Валерий Гохман, DATA+
Все чаще стали говорить об угрозе столкновения Земли с массивным космическим телом, которое способно привести к катастрофе. И многие считают, что пришла пора серьезно задуматься о реальном создании системы отражения метеоритной атаки, а не только раскручивать эту тему в кинематографе (тот же «Армагедон» с Брюсом Уиллисом). Впрочем, такая система — это дело будущего, причем вряд ли ближайшего. А вот наблюдения за опасными небесными скитальцами ведутся уже сейчас многими странами, разными организациями, а также энтузиастами одиночками. Действует глобальный проект «Космическая стража» (Space Shield Foundation) по поиску и отслеживанию небесных тел, которые могут угрожать Земле. За последние 10 лет проведено три международные конференции “Космическая защита Земли”. Учёные всего мира исследуют метеоритную угрозу и методы борьбы с ней.
История развития представлений о метеоритах и о той опасности, которую они представляют для населения планеты, довольно длинная. Начало положил датчанин Тихо Браге, в 1577 г. он впервые догадался, что кометы — такие же космические тела, как Солнце или Луна. В 1682 г. швейцарец Якоб Бернулли высказал предположение, что комета может однажды столкнуться с Землей. Спустя 14 лет Вильям Вильсон рассчитал, что комета, пролетевшая в 1680 г., столкнется с Землей в 2255 г., приведя к концу света. К счастью, его расчет был неверен, он не учел влияния планет-гигантов на орбиту этой кометы. Но начало страхам было положено.
В 1794 году было официально признано, что рассказы о падении камней с неба вовсе не легенды, сложенные невежественными крестьянами или шарлатанами от лженауки, а самая что ни на есть реальность. Спустя два века, в 1906 г., американский инженер Д. Барринджер предположил, что упавший с неба камень может быть столь большим, что образует гигантскую воронку. Имелся в виду Аризонский кратер в районе Каньона Дьявола, США, образованного железоникелевым метеоритом весом в 5 млн. т. Сейчас в литературе он считается классическим. Воронка диаметром 1,2 км и глубиной 170 м возникла от обломка весом 63 тыс. т. При его ударе высвободилась энергия, эквивалентная взрыву 3,5 млн. т тротила. Через два года гипотеза Барринджера подтвердилась в районе Подкаменной Тунгуски. В 1922 г. астрономы приняли версию о том, что кратеры Луны образовались из-за столкновения с метеоритами, а в 1932 г. обнаружили первый астероид, Аполлон, орбита которого пересекает орбиту Земли.
Незваные гости
Труды историков, современные астрономические наблюдения, геологические данные, информация об эволюции биосферы Земли, результаты космических исследований свидетельствуют о фактах катастрофических столкновений нашей планеты с крупными космическими телами в прошлом.
Астероиды и кометы, орбиты которых пересекают орбиту Земли и представляют для нее угрозу, получили название опасных космических объектов (ОКО). Начиная с некоторых размеров, в зависимости от типа и скорости соударения, разрушение ОКО происходит вблизи поверхности Земли и имеет характер взрыва. Астероид размером в 60 м, упав на планету, взорвётся как водородная бомба. Столкновение с астероидом километрового диаметра вызовет пожары на территории около миллиона квадратных километров, миллионы тонн грунта будут выброшены в атмосферу и на многие месяцы закроют Солнце. Наступит так называемая ядерная зима, прекратятся процессы фотосинтеза, и всё живое будет гибнуть от отсутствия питания и холода. Если астероид упадёт в океан, образуется цунами огромной разрушительной силы.
Степень угрозы от столкновения зависит от количества ОКО того или иного размера и типа. В настоящее время открыто более трехсот ОКО размером от 10 м до 20 км, их число увеличивается на несколько десятков в год. По оценкам астрономов, общее количество ОКО диаметром более 1 км, способных вызвать глобальную катастрофу, составляет от 1200 до 2200, а флот ОКО размером свыше 100 м достигает 100 000 боевых единиц.
Хотя вероятность столкновения с ОКО, приводящего к глобальной катастрофе, невелика, но, во-первых, такое столкновение может произойти в следующем году точно так же, как и через миллион лет, а во-вторых, последствия будут как при глобальном ядерном конфликте. По оценкам астронома Дункана Стила, астероиды, достаточно крупные для того, чтобы уничтожить половину жителей планеты, сталкиваются с Землёй раз в 100 000 лет.
Вспомним, что в прошлом веке, помимо тунгусского, Земля еще не менее трех раз сталкивалась с крупными метеоритами. В 1930 г. один из них попал в Амазонию, вызвав взрыв мощностью в мегатонну и человеческие жертвы. В 1942 г. взрыв мощностью 3 килотонны случился на Сихотэ-Алине. А в 1972 г. в небе США и Канады пронесся «снаряд» размером в сотню метров. Если бы он попал в Землю, то мощность взрыва была бы 80 мегатонн. По оценкам ученых, локальные ЧС, подобные тунгусской, случаются раз в 80-200 лет. Более страшные катастрофы, к счастью, более редки, но и эффект от них больше. Например, на Марсе есть ударный бассейн Эллада, а на противоположной стороне планеты расположена система гигантских вулканов, самый большой из которых, Олимп, почти в три раза выше Эвереста. Есть гипотеза, что метеорит, вызвавший такую катастрофу, вполне мог быть причиной того, что ныне Марс — мертвая планета.
Звездный дождь с градом
На Землю постоянно поступает большое количество внеземного (космического) материала: космическая пыль и, значительно реже, обломки, которые можно обнаружить и распознать. Согласно оценкам, правда весьма противоречивым, — это 100-1000 тонн в сутки.
Метеориты остались от эпохи образования Солнечной системы. Исследователи различают находки и падения метеоритов. Первые — это тела, обнаруженные много позже их прилета на Землю, вторые обнаружены (и подняты) сразу после их падения. По составу они разделяются на каменные, железокаменные и железные. Подавляющее большинство найденных метеоритов каменные. Каждый из трех типов метеоритов подразделяется на классы. Среди железных установлены два класса: палласиты и мезосидериты. Палласиты состоят из минерала оливина, заключенного в никилистое железо. Мезосидериты — перекристаллизованные механические смеси силикатов, входящих в клетки металла. Среди каменных метеоритов различают хондриты и ахондриты. Хондриты получили свое название от хондр — специфических сфероидальных силикатных образований.
Имеются данные о том, что в прошлом метеоритные дожди могли достигать чрезвычайно высокой плотности и захватывали огромные площади, а их выпадение имело характер страшного стихийного бедствия.
Известно, например, что в Северной Америке, в районе п-ва Флорида, на побережье Атлантического океана произошло падение, по-видимому, одного из наиболее крупных астероидов. В штатах Северная и Южная Каролина аэрофотосъемка позволила обнаружить много круглых и овальных воронок, похожих на кратеры метеоритного происхождения. Крупных кратеров — около 140 тыс., в том числе около 100 диаметром более 1,5 км, а мелких более полумиллиона. Площадь, подвергшаяся камнепаду, — многие тысячи квадратных километров. Кратеры расположены дугой, в центре которой сейчас находится приморский город Чарлстон.
Следами падения крупных метеоритов на земной поверхности являются необычные кольцевые геологические структуры, получившие название «астроблемы» (звездные раны, от греческого astron — звезда и blema — рана). Внутри астроблем наблюдаются деформация пластов раздробленных пород, необычные минералы и другие признаки, свидетельствующие о мощном ударном взрыве.
В целом на Земле число известных очень крупных метеоритных кратеров невелико. В геологическом словаре 1973 г. говорится о 96 кратерах, а по современным данным, их более 120. «Новые» кратеры обнаружены в основном по космическим снимкам.
Самый крупный из достоверных метеоритных кратеров — Попигайская котловина на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Попигай, правого притока Хатанги. Размеры внутреннего кратера составляют 75 км, внешнего — 100 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад. Пучеж-Катунская впадина диаметром около 100 км, вероятно связанная с падением метеорита, выявлена с помощью геологической съемки и буровых работ вблизи Нижнего Новгорода. 50 км в поперечнике имеет Карский кратер на хребте Пай-Хой. Он заполнен образовавшимися при взрыве обломками пород, частично переплавленными и застывшими в виде стекловидной массы.
В ряду крупных космических явлений последних ста лет особое место занимает падение Тунгусского метеорита. Скорее всего, события 1908 г. вызваны кометой, двигавшейся навстречу Земле и взорвавшейся на высоте 5-10 км. Сила взрыва была в 100 раз больше чем в Нагасаки и Хиросиме. Скорость взорвавшегося тела с остаточной массой в несколько десятков тысяч тонн составляла 16-20 км/с, а температура при взрыве достигала 100 000°С. Горелый лес и ожоги, полученные немногими очевидцами, находившимися в сотнях километров от эпицентра, дают некоторое представление о термическом эффекте взрыва. Лес был выворочен на площади в 20 раз больше площади Москвы. Будь наклон траектории этой небольшой кометы чуть другим, она бы взорвалась над густонаселенным районом. Тогда размеры катастрофы и число жертв трудно было бы даже вообразить.
Впрочем, зафиксированных случаев падения крупных метеоритов на поверхность планеты, сравнительно немного. В период между августом 1972 г. и мартом 2000 г. спутники системы раннего предупреждения ВВС США зафиксировали 518 встреч метеоритов с Землей, при которых сила взрыва составляла не менее 1 килотонны в тротиловом эквиваленте (объекты диаметром от нескольких метров). Это в среднем 30 случаев в год. Подавляющее большинство этих метеоритов сгорело в верхних слоях атмосферы.
Ни одного случая гибели людей от мелких метеоритов до сих пор не известно. Но такая возможность отнюдь не исключена.
31 августа 1991 г. в Ноблесвиле (Индиана, США) метеорит упал около двух игравших на улице мальчиков. В том же году в Питерборо (Англия) метеорит буквально просвистел над ухом человека, работавшего в саду. 9 октября 1992 г. 9-килограмовый «космический гость» приземлился на автомобиль в американском городе Пиксилл (шт. Нью-Йорк). К счастью в автомобиле никого не было. 15 декабря 2001 г. странный грохот ночью разбудил жильцов одного из домов в австралийском городке Данбоган. На рассвете они увидели луч света из сквозной дырки в крыше, пробитой найденным внутри дома метеоритом величиной с вишню.
Не исключено, что метеориты таят в себе и другую смертельную опасность. Они могут заносить на нашу планету из космоса микроорганизмы, губительные для людей. Более того, по мнению Джереми Стоуна, нобелевского лауреата 1961 г. по биологии, попадание внеземных болезнетворных микробов на нашу планету возможно не только с метеоритами, но и с космическими аппаратами, совершающими мягкую посадку. Стоун возглавлял группу микробиологов под названием «Лесной пожар», а затем, в рамках программы НАСА, Комитет по изучению проблемы заражения Земли извне и выработке правил защиты.
Хотя метеоритная опасность – далеко не главный источник угрозы людям, но игнорировать ее, видимо, не стоит. Ведь падение одного крупного метеорита может привести к региональной или даже глобальной чрезвычайной ситуации.
Таким образом, фактов и эмоций в этой области накоплено несметное количество. ГИС помогает их структурировать и представить в удобной для восприятия и анализа форме. Вот один из примеров.
Метеориты в Северной Америке
Путеводитель по метеоритам Северной Америки – это карта, на которой нанесены места обнаружения более чем 1250 метеоритов и астроблем (метеоритных кратеров). Карта составлена Биллом Пеком, фотографом, картографом, ГИС- дизайнером, администратором базы данных и веб-сайта, любознательным энтузиастом и мастером на все руки из г. Симарон, шт. Нью-Мексико. Она была представлена на всемирной конференции пользователей ESRI и включена в картографический сборник ESRI MapBook, том 17.
Рис. 1. Карта «Гид по североамериканским метеоритам».
Для каждого метеорита приведены имя, масса, класс и другие характеристики, такие как поля рассеивания и подтвержденный год падения. Астроблемы размером более 20 км показаны в истинном масштабе. Карта покрывает континентальную территорию США, Мексику и часть Канады. Исходными материалами для составления этой карты послужили данные Каталога метеоритов Британского музея, журнала «Метеоритный бюллетень», публикации Университета Вайоминга. Данные проверялись, корректировались и сохранялись с помощью ГИС, а сама карта была подготовлена к печати в ArcView.
Классы метеоритов на карте кодированы буквами английского алфавита, а их масса показана кружками разного размера. Места падения обозначены красными кружками, места обнаружения — синими. Так, прописная буква i обозначает железный (iron) метеорит. На карте указаны зафиксированные места падения 7 железных метеоритов, хотя обнаружены их сотни. Метеориты этого типа легче идентифицировать. Каменные метеориты можно спутать с обломками горных пород, поэтому многие из них остаются незамеченными. Содержание в них металлов обозначается заглавными буквами H (много) и L (мало).
Рис. 2. Считающийся классическим Аризонский кратер, США, шт. Аризона.
Обнаружена корреляция мест нахождения метеоритов и экорегионов, выделенных на карте штриховкой, а также бимодальное распределение мест обнаружения железных и каменных метеоритов. Находки каменных метеоритов сконцентрированы на Великих равнинах в пределах степного экорегиона. Эта возвышенная, плоская территория с сухим климатом благоприятствует сохранности метеоритов на поверхности земли. В то же время, железных метеоритов здесь немного, в большем количестве они обнаружены в Аппалачских горах с их влажным климатом. Больше находок приходится на область южнее границы распространения древнего оледенения, поскольку ледники приносили с собой горный материал, выпахивали и затушевывали местную геологию.
В Алендо, Мексика, в 1968 г. зафиксировано падение самого крупного в Северной Америке метеорита весом более 2 тонн. При взрыве он разорвался на куски, раскиданные по пустыне.
 А |
 Б |
 В |
 Г |
 Д |
|
| Рис. 3. Найденные метеориты. А) брекчия «Бизон», упал в Канзасе в 1938 г., общий вес 11 кг; Б) «Борг» из Тафилалета, северо-восток Марокко; В, Г) два метеорита из Австралии; Д) фрагмент метеорита весом 330 кг, упавшего в 1960 г. в Западной Австралии. |
||
Новые метеориты ждут своих первооткрывателей, но, чтобы их увидеть, нужен зоркий глаз, хотя и металлоискатель не помешает. Дополнительную информацию о приведенных на карте метеоритах можно получить на сайте www.meteoritemaps.com. В планах автора составление подобных карт на другие регионы: Европу, Африку, Австралию.