Цикл космических катастроф. Катаклизмы в истории цивилизации - Симон Уэрвик-Смит

Все изменилось в 1994 году, когда миллионы людей, замерев, наблюдали изображения НАСА, показывающие цепь ледяных глыб из примерно двадцати «ледяных пуль» кометы Шумейкера-Леви, летящих на Юпитер и оставляющих темные пятна от столкновений в верхних слоях атмосферы Юпитера. Самое большое пылевое облако, в две трети размера Земли, было образовано кометой размером 1,2 мили в диаметре — больше, чем большинство городов. Подобная комета могла попасть и в нашу Землю, и большинство ученых впервые признали, что угроза подобною серьезного столкновения существует и в наши дни. Столкновение с Землей, по всей видимости, создало бы такое же темное облако и временную «зиму от столкновения».

ПОД ПРИЦЕЛОМ

Современные исследования космоса выявили следующую опасность: мы живем в весьма «забитой» объектами и «пыльной» Солнечной системе — в своего рода тире для космической пыли и огромных комет, которые постоянно пересекают путь Земли, неся за собой хвосты из обломков. Мы можем непосредственно наблюдать это осенью в Северном полушарии и каждое лето в Южном полушарии, когда разноцветные дожди из метеоров, такие как Леониды, Персеиды и Тавриды, поражают наблюдателя ночными огненными представлениями. Только недавно астрономы Клубе и Напьер поняли, что это удивительное зрелище является результатом пролета остатков от распада массивной кометы, случившегося 20 тысяч лет назад. Клубе и Напьер подсчитали, что когда комета распалась, облако осколков несколько раз пересекало путь Земли через регулярные интервалы времени, причем эти моменты хорошо совпадают с изменениями, которые имеют отношение к «Событию». Тревожно то, что эти двое ученых считают, что угроза не прошла — осколки возвращаются, Они полагают, что мы только сейчас входим в самый опасный период времени с многочисленными «возвращениями», но подробнее об этом поговорим позже.

ГИГАНТСКИЕ СНЕЖНЫЕ ГЛЫБЫ

Ученые, изучавшие комету Шумейкера-Леви и другие кометы, обнаружили, что они представляют собой огромные как бы пушистые пылевые шары, состоящие из «независимых» ледяных частиц с разделяющим их большим пространством. Иногда они окружены почти черными углеродными оболочками. До сих пор не ясно, из чего состоят ядра, но похоже, что они каменные, железные или ледяные, Сделав много кругов вокруг Солнца, лед может превратиться в пар, оставив после себя стойкие к температуре углеродные соединения. Некоторые очень старые кометы могут состоять только из огромного черного стеклянного ядра.

При столкновении осколки кометы Шумейкера-Леви весили примерно столько же, сколько и спрессованный снег (примерно 0,25 г/см3). Как бы подтверждая это, космический корабль «Дип Импэкт» сообщил, что комета Темпел-Таттл «имела очень рыхлую структуру, которая была слабей, чем пылевидный снег». Один из ученых заметил в «Nature» (8 сентября 2005 года): «Вы, похоже, можете прорыть туннель от одной стороны до другой руками». Астроном Напьер и его коллеги (2004) сообщили, что подсчеты двадцати семи известных комет с длинным периодом дают возможность предположить, что их средняя масса аналогична массе кометы Шумейкера-Леви. Это означает, что половина из ниx тяжелее снега, а половина — легче. Логично задаться вопросом: как столь рыхлая комета из пыли могла стать столь опасной; метеориты состоят из камня и более массивны, так что они кажутся большей угрозой. Однако здесь надо учитывать скорость и масштаб. К примеру, если четырехдюймовый снежок попадет вам в голову, он может и не причинить вам особого вреда, но снежок в четыре фута определенно причинит. Более того, четырехдюймовый снежок, летящий со скоростью тысяча миль в секунду, может стать смертельным Кометы могут выглядеть как рыхлые снежки, но на самом деле они такими не являются.

МАЛЕНЬКИЕ КОМЕТЫ

Эти снежные кометы падают не только на Юпитер — на Землю они падают тоже. В 1980 году физики Луи Фрэнк и Джон Сигварт (1986,1997) сделали открытие: тысячи подобных снежных глыб входят в земную атмосферу каждый день. Из-за того, что эти объекты обычно составляют в диаметре всего несколько футов, ученые называли их «малыми кометами». Фрэнк и Сигварт предоставили фотографические свидетельства того, что миллионы снежных фрагментов попадают в земную атмосферу каждый год, хотя большинство комет испаряется до того, как достигают поверхности. Но бывают и такие, которые долетают до Земли. Такие легкие объекты ведут себя отлично от астероидов, так что давайте посмотрим, что происходит при их падении.

ЧТО БОЛЬШЕ — ПЛОТНОСТЬ КОМЕТ ИЛИ АСТЕРОИДОВ?

Основываясь на измерениях спутников и фотографиях, Фрэнк подсчитал массу этих небольших ледяных комет. Тогда как у льда плотность 1 г/см3, малые кометы имеют плотность только что упавшей легкой снежной «пудры» (0,05 г/см3). После изучения последствий падения Тунгусского метеорита в 1908 году некоторые ученые пришли к заключению, что прилетевшее тело могло быть легче снега. Для сравнения — железный астероид имеет в 800 раз большую плотность.

Сравним размеры двух объектов, которые, как это ни странно, на Земле будут весит одинаково. Эти объекты имеют одинаковый вес, но разный размер. Теперь давайте посмотрим на два случая столкновений, когда объекты имеют одинаковый размер. Если комета шириной в милю упадет на Землю, эффект будет значительно менее разрушительным, чем от падения железного астероида в милю шириной, поскольку он имеет в 400 раз большую плотность. Вес (или, точнее, масса объекта) помогает определить размер кратера. Поскольку комета намного больше, она создаст более широкий, но более мелкий кратер, чем метеорит.

Кометы являются не единственными объектами, которые могут иметь низкую плотность; подобные скалам, объекты могут также иметь низкую плотность, если в них много пустот. Одним из примеров этого является Гиперион, один из спутников Сатурна, который имеет примерно 155 миль а диаметре (250 км). Внешне Гиперион имеет необычный вид, показывающий, что он не состоит из камня. Гиперион двигается хаотически, что дает возможность предполагать, что у него низкая плотность. Имея внутри обширную систему каверн, он больше похож на мочалку, чем на камень. Если подобный объект упадет на Землю, эффект будет во многом отличным, чем от более плотного тела — он оставит намного более широкий и менее глубокий кратер,

ЭФФЕКТ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СТОЛКНОВЕНИЙ

В 1982 году ученые О’Киф и Эхренс из Калифорнийского технологического института подсчитали, что случится, если несколько типов небесных тел упадут на Землю.

Железный метеорит

Исследователи обнаружили, что если обычный метеорит высокой плотности упадет на Землю, то много энергии перейдет в Землю, расколет камень и выбросит содержимое во всех направлениях, как это видно на илл. 27.1. Вот что обнаружено относительно этого типа столкновения.

Илл. 27.1. Падение обычного метеорита привносит энергию в Землю, отчего раскалывается материковая порода и образуется глубокий кратер. По Мелоху (1989)

• Глубина и ширина кратера. Обычно кратеры имеют большую по отношению к ширине глубину.

• Форма небесного тела. Метеорит при падении создает кратер в виде таза.

Комета с низкой плотностью

Ученые исследовали, что случится, если комета низкой плотности, весящая как снежная «пудра», столкнется с Землей, как на илл 27.2. Эффект будет совершенно другой.

• Диаметр кратера. Кратер имеет примерно ту же ширину, что и комета.

• Глубина кратера. Независимо от диаметра кометы, даже если она составляет сотни миль, кратер всегда исключительно мелок.

Илл. 27.2. Столкновение с легкой кометой направляет много энергии вверх в атмосферу и оказывает слабый эффект на материковую породу, образуя неглубокий кратер. По О’Кифу и Эхренсу (1982)

Подобно «заливам Каролины», кратер в милю шириной мог быть только в несколько футов глубиной или еще меньше.

• Форма небесного тела. Когда комета входит в атмосферу, она часто разделяется на мелкие облака еще более низкой плотности.

Углеродные или каменные пылевые шары

Метеориты и кометы были не единственными объектами, которые подверглись анализу О’Кифа и Эхренса. В другом исследовании они подсчитали, что произойдет с пористым неледяным огнеупорным материалом (илл 27.3), имея в виду тело, состоящее из огнеупорных углеродных соединений или легкой каменной пыли. Они подсчитали, что пылевой шар должен быть таким же массивным, как пенополистирол. Столкновение с подобным телом будет во многом выглядеть как столкновение с легкой кометой.

• Ширина кратера. Ширина кратера примерно одинакова с шириной кометы