Impakt astronomického tělesa
Impakt mimozemského tělesa je událost, kdy dojde ke kolizi dvou astronomických objektů s měřitelnými následky. Během dopadu se uvolňuje energie a dochází ke vzniku kráteru. Jedná se o přírodní procesy, které měly významnou roli ve vývoji sluneční soustavy již od jejího vzniku. Velké dopady značně ovlivnily historii Země, podílely se na jejím zformováním či vzniku Měsíce. Některá velká vymírání byla způsobená právě impaktem cizího tělesa, tím nejznámější je vymírání na konci křídy před 66 miliony let, kdy asteroid o průměru 10 km dopadl do vod tehdejšího Mexického zálivu a ukončil éru dinosaurů. Kvůli důkazům těchto globálních událostí jsou vesmírná tělesa jednou z největších hrozeb pro lidstvo a život na Zemi. Impakt se může vyznačovat i druhotnými efekty, například může následně zvýšit sopečnou aktivitu.[1][2] Enormně velké impakty mohou nastartovat i deskovou tektoniku.[3] Zemi blízké objekty (anglicky NEO), které by způsobily větší impakt, mohou být ale desetkrát méně časté, než se dříve předpokládalo.[4]
Dopady na Zemi
Velké impakty významně ovlivnily historii Země. Mezi ně patří pozdní velké bombardování, kdy před 4,1 a 3,8 miliardami let byla Země spolu s vnitřními planetami sluneční soustavy "bombardována" velkými asteroidy, popřípadě dopad Chicxulubského asteroidu, jenž před 66 miliony let způsobil vymírání na konci křídy.[5]
Frekvence a riziko
Země průměrně zachytí každý den zhruba 100 tun mikrometeoroidů a meteoroidů, které neškodně shoří v její atmosféře. Poslední zmíněné (velikost do 1 metru) může pozorovatel zahlédnout jako "padající hvězdy" či jako bolidy. Asteroidy o průměru 4 metry vstupují do zemské atmosféry přibližně jednou za 1,5 roku. Tělesa o velikosti 7 metrů asi každých 5,5 let a jejich kinetická energie je srovnatelná s jadernou bombou svrženou na Hirošimu (16 000 tun TNT). Objekty s průměrem 20 metrů se se Zemí střetnou asi 2x za století. Posledním takovým byl Čeljabinský meteorit v roce 2013, jehož rozpad během průletu atmosférou vyvolal explozi (500 000 tun TNT) 30x silnější než hirošimská bomba. V roce 1908 v centrální Sibiři v dnešním Rusku explodovalo těleso o průměru 40-190 metrů (záleží na hustotě odhadovaného objektu) silou 10 - 30 milionů tun TNT, přičemž vyšší odhad se blíží až dvou tisícům hirošimským pum. Větší než ten z roku 1908 už mají vyšší šanci k dosáhnutí povrchu a tím vytvořit i dopadový kráter. Takové nezasahují Zemi tak často, pro rozměr 1 km je to každých 520 000 let, pro 5 km 22 milionů let a pro 10 km 110 milionů let. Kinetická energie uvolněná nárazem závisí zejména na rychlosti a průměru, dále na hustotě a úhlu dopadu. Právě rychlost je tím nejzásadnějším parametrem vzorce pro výpočet kinetické energie, který se v něm umocňuje na druhou. V praxi to znamená, že menší a rychlejší těleso se může uvolněnou energií vyrovnat většímu/těžšímu tělesu s nižší rychlostí. To je jedním z důvodů proč jsou komety nebezpečnější než asteroidy. Ačkoliv některé planetky mohou mít hustotu až 8 000 kg/m³, tak jejich dopadová rychlost se pohybuje jen okolo 20 km/s (72 tis. km/h). Hustota komet je značně nižší, avšak jejich rychlost může být až 72 km/s (260 tis. km/h). Čím větší je kinetická energie nárazu, tím jsou větší účinky dopadu jako třeba vznik kráteru, tepelné záření, ohnivá bouře, rázová vlna, seizmická vlna, vyvržený materiál či tsunami pokud místem dopadu bylo moře nebo oceán.
Ačkoliv není dosud oficiálně potvrzeno, že by byl některý člověk přímo zabit dopadajícím meteoritem, tak zmíněná událost v Čeljabinsku v roce 2013 zranila více než 1 000 lidí. Dodnes byly před dopadem detekovány pouze dva malé asteroidy, u nichž vědci předem zjistili i přibližné místo dopadu. Těleso 2008 TC3 o průměru 4,1 metrů bylo objeveno 19 hodin před nárazem, následně se vypočítala dráha a určilo se, že místo dopadu bude v Súdánu. Kromě menších odchylek došlo k jevu přímo nad Súdánem a později se našli i úlomky mateřského tělesa. Druhým objektem byl 2014 AA o průměru 3 metry, který vstoupil do zemské atmosféry zhruba 21 hodin po svém objevení.
Údaje pro různě velká tělesa
| Velikost | Kinetická energie | Energie výbuchu při rozpadu | Výška výbuchu | Frekvence dopadů |
|---|---|---|---|---|
| 4 m | 3,8 kt | 1,1 kt | 38,3 km | 1,5 let |
| 7 m | 20 kt | 7,6 kt | 32,8 km | 5,5 let |
| 10 m | 60 kt | 26 kt | 28,8 km | 12,5 let |
| 15 m | 201,3 kt | 110 kt | 23,7 km | 33,6 let |
| 20 m | 477,2 kt | 300 kt | 19,8 km | 74,7 let |
| 30 m | 1 610 kt | 1 200 kt | 14,1 km | 230,3 let |
| 50 m | 7 460 kt | 6 600 kt | 6,6 km | 952,1 let |
| 70 m | 20 500 kt | 19 940 kt | 1,5 km | 2 400 let |
| 85 m | 36 600 kt | 3 190 kt | 0 km | 4 200 let |
| Výpočty pro těleso: ρ = 3300 kg/m3; v = 17 km/s (61 200 km/h); a úhel dopadu 45°.
Poznámka: energie hirošimské atomové bomby - 16 kt; energie nejsilnější termonukleární bomby (Car-bomba) - 50 000 kt. | ||||
| Velikost | Kinetická Energie | Průměr kráteru | Frekvence dopadů | |
|---|---|---|---|---|
| 0,25 km | 932 Mt | 4 km | 65 000 let | |
| 0,5 km | 7 460 Mt | 8 km | 140 000 let | |
| 1 km | 59 600 Mt | 15 km | 520 000 let | |
| 2 km | 0,477 mil. Mt | 28 km | 2,6 mil. let | |
| 3 km | 1,61 mil. Mt | 40 km | 6,6 mil. let | |
| 5 km | 7,46 mil. Mt | 62 km | 22 mil. let | |
| 7,5 km | 25,2 mil. Mt | 88 km | 55 mil. let | |
| 10 km | 59,6 mil. Mt | 114 km | 110 mil. let | |
| 15 km | 201 mil. Mt | 163 km | 270 mil. let | |
| 20 km | 477 mil. Mt | 210 km | 530 mil. let | |
| Výpočty pro těleso: ρ = 3300 kg/m3; v = 17 km/s (61 200 km/h); úhel dopadu 45°.
Energie hirošimské atomové bomby - 0,016 Mt; energie nejsilnější termonukleární bomby (Car-bomba) - 50 Mt. | ||||
Reference
- ↑ http://www.osel.cz/9378-peklo-na-zemi-davny-pad-meteoritu-rozpoutal-sopecne-erupce.html - Peklo na Zemi: Dávný pád meteoritu rozpoutal sopečné erupce
- ↑ http://news.berkeley.edu/2015/04/30/did-dinosaur-killing-asteroid-trigger-largest-lava-flows-on-earth/ - Did dinosaur-killing asteroid trigger largest lava flows on Earth?
- ↑ http://www.osel.cz/9575-nastartovaly-deskovou-tektoniku-zeme-srazky-s-ohromnymi-asteroidy.html - Nastartovaly deskovou tektoniku Země srážky s ohromnými asteroidy?
- ↑ https://phys.org/news/2017-08-house-sized-earth-rarer-thought.html - House-sized near Earth objects rarer than we thought
- ↑ SCHULTE, Peter. The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary [online]. columbia.edu, 2010-03-05 [cit. 2015-11-03]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ https://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEarth/ImpactEffects/
- ↑ https://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEarth/ImpactEffects/
