Tajemnice kraterów uderzeniowych - Festiwal Nauki w Jabłonnie
Krater meteorytowy w rezerwacie Morasko - zimą (WikiPedia)Planetoidy, komety, bolidy… Nawet mały kawałek skały kosmicznej może zniszczyć totalnie całe połacie miast. Gdyby większy uderzył w Ziemię, rozmiary katastrofy mogłyby przerosnąć nasze wyobrażenia. Czy nauka może nas ochronić? Czy badacze zdążą nas ostrzec przed kolizją? Jakie jest prawdopodobieństwo zderzenia ciał lecących przez kosmos z Ziemią? O tym wszystkim mówił podczas Festiwalu Nauki w Jabłonnie dr Ryszard Gabryszewski z Centrum Badań Kosmicznych PAN.
ZAGROŻEŃ NIE BRAKUJE
Meteory stanowią dla Ziemi potencjalne zagrożenie nawet wtedy, kiedy ich średnica wynosi od kilku do kilkunastu metrów. Kiedy nad Czelabińskiem rozpadł się niewielki bolid, szyby stłukły się w wielu budynkach, a odłamki szkła raniły 1142 osoby. Wydarzenie poprzedziło zjawisko świetlne, nazywa się ono zjawiskiem meteorowym i powstaje, gdy ciało wejdzie w atmosferę planety. Większość małych ciał ulega niemal całkowitemu spaleniu w atmosferze. Jeżeli przetrwa i spadnie na Ziemię, nazywamy je meteorytem.
Zagrozić mogą nam również komety, stanowiące luźny, porowaty zlepek lodów i pyłów. Kiedy je oglądamy na nieboskłonie widzimy charakterystyczne warkocze, często błędnie nazywane ogonami. Jak tłumaczył dr Gabryszewski, komety przylatują z dwóch obszarów – bliższy to Pas Kuipera, drugi to obszar Obłoku Oorta. Obecnie możemy obserwować na sferze niebieskiej kometę ISON, istnieje prawdopodobieństwo, że gołym okiem będzie ją widać pod koniec listopada i na początku grudnia. Najbardziej niebezpieczne są planetoidy pochodzące z Pasa Głównego Planetoid. Są one bardzo zwarte, o nieporowatej strukturze, a co za tym idzie jest znacznie większe prawdopodobieństwo, że te ciała przetrwają podróż przez naszą atmosferę.
Do 1980 r. znano mało planetoid. Dziś znamy około 600 tys. planetoid. Boom obserwacyjny rozpoczął się po 2004 r. Pewne zagrożenia niosą ze sobą nieudane starty ciał wykonanych ręką ludzką.
ŚLADY KOLIZJI - KRATERY
Badacz oszacował, że do tej pory na naszej planecie zidentyfikowano ok. 170 dużych kraterów uderzeniowych. Wskazał, że jeden z największych to krater Vredefort w RPA, który powstał ponad 2 mld lat temu. Jego średnica wynosi ok. 300 km. Do naszych czasów zachowała się jedna czwarta tej struktury. Ale w słuchaczach wykładu festiwalowego najwięcej emocji wzbudził krater Chicxulub w Meksyku na półwyspie Jukatan. Jak mówił prowadzący, jego średnica to ok. 170 km, a wiek ok 65 mln lat, co oznacza, że powstał mniej więcej wtedy, kiedy na Ziemi zaczęły ginąć dinozaury.
„Czy te dwie rzeczy miały coś ze sobą wspólnego? Tak. W wyniku upadku tak dużego obiektu materiał wzniesiony do atmosfery utrzymuje się w niej przez kilka lat. Oznacza to, że przez kilka lat nie widać Słońca, zmiany klimatyczne zachodzą na całej Ziemi, zostaje przerwana wegetacja i łańcuch pokarmowy. Najbardziej cierpią zwierzęta największe, które potrzebują najwięcej pożywienia” – mówił dr Gabryszewski.
W Polsce mamy kilka kraterów – pozostałości po uderzeniach odłamków meteorytu. Najbardziej znane są w Morasko (dzielnica Poznania). Od 1914 roku na tym obszarze znaleziono ok. 600 kg masy meteorytowej i utworzono rezerwat. Dwa największe fragmenty zostały znalezione niedawno – ważyły 164 i 200 kg.
Najlepiej zachowanym kraterem na świecie jest krater Barringera w Stanach Zjednoczonych o średnicy 1,5 km. powstały po upadku planetoidy przed 50 tys. lat. Znane jest też miejsce po katastrofie tunguskiej. 30 czerwca 1908 r. jakieś ciało rozpadło się w atmosferze nad obszarem Syberii. Zniszczony został obszar w promieniu 40-50 km, ale brakuje krateru. To sugeruje, że mieliśmy do czynienia z rozpadem komety. Ziemia, ze względu na swoją aktywność geologiczną, nie jest zbyt dobrym miejscem do poszukiwania kraterów. Świetnie do obserwowania kraterów nadaje się nasz Księżyc oraz Merkury.
ROZMIARY KATASTROFY
Można się zastanawiać, co by się stało, gdyby planetoida spadłą na współczesne miasto. Jak stwierdził dr Gabryszewski, po uderzeniu w miasto przestałaby istnieć większa powierzchnia, niż wynika to ze średnicy krateru. Uderzenie planetoidy o średnicy 50 metrów z prędkością 20 km na sekundę sprawi, że obszar w promieniu do 10 kilometrów zostanie całkowicie spalony. Wskutek działania fali uderzeniowej zabite zostaną wszystkie duże istoty żywe w promieniu do 25 km. Powstanie też huragan niszczący mienie nawet do 40 km.
„Gdyby taka planetoida spadła na centrum Warszawy, pierwsze gruzy można by było zobaczyć tu, w Jabłonnie. Warszawy by już nie było...” – roztaczał wizję katastrofy naukowiec. Dodał, że nad Czelabińskiem rozpadło się małe ciało o średnicy najwyżej 20 m. Obiekt wszedł w atmosferę z prędkością ok. 20 km na sekundę. Dla porównania kula wylatuje z karabinu z prędkością 0,7 km na sekundę. Takie ciało wchodzi w atmosferę z prędkością 30 razy większą niż kula karabinowa.
Czy przy tak dużych prędkościach istnieje taka możliwość, żeby wojsko zestrzeliło ten obiekt? Jak stwierdził dr Gabryszewski, najszybsza antyrakieta zbudowana ręką ludzką porusza się ok. 10 km na sekundę. Nawet, gdybyśmy bardzo chcieli, to nie będziemy w stanie, nie będziemy mieli też odpowiednio dużo czasu. Prawdopodobnie jedyne co będziemy mogli zrobić, to ewakuować ludzi.
Każdej doby Ziemia bombardowana jest przez 25-200 tys. ton pyłu i cząstek o średnicy piasku. Mają na tyle duże prędkości, że w większości ulegają w całości spaleniu w atmosferze. Do Ziemi dociera 3-5 ton. Zdaniem wykładowcy ciała, których rzeczywiście powinniśmy się bać, to ciała wielkości od 1 km w górę. To one mogą powodować rozległe zniszczenia, tsunami, globalne zmiany klimatu. Na szczęście statystycznie „odwiedzają nas” raz na milion lat.
NA RAZIE NIE MAMY SIĘ CZEGO BAĆ
Obecnie uczeni znają całą populację dużych planetoid, choć liczba wszystkich planetoid stale rośnie. Czy rzeczywiście mamy się ich bać? Na szczęście nie. W ciągu najbliższych 30 lat potencjalnie zagrozić nam może 1429 obiektów. Nie oznacza to, że ciała te uderzą w Ziemię, a jedynie istnieje określone, niewielkie prawdopodobieństwo takiego zdarzenia. Według badaczy problemem są ciała o średnicy od kilku do kilkunastu metrów, które pojawiają się od strony Słońca – z kierunku, w którym nie jest w stanie patrzeć żaden teleskop, żaden instrument obserwacyjny. Na szczęście nie spowodują one strat globalnych, ale może się zdarzyć, że będą nas zaskakiwać podobnie jak bolid Czelabiński.
"Teoretycznie możemy temu zaradzić. W przyszłości będziemy w stanie przynajmniej część takich zagrożeń wyeliminować" – pocieszył słuchaczy dr Gabryszewski. Wyjaśnił, że jeżeli coś przecina orbitę Ziemi, to należy jego orbitę, poprzez zmianę prędkości albo masy zagrażającego nam ciała.
Wśród rozwiązań proponowanych przez naukowców znalazły się rozwiązania uwzględniające podział planetoidy poprzez wybuch ładunku nuklearnego, stworzenie układu podwójnego – czyli „dorobienie” planetoidzie księżyca, zamontowanie na powierzchni silnika jonowego, który przez wiele lat mógłby działać w kierunku prostopadłym do tego, w jakim planetoida się porusza. Najciekawszym pomysłem, nad którym pracuje ESA, jest pomalowanie planetoidy. Ma to wzmocnić tzw. efekt Jarkowskiego – uczonego, który przewidział, że światło słoneczne jest w stanie przepychać nawet duże asteroidy.
Jak zastrzegł dr Gabryszewski, wszelkie pomysły naukowców można stosować tylko do planetoid, bowiem komety poruszają się zbyt szybko. Gdyby to kometa stanowiła bezpośrednie zagrożenie, jedyne, co będziemy mogli zrobić, to ewakuować się z terenu przewidywanego zderzenia.
PAP – Nauka w Polsce, Karolina Olszewska
Przeczytaj więcej: 
