Что такое метеориты?

      Комментарии к записи Что такое метеориты? отключены

Что такое метеориты?

    Ударная волна, появляющаяся при разрушении метеорита, способна принести куда больше бед, чем падение большого обломка. На фото — отверстие во льду озера Чебаркуль, предположительно пробитое куском челябинского метеорита. Не обращая внимания на то что метеориты выпадают на Землю частенько, статистика инструментальных наблюдений за вхождением в воздух малых небесных тел до тех пор пока недостаточна.

Пролетевший над Челябинском и наделавший в прямом и переносном смысле столько шума болид поразил всех своим ударной волной и невероятным свечением, которая крошила стекла, выносила ворота и срывала облицовочные панели со стенку. О последствиях писалось большое количество, значительно меньше говорилось о сути этого явления.

Дабы более подробно разобраться в процессах, происходящих с малыми небесными телами, встретившими на своем пути нашему планету, «ПМ» обратилась в Университет динамики геосфер РАН, где в далеком прошлом занимаются математическим моделированием и изучением перемещения метеороидов, другими словами небесных тел, входящих в воздух Почвы. И вот что нам удалось определить.

Выбитые из пояса

Тела, подобные челябинскому, происходят из главного пояса астероидов, что находится между орбитами юпитера и Марса. Это к Почва не так близко, но иногда пояс астероидов сотрясают катаклизмы: более большие объекты в следствии столкновений распадаются на более небольшие, и кое-какие из обломков переходят в разряд околоземных космических тел — сейчас их орбиты пересекают орбиту отечественной планеты.

Время от времени небесные камни вышибаются из пояса возмущениями, позванными громадными планетами. Как показывают эти по траектории челябинского метеорита, он воображал так именуемую группу Аполлона — группу малых небесных тел, двигающихся около Солнца по эллиптическим орбитам, каковые пересекают орбиту Почвы, причем их перигелий (другими словами ближайшее расстояние от Солнца) меньше перигелия земной орбиты.

Потому, что речь заходит значительно чаще об обломках, эти объекты имеют неправильную форму. Большая часть из них сложены из каменной породы, носящей наименование «хондрит». Это имя дано ей из-за хондр — сферических либо эллиптических вкраплений диаметром около 1 мм (реже — больше), окруженных обломочной либо мелкокристаллической матрицей.

Хондриты бывают различных типов, вместе с тем среди метеороидов видятся экземпляры и из железа.

Примечательно, что железных тел меньше, не более 5% от общего числа, но среди отысканных их обломков и метеоритов железо непременно преобладает. Обстоятельства несложны: во-первых, хондриты визуально трудноотличимы от простых земных камней и найти их не легко, а во-вторых, железо прочнее, и шансов прорваться через плотные слои атмосферы и не разлететься на небольшие осколки у металлического метеорита больше.

Немыслимые скорости

Будущее метеороида зависит не только от его размера и физико-химических особенностей его вещества, но и от скорости вхождения в воздух, которая может варьироваться в достаточно громадном диапазоне. Но в любом случае речь заходит о очень высоких скоростях, существенно превышающих скорость перемещения кроме того не сверхзвуковых самолетов, а и орбитальных космических аппаратов.

Средняя скорость вхождения в воздух — 19 км/с, но, в случае если метеороид входит в контакт с Почвой на направлениях, родных к встречному, скорость может быть около и 50 км/с, другими словами 180000 км/ч. Самой маленькой скорость вхождения в воздух окажется тогда, в то время, когда малое и Земля небесное тело будут двигаться как бы на соседних орбитах, рядом между собой, пока отечественная планета не притянет к себе метеороид.

Чем выше скорость вхождения небесного тела в воздух, тем посильнее нагрузки на него, тем дальше от Почвы оно начинает разрушаться и тем выше возможность, что оно разрушится, так и не долетев до поверхности отечественной планеты. В Намибии в окружении заботливо сделанного ограждения, имеющего форму мелкого амфитеатра, лежит огромная железная глыба, которая состоит на 84% из железа, и из кобальта и никеля.

Весит глыба 60 т, наряду с этим она есть наибольшим цельным куском космического вещества, когда-либо найденного на Земле. Метеорит упал на Землю около 80000 лет назад, не покинув по окончании падения кроме того кратера. Возможно, благодаря какому-то стечению событий скорость его падения была минимальна, поскольку аналогичный по массе и кроме этого железный Сихотэ-Алинский метеорит (1947 год, Приморский край) развалился на множество кусков и при падении создал целое кратерное поле, и огромную область рассеяния небольших обломков, каковые в Уссурийской тайге собирают до сих пор.

Что же в том месте взрывается?

Еще перед тем как метеорит упадет на землю, он может, как наглядно продемонстрировал челябинский случай, быть очень и очень страшным. Врывающееся в воздух на огромной скорости небесное тело генерирует ударную волну, в которой воздушное пространство нагревается до температур более 10 000 градусов. Излучение ударно-нагретого воздуха приводит к испарению метеороида.

Благодаря этим процессам его окутывает ореол светящегося ионизированного газа — плазмы. За ударной волной образуется территория большого давления, которое испытывает на прочность лобовую часть метеорита. По бокам же давление значительно ниже.

В следствии появившегося градиента давлений метеорит с громадной долей возможности начнет разрушаться.

Как именно это случится — зависит от конкретных размеров, особенностей и формы строения данного метеороида: трещин, углублений, полостей. Принципиально важно второе — при разрушении болида возрастает площадь его поперечного сечения, что мгновенно ведет к росту выделения энергии. Возрастает область газа, которую тело захватывает, все больше кинетической энергии преобразуется в тепловую.

Стремительный рост выделения энергии в ограниченной области пространства за маленькое время имеется не что иное, как взрыв. Как раз в момент разрушения быстро улучшается свечение болида (происходит броская вспышка). И скачкообразно растет площадь поверхности ударной волны и масса ударно-нагретого воздуха.

При взрыве конвенционального либо ядерного снаряда ударная волна имеет сферическую форму, но при с метеоритом это, само собой разумеется, не так. В то время, когда малое небесное тело входит в воздух, оно формирует условно коническую ударную волну (метеороид наряду с этим находится на острие конуса) — приблизительно такую же, как создается перед носовой частью сверхзвукового летательного аппарата.

Но отличие отмечается уже и тут: так как летательные аппараты имеют обтекаемую форму, а врезающийся в плотные слои болид совсем не обязан быть обтекаемым. Неправильности его формы создают дополнительные завихрения. С увеличением высоты плотности и уменьшением полёта воздуха аэродинамические нагрузки возрастают.

На высотах около 50 км они сравниваются с прочностью большинства каменных метеороидов, и метеороиды вполне возможно начинают разрушаться.

Любой отдельный этап разрушения несет с собой дополнительное энерговыделение, ударная волна получает вид очень сильно искаженного конуса, дробится, почему при пролете метеорита возможно пара последовательных приходов избыточного давления, каковые ощущаются на земле как серия замечательных хлопков. В челябинском случае таких хлопков было минимум три.

Действие ударной волны на поверхность Почвы зависит от траектории полета, скорости и массы тела. Челябинский метеорит летел по весьма пологой траектории, и его ударная волна задела районы муниципальный застройки только краем. Большая часть же метеоритов (75%) входит в воздух по траекториям, наклоненным к поверхности Почвы под углом более 30 градусов, в этот самый момент все зависит от того, на какой высоте случится основная фаза его торможения, в большинстве случаев связанная с резким увеличением и разрушением выделения энергии.

В случае если эта высота громадна, ударная волна дойдет до Почвы в ослабленном виде. В случае если же разрушение случится на более низких высотах, ударная волна может «зачистить» огромную площадь, приблизительно как это происходит при атмосферном ядерном взрыве. Либо как при ударе Тунгусского метеорита.

Как камень испарился

Еще в 1950-х годах для моделирования процессов, происходящих при пролете метеороида через воздух, была создана уникальная модель, складывавшаяся из детонационного шнура (имитирующего фазу полета до разрушения) и прикрепленного на его финише заряда (имитирующего расширение). Под моделью латунной поверхности закрепляли вертикально бронзовые проволочки, изображавшие лес.

Опыты продемонстрировали, что в следствии детонации главного заряда проволочки, сгибаясь, давали очень реалистичную картину вывала леса, подобную той, что наблюдалась в районе Подкаменной Тунгуски. Следы Тунгусского метеорита не найдены до сих пор, причем популярная догадка о том, что телом, столкнувшимся с Почвой в 1908 году, было ледяное ядро маленькой кометы, вовсе не считается единственно точной.

Современные расчеты говорят о том, что тело большей массы, входя в воздух, глубже погружается в нее до этапа торможения, и его фрагменты большее время подвержены сильному излучению, что увеличивает возможность их испарения.

Тунгусский метеорит в полной мере мог быть и каменным, но, раздробившись на довольно малый высоте, он имел возможность породить облако весьма небольших обломков, каковые от соприкосновения с раскаленными газами испарились. До почвы дошла только ударная волна, которая произвела на площади более 2000 км? разрушения, сопоставимые с действием термоядерного заряда мощностью 10−20 Мт.

Имеется в виду как динамическое действие, так и таежные пожары, порожденные световой вспышкой. Единственный фактор, что в этом случае не действовал, в отличие от ядерного взрыва, — это радиация. Воздействие фронтальной части ударной волны покинуло по себе память в виде «телеграфного леса» — стволы устояли, но ветви были обрублены все до единой.

Выделение энергии при разрушении челябинского метеорита считается, по предварительным оценкам, эквивалентным 300 кт тротила, что приблизительно в 20 раза больше мощности уранового «Малыша», скинутого на Хиросиму. Если бы траектория полета болида была близка к вертикальной, а место падения было нужно бы на городскую застройку, разрушения и колоссальные жертвы были бы неизбежны. Так как велик риск повторения, и нужно ли относиться действительно к метеоритной угрозе?

Нелишняя предосторожность

Да, ни один метеорит до тех пор пока, к счастью, никого не убил, но угроза с неба не столь ничтожна, дабы с ней не принимать во внимание. Небесные тела типа тунгусского падают на Землю приблизительно раз в 1000 лет, и это значит, что в среднем ежегодно они всецело «зачищают» 2,5 км? территории. Падение тела типа челябинского отмечено последний раз в первой половине 60-ых годов двадцатого века недалеко от островов Южной Африки — тогда выделение энергии при разрушении также составляло около 300 кт.

На данный момент перед астрономическим сообществом поставлена задача распознать и отследить на родных к земной орбитах все небесные тела размером более 100 м в поперечнике. Но бед смогут натворить и более небольшие метеороиды, тотальный мониторинг которых пока не представляется вероятным: для этого необходимы особые и бессчётные инструменты наблюдения. На сегодня вхождение только 20 метеороидных тел в воздух наблюдалось посредством астрономических инструментов.

Известен только один случай, в то время, когда падение довольно большого метеорита (поперечник около четырех метров) было предсказано приблизительно за день (он упал в Судане в октябре 2008 года). А в это же время предупреждение о космическом катаклизме кроме того за день — это совсем хорошо. В случае если небесное тело угрожает упасть на населенный пункт, за 24 часа поселение возможно эвакуировать.

И уж само собой разумеется, дней хватит на то, дабы лишний раз напомнить людям: если вы видите в небе броскую вспышку, нужно скрываться, а не прилипать лицом к оконному стеклу.

Главные этапы падения метеорита:

приближение к Почва, вхождение в плотные слои атмосферы, разрушение с резким ростом выделения энергии, выпадение обломков на Землю.

Шорох, которого быть не должно.

К тайным, связанным с большими метеоритами (болидами), относится феномен так называемых электрофонных болидов. В этом случае человек, замечающий пролет малого космического тела по небу, слышит некоторый доносящийся от болида шорох. Разумеется, что звуковая волна не имеет возможности долететь до уха наблюдателя так скоро.

Быть может, что шорох появляется при сотрудничестве идущего от болида электромагнитного излучения с окружающей наблюдателя земной поверхностью. Но что это за сотрудничество, неизвестно. По некоторым свидетельствам, электрофонный эффект наблюдался и при пролете челябинского болида.

Случайная мегабомба

Население Земли расселено по планете неравномерно, солидную часть площади планеты занимают океаны и малообитаемые территории, так что попадание большого метеорита в населенный пункт имеет не весьма большие шансы. Но при негативном стечении событий метеорит типа челябинского имел возможность бы нанести ущерб, сравнимый с результатами ядерной бомбардировки.

При попадании метеорита типа тунгусского в большой мегаполис последний был бы уничтожен. Процессы, происходящие при разрушении метеороида в плотных слоях воздуха, пара отличаются от взрыва заряда, складывающегося из тротила либо второй взрывчатки. При взрыве ВВ сперва по взрывчатке распространяется детонационная волна, а после этого плотные продукты детонации разлетаются в стороны и генерируют в воздухе ударную волну.

В метеорите взрывчатки нет. В силу собственной огромной скорости он, скорее, сам есть аналогом плотных продуктов взрыва. Ударная волна, которую он образует, имеет не сферическую, а условно приближенную к конической форму.

Статья «Космический гром» размещена в издании «Популярная механика» (№126, апрель 2013).

ЧТО, ЕСЛИ МЕТЕОРИТ упадет на ЗЕМЛЮ со СКОРОСТЬЮ СВЕТА?


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: