127,8
рейтинг
3 февраля 2015 в 11:29

Космические катастрофы могут быть еще катастрофичнее

Meteorcrater

Широко известна картина гибели динозавров от падения крупного астероида или кометы на Землю, в районе полуострова Юкатан, в Центральной Америке (на фото не он). Взрыв, цунами, пожары и прочие прелести глобальной катастрофы, которые так любит Голливуд. О чем говорят гораздо реже, это о том, что примерно в то же геологическое время, на противоположной стороне Земли начинается катастрофическое извержение вулкана.

Извержение это имело мощность несопоставимую со взрывами исторической эпохи. Если "обычное" извержение порождает вулкан или небольшой остров, то извержение 65 млн лет назад породило целое плоскогорье, которое сейчас занимает примерно треть полуострова Индостан — Деканское.

Ground view of mountains sculpted out of the Deccan Plateau

Геологическая датировка всегда условна, поэтому "примерно в то же время" можно трактовать как ±1 миллион лет. И геологи не торопятся связывать эти два события: удар из космоса и извержение с обратной стороны планеты. Обычно говорят, что динозавров убил не собственно астероид, а изменения климата, которые были вызваны и падением и извержением.

UPD. В комментариях в ЖЖ указали, что все-таки Деканские траппы начали извергаться до падения астероида на другой стороне Земли.

Примеры связи тяжелых космических столкновений и мощных извержений можно найти не только во времена гибели динозавров, и не только на Земле. А недавно появились и первые экспериментальные подтверждения.

Для начала о примерах.
На сегодня, самым крупным подтвержденным астероидным кратером — называемым астроблемой — на Земле является африканский Вредефорт. Его диаметр около 300 км и его можно рассмотреть даже на гуглокартах.

Vredefort

Так вот, диаметрально противоположным Вредефорту объектом на поверхности Земли является цепочка вулканов Гавайских островов.

Huaii

Тут еще нужно небольшое отступление в теорию вулканологии. Сегодня известно две причины образования вулканов: субдукция и мантийный плюм.

Субдукция — это встреча тектонических плит. От трения они нагреваются и расплавленный камень ищет выход на поверхность. Так формируются, к примеру вулканы Тихоокеанского Огненного кольца: в Индонезии, Филлиппинах, Японии, Курилах, Камчатке.



Вторая причина: т.н. "мантийный плюм" или "горячая точка". Под таким термином подразумевается горячая струя мантийного вещества, которая пробивается вверх чуть ли не от самого ядра планеты. При этом струя бьет из одной точки, и если над нею движутся континентальные плиты земной коры, то формируется целая цепочка вулканов, отличающихся друг от друга своим возрастом. Таким образом, в свое время Гавайи стали доказательством континентального дрейфа. Мне встречались исследования, согласно которым подобная цепочка вулканов некогда была в Карелии, но почти стерлась с лица Земли за давностью лет. Остался один Гирвас. Правда сейчас появляются гипотезы, что сама горячая точка тоже может “путешествовать”, тогда противостояние Вредефорт/Гавайи оказывается случайным.

Супервулканы Марса, непревзойденные во всей Солнечной системе, возникали как раз над горячими точками. К моменту их образования на Марсе уже не было движения материков, поэтому горячие точки находили лишь один выход, и формировался многокилометровый стратовулкан.

olymp

Именно на Марсе можно найти самые убедительные гипотезы возникновения горячих точек, в противоположном от астероидного удара месте.

Наиболее явный пример — вулканическое нагорье Фарсида, которое прямо противоположно самой большой астроблеме Солнечной системы — долины Эллада. Диаметр Эллады около 2,5 тыс. км, глубина 9 км. Не исключено, что этот масштабный удар причастен и к образованию Долины Маринера, которая соседствует с Фарсидой.

Другая заметная пара кратер/вулкан — это долина Аргир, которая противопоставлена вулканическому нагорью Элизий. Там тоже: второй по величине кратер Марса, и второе по величине нагорье, хоть оно и существенно меньше Эллады.

HellasArgire

Все вышеперечисленное — известные, в принципе, факты, которые замечали многие, но подвести под них строгое математическое обоснование никто не мог. Поэтому связь крупных астроблем и мантийных плюмов до сих пор является догадкой, не получившей убедительной научной аргументации.

Только недавно появились дополнительные факты в пользу гипотезы. Американские ученые провели моделирование удара небольшого, но быстрого тела, по более крупному.

sphere_impact

На стенде NASA Ames Vertical Gun Range стеклянную дробинку разогнали до скорости около 7 км/с (в 10 раз быстрее пули, но в 2 раза медленнее среднего астероида). Дробинка ударяла прозрачную акриловую сферу, и ученые изучали повреждения.

Вообще данное исследование касалось физики формирования рельефа планетоида Весты, поэтому ученые ограничились однородным шаром. Планета будет гораздо сложнее по устройству — для достоверного моделирования придется добавить ядро и кору. Но даже в пластиковом шаре, при мощном ударе, заметно нарушение структуры в прямо противоположном участке от места удара. Даже несмотря на то, что дробинка летела под углом 47 градусов (направление указано стрелкой).

Sphere1
Большой размер.

Дальнейшее цифровое моделирование позволило получить математическую модель ударного воздействия, наиболее соответствующую результатам эксперимента.

Sphere2

Похоже, что мощный удар по сфере формирует с обратной стороны зону ответного динамического воздействия. Ударная волна, расходящаяся от кратера, сходится в противоположной части планеты. Там повышается давление, которое может разогреть вещество мантии, и оно устремится вверх, прорываясь вулканом.

Таким образом, получается, что опасность падения крупного тела из космоса может привести к гораздо более серьезным последствиям, чем одиночный бадабум. С другой стороны, если гипотеза верна, то можно немного расслабиться в ожидании катастрофических извержений Йеллоустоунской кальдеры и ей подобных. Если с обратной стороны не прилетит ничего скоростного и массивного, то опасность уничтожения человеческой цивилизации снижается. Главное смотреть по сторонам и не проворонить очередного гостя из космоса.
Виталий Егоров @Zelenyikot
карма
1334,2
рейтинг 127,8
Zelenyikot
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (52)

  • 0
    Хорошо известна ГИПОТЕЗА гибели динозавров от падения крупного астероида. Причём это только одна из гипотез. И есть немало фактов, которые в неё не укладываются. Например, тот факт, что вымирание динозавров продолжалось куда дольше, чем предполагают сценарии одномоментной глобальной катастрофы.
    • +25
      Ну так падение крупного астероида привело к длительным климатическим изменениям. Никто не утверждает, что динозавров ударной волной зашибло.
      • 0
        Именно это я и имею в виду: период климатических изменений, вызванных единственной катастрофой, намного короче, чем период вымирания динозавров.
        • +3
          Если уж углубляться в вопрос, то нет пока уверенных доказательств быстрого или медленного вымирания динозавров, это до сих пор открытый вопрос.
          Хотелось бы услышать Ваши предположения по продолжительности климатических изменений и продолжительности вымирания динозавров.

          Кроме того (случайность ли, или это связано с упомянутым столкновением?) в этот момент растительная флора становится преимущественно цветковой, что вполне может в долгосрочной перспективе обеспечить вымирание растительноядных динозавров, а затем — и хищников.

          Ну и в качестве предположения: у нынешних рептилий пол часто зависит от температуры, в которой развивается яйцо, если такой особенностью обладали динозавры — и это могло сыграть роль.
          • 0
            Динозавры были скорее птицы(хотя и не совсем), чем рептилии
            • –1
              Динозавры не являлись птицами. И птицы, и млекопитающие — это потомки динозавров (птицы, «нормальные» млекопитающие и австралийские сумчатые произошли от разных предков).
              • +3
                Млекопитающие не могут быть потомками динозавров, они были их современниками
                • 0
                  Ты одновременно являешься и современником, и потомком своего дедушки.

                  Так и динозавры возникли на несколько миллионов лет до млекопитающих.
              • +3
                Сходите в палеонтологический музей: www.paleo.ru/museum/contacts/

                В одном из залов стоит скелет дейнониха(он, кстати, был с перьями как и многие другие динозавры) и скелет птицы Эмо, истребленной португальцами. После взгляда на эти два скелета, так и хочется предложить другим квест: «найди десять отличий». Кроме зубов, которых нет у Эмо, и клюва, которого нет у Дейнониха, как-то не находятся, ну и верхние лапы еще чуть отличаются.

                Такой же птичий киль, такие же задние ноги, такая же общая лёгкость и изящность скелета.
                • 0
                  А ещё большее количество динозавров было без перьев. Дейнониха относят к предкам птиц — разумеется, Вы обнаружили сходство. Но представляете себе, сколько всего видов динозавров существовало? И насколько они отличались по строению? Посмотрите, например, на те виды, которые ходили на четырёх лапах, или плавали в воде — будете утверждать, что и они похожи на птиц?
                  • 0
                    И они похожи на птиц. Просто по форме скелета.

                    В Палеонтологическом музее есть представители таксонов, близких и млекопитающим и птицам: это разные рептилии, у которых даже не было прямохождения (которое возникло независимо и у звероящеров, предков млекопитающих, и у динозавров с птицами)
    • 0
      Могу предположить, что пошел разрыв пищевой цепи (значительная гибель особей из одних видов не смогла покрыть потребность для других ну и так по цепи).
  • 0
    Если следовать данной логике, то достаточно мощный взрыв на одной стороне земли (например, подземный ядерный взрыв) также способен образовать вулкан на противоположной стороне. А тут есть над чем задуматься…
    • +5
      Если закопать в одном месте весь ядерный запас всего мира и подорвать, то какой-нибудь пшик с обратной стороны может и выйдет, но не больше.
      • 0
        Чиксулубский астероид же оценили в сотню тератонн, или около того?
      • +3
        А если ровно напротив Йеллоустоуна? :)

        вот бы сохраниться, попробовать и загрузиться обратно…
        • 0
          Кстати, а что у нас напротив него расположено?
          • +2
            Индийский океан. Относительно недалеко Французские Южные и Антарктические Территории.
          • 0
            Вы действительно думаете, что это прямо как спицей глобус протыкать?

            На самом деле тут важно не только «что у нас напротив него», а какой будет вектор приложения и масса тела.

            Я не уверен (не изучал тему), но скорее всего также повлияет динамика ядра земли, которое не является полностью симметричным и однородным и подвержено колебаниям.

            Так что задачка «что долбанёт на другой стороне планеты, если стукнуть камешком здесь?» немного сложнее чем просто акустика прохождения волн через Землю.
            • 0
              Это не я, а в статье, если слегка утрировать. А Вы, голубчик, ежель не умеете мысли читать, то и не делайте столь далеко идущих предположений.
              • 0
                Извините, миелофон сбоит видимо.
                А содержание статьи утрировать не стоит. Потому как, там и без того утрирована одна из гипотез происхождения хотспотов.
      • 0
        А уж если все китайцы одновременно подпрыгнут…
    • +2
      Если мне не изменяет память, энергия от падения средненького астероида превосходит потенциал всего вообще ядерного запаса планеты в разы. А крупные астероиды вроде чиксулубского и вовсе на порядки.
  • +1
    Когда-то, довольно давно, видел «моделирование» правда только в картинках и видео, возникновения Антарктического континента, от удара массивного объекта в противоположную часть Земли (Арктику). Хотя, судя по информации огромный ударный кратер, если это действительно он, находится как раз подо льдом в Антарктиде (тоже кстати включается в гипотезу о вымирании видов).

    Зелёный котик, расскажи ещё!!! :)
    • +4
      >Хотя, судя по информации огромный ударный кратер, если это действительно он, находится как раз подо льдом в Антарктиде

      А вот этот кратер связывают с пермским вымиранием и образованием сибирских траппов. Самое эпичное вымирание было — около 90% всех сухопутных и океанских видов, включая насекомых что вообще из ряда вон.
      • 0
        Эту-то гипотезу я знаю, меня больше интересовало как раз первое, про удар в «макушку» и выпуклость Антарктики.
  • +14
    По-моему, вполне очевидно. Хотя в планетарных масштабах это выглядит впечатляюще.
    При столкновении с плоской преградой происходит нечто подобное:
    Картинка
    image
    Удараня волна, отражаясь от противоположной поверхности, формирует область разряжения, которая отрывает куски материала и они летят дальше, даже если сквозного проникновения не было. Кстати, этот принцип использовался в первых противотанковых снарядах.

    • +1
      Ух ты, а можно каким-то образом рассчитать какая толщина на той стороне отслоится?
      • +1
        Половина длины волны, примерно. Отслоений несколько может быть.
  • 0
    Где-то видел мнение, что небольшие, но быстрые тела могут быть осколками нейтронных звезд, имея размеры от песчинки до камешка, умопомрачительную скорость и соответствующую массу. Утверждается, что они могут пройти сквозь планету насквозь. Говорят, было пару событий, когда вдоль предполагаемой траектории песчинки была зарегистрирована волна землетрясений 3-6 баллов.

    Хотелось бы услышать, насколько это реально, и не разнесет ли планету камень размером с офисный принтер.
    • +7
      Что-то слишком фантастическое мнение.
    • +4
      Кусочек нейтронной звезды не может долго существовать без нее самой. Нейтроны вне атома распадаются на протон, электрон и нейтрино.
      en.wikipedia.org/wiki/Neutron#Beta_decay_and_the_stability_of_the_nucleus
    • +3
      Маленькое количество вещества нейтронной звезды не создаст гравиполе, необходимое для его удержания. А что случится с отдельными нейтронами написали комментом выше.
    • 0
      chtoes.li/relativistic-baseball/

      Даже на околосветовой скорости булыжник не долетит до земли, а испариться из-за трения (хотя спецэффекты будут огого какие). Чем больше скорость, тем сильнее трение об воздух. А трение во время прохождения земной коры будет на порядки больше, так что сквозь Землю пройти не получится какой бы не была скорость. Единственный способ уцелеть — иметь большую массу, чтобы она долго испарялась, увеличение скорости только испортит ситуацию. Однако после удара частицы, у которой хватит массы, чтоб не испариться после прохождения Земли и скорости чтобы не затормозиться посередине, от планеты ничего не останется. Раз мы всё ещё тут — теория не верна.
      • +1
        Если уж обращаться к «Что если?», то вот этот материал более релевантен: chtoes.li/diamond/
        • 0
          Ну речь в изначальном вопросе шла про объекты поменьше, а не о 30-метровых метеоритах. В любом случае по обоим статьям выходит, что пройти сквозь Землю пассивным телом не получится без её уничтожения или хотя бы уничтожения всего живого на ней.
      • 0
        Кажется, где-то на астрофоруме считали, как раз не успеет испарится
  • +1
    Извиняюсь, если дилетантский вопрос. Давно хотел спросить — а вообще существуют какие-то исследования или статистика касательно того какой процент космического пространства вокруг земли находится под постоянным наблюдением? Какие, образно говоря, углы обзора у человечества в космосе. Какие объекты могут пролететь незамеченными / какие нет. Какова вероятность подобного. Понятно, что скорее всего зависит от размера объекта и скорее всего не велика, но интересны какие-нибудь цифры на тему.
    • +11
      Есть вот такое наглядное видео. Думаю, все параноики и выживальщики должны его очень любить :)

      Зеленые точки — обнаруженные астероиды, желтые — астероиды пересекающиеся с орбитой Марса, красные — с орбитой Земли.

      • 0
        Динамика впечатляет) Спасибо.
  • 0
    А сибирским траппам тоже что-нибудь соответствует?
  • +5
    Кстати, в этой идее как-то опускается тот момент, что в отличии от Марса, континенты на Земле двигаются, а следовательно то что расположено друг напротив друга сейчас, не было таковым миллионы лет назад.
  • 0
    В травмотологии есть такое понятие, как противоудар. Это когда бьют в лоб, а самые страшные повреждения мозга оказываются у затылка. Противоудар в планетарном масштабе… Эпичненько!
  • 0
    Если с обратной стороны не прилетит ничего скоростного и массивного, то опасность уничтожения человеческой цивилизации снижается. Главное смотреть по сторонам и не проворонить очередного гостя из космоса.

    Когда в атмосфере бушует пепел, намного легче проворонить астероид.
    • +1
      Надо об этом думать до появления бушующего пепла )
  • 0
    и не проворонить очередного гостя из космоса.


    А разве есть против него какие-то средства защиты, даже если мы его увидели?
    P.S. Ну не считая Брюса Уиллиса, конечно
    • 0
      Зависит от того за какое время мы его увидим. Сейчас уже не обязательно рассматривать астероид на подлете. Достаточно обнаружить его издалека, чтобы рассчитать траекторию, и понять, что лет через 10-15 он станет опасным. За такое время можно успеть подготовиться. А в целом средства борьбы очевидны: ядерное оружие как самое простое решение. С многокилометровыми уже сложнее, а размером до 300-500 метров можно эффективно бороться доступными средствами.
    • +1
      Ну чисто технически в разумных пределах отклонить астероид мы можем (если он, конечно, не будет размером с Луну или соизмеримым). Только это будет стоить как Лунная программа или даже дороже. Поэтому заранее вряд ли будут готовиться, но если прижмёт, то, я думаю, все расходы бросят на это даже ценой последующего экономического кризиса. Лучше устроить глобальный кризис и временно оставить в упадке все сферы кроме космической, чем исчезнуть с лица планеты.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.