Уничтожают жизнь или несут ее? 6 важных вопросов об астероидах и метеоритах

Международный день астероида (30 июня) приурочен к дате падения Тунгусского метеорита (или, как сейчас принято считать, Тунгусской кометы) в 1908 году. В научных кругах до сих пор ведутся споры — падал он вообще или нет, однако прочие космические тела сталкиваются с поверхностью нашей планеты довольно часто. Евгений Бурмистров, преподаватель астрономии, заместитель директора Политехнической школы ПНИПУ, рассказал, как отличить астероид от метеора и кометы, какие из них падают, а какие — сгорают в атмосфере, почему после удара не всегда появляется кратер, что нам известно о самых крупных из них и могла ли жизнь попасть на Землю из космоса.

Астероиды, кометы, метеориты — в чем отличия?

— В ночном небе можно различить небесные тела: крупные и малые, стационарные и подвижные. Последние служат огромным кладезем информации о нашей Вселенной, — рассказывает Евгений Бурмистров. — Давайте разберемся, чем отличаются относительно небольшие космические тела друг от друга.

• Астероиды — космические тела меньше планет, не имеют своей атмосферы, характеризуются неправильной формой, но довольно крупные. Например, самый большой астероид на данный момент — Веста, ее диаметр составляет 525 км. Орбита этого тела, как и всех остальных, проходит вокруг Солнца, между Юпитером и Марсом. В этом месте скопилось множество подобных объектов — более 100 000, потому оно называется главным поясом астероидов. Они крайне редко падают на Землю — раз в несколько десятков тысяч лет.

• Кометы схожи с астероидами, но имеют очень вытянутую эллиптическую орбиту, и потому могут надолго удаляться от Солнца. (Есть также и другой критерий, по которому различаются два этих небесных тела: астероиды в основном состоят из камня и металлов, кометы — из льда и газов).

• Метеориты — космические тела диаметром до 30 метров и весом до нескольких десятков тонн. Они способны достигнуть поверхности Земли, не сгорев полностью в атмосфере. Эти объекты являются частью небесных тел, сталкивающихся друг с другом, например, астероидов в главном поясе. Множество осколков разлетается в разные стороны, и некоторые из них способны достичь атмосферы и даже поверхности Земли.

• Метеоры, в свою очередь, сгорают в атмосфере и на поверхность планеты не падают. В этом их единственное отличие от метеоритов.

Какие небесные тела достигают Земли, а какие нет?

Метеоры не достигают поверхности планеты, поскольку их трение о слои воздуха слишком велико, из-за этого они нагреваются настолько, что полностью сгорают в атмосфере. Потому чем меньше это трение, тем больше шансов у космического объекта достичь Земли.

Верно, ведь чем меньше космический объект, тем меньше сопротивления он встречает в воздушных слоях. А это может и вовсе не привести к его разогреванию! Поэтому у маленьких тел шансов достичь Земли даже больше.

Как часто метеориты падают на Землю?

— Все случаи мы не можем зафиксировать, потому что размеры некоторых объектов слишком малы. В среднем, каждый год на Землю обрушивается метеоритный шквал общей массой примерно 21,3 тонны. В это число входят 19 тысяч мелких тел массой до килограмма, примерно 4 тысячи малых метеоритов более 1 кг и приблизительно 830 массой более 10 кг. Регистрируется лишь малая их часть, обычно 10-20 штук, — объясняет Евгений Бурмистров.

Если метеоритов огромное множество, то где же все кратеры?

— При столкновении с мягкими слоями земной поверхности (например, почвой) крупный метеорит может оставить после себя кратер. Убедиться в этом очень просто: бросьте камень покрупнее в детскую песочницу. Вот вам и кратер, сделанный своими руками. Но почему тогда вся поверхность Земли не усыпана кратерами, как, например, поверхность Луны?

Все просто: при приближении к планете метеориты тормозят о слои воздуха, благодаря чему большая часть их кинетической энергии попросту рассеивается — оттого удар получается несильный. К тому же подавляющая часть метеоритов к моменту падения имеет довольно небольшую массу, отчего оставить за собой явный след им очень сложно, — рассказывает эксперт ПНИПУ.

5 крупнейших падений астероидов в истории Земли

Как рассказывает преподаватель Пермского Политеха, самые большие кратеры на Земле можно отнести к падению именно астероидов.

Попигай, 36 млн лет назад

Например, около 36 млн лет назад на территории северной Сибири (современных Красноярского края и Якутии) упал астероид Попигай (назван в честь реки, протекающей в этих местах). Диаметр воронки составил боле 100 км, а глубина — 200 м. Считается, что объект был хондритным, то есть его структура была пористой, состоящей из множества каменных «шариков».

Впервые «внеземное» происхождение котловины предположили в 1970-е. Тогда же в ходе изучения местных пород были открыты алмазные месторождения, появившиеся из-за ударного плавления и дробления. Это самые крупные в мире залежи драгоценного минерала, появившегося из-за падения астероида. Кстати, ювелирной ценности они не представляют, но отличаются прочностью, жаростойкостью и твердостью, поэтому их можно использовать в промышленности.

Чикшулуб, 66 млн лет назад

Кратер Чикшулуб (Юкатан, Мексика) появился из-за падения 10-километрового астероида более 66 млн лет назад. В результате образовалась воронка диаметром 180 км и глубиной в 17-20 км. Такую силу разрушения можно сравнить с ударом 2 млн самых мощных ядерных бомб. Это привело к одному из крупнейших массовых вымираний на Земле.

Известно, что астероид совершил падение под экстремально крутым углом, примерно 60° относительно горизонта, при этом двигаясь с северо-востока. Этот сценарий падения является наиболее опасным, поскольку в результате в атмосферу было выброшено максимальное количество пыли. Осколки горных пород из-за столкновения объекта с Землей разлетелись на многие тысячи километров вокруг.

Цунами, возникшее после падения Чикшулуба, в высоту должно было достигать 50-100 м. Ударная волна спровоцировала и лесные пожары по всему миру, из-за чего в атмосферу попало огромное количество сажи и угарного газа, согласно компьютерной модели, около 15 трлн тонн. Оттого днем на планете было так же темно, как и ночью. Недостаток света повлек снижение температур на суше и в океанах, гибель растений, фитопланктона, других животных. По одной из гипотез, именно этот астероид вызвал гибель динозавров.

Садбери, 1,85 млрд лет назад

Ударный кратер Садбери (Онтарио, Канада) появился около 1,85 млрд лет назад. Размеры воронки — 248 км. Ученые полагают, что он мог стать последствием падения кометы на Землю, причем ее размеры должны были достигать 10 км. В ходе геологических процессов кратер приобрел более вытянутую форму. По его периметру найдены крупные залежи никелевой и медной руды, которые эксплуатируются с 1889 года и до сих пор.

Вредефорт, около 2 млрд лет назад

Самый большой кратер — Вредефорт — нашли в ЮАР (Африка). Его диаметр составляет около 300 км. Он сформировался из-за падения астероида величиной более 20 км 2 млрд лет назад (±4 млн лет). Несмотря на возраст, воронка хорошо сохранилась и до сих пор различима из космоса.

Кратер Земли Уилкса, 250 млн лет

Потенциально на Земле существует ударный кратер большего размера, он находится под ледяным щитом Антарктиды, в районе Земли Уилкса. Поскольку мерзлота затрудняет исследования в этой зоне, к единому мнению насчет появления этого геологического образования ученые еще не пришли. Хотя научные изыскания последних лет все же говорят о метеоритном происхождении.

На данный момент известно, что диаметр воронки составляет 500 км. Потому размер метеорита должен был превышать 60 км. Возраст кратера оценивают в 250 млн лет, что совпадает с крупнейшим вымиранием в истории Земли — массовым пермским вымиранием. Тогда исчезло 96% всех морских видов жизни и 73% наземных позвоночных.

Что нового о космосе мы узнали благодаря метеоритам?

Подавляющее большинство метеоритов, падающих на Землю, представляют собой каменные, железные или железно-каменные образования. Иногда в них обнаруживаются вкрапления и других материалов, которые встречаются на Земле, хоть и редко.

— Каменные метеориты (их еще называют хондриты и ахондриты) позволяют проследить историю формирования протопланетного облака, а железные метеориты — историю жизни более крупных небесных тел, например, астероидов.

Когда-то давно спокойное движение астероидов в главном поясе Солнечной системы нарушилось из-за увеличения Юпитера в размерах. Тела «перемешались» — неподалеку друг от друга теперь двигались астероиды с сильно различающимся составом. Они начали сталкиваться, и в результате на поверхности астероидов стали накапливаться вещества, сформировавшиеся в разных условиях. С тех пор отдельные фрагменты сталкивающихся тел отправляются в свободный полет и падают на планеты, в том числе на Землю. Именно этим процессом можно объяснить химическое разнообразие состава, присущее большинству найденных метеоритов, — рассказывает Евгений Бурмистров.

Некоторые метеориты могут представлять интерес и с точки зрения происхождения жизни. Существует целое научное направление — бактериальная палеонтология — которая также пытается находить следы внеземной жизни на метеоритах и кометах. Например, несколько лет назад ученые из Японии и США впервые достоверно обнаружили рибозу и другие сахара в веществе двух метеоритов типа углистых хондритов, а также подтвердили их внеземное происхождение.

Это означает, что подобные вещества могли попасть на планеты земной группы на заре их эволюции в ходе бомбардировок и в дальнейшем способствовать образованию функциональных биополимеров, таких, как РНК, в которых хранится генетическая информация всего живого.