Падение крупных небесных тел на Землю — явление нечастое, зато очень разрушительное. Следы огромных кратеров, найденные на поверхности планеты учеными, свидетельствуют о страшных катастрофах, происходивших в прошлых геологических эпохах. Даже относительно небольшие небесные тела, которые падали на Землю в недавнем прошлом, впечатляли своей мощностью. При этом и падение крупного метеорита в Челябинской области в 2013 году, и столкновение с Землей Тунгусского метеорита в 1908 году обошлись почти без жертв. Мы воспользовались симулятором падения астероидов и посмотрели, что произошло бы, если бы под удар похожих небесных тел попала Беларусь. Заодно проверили, какого размера метеорит мог бы разрушить всю нашу страну. И прикинули, что случилось бы, если бы в планету снова врезался астероид размером с тот, который столкнулся с Землей 66 млн лет назад, на закате эпохи динозавров.
Метеорит какого размера мог бы разрушить всю Беларусь?
Для моделирования последствий ударов астероидов мы использовали симулятор Asteroid Launcher с сайта выпускника Вирджинского технологического университета и энтузиаста в области визуализации данных Нила Агарвала. Его инструмент накладывает физическую модель последствий удара астероида на данные Apple Maps, что позволяет оценивать число потенциальных человеческих жертв такой катастрофы. Asteroid Launcher позволяет учитывать четыре важнейших параметра: диаметр небесного тела и его состав (вместе они определяют массу метеорита), а также скорость и угол, под которым астероид или комета сталкиваются с земной поверхностью.
Для начала мы попробовали оценить параметры небесного тела, которое в случае падения на Беларусь представляло бы угрозу сразу для всей нашей страны. Мы взяли типичную для метеоритов скорость относительно Земли в 17 километров в секунду и «средний» угол столкновения в 45 градусов. Как оказалось, при таких параметрах для уничтожения страны размером с Беларусь не нужно даже астероида размеров в несколько километров. Поставить Беларусь на грань уничтожения способен железный объект диаметром «всего» в 500 метров (такое расстояние вы проходите неспешным шагом примерно за шесть минут).
Масштаб разрушений от падения такого будто бы не особенно большого астероида выглядит ужасающим. От удара и вызванного им взрыва мощностью около 12 гигатонн в тротиловом эквиваленте (то есть 12 миллиардов тонн тротила) образуется кратер диаметром в 9,7 километра. Если предположить, что он упадет на Октябрьскую площадь в Минске, то края кратера глубиной в 583 метра пройдут дальше второго транспортного кольца. По оценкам Asteroid Launcher, в этом кратере мгновенно погибнут почти 480 тысяч человек.
Но это еще не все. Над местом взрыва образуется огненный шар диаметром в 15 километров — это почти весь Минск внутри МКАД. От него погибнет еще 677 тысяч человек. При этом на расстоянии до 62 километров от места удара температура будет такой, что на людях будет загораться одежда, а на расстоянии до 127 километров загорятся деревья. Не менее 92 тысяч человек получат ожоги второй степени (поражение кожи на всю глубину, с образованием волдырей с жидкостью), 38 тысяч — ожоги третьей степени (некроз верхних и глубоких слоев кожи, образование глубоких ран и волдырей).
Затем, вслед за испепеляющей вспышкой света и вызванными ею пожарами, придет разрушительная ударная волна. Она убьет 99% людей внутри круга, в который попадут не только весь Минск, но и Заславль, Острошицкий Городок, Привольный, Ждановичи, Михановичи, Боровляны, Вяча, Городище и Фаниполь. Еще шире, в радиусе 44 километров, практически у всех людей будут повреждены легкие. А в радиусе 57 км у большинства беларусов порвутся барабанные перепонки. Взрывная волна разрушит все здания в радиусе 99 км от места падения астероида, а в радиусе 133 км — менее прочные постройки.
Ударная волна убьет еще 725 тысяч человек.
К ударной волне добавится неописуемо сильный ветер, скорость которого у эпицентра достигнет 4 километров в секунду (напомним, что скорость звука в воздухе составляет «всего» 343 метра в секунду). На расстоянии 30 километров от места падения астероида он будет сильнее, чем фантастической мощности штормы в густой атмосфере планеты-гиганта Юпитера. Внутри 86-километрового радиуса от эпицентра разрушительная мощь ветра будет такой же, как внутри самых сильных торнадо. На расстоянии 142 километров этот чудовищный ветер повалит практически все деревья.
Этот ветер сможет убить еще 220 тысяч человек.
Радиус действия предыдущих поражающих факторов от падения 500-метрового астероида охватывает центральную и северо-западную часть Беларуси. Но еще одно последствие ударит по большей части территории страны — а вдобавок по востоку Литвы и крайнему юго-востоку Латвии. Это землетрясение. В том, что останется от Минска, оно будет иметь магнитуду в 7,2 балла (напомним, что катастрофическое землетрясение в Турции в феврале прошлого года имело магнитуду в 7,8 балла). Минский район ощутит толчок в 7 баллов, соседние районы — в 6 баллов, а почти всю остальную Беларусь в радиусе 242 километров (вместе с соседними Вильнюсом и Даугавпилсом) встряхнет на 5 баллов. С учетом того, что в нашей стране за ненадобностью практически не строят сейсмоустойчивых зданий, разрушения будут огромными.
Землетрясение, по оценке Asteroid Launcher, может убить еще 10 тысяч человек.
Таким образом, падение «всего лишь» 500-метрового астероида в центре Минска в считаные часы убьет более 2,1 миллиона человек и превратит большую часть Беларуси в руины.
Теперь хорошие новости. Столкновения, сопоставимые по мощности с тем, которое мы описали, происходят на всей Земле (а не только в Беларуси) примерно раз в 166 тысяч лет.
А сейчас отвлечемся от абстрактных моделей и попробуем смоделировать последствия падения в Беларуси реальных крупных метеоритов, которые уже падали на Землю ранее.
Челябинский метеорит
Что могло бы произойти в случае падения на Беларусь Челябинского метеорита, который 11 лет назад упал на Россию в районе уральского озера Чебаркуль. Ударная волна, вызванная его падением, привела к многочисленным, но несущественным повреждениям зданий в Челябинске. От последствий взрыва пострадало около 2000 человек — в основном это были порезы от разбившегося стекла. Около 70 человек, наблюдавших за падением астероида, временно ослепли. Два человека получили тяжелые травмы: у одного ребенка стеклом порезало глазное яблоко, а у 52-летней женщины диагностировали перелом позвоночника.
Челябинский метеорит до входа в атмосферу Земли был относительно небольшим каменным астероидом. По оценкам ученых, его диаметр в момент столкновения с планетой составлял около 20 метров, а масса — от 7 до 13 тысяч тонн. Небесное тело вошло в атмосферу Земли на скорости около 18 километров в секунду под очень острым углом (около 16 градусов).
Компьютерная симуляция последствий падения такого астероида показала, что он взорвался бы еще в 37 километрах над Землей. Мощность взрыва инструмент оценил в 223 килотонны в тротиловом эквиваленте. По данным Asteroid Launcher, столкновения такого масштаба происходят примерно раз в 34 года. В реальности на Урале действительно произошло что-то похожее. Атмосфера Земли сумела защитить планету от прямого столкновения — Челябинский метеорит взорвался и почти полностью сгорел в воздухе. До земли долетело не более половины процента его первоначальной массы. Самый крупный фрагмент, пробивший полынью в замерзшем озере Чебаркуль, весил 505 кг.
Удар метеорита пришелся на относительно густонаселенный регион России: Челябинская область занимает площадь в 89 тысяч квадратных километров (примерно треть Беларуси), а живет здесь около 3,4 млн человек (тоже около трети населения Беларуси). В зоне, которую затронуло взрывом, жило около 1,7 млн человек. Судя по всему, взорвись Челябинский метеорит над нашей страной, последствия были примерно такими же, как и в 2013 году в России. То есть заметными и впечатляющими — но практически без человеческих жертв.
Тунгусский метеорит
30 июня 1908 года в Восточной Сибири раздался мощнейший взрыв, сейсмические волны от которого зарегистрировали даже в Англии. На площади в 2150 квадратных километров (примерно как Минск с Минским районом) он повалил, как спички, около 80 миллионов деревьев. Правда, это были совершенно безлюдные места: известно лишь о трех погибших в результате катастрофы людях. И о многих стадах погибших оленей.
У ученых нет общего мнения о природе небесного тела, которое по традиции называют Тунгусским метеоритом. Согласно некоторым гипотезам, это могла быть, например, не замеченная астрономами комета. Для целей нашего моделирования мы предположили, что у реки Тунгуска 116 лет назад взорвался каменный метеорит. По предположению специалистов NASA, он мог иметь 40 метров в диаметре — и вошел в атмосферу Земли под углом около 30 градусов. Его скорость могла составлять около 15 километров в секунду.
По оценке Asteroid Launcher, астероид с такими параметрами взорвался бы в 19 километрах над землей с мощностью около 2 мегатонн в тротиловом эквиваленте. Похожие по масштабу столкновения с нашей планетой происходят раз в 158 лет.
Воздушный взрыв, сопоставимый со взрывом Тунгусского метеорита, если бы он пришелся на крупный и густонаселенный город вроде Минска, мог бы убить миллионы человек. Но область поражения от него относительно небольшая и охватывает примерно один средний по площади беларусский район. То есть угрозы для Беларуси в целом метеорит с параметрами Тунгусского все же не представляет.
Чиксулубский астероид
О параметрах Чиксулубского астероида, который около 66 миллионов лет назад врезался в Землю в районе современного полуострова Юкатан в Мексике, ученые тоже спорят. Похоже, что он был примерно 10-километровым каменным астероидом — такая оценка дана в исследовании американских ученых 2021 года. В еще одном исследовании 2020 года угол столкновения огромного метеорита с землей оценили в промежутке между 45 и 60 градусами. Скорость столкновения Чиксулубского астероида с Землей обычно оценивают в 20 километров в секунду.
Asteroid Launcher не поможет нам представить последствия такого сверхмощного удара — в нем нельзя задать диаметр астероида больше чем 1,5 километра. Поэтому обратимся к одной из научных реконструкций последствий удара настоящего Чиксулубского метеорита, основанной на данных геологической летописи. Судя по всему, это был один из худших дней в истории планеты.
Кратер, образовавшийся в результате удара метеорита размером с гору Эверест, имеет диаметр более 180 километров. Удар вызвал землетрясения и цунами на огромном пространстве — их геологические следы видны даже в бассейне реки Неукен в Центральной Аргентине, отдаленном от Юкатана на 7000 километров (такое же расстояние отделяет, например, Минск от Нью-Йорка).
Но цунами землетрясения планетарного масштаба — это еще не все. Когда астероид врезался в Землю, высоко в воздух была выброшена огромная масса крошечных частиц камня — сферул. Геологи обнаружили слой из таких сферул толщиной в два-три миллиметра по всему миру. По оценкам ученых, совокупная кинетическая энергия этих сферул достигала около 20 миллионов мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это равноценно тому, как если бы над всей поверхностью Земли взорвали водородные бомбы мощностью в одну мегатонну, расположенные друг от друга на расстоянии в шесть километров.
Вся эта кинетическая энергия была преобразована в тепло, когда сферулы на огромной скорости проходили через атмосферу. В течение нескольких часов после удара Чиксулубского метеорита Земля была залита мощнейшим тепловым (инфракрасным) излучением. Трение превращало каждую из миллиардов сферул в раскаленный факел, наша планета превратилась в мир, охваченный огнем. У существ, не находящихся под землей или под водой, шансов спастись практически не было. По современным оценкам, большая часть жизни на суше могла быть уничтожена за считаные часы.
Тех, кто чудом уцелел, ждали суровые климатические изменения. Из-за плотных облаков пыли и сажи около года поверхности Земли вообще не достигали солнечные лучи. Год кромешной темноты почти полностью уничтожил наземные и водные растения, которые нуждаются в свете для фотосинтеза. По некоторым оценкам, в результате удара Чиксулубского астероида вымерло около 75% видов животных планеты. При этом и для оставшихся 25% видов существование было отнюдь не радужным — скорее всего, выжили совсем небольшие их популяции, потомки которых по мере нормализации условий постепенно снова заселили планету.
Падение метеорита размером с Чиксулубский, судя по всему, вполне способно снова уничтожить бо́льшую часть жизни на Земле — а вместе с ней и нынешнюю человеческую цивилизацию. По большому счету даже неважно, где он упадет, в Беларуси или в противоположной точке планеты где-то в Тихом океане.
К счастью, подобные апокалиптические столкновения Земли с объектами от 10 км в диаметре и больше происходят очень редко — раз в 250−500 млн лет. Пока что куда более осязаемые угрозы для своего существования успешно создает себе сама человеческая цивилизация.
Читайте также
