Эффекты столкновения

Падение Тунгусского метеорита 30 июня 1908 года на центральном сибирском плато было взрывом в воздухе с энергией от 10 до 30 мегатонн, что соответствует очень мощной водородной бомбе. Этот взрыв уничтожил примерно 2000 кв. км леса, вырвав с корнем деревья и положив кронами в одну сторону. Такие эффекты являются локальными по своим последствиям (если только их не перепутают со взрывом водородной бомбы в период кризиса). Оценки их повторяемости составляют от 200 до 2000 лет.

При взрывах силой 10 000 мегатонн – сравнимые по энергии с полномасштабной ядерной войной – площадь разрушений составляет около 100 000 кв.км. (табл. 2) Осколки вылетевших стёкл в городских районах приведут к значительным ранениям далеко за пределами этой области. Поднимающийся огненный шар от такого импакта может привести к серьёзным ожогам и интенсивным возгораниям далеко за пределами этой области, в то время как землетрясения экстремальной силы распространится на расстояние сотни километров от места падения. Тоже существует неопределённость в оценке частоты таких импактов, и оценки состоят от одного события в 10 000 лет (наиболее типичная оценка) до 100 000 лет.

Табл.2 Возможные эффекты импакта.

Примечание: все приведённые краткие описание являются весьма неопределёнными, и подробнее обсуждаются в тексте. Временные рамки остаются открытыми для обсуждения, но время повторения в 1 мегатонну в год является разумным эмпирическим правилом с точностью в полпорядка.

Существуют разногласия относительно вероятных эффектов импакта в океан в этом энергетическом диапазоне. Большое цунами, вызванное землетрясением, несёт энергию порядка 5 мегатонн, и даже малоэффективная передача энергия от импакта в 10 000 мегатонн в энергию волны явно имеет шансы создать огромное цунами. Однако огромные волны, создаваемые водяным кратером, могут быть настолько крутыми, что они распадаются в открытом океане. Если, как следует из некоторых анализов, они создают цунами высотой в несколько метров на берегах океана, то тогда ущерб от цунами по периметру океана скорее всего будет крупнейшей угрозой от таких небольших, относительно обычных импактов. Импакт в 10 000 мегатонн в Тихом океане приведёт, согласно самым пессимистическим отчётам, к возникновению волн высотой 4-7 метров по всему побережью океана, что приведёт к потере миллионов жизней (более 100 миллионов человек живёт на высоте менее 20 метров над уровнем моря и в на расстоянии 2 км от океана.) Согласно другим исследованиям, энергия волн рассеивается относительно безопасно до того, как они достигают удалённых берегов. Если пессимистические исследования верны, океанские импакты могут давать наибольший вклад, в смысле потери жизней, на этом уровне, за счёт суммарного действия частоты импактов и силы затопления прибрежных земель результатирующим цунами. То есть следует менее опасаться гигантской волны в духе Голливудского фильма, чем более частных волн высотой в несколько метров, которые проникнут за береговую черту на несколько километров. Однако с точки зрения вымирания вида такие маленькие импакты не представляют собой риска.

Импакты, чья сила имеет характер глобальной катастрофы, вероятно, начинаются с 1-2 миллионов мегатонн ТНТ эквивалента (Chapman and Morrison, 1994), что соответствует падению тел порядка километра в диаметре. Хотя прямое излучение от поднимающегося огненного шара, достигающего высоты в 100 км, ограничено радиусом в 1000 км из-за кривизны Земли, баллистическая энергия выбросит раскалённый пепел поверх атмосферы, в результате чего он распространится глобально. Солнечный свет прекратит поступать, и пищевые цепочки обрушатся. Время выпадение мелкодисперсной пыли составляет годы, и коммерческое сельское хозяйство в этот период будет невозможно (Engvild, 2003). В отсутствии солнечного света континентальные температуры резко упадут, и тепло будет перемещаться от более тёплых океанов в более прохладные массивы земли, приводя к жёстким, обмораживающим ветрам, дующим с моря на землю всё время, что дисбаланс будет сохраняться.

При более высоких энергиях океанские импакты приводят к волнам, сравнимых по своим размерам с теми, что возникают при подводных землетрясениях, и в этом случае передача энергии на глобальные расстояния выглядит более вероятной, подобно тому, как приливный вал в устье реки может привести к катастрофическим затоплениям земли.

Начиная с энергий в 10 миллионов мегатонн и выше, мы приближаемся к тем уровням, при которых происходит вымирание видов по причине мгновенных и продолжительных последствий. Импакт такой силы наверняка истребит человечество и наверняка оставит следы в развитии эволюционного древа, которые смогут обнаружить будущие разумные существа. В региональном масштабе атмосфера может быть просто сдута в космос. Дождь из примерно 10 миллионов валунов размеров в метр и более, обрушится по крайней мере на целый континент, если верны аналогии с марсианскими импактными кратерами (McEwen et al., 2005). Значительными глобальными эффектами будут всемирные лесные пожары, вызванные падением раскалённой пыли, отравление атмосферы и океанов диоксинами, кислотными дождями, сульфатами и тяжёлыми металлами; глобальное потепление в результате выбросов воды и углекислоты, следующее за ним через несколько лет глобальное похолодание в результате резкого снижения поступления солнечного света, и всё это будет происходить в глубокой темноте. Процесс выпадения пыли может продолжаться от года до десятилетия с катастрофическими последствиями для наземных и морских пищевых цепочек (Alvarez et al., 1980; Napier and Clube 1979; Toon et al. 1990). При таких высоких энергиях могут иметь место множественные бомбардировки в течение нескольких сот тысяч лет, и дополнительный ущерб возможен в результате образования пыли от больших дезинтегрирующихся комет. Однако этот аспект опасности менее понятен, и его временные масштабы носят скорее геологический, а не социальный характер.