Метеорит — красивое астрономическое явление или грандиозная катастрофа?

Окружающий нас космос не такой спокойный и безмолвный, как может показаться на первый взгляд. Спокойная, размеренная жизнь нашей планеты нередко прерывалась катаклизмами планетарного масштаба, связанными с визитами гостей из глубин космоса. Если земной шар самостоятельно  справлялся с последствиями таких свиданий, то для всего живого посылки из космоса носили фатальный характер. В истории Земли немало примеров того, как после падения крупного небесного тела кардинально менялись климат планеты и условия обитания. Один из таких незваных гостей, который положил конец динозаврам как виду, прилетел из далекого космоса 66 млн. лет назад.

Гибель динозавров

Район падения пришелся на полуостров Юкатан, глубоко вдающийся в Мексиканский залив. Сегодня на месте доисторической катастрофы остался гигантский кратер Чуксулуб, увидеть который можно только из космоса. Крупнейший метеорит в истории Земли, оказался астероидом размером с гору Эверест. Ученые подсчитали, что падение такого крупного небесного тела сопровождалось взрывом, мощность которого составляла 100 тератонн в тротиловом эквиваленте. Случись подобная катастрофа сегодня – человеческая цивилизация могла бы исчезнуть подобно доисторическим животным.

Кратер Чиксулуб

Падение метеоритов – случайность или закономерность

Кометы и астероиды

В космосе все придерживается определенного порядка. Каждое небесное тело, включая далекие звезды, Солнце и планеты занимают определенное место. Их движение относительно друг друга подчиняется законам гравитации и давно изучено. Однако в космическом пространстве существуют и мелкие объекты,  которым природа уготовила роль вечных скитальцев. Это астероиды и кометы – остаточный космический строительный материал, из которого формировалась Солнечная система. Эти небольшие по космическим меркам объекты и представляют для нашей планеты наибольшую угрозу.

Полет астероида к Земле

Что надо знать о метеоритах?

Для того чтобы успешно противостоять угрозе, которую таит в себе космос, мы должны знать ее природу, с чем нам или нашим потомкам придется иметь дело. Самый большой метеорит может оказаться осколком более крупного небесного тела, кометы или астероида, разрушившимся в ходе многолетнего путешествия в космическом пространстве. Однако чаще всего метеориты, которые падают на Землю, – это фрагменты метеорных потоков, регулярно курсирующих в пределах Солнечной системы.

Метеорные потоки

Метеорит является производным от слова метеор, т.е. является тем объектом, который упал на поверхность более крупного небесного тела. Такие гостинцы падают не только Землю. Луна постоянно подвергается нападению из глубин космоса, о чем свидетельствует многочисленные кратеры на прекрасном лике нашего спутника.

Пояс астероидов, находящийся между орбитами Марса и Юпитера, под действием сил гравитации этих планет регулярно выбрасывает в космос порции мелких небесных тел.

Крупный метеорит хорошо заметен во время своего движения в космосе. Мелкие метеориты становятся известными только после того, как их найдут. В связи с этим существует классификация космических скитальцев по способу обнаружения:

• падение метеорита – астрономическое явление в атмосфере планеты, наблюдаемое с Земли;
• метеорит-находка — объект, ранее упавший на Землю, обнаруженный человеком и изученный в ходе специальных исследований.

Регулярно на поверхность Земли из космоса прилетает до 5-6 тонн метеоритного вещества в сутки. В большинстве случаев это мелкие метеориты, вес которых варьируется от несколько сотен граммов до 2-4 кг. Основная часть падает на планету незамеченными. Крупный метеорит легче заметить на удаленном расстоянии от Земли, получив время на оценку ситуации. Сегодня NASA создала симуляцию поведения метеорита, получив возможность просчитать траекторию полета небесного тела и определить место вероятного падения.

Челябинский метеорит

Сказать, что подобная система работает надежно, будет преувеличением. Реальным подтверждением сложности обнаружения приближающихся к Земле небесных тел стало падение Челябинского метеорита, произошедшее 15 февраля 2013 года. Этот метеорит оказался фрагментом разрушившегося астероида массой 13000 тонн. До поверхности долетели только осколки метеорита общей массой 654 кг. Любопытен тот факт, что до появления метеорита в небе над Южным Уралом о нем даже не подозревали. Стоит ли говорить, чем бы обернулось сегодня падение на Землю объекта размерами с Тунгусский метеорит, упавшим в России 1908 года.

Тунгусский метеорит

Известные следы, которые оставили метеориты

Все найденные метеориты  — это твердые тела, сумевшие сохранить свою основную массу и объем после падения. Таким гостем стал метеорит Гоба — железная глыба весом 60 тонн и объемом 9 м³. Объект был найден в 1920 году в пустыне Намибии, и считается на сегодняшний день самым крупным из обнаруженных подобных объектов. Доказательством того, что падение произошло в доисторический период, является отсутствие кратера на месте столкновения. Естественная эрозия уничтожила следы катастрофы, хотя последствия такой катастрофы были чувствительны для всего африканского континента.

Для найденных метеоритов характерным признаком является наличие следов, как документальных, так и фактических:

• кратер Земли Уилкса диаметром в пять сотен километров;
• кратер Вредефорт диаметром 300 км, расположенный в Южной Африке;
• Маникуаган гигантский кратер размерами 100 км в поперечнике.

Кратер Попигай

Многие из перечисленных геологических объектов удалось обнаружить только из космоса. Не менее впечатляют другие места падения метеоритов. Самым известным и популярным является Аризонский кратер диаметром 1,2 км с четко обозначенной кальдерой.

Физика падения метеоритных тел

В зависимости от своего поведения во время полета и способа падения метеориты могут быть следующих видов:

• небесные;
• атмосферные;
• воздушные;
• упавшие.

Приближаясь к Земле на скорости 11-70 км/с, небесное тело испытывает колоссальные термодинамические нагрузки. Полет сопровождается ярким свечением и разогревом тела до температур в тысячи градусов. Соответственно происходит значительная потеря основной массы летящего объекта. Нередко метеорит не выдерживает больших нагрузок и распадается на мелкие фрагменты, поэтому масса метеорита, долетевшего до поверхности Земли, по факту оказывается значительно меньше, чем та, которая была до момента входа объекта в атмосферу.

Траектория падения метеоритов

К примеру, небольшой метеорит весом в 1-5 кг, скорость которого составляет 25 км/с, может сгореть полностью. Обычная такая судьба ожидает каменные или железные метеориты. Космические гости, в которых присутствуют частицы космического льда, как правило, распадаются в воздухе на мелкие частицы. Подобное явление сопровождается выпадением метеоритного дождя. С таким явлением человечество в очередной раз познакомилось 22 апреля 2012 года, когда над территорией США прошел метеоритный дождь. Падение с неба камней было связано с полетом метеорита Sutter Mill, который пронесся над штатами Невада и Калифорния со скоростью 30 км/с.

Метеоритный дождь в США

На поведение небесного тела влияет траектория полета. При вхождении в атмосферу планеты под большим углом высока вероятность того, что метеорит сгорит полностью. В тех ситуациях, когда тело несется к поверхности Земли под малым углом, шансы на столкновение увеличиваются. Разрушение небесного тела, летящего в атмосфере Земли, может носить катастрофический характер. Такое явление обычно сопровождается взрывами, в результате которых объект полностью теряет свою массивность и однородность. Тунгусский феномен — прекрасное доказательство такого поведения объекта: он взорвался на высоте 5-7 км над поверхностью.

Классификация метеоров по составу

Полет метеорита на большой скорости сопровождается значительным выделением кинетической энергии. Большая часть небесного тела испаряется, а оставшиеся фрагменты образуют глубокий и обширный кратер. При этом во время столкновения происходит большой выброс породы. Аризонский кратер — реальное подтверждение подобных процессов. Если космический гость совершает полет на небольшой скорости, значительного выделения энергии не происходит. Падение ознаменуется образованием воронки небольшого диаметра и сохранением самого небесного тела. Так было во время падения метеорита Гоба, который не оказал влияние на окружающий ландшафт и сохранился до наших дней.

Метеорит Ганседо

Примерами таких падений служат найденные метеориты, среди которых выделяются следующие образцы:

• метеорит Ганседо весом более 30 тонн, найденный в сентябре 2016 года;
• углистый метеорит Альенде;
• Зальцбургский параллелепипед – железный метеорит, найденный в отрогах Альп.

Среди перечисленных объектов присутствуют метеориты различного состава, который объясняет его природу. Для этой цели была введена классификация небесных гостей по составу, которая делит все упавшие метеориты на три группы:

• Каменные метеориты. К ним относятся хондриты и ахондриты, среди которых встречаются обыкновенные, углистые и энстатитовые;
• Железные;
• Железно-каменные тела. Среди них доминируют палласиты. Реже встречаются мезосидериты.

Современная наука утверждает, что каменные гости являются наиболее частыми для нашей планеты. На них приходится 98% всех фиксируемых падений метеоритов. Комбинированные небесные тела падают на Землю реже. Железные метеориты практически являются артефактами, которых найдены единицы.

Железный метеорит

Падение метеорита  — это всегда захватывающее и уникальное зрелище, однако хорошо, когда это происходит на безопасном от наблюдателей расстоянии. Гораздо печальнее будет та ситуация, когда Земля встретится с крупным небесным телом. Последствия для современной человеческой цивилизации будут катастрофическими.