Что касается потенциального урона Челябинску, то взрыв на приличной высоте распределил выброс энергии по бо́льшей площади. Если бы угол вхождения был не таким пологим, то «камень с неба» — таков дословный перевод названия этого космического тела — мог бы взорваться непосредственно над домами и нанести больший ущерб, но на меньшей площади: ударная волна была бы сильнее, плюс могло добавиться тепловое воздействие. Борис Шустов, однако, предостерегает от поспешных оценок альтернативных сценариев, объясняя, что необходимо учитывать много факторов. Например, влажный воздух поглотил бы существенную часть выделенной энергии. А если бы метеорит достиг Земли, то Челябинск избежал бы воздушного удара, но на него пришелся бы сейсмический толчок.
В целом метеориты размером с чебаркульский прилетают на Землю достаточно часто и обычно проходят незамеченными, так как вероятность их падения над населенными пунктами мала — можно сказать, что Челябинску не повезло. Впрочем, нельзя недооценивать астероидно-кометную опасность: Тунгусский метеорит, взорвись он над Москвой, разрушил бы ее в границах современной МКАД.
Жесткие встречи
Бомбардировке астероидами и кометами подвергаются все планеты и спутники Солнечной системы, кратеры от столкновений обнаружены даже на Венере, обладающей плотной атмосферой, а также на самих астероидах. При вхождении в атмосферу Земли космические тела имеют скорость от 11 до 72 км/с. Такой диапазон обусловлен тем, что подтвержденных случаев прилета в Солнечную систему космических тел из-за ее пределов не зарегистрировано. А притянутая к Земле из самой удаленной точки нашей системы комета относительно Солнца разовьет скорость не больше 42 км/с. В зависимости от того, будет ли Земля со своей орбитальной скоростью в 30 км/с двигаться навстречу или по движению космического тела, с учетом гравитационного взаимодействия мы и получаем обозначенный интервал скоростей. Но крайние показатели интервала редки, средняя скорость падения метеорита — 20 км/с.
Так как плоскость вращения многих астероидов не совпадает с плоскостью вращения Земли, падения метеоритов происходят во всех широтах, включая полярные области.
На первом рубеже обороны Земли небесные тела встречает атмосфера. Пылинки в ней «застревают» и плавно осаживаются. Мелкие метеориты сгорают. Объекты размером порядка 10 м могут достичь Земли или взорваться вблизи ее поверхности. При входе в атмосферу с вышеуказанными скоростями метеорит действует как поршень в закрытом шприце, собирая воздух, который находится по его траектории. Так как космическое тело движется со сверхзвуковой скоростью, молекулы атмосферного газа просто не успевают уйти из-под его давления. Сжимаемый воздух сильно нагревается, а когда его масса становится равной массе метеорита, кинетическая энергия переходит в тепловую. Проще говоря, происходит взрыв — космическое тело частично или полностью испаряется. Оставшиеся фрагменты могут продолжить путь к Земле — скорее всего, прорубь на озере Чебаркуль была образована каким-нибудь десятисантиметровым осколком. Рассыпанные вокруг нее мелкие камушки имели типичную для метеоритов хондритную структуру — на срезе видны хонды, зерна застывшего расплава размером около 1 мм.
Высота, на которой произойдет взрыв, зависит от размера, угла вхождения в атмосферу и состава космического тела. С размером понятно — чем больше тело, тем оно, как правило, тяжелее и тем труднее его остановить атмосфере. Если говорить про угол, то при пологом вхождении метеориту приходится преодолевать больший слой атмосферы, а значит, повышается вероятность того, что он успеет взорваться до столкновения с поверхностью земли — как и произошло над Челябинском. С составом метеорита еще проще: ледяные кометы имеют плотность около 1 г/см3, каменные тела — 2–3 г/см3, железные метеориты — до 5 г/см3. Пропорционально плотности возрастает масса метеорита, а значит, и масса воздуха, при «собирании» которой «камень с неба» взорвется. Кроме того, железные метеориты эффективнее перераспределяют тепло, меньше происходит локальных перегревов, которые также чреваты дефектами и трещинами. Больше всего шансов достичь поверхности Земли у железо-каменных и железных «камней». Так, один из наиболее известных — аризонский кратер диаметром 1240 м и глубиной 170 м был образован ударом железного метеорита размером примерно 60 м. В то время как сравнимый по параметрам (точные характеристики установить затруднительно) Тунгусский метеорит взорвался в атмосфере.
Читать дальше
