Hingga saat ini, belum ada satu pun kasus pembunuhan manusia yang dikonfirmasi oleh meteorit yang diketahui. Dan pada saat yang sama, bahkan benda langit kecil, yang sayangnya, telah menginvasi atmosfer bumi, memiliki potensi destruktif yang sangat besar yang sebanding dengan senjata nuklir. Terkadang, seperti yang diperlihatkan peristiwa baru-baru ini, tamu dari surga dapat mengejutkan kami.
Bolide yang terbang di atas Chelyabinsk dan membuat begitu banyak kebisingan secara harfiah dan kiasan membuat kagum semua orang dengan pendar yang luar biasa dan gelombang kejut yang menghancurkan kaca, melewati gerbang dan merobek panel yang menghadap dari dinding. Banyak yang telah ditulis tentang akibat-akibatnya, apalagi yang telah dikatakan tentang inti dari fenomena ini. Untuk memahami lebih detail proses yang terjadi dengan benda langit kecil yang bertemu dengan planet Bumi dalam perjalanannya, "PM" beralih ke Institut Dinamika Geosfer Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, di mana mereka telah lama mempelajari dan pemodelan matematis pergerakan meteoroid, yaitu benda langit yang memasuki atmosfer bumi. Dan inilah yang berhasil kami temukan.
Tersingkir dari sabuk
Benda-benda seperti Chelyabinsk berasal dari sabuk asteroid utama, yang terletak di antara orbit Mars dan Jupiter. Ia tidak begitu dekat dengan Bumi, tetapi terkadang sabuk asteroid terguncang oleh bencana alam: sebagai akibat dari tabrakan, benda-benda yang lebih besar hancur menjadi yang lebih kecil, dan beberapa puing masuk ke dalam kategori benda-benda kosmik dekat Bumi - sekarang orbitnya melintasi orbit planet kita. Terkadang batu langit terlempar keluar dari sabuk karena gangguan yang disebabkan oleh planet besar. Seperti yang ditunjukkan data pada lintasan meteorit Chelyabinsk, ia mewakili apa yang disebut kelompok Apollo - sekelompok benda langit kecil yang bergerak mengelilingi Matahari dalam orbit elips yang memotong orbit Bumi, dan perihelionnya (yaitu, jarak terdekat dari Matahari) kurang dari perihelion orbit Bumi.
Karena kita paling sering membicarakan puing-puing, benda-benda ini memiliki bentuk yang tidak beraturan. Kebanyakan dari mereka terdiri dari batuan yang disebut "chondrite". Nama ini diberikan kepadanya karena chondrules - inklusi bulat atau elips dengan diameter sekitar 1 mm (lebih jarang - lebih), dikelilingi oleh puing-puing atau matriks kristal halus. Kondrit terdiri dari berbagai jenis, tetapi spesimen besi juga ditemukan di antara meteoroid. Menariknya, ada lebih sedikit benda logam, tidak lebih dari 5% dari total, tetapi besi jelas mendominasi di antara meteorit yang ditemukan dan puing-puingnya. Alasannya sederhana: pertama, kondrit secara visual sulit dibedakan dari batu bumi biasa dan sulit dideteksi, dan kedua, besi lebih kuat, dan meteorit besi memiliki peluang lebih besar untuk menembus lapisan padat atmosfer dan tidak tersebar menjadi pecahan-pecahan kecil.
Video promosi:
Kecepatan luar biasa
Nasib meteoroid tidak hanya bergantung pada ukuran dan sifat fisikokimia substansinya, tetapi juga pada kecepatan masuk ke atmosfer, yang dapat bervariasi dalam rentang yang cukup luas. Tapi bagaimanapun, kita berbicara tentang kecepatan ultra-tinggi, secara signifikan melebihi kecepatan pergerakan bahkan bukan dari pesawat supersonik, tetapi juga pesawat ruang angkasa orbital. Kecepatan rata-rata masuk ke atmosfer adalah 19 km / detik, namun jika meteoroid tersebut bersentuhan dengan Bumi pada jalur yang dekat dengan planet yang mendekat, kecepatannya dapat mencapai 50 km / detik, yaitu 180.000 km / jam. Kecepatan terkecil masuk ke atmosfer adalah ketika Bumi dan benda langit kecil bergerak, seolah-olah, dalam orbit yang berdekatan, bersebelahan, sampai planet kita menarik meteoroid.
Semakin tinggi laju masuknya benda langit ke atmosfer, semakin kuat beban di atasnya, semakin jauh dari Bumi benda itu mulai runtuh dan semakin tinggi kemungkinan benda itu akan runtuh tanpa mencapai permukaan planet kita. Di Namibia, dikelilingi oleh selungkup yang dibangun dengan hati-hati dalam bentuk amfiteater kecil, terdapat blok logam besar, 84% besi, serta nikel dan kobalt. Benjolan itu memiliki berat 60 ton, sedangkan itu adalah bagian padat terbesar dari materi kosmik yang pernah ditemukan di Bumi. Meteorit jatuh ke Bumi sekitar 80.000 tahun yang lalu, bahkan tanpa meninggalkan kawah setelah jatuh. Mungkin, karena beberapa kebetulan keadaan, tingkat kejatuhannya minimal, karena meteorit logam Sikhote-Alin (1947,Primorsky Territory) hancur berkeping-keping dan, ketika jatuh, menciptakan seluruh bidang kawah, serta area penyebaran puing-puing kecil yang luas, yang masih terkumpul di Ussuri taiga.
Apa yang meledak di sana?
Bahkan sebelum meteorit jatuh ke tanah, seperti yang ditunjukkan dengan jelas oleh kasus Chelyabinsk, dapat menjadi sangat, sangat berbahaya. Benda langit yang meledak ke atmosfer dengan kecepatan luar biasa menghasilkan gelombang kejut di mana udara memanas hingga suhu lebih dari 10.000 derajat. Radiasi dari udara yang dipanaskan dengan kejutan menyebabkan penguapan meteoroid. Berkat proses ini, ia diselimuti oleh lingkaran gas terionisasi yang berpendar - plasma. Zona bertekanan tinggi terbentuk di belakang gelombang kejut, yang menguji kekuatan bagian depan meteorit. Di samping, tekanannya jauh lebih rendah. Akibat gradien tekanan yang dihasilkan, meteorit kemungkinan besar akan mulai runtuh. Bagaimana tepatnya ini terjadi tergantung pada ukuran, bentuk, dan fitur struktural tertentu dari meteoroid yang diberikan: retakan, relung, rongga. Hal lain yang penting - ketika bola api dihancurkan, luas penampangnya meningkat, yang secara instan mengarah pada peningkatan pelepasan energi. Area gas yang ditangkap tubuh meningkat, semakin banyak energi kinetik diubah menjadi panas. Pertumbuhan pesat pelepasan energi di suatu area ruang terbatas dalam waktu singkat tidak lain adalah ledakan. Pada saat kehancuran itulah pijar mobil meningkat tajam (kilatan terang terjadi). Dan luas permukaan gelombang kejut dan, karenanya, massa udara yang dipanaskan dengan kejut tumbuh secara tiba-tiba.seperti ledakan. Pada saat kehancuran itulah pijar mobil meningkat tajam (kilatan terang terjadi). Dan luas permukaan gelombang kejut dan, karenanya, massa udara yang dipanaskan dengan kejut tumbuh secara tiba-tiba.seperti ledakan. Pada saat kehancuran itulah pijar mobil meningkat tajam (kilatan terang terjadi). Dan luas permukaan gelombang kejut dan, karenanya, massa udara yang dipanaskan dengan kejut tumbuh secara tiba-tiba.
Ketika senjata konvensional atau nuklir meledak, gelombang kejut berbentuk bola, tetapi dalam kasus meteorit, tentu saja tidak demikian. Ketika benda langit kecil memasuki atmosfer, ia membentuk gelombang kejut berbentuk kerucut konvensional (meteoroid pada saat yang sama berada di ujung kerucut) - kira-kira sama dengan yang dibuat di depan hidung pesawat supersonik.
Gelombang kejut yang ditimbulkan oleh kehancuran meteorit dapat membawa lebih banyak masalah daripada jatuhnya puing-puing besar. Di foto - sebuah lubang di es Danau Chebarkul, mungkin ditembus oleh sepotong meteorit Chelyabinsk.
Tapi perbedaannya sudah diamati di sini: bagaimanapun, pesawat memiliki bentuk yang ramping, dan mobil yang menabrak lapisan padat tidak harus diefektifkan sama sekali. Penyimpangan dalam bentuknya menciptakan turbulensi tambahan. Dengan penurunan ketinggian penerbangan dan peningkatan kepadatan udara, beban aerodinamis meningkat. Pada ketinggian sekitar 50 km, mereka sebanding dengan kekuatan kebanyakan meteoroid batu, dan meteoroid kemungkinan besar akan mulai runtuh. Setiap tahap kehancuran yang terpisah membawa serta pelepasan energi tambahan, gelombang kejut mengambil bentuk kerucut yang sangat terdistorsi, hancur, yang karenanya, selama lewatnya meteorit, dapat terjadi beberapa lonjakan tekanan berlebih yang berturut-turut, yang dirasakan di tanah sebagai serangkaian tepukan yang kuat. Dalam kasus Chelyabinsk, setidaknya ada tiga tepuk tangan seperti itu.
Dampak gelombang kejut di permukaan bumi bergantung pada jalur terbang, massa, dan kecepatan tubuh. Meteorit Chelyabinsk terbang dengan lintasan yang sangat datar, dan gelombang kejutnya hanya menyentuh kawasan perkotaan di tepinya. Sebagian besar meteorit (75%) memasuki atmosfer dengan lintasan miring ke permukaan bumi dengan sudut lebih dari 30 derajat, dan di sini semuanya tergantung pada ketinggian di mana fase utama perlambatannya terjadi, biasanya terkait dengan kehancuran dan peningkatan tajam dalam pelepasan energi. Jika ketinggian ini besar, gelombang kejut akan mencapai Bumi dalam bentuk yang melemah. Jika kehancuran terjadi di ketinggian yang lebih rendah, gelombang kejut dapat "membersihkan" area yang sangat luas, seperti yang terjadi dalam ledakan nuklir di atmosfer. Atau seperti dampak meteorit Tunguska.
Bagaimana batu itu menguap
Kembali ke tahun 1950-an, untuk mensimulasikan proses yang terjadi selama penerbangan meteoroid melalui atmosfer, model asli dibuat, yang terdiri dari kabel detonasi (mensimulasikan fase penerbangan sebelum kehancuran) dan muatan yang dipasang di ujungnya (mensimulasikan ekspansi). Kabel tembaga yang mewakili hutan dipasang secara vertikal di bawah model permukaan kuningan. Eksperimen telah menunjukkan bahwa, sebagai hasil dari peledakan muatan utama, kabel yang bengkok memberikan gambaran yang sangat realistis tentang penebangan hutan, mirip dengan yang diamati di kawasan Podkamennaya Tunguska. Jejak meteorit Tunguska belum ditemukan, dan hipotesis populer bahwa benda yang bertabrakan dengan bumi pada tahun 1908 adalah inti es dari komet kecil sama sekali tidak dianggap sebagai satu-satunya yang dapat diandalkan. Perhitungan modern menunjukkan bahwa benda bermassa lebih besar, memasuki atmosfer,ia terjun lebih dalam ke dalamnya sebelum tahap perlambatan, dan fragmennya terpapar radiasi kuat untuk waktu yang lebih lama, yang meningkatkan kemungkinan penguapannya.
Meteorit Tunguska mungkin saja batu, namun, jika hancur pada ketinggian yang relatif rendah, dapat menghasilkan awan puing-puing yang sangat kecil, yang menguap dari kontak dengan gas panas. Hanya gelombang kejut yang mencapai tanah, yang menghasilkan kehancuran di area seluas lebih dari 2000 km², sebanding dengan aksi muatan termonuklir dengan kekuatan 10-20 Mt. Ini mengacu pada dampak dinamis dan kebakaran taiga yang dihasilkan oleh flash cahaya. Satu-satunya faktor yang tidak berhasil dalam kasus ini, tidak seperti ledakan nuklir, adalah radiasi. Tindakan dari bagian depan gelombang kejut meninggalkan dengan sendirinya sebuah memori dalam bentuk "hutan telegraf" - batangnya menahan, tetapi setiap cabang dipotong.
Terlepas dari kenyataan bahwa meteorit sering jatuh di bumi, statistik pengamatan instrumental dari masuknya benda-benda langit kecil ke atmosfer masih belum mencukupi.
Menurut perkiraan awal, pelepasan energi selama penghancuran meteorit Chelyabinsk dianggap setara dengan 300 kt TNT, yang kira-kira 20 kali lebih besar dari kekuatan uranium "Baby" yang dijatuhkan di Hiroshima. Jika lintasan penerbangan mobil mendekati vertikal, dan tempat jatuhnya jatuh pada pembangunan perkotaan, korban jiwa dan kehancuran yang sangat besar tidak akan terelakkan. Jadi seberapa besar risiko terulangnya kembali, dan haruskah ancaman meteorit ditanggapi dengan serius?
Tindakan pencegahan yang berguna
Ya, belum ada satu meteorit pun, untungnya, telah membunuh siapa pun, tetapi ancaman dari langit tidak begitu penting untuk diabaikan. Benda-benda angkasa jenis Tunguska jatuh ke bumi kira-kira sekali setiap 1000 tahun, yang berarti bahwa rata-rata setiap tahun mereka "membersihkan" wilayah seluas 2,5 km². Jatuhnya tubuh jenis Chelyabinsk tercatat terakhir kali pada tahun 1963 di wilayah kepulauan Afrika Selatan - kemudian pelepasan energi selama penghancuran juga sekitar 300 kt.
Saat ini, komunitas astronomi telah ditugaskan untuk mengidentifikasi dan melacak semua benda langit yang lebih besar dari 100 m dalam orbit yang dekat dengan Bumi. Tetapi meteoroid yang lebih kecil juga dapat menimbulkan masalah, yang pemantauan totalnya belum memungkinkan: hal ini membutuhkan instrumen pengamatan yang khusus dan banyak. Sampai saat ini, masuknya hanya 20 benda meteoroid ke atmosfer telah diamati menggunakan instrumen astronomi. Hanya ada satu kasus yang diketahui ketika jatuhnya meteorit yang relatif besar (berdiameter sekitar 4 m) diperkirakan dalam waktu sekitar satu hari (jatuh di Sudan pada Oktober 2008). Dan sementara itu, peringatan tentang bencana alam kosmik bahkan dalam sehari tidaklah buruk sama sekali. Jika benda langit mengancam akan jatuh di pemukiman, pemukiman tersebut dapat dievakuasi dalam waktu 24 jam. Dan tentu saja, sehari sudah cukup untuk sesuatuuntuk mengingatkan orang sekali lagi: jika Anda melihat kilatan cahaya di langit, Anda harus bersembunyi, dan tidak menempelkan wajah Anda ke kaca jendela.
Oleg Makarov
