поверхности Земли, а второй сгорает при входе в ее атмосферу.
Виды метеоритов
По составу метеориты делятся на три группы:
Метеориты получают свои названия в зависимости от места приземления, как, к примеру, Тунгусский или небезызвестный Челябинский метеорит.
Куда упал метеорит, убивший динозавров?
Луна, обладающая атмосферой, что в миллионы раз менее плотная, чем земная, подвержена частому падению метеоритов. Впоследствии осколки некоторых из них отправляются в сторону Земли – их нередко видят на небе и называют «падающими звездами».
Астрофизики, проанализировав данные с 1860 по 2018 год, сделали вывод, что крупные небесные тела, размеры которых схожи с Челябинским метеоритом (15-20 м), приземляются на Землю раз в 25 лет.
Космический объект летел под углом 60°, что является наихудшим сценарием по причине чрезмерного количество выброшенных соединений серы и углекислого газа, а также последствий: по расчетам ученых, метеорит вызвал цунами с высотой волны в 50-100 м.
За счет временного совпадения с эпохой существования динозавров падение как раз этого внеземного тела и называют причиной, убившей прежних обитателей Земли. Это предположение сделано в 1970-е годы Альваресами, семейством ученых, физиком Луисом и его сыном, геологом Уолтером.
Также они обнаружили на территории падения высокое содержание иридия, что ориентировочно прибыл из космоса. Гипотеза Альваресов получила отклик в среде научного сообщества, а в 2010-е годы, когда ученые получили подтверждение, что то событие привело к долговременным последствиям для биосферы Земли, гипотезу начали считать главенствующей.
Известные метеориты
Самым большим метеоритом, зафиксированным человечеством в докосмическую эру, считается Гоба – его масса равна 60 тоннам, а диаметр 3 м. Местом на карте, где было обнаружено небесное тело, является Намибия – событие произошло приблизительно 80 тыс. лет назад. Космическое тело было найдено сравнительно недавно – в 1920 году хозяин фермы Гоба-Уэс в процессе вспахивания своих земель обнаружил большой металлический объект. Метеорит Гоба с момента своего обнаружения потерял 6 тонн и на 84% состоял из железа, а в 1955 году его отнесли к национальному наследию страны.
Часть метеорита Фукан, выставленная в Венском музее естественной истории / Wikimedia/Wolfgang Sauber(Xenophon)
Метеорит Фукан, найденный в одноименном городе в Китае в 2000 году, возможно, является самым красивым внеземным телом, найденным человеком. Рассматриваемый небесный объект относится к типу палласитов, а в его структуре находятся золотистые кристаллы оливина, а также «соты» никеля и железа. Считается, что он образовался 4,5 млрд лет назад в процессе формирования Солнечной системы.
Тунгусский феномен
В июне 1908 года близ реки Подкаменная Тунгуска на территории Российской империи произошло падение космического объекта: небо озарилось яркими вспышками света, цвет явления, согласно комментариям очевидцев, был красным, желтым и белым. Люди, очутившиеся рядом с Тунгусским метеоритом, предположительно упавшим на Землю, жаловались на сильный жар.
Звуки от взрыва слышались на расстоянии 1000 км от эпицентра, результаты взрывной волны зафиксированы сейсмографами в разных уголках планеты, а деревья, расположенные на площади 2000 км^2, оказались вырваны с корнями. Датчики демонстрировали мощность взрыва, равную 20-40 Мт в тротиловом эквиваленте. Несмотря на дальнейшие исследования, ученым не удалось обнаружить материю, что подтверждала бы предположительное столкновение космического тела с Землей.
Челябинский «гость»
Это метеорит, упавший в России – в Челябинске в феврале 2013 года в результате распада в земной атмосфере астероида. Событие сопровождалось рядом ударных волн, распространившихся по Челябинской области, а также стало причиной разрушения ветхих сооружений и увечий среди 2 тыс. человек местного населения. Согласно оценке NASA, мощность в результате взрыва небесного тела составила от 350 до 500 кт.
Осколки внеземного объекта обнаружены в нескольких местах Челябинской области, а наибольшие части космического тела, масса которых равна 654 кг, в 2013 году найдены в озере Чебаркуль, один из них помещен в Государственный исторический музей Южного Урала.
Сколько стоит метеорит?
Еще в Древнем Египте люди с особым вниманием относились к металлам, содержащимся в найденных ими метеоритах, считая их дарами Богов, а также использовали для создания ювелирных украшений. До 40-х годов прошлого века, рассматриваемые небесные тела размещались в музеях и научных университетах, а начиная с 1946 года в США началась их продажа – событие привлекло коллекционеров, инвесторов и людей, которых впоследствии начали называть «охотниками за метеоритами».
Если для ученых внеземные объекты представляют научный интерес, так как с их помощью возможно более детально узнать о новой материи и времени, когда она образовалась, то для охотников метеориты – хороший способ наживы.
Поиск
Три главных способа поиска метеоритов:
С 2019-го и вплоть до нынешнего, 2021 года, инженеры из США занимаются тестированием системы обнаружения следов метеоритов при помощи дронов, оснащенных камерами и распознающих вспышки, исходящие от космических тел в момент их падения. Инновационный подход пока не дал значимых результатов, вместе с тем отмечается, что метод совершенствуется и вскоре выйдет на новый уровень.
Метеориты занимают умы не только ученых, инвесторов, ювелиров и охотников за наживой, но и простых людей, что с замиранием сердца следят за тем, как небесные тела сгорают в атмосфере Земли в считанные секунды, оставляя за собой яркий огненный шлейф и ощущение соприкосновения с бескрайним космосом. Но научному сообществу нужно не забывать, что вместе с красотой метеорит несет реальную угрозу для человечества. Поэтому задача по обнаружению внеземных тел на ранних стадиях их приближения к Земле никогда не должна исчезать с повестки дня.
Угрозы из космоса: погибнет ли человечество от столкновения с астероидом
В конце мелового периода на Землю упал метеорит, уничтоживший динозавров. Прошло уже более 66 млн лет, но космос по-прежнему остается непредсказуем, даже несмотря на то, что люди совершили большой скачок с точки зрения инноваций и почти сделали путешествие в космическое пространство возможным для каждого.
Столкновение с Землей: как ученые определяют уровень опасности астероидов
Столкновение Земли с опасными космическими объектами не возникает, когда они движутся по одной траектории, но в разный момент времени. Сейчас исследователи космоса отмечают четыре наиболее опасных астероида, траектории которых пересекаются с Землей:
Астрономы ранжируют астероиды по Палермской шкале — особой шкале опасности. Самым опасным до 2021 года считался Apophis (2004 MN4), диаметр которого около 325 м. Его среднее сближение с Землей — примерно 31 тыс. км от поверхности планеты (примерно 1/10 расстояния от Земли до Луны). Ученым удалось выяснить, что в ближайшие 100 лет астероид не опасен — он, скорее всего, пролетит мимо.
Опасные космические объекты: от астероидов до межзвездных объектов
Астероиды — не самые опасные космические объекты. Их можно пересчитать, а так как они движутся в ограниченной области солнечной системы (в главном поясе астероидов, между орбитами Марса и Юпитера) по почти круговым орбитам, за ними еще и легко наблюдать. На сегодняшней день открыто более 1 млн астероидов: все — в диаметре крупнее километра. Телескопы нового поколения с широким полем зрения позволяют следить за этими космическими объектами.
Кометы более опасны и непредсказуемы. Они прилетают из самых далеких областей Солнечной системы, куда солнечные лучи уже не проникают, поэтому заметить кометы невозможно. Они движутся вокруг Солнца по вытянутой орбите, и при приближении к нему у нее появляется хвост длиной в миллионы километров. В тот момент, когда комету заметят, пройдет уже два-три года, как она пролетела мимо Земли: обезопасить ее движение для поверхности планеты за такой маленький срок невозможно. Кометой оказался известный Тунгусский метеорит, столкнувшийся с поверхностью нашей планеты в районе реки Подкаменная Тунгуска в 1908 году. Тунгусский метеорит повалил деревья на площади, равной площади Москвы.
Самый опасный космический объект — межзвездный. Он не связан силой тяготения с какой-либо звездой. Впервые межзвездный объект обнаружили в 2017 году: в пространстве около Солнца заметили тело из другой (неизвестной нам) планетной системы. Оно на огромной скорости пронеслось близко к Земле и получило название 1l/Oumuamua (C/2017 U1), что на языке Гаити означает «первый вестник издалека». По форме межзвездный объект напоминает огромную вытянутую сигару. Некоторые предполагали, что межзвездный объект мог быть даже кораблем пришельцев.
Еще один объект, который был потенциально опасен, так как неожиданно пролетел близко к Земле — комета Борисова (Borisov), открытая с помощью самодельного телескопа Геннадием Борисовым, инженером Крымской лаборатории Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга МГУ. Это первая известная межзвездная комета.
Другие космические объекты — метеоры и метеориты. Метеоры мелькают и сгорают в земной атмосфере. Метеориты падают на поверхность Земли.
Как предотвратить столкновение астероида с Землей: распыление опасных объектов и эффект Ярковского
Первое, что нужно сделать человечеству — строить телескопы и обсерватории. Большой телескоп может увидеть космический объект задолго до его приближения к орбите Земли. Наземный телескоп должен быть оснащен очень большим сегментом зеркал диаметром в 39,3 м.
Существует несколько способов отражения астероидной атаки, но одним астрономам с ней не справиться — нужно мобилизовать силы для создания мощного технологического изобретения: например, лазерной пушкой, либо ракетной пушкой, которая была бы заряжена ядерными бомбами, превращающими космический объект в пыль.
К сожалению, наблюдая за космическим пространством в телескоп, нельзя точно определить, где находится цель: сквозь толстый слой воздуха она выглядит размытым сияющим пятном. Один из вариантов предотвратить столкновение астероида с Землей — отметить космический объект маркером (например, радиомаячком), который позволит заметить его и отслеживать движение. Радиоастрономы намного точнее наводят свои телескопы, чем оптические астрономы.
Радиоастрономия исследует электромагнитное излучение космических объектов.
Оптическая астрономия наблюдает за космическими объектами с помощью телескопов, способных принимать видимый свет.
Известно несколько тысяч астероидов — значит, надо запустить несколько тысяч ракет, которые подлетят к ним, закрепив радиомаячки. Несколько лет назад так уже сделали. Японское космическое агентство в 2014 году запустило к орбите астероида Ryugu космический аппарат Hayabusa-2, а через два года США запустили к орбите Bennu (1999 RQ36) автоматическую межпланетную станцию OSIRIS-Rex, которая села на астероид в 2019 году.
Bennu потенциально является одним из самых опасных космических объектов. Его диаметр — 560 м. Для сравнения высота Empire State Building — 443 м, а Эйфелевой башни — 324 м. Предположительно, Bennu приблизится к Земле в 2175–2199 годах, но его траекторию еще можно изменить с помощью ядерных зарядов. Вероятность столкновения астероида с Землей раньше, в 2023 году, составляет 0,04%.
Солнечные лучи — один из вариантов воздействия на астероид. Конечно, они оказывают слабое влияние на космические объекты, но даже такая сила в течение многих лет может постепенно увести астероид с опасной траектории. Самый сильный эффект солнечных лучей был открыт в 1900 году московским инженером и естествоиспытателем Иваном Яровским. Он выяснил, что тепловое излучение придает астроиду дополнительную силу ускорения. Представьте: солнечный свет нагревает дневную поверхность Земли, но в самом теплом состоянии поверхность Земли оказывается вечером. Остывая, планета отдает в космос инфракрасное излучение, которое работает как реактивный двигатель (в фантастических романах его называют фотонной ракетой). Эффект Ярковского влияет на тела диаметром до десяти метров. Получается, что если астероид темного цвета посыпать мелом, который отразит лучи и не позволит его поверхности нагреться, можно усилить впитываемость солнечного света и ослабить эффект Ярковского. Если посыпать угольной пылью, астероид впитает солнечный свет — давление уменьшится, но усилится эффект Ярковского.
Астероид, который положил конец динозаврам: как это было
Почти все знают, что 66 миллионов лет назад на Землю упал астероид, который вроде бы привел к гибели динозавров. Однако это падение привело к загадочным последствиям. Где росли армии деревьев, вытягивающих свои ветви к небу, словно спасаясь от зарослей папоротников и кустарников, ухвативших их за корни, остались только обгоревшие стволы. Вместо непрекращающегося гула насекомых и криков гигантских динозавров остался только свист ветра, пронзающего тишину. Наступила тьма: голубое, зеленое, желтое и красное, танцующее под солнцем, все было выжжено.
Падение астероида на Землю могло привести к катастрофе
Что убило динозавров
Вот что произошло, когда гигантский астероид в десять километров шириной упал на нашу планету 66 миллионов лет назад.
«За несколько минут или даже часов пышный и живой мир превратился в тихий и опустошенный, — говорит Дэниел Дурда, планетолог Юго-Западного исследовательского института в Колорадо. — Особенно в области тысяч квадратных километров вокруг места удара — все было уничтожено начисто».
Собирая по частям головоломку этого падения, ученые наметили долгосрочные последствия метеоритного удара. Он унес жизни более трех четвертей всех видов животных и растений на Земле. Самыми значительными жертвами стали динозавры — но многие из них сохранились в виде птиц.
Но расписать все по деталям, особенно то, что последовало за падением и что позволило некоторым видам выжить, оказалось куда более сложной задачей.
Полуостров Юкатан в Мексике
Впервые о том, что динозавры были уничтожены ударом астероида, заговорили в 1980 году. На тот момент эта идея была спорной. Затем в 1991 году геологи обнаружили место падения — кратер диаметром 180 километров на полуострове Юкатан в Мексике. Кратер назвали Чиксулуб в честь ближайшего города.
Куда упал астероид, убивший динозавров
Кратер было сложно найти, потому что он находится под землей. Северная часть также была далеко от берега, погребенная под 600 метров океанских отложений.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
В апреле 2016 года ученые начали бурение на километр вниз в морской части кратера, чтобы извлечь образцы керна длиной в 3 метра. Группа ученых проанализирует извлеченные образцы, чтобы выявить изменения в типе породы, крошечные окаменелости и, возможно, даже ДНК, заключенную в камне.
«Скорее всего, мы найдем бесплодный океан в эпицентре сразу же после удара, а потом, возможно, увидим, как жизнь возвращается», говорит Шон Галик из Института геофизики Техасского университета, участвующий в бурении.
Некоторые вещи можно было узнать и без бурения кратера.
Например, учитывая размеры кратера, ученые подсчитали, как много энергии должно было высвободиться при ударе.
Используя эту информацию, Дурда и Дэвид Кринг из Института Луны и планет в Техасе смоделировали точные детали столкновения и предсказали, какая цепочка событий могла при этом произойти. Ученые смогли протестировать этот сценарий с помощью окаменелостей и проверить, насколько точны прогнозы.
«Все эти расчеты проводились кропотливо, — говорит палеоботаник Кирк Джонсон, директор Смитсоновского национального музея естественной истории. — Вы можете построить сценарий, в котором идете от момента падения, последней секунды мелового периода, а после пошагово движетесь через минуты, часы, дни, месяцы и годы после события».
И эти исследования рассказывают катастрофическую историю.
Цунами в Мексиканском заливе после взрыва
Что произошло при падении астероида
И все же эти региональные последствия сами по себе не вызвали глобального массового вымирания.
Плазменный шар, окутавший Землю
Когда астероид упал, он выпарил большой кусок земной коры. Над местом падения факелом выросли обломки, улетающие в небо. «Был огромный, расширяющийся шар плазмы, который проник в верхние слои атмосферы, в космос», говорит Дурда. Факел расширялся на запад и на восток, пока не укрыл целую Землю. Затем, будучи гравитационно связанным с планетой, он пролился обратно в атмосферу.
По мере остывания он конденсировался в триллионы капель стекла диаметром в четверть миллиметра. Они устремились к поверхности Земли с огромной скоростью и так сильно разогрели верхние слои атмосферы в некоторых местах, что на земле вспыхнули пожары. «Мощное тепло от повторно входящего выброса создало эффект жара на планете, — говорит Джонсон. — Теперь у вас есть печь».
Сажа от пожаров, в сочетании с пылью от удара, заблокировала свет лучей Солнца и погрузила Землю в долгий, темный, зимний мрак.
Астероидная пыл покрыла поверхность Земли
В течение следующих нескольких месяцев крошечные частицы осыпались на поверхность, скрывая целую планету слоем астероидной пыли. В настоящее время палеонтологи могут увидеть этот слой, сохранившийся в палеонтологической летописи. Это мел-палеогеновая граница, поворотный момент в истории нашей планеты.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
В 2015 году Джонсон прошел пешком 200 километров оголенного мел-палеогенового слоя в Северной Дакоте в поисках окаменелостей. «Если заглянуть под слой, можно увидеть динозавров, — говорит он. — Но если смотреть выше, никаких динозавров».
После падения астероида не осталось ничего
В Северной Америке, до удара Чиксулуб, окаменелости нарисовали картину пышных лесов, между которыми текли реки, и густого подлеска из папоротников, водных растений и цветущих кустарников.
Тогда климат был теплее, чем сейчас. На полюсах не было ледяных шапок, и некоторые динозавры бродили по северным землям Аляски и далеко на юге на Сеймуровых островах Антарктиды.
«Мир был так же биологически богат и разнообразен, как и все, что мы видим вокруг сегодня, — говорит Дурда. — Но впоследствии, и особенно возле места падения, среда стала похожей на лунную. Пустынной и бесплодной».
Последствия падения астероида
Последствия падения астероида ученые вывели, изучая мел-палеогеновый слой, который нашли в 300 местах по всему миру.
Пожары уничтожили всю растительность
«В отличие от любого другого геологического процесса, падение астероида происходит мгновенно. Все это не было растянуто на сотни или десятки миллионов лет. Все это произошло мгновенно, — говорит Джонсон. — После того как мы определили слой мусора в ударном кратере астероида, мы можем уходить ниже и выше, сравнивать, что было до и после».
Ближе к месту удара животные и растения погибли либо от выжигающих температур, от диких ветров, от землетрясений, цунами или валунов, падающих с неба. Дальше, даже на другой стороне земного шара, виды страдали от цепной реакции вроде отсутствия солнечного света.
В тех регионах, где живая среда не была уничтожена пожарами, температуры уничтожили еду для животных, а кислотные дожди испортили запасы воды. Что еще хуже, мусор в воздухе привел к тому, что на поверхности Земли стало так же темно, как и в неосвещенной пещере, поставив точку в фотосинтезе и уничтожив пищевые цепочки.
По мере того, как растительность ушла, травоядным стало нечего есть. Если травоядные умирают, становится нечего есть плотоядным. Выжить стало невозможно. Все, что не сгорело, умерло от голода.
Кислотные дожди, пепел, отсутствие солнечного света погубили растения
Окаменелости показывают, что не выжило ничего больше енота. Небольшие существа получили шанс, поскольку их обычно больше, они меньше едят и могут быстрее воспроизводиться и адаптироваться.
Пресноводные экосистемы, в принципе, чувствовали себя лучше сухопутных. Но в океане все пошло прахом, все пищевые цепочки коллапсировали.
В то время как длинная зима остановила фотосинтез, ее воздействие было больше в том полушарии, которое вступало в период вегетации. «Если вы находитесь в начале лета в северном полушарии, например, и вам выключают свет во время вегетационного периода, возникают проблемы».
Окаменелости указывают на то, что в Северной Америке и Европе после этого ада было лучше всего. Это говорит о том, что в северном полушарии начиналась зима, когда упал астероид.
Но даже в наиболее пострадавших районах жизнь вскоре поползла обратно.
«Массовое вымирание — это палка о двух концах. На одном конце: что убило жизнь. На втором конце: какие способности нужны были растениям и животным, чтобы выжить, развиться и восстановиться?».
Анализ почвы и изучение окаменелостей проливают свет на то, что было до и после
Восстановление заняло много времени. Потребовались сотни, если не тысячи лет, чтобы восстановить экосистемы. Ученые предполагают, что в океанах потребовалось три миллиона лет, чтобы органический материал смог вернуться к нормальной жизни.
Как и после лесного пожара сегодня, папоротники быстро заселили обгоревшие места. В экосистемах, которые избежали нашествия папоротников, преобладали заросли водорослей и мхов.
В тех районах, которые избежали худших разрушений, некоторые виды выжили, чтобы заново заселить планету. В океанах выжили акулы, крокодилы и некоторые виды рыб.
Исчезновение динозавров означало, что открыты новые экологические ниши. «Именно миграция млекопитающих видов в эти пустые экологические ниши привела к тому обилию млекопитающих, которое мы наблюдаем в современном мире», говорит Дурда.
Дизонавры поги бли, но гнекоторые млекопитающие выжили
Когда ученые будут бурить кратер этой весной, они снова будут пытаться получить более четкое представление о том, как сформировался кратер, и о последствиях падения для климата.
«Мы сможем осуществить более качественный анализ изнутри кратера, — говорит Джонсон. — Узнаем много нового о распределении энергии и особенно о том, что случается с Землей, когда на нее падает нечто таких размеров».
Кроме того, ученые взглянут на минералы и трещины в породах и попытаются понять, что там могло жить. Бурение поможет нам понять, как восстанавливалась жизнь.
«Наблюдая за тем, как возвращается жизнь, можно найти ответы на пару вопросов, — говорит Галик. — Кто вернулся первым? Что это был за вид? Когда появилось эволюционное разнообразие и как быстро?».
Хотя многие виды и отдельные организмы погибли, другие формы жизни начали процветать в их отсутствие. Это двойная картина бедствия и возможности повторялась многократно в течение всей истории падений Земли.
В частности, вполне вероятно, что если бы астероид не ударил Землю 66 миллионов лет назад, ход эволюции был бы совершенно другим — и люди могли не появиться. «Иногда я говорю, что кратер Чиксулуб стал тиглем человеческой эволюции», говорит Кринг.
Если бы не астероид, то ход эволюции мог быть совсем иным
Он также предположил, что падения крупных астероидов могли помочь жизни зародиться.
Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.
Когда астероид упал, сильное тепло вызвало сильную гидротермальную активность в кратере Чиксулуб, которая могла продолжаться 100 000 лет.
И она могла позволить термофилам и гипертермофилам — экзотическим одноклеточным организмам, которые процветают в горячих, химически обогащенных средах — обосноваться внутри кратера. Бурение позволит проверить эту идею.
С самого своего рождения Земля регулярно подвергалась бомбардировкам. В 2000 году Кринг предположил, что эти удары создали подземные гидротермальные системы вроде тех, что, возможно, сформировалась в кратере Чиксулуб.
Эти горячие, химически богатые, влажные места могли дать начало первым формам жизни. Если это так, то жароустойчивые гипертермофилы были первыми формами жизни на Земле.