Наши читатели часто спрашивают у нас, какого размера должен быть астероид для того, чтобы уничтожить Москву. Ответ не так прост, как кажется, поскольку последствия столкновения зависят не только от диаметра, а еще от нескольких параметров. Однако мы подготовили несколько сценариев того, как это должно происходить.
Теория столкновения с астероидом
Время от времени на Землю из космоса падают камни. Обычно они совсем небольшие и не несут угрозы. Однако когда возникает даже минимальная возможность того, что в планету врежется астероид — все начинают паниковать, потому что это потенциально может представлять угрозу человеческой цивилизации.
Однако есть на Земле места, которые камней с неба определенно заслуживают. И первое среди них — Москва. Вопросы о том, какого размера астероид сможет ее уничтожить, звучат от украинцев постоянно.
Вопрос этот не такой простой, как кажется, поэтому его рассмотрение надо начать с теории. Разрушительная сила любого космического камня заключается в его кинетической энергии. Если взглянуть на ее формулу, то в ней фигурируют масса в первой степени и скорость — во второй.
То есть, когда мы говорим о размере астероида, надо учитывать не только его усредненный диаметр, но и среднюю плотность. А она, в свою очередь, определяется материалом. Астероиды у нас бывают углистые, силикатные и железные, и у каждой следующей разновидности средняя плотность больше, а значит, значительнее и энергия при том же размере. Есть также кометы, которые, по сути, тоже являются астероидами, только изо льда.
При этом скорость астероида в формуле кинетической энергии стоит во второй степени, поэтому на самом деле она даже важнее массы. Эта величина образуется как сложение скоростей самой Земли при ее движении вокруг Солнца и скорости самого камня относительно него же. Поэтому, в зависимости от того, летит космическая скала нам навстречу, таранит планету в сторону или догоняет ее сзади, результаты могут сильно отличаться. Кроме того, надо учитывать угол, под которым все это происходит.
Что будет, когда астероид столкнется с Землей
В результате столкновения вся эта кинетическая энергия переходит сначала в механическую, а затем — в тепловую. Это начинает происходить задолго до встречи с Землей. Наша атмосфера тоже имеет определенную плотность, поэтому уже в момент вхождения астероида в атмосферу и сама его поверхность, и газ вокруг него начинают быстро нагреваться. Первая при этом существенно теряет структурную прочность.
Если космический камень небольшой, то в определенный момент нагрев из-за трения пролета сквозь атмосферу возрастает скачкообразно и вызывает испарение части материала и его разрушение. Проще говоря, происходит воздушный взрыв. Его сила может быть вполне соизмеримой с атомным оружием. Поэтому если он произойдет на высоте всего нескольких километров над городом, то для населенного пункта это плохая новость.
Первое, во что превратится кинетическая энергия космического камня — механическое колебание воздуха. Проще говоря — во взрывную волну, очень похожую на ту, что образуются при взрыве боеголовки ракеты, только настолько сильную, что она может разрушать здания и разрывать людям барабанные перепонки на расстоянии в несколько километров, а то и десятков километров от эпицентра.
Второй опасный фактор — температура. Воздух мгновенно нагреется и будет способен вызвать тяжелые ожоги и возгорание деревьев и деревянных сооружений. Кроме того, взрыв изменит давление воздуха в эпицентре, в результате чего образуются ветры, скорость которых будет превышать таковую во время сильнейших ураганов.
Если же камень достаточно большой, то его взрыв происходит уже во время контакта с Землей. В этом случае происходит все, что описано выше, но к этому добавляется также взаимодействие с литосферой. Первое его проявление — механические колебания. Проще говоря, столкновение вызовет землетрясение, которое также распространится на большое расстояние и сможет само по себе разрушить немало зданий.
Кроме того, непосредственно в эпицентре падения земля будет расплавлена, испарена и выброшена в разные стороны. Образуется кратер, диаметр которого на самом деле будет намного больше, чем размер астероида, который его образовал.
На основе всех этих данных получить однозначный ответ о том, какого размера космический камень сможет разрушить Москву, достаточно затруднительно. Однозначно можно сказать только то, что астероид такого размера, чтобы оставить на месте столицы россии кратер диаметром 50–60 км, не только не нужен, но и лишний. Ведь сейсмические колебания и взрывная волна такого столкновения могут распространяться настолько широко, что нанесут вред и другим странам.
К счастью, есть сайт neal.fun, позволяющий моделировать подобные столкновения. Пользуясь им, мы выяснили, что произойдет, если на Москву упадут космические камни со средним диаметром 30, 100 и 300 метров.
30-метровый астероид
Рассматривать падение на Москву астероидов менее 30 м в диаметре не имеет смысла. Независимо от скорости, угла столкновения и материала камня речь идет о высотном взрыве, подобный тому, что произошел в 2013 году в Челябинске. Будет очень громко, гораздо страшнее, чем при взрыве «Искандера». В десятках тысяч домов повылетают окна. На расстоянии в нескольких километрах от эпицентра свалить дерево. Протест на уничтожение города результата не будет таким и близким.
Что касается 30-метрового астероида, то здесь последствия ожидаются гораздо серьезнее. Конечно, все зависит от того, где именно в городе, размер которого измеряется десятками километров, будет эпицентр. Например, мы во всех ситуациях использовали предположение, что он будет над кремлем. Это отвечает не только центру принятия решений в россии, но и геометрическому центру ее столицы.
30 метров — это размер, сравнимый с многоэтажным домом. Рассматривать последствия для подобного ледяного тела, вошедшего в атмосферу, Земли не имеет смысла. Во-первых, подобные маленькие кометы на небольших расстояниях от Солнца долго не живут, потому что быстро улетучиваются. Во вторых — это все равно будет тот же высотный взрыв с относительно незначительными последствиями.
В случае железного тела, имеющего скорость около 15–17 км/с и угол встречи около 30 градусов, результат уже будет значительно серьезнее. Такие параметры соответствуют астероиду, догнавшему Землю «сзади» и вошедшему в ее атмосферу по касательной.
В этом случае взрыв произойдет на высоте 10–12 км. В 13 км от него загорятся деревья и неустойчивые деревянные постройки. Углеродные и силикатные астероиды при таком размере и курсе для Москвы опасности не представляют, потому что взрывы произойдут значительно выше.
А вот если угол столкновения будет больше, это будет иметь гораздо более серьезные последствия. Уже при 45 градусах деревья будут свергнуты в радиусе 5 км от эпицентра даже если астероид будет силикатным. Железный вызовет возникновение огня на расстоянии до 17 км. Если столкновение будет происходить под углом 60 градусов, то силикатный астероид вызовет пожары на расстоянии до 12, а железный — до 19 км. При этом не только сам кремль, но и каменные дома в радиусе 1,7 км от него будут разрушены взрывной волной и ветром, сила которого будет сопоставима с ураганом III категории. Деревянные же постройки упадут на расстоянии до 5,4 км.
Если же скорость столкновения составит около 40 км/с, то есть оно будет происходить практически «в лоб», то диапазон последствий будет совсем другим. Легче всего будет столкновение с углистым астероидом под углом 30 градусов. Это по-прежнему будет высотный взрыв с минимальными последствиями. Сильнее всего будут разрушения при столкновении с железным астероидом под углом 60 градусов. В этом случае разрушение капитальных зданий произойдет на расстоянии до 7,4 км, деревянных домов — до 12 км, а пожары — на расстоянии до 30 км. Все это все еще будет происходить внутри московской кольцевой дороги. Кратер при этом не образуется, однако большая часть города окажется в развалинах.
Столкновение с астероидами диаметром 100 и 300 м
Астероид диаметром 100 м — уже значительно большая вещь. Его размер сопоставим со Скалами Довбуша. Однако решающей опять же будет скорость. Но на этот раз размер тела будет таким, что даже кометное ядро, «догоняющее» Землю, повлечет за собой серьезные последствия.
В результате его столкновения с Москвой под углом 45 градусов деревья и деревянные постройки упадут на расстоянии до 6–8 км, а на расстоянии до 58 км — будут гореть. При этом капитальные сооружения типа кремля останутся относительно невредимыми.
Для сравнения, железный астероид диаметром 100 м на встречном курсе и при угле столкновения в 60 градусов сможет достичь поверхности Земли. В результате столкновения с ним на месте не только кремля, но и всех близлежащих кварталов, образуется кратер диаметром 3,5 км и глубиной 430 м. Его постепенно начнут заполнять воды Москвы-реки.
На самом деле это даже меньше, чем так называемое Садовое кольцо. Однако взрыв будет настолько сильным, что капитальные дома разрушаются на расстоянии до 31 км, то есть даже за пределами Московской кольцевой автодороги. Небольшие частные здания будут разрушены на расстоянии до 41 км, то есть даже в городах спутниках типа Домодедово. А вывалы деревьев в результате сильного ветра и пожара будут возникать вообще на расстоянии до 45 км от эпицентра.
Кроме того, практически на всей огромной территории Москвы будет наблюдаться землетрясение магнитудой до 6 баллов, а на расстоянии до 55 км — до 5 баллов.
К еще большим последствиям приведет столкновение с телом, диаметром 300 м. Это уже сравнимо с самыми большими небоскребами на Земле. В этом случае даже если это будет догоняющее Землю ядро кометы и войдет в атмосферу по касательной, на месте кремля образуется кратер диаметром 800 и глубиной 170 м. Разрушение капитальных зданий при этом будет происходить на расстоянии до 4,8 км, а частных домов — 6,4 км.
Если же это будет 300-метровый железный астероид на прямом встречном курсе, то это уже может стать одной из самых больших катастроф в истории Земли за последние несколько тысяч лет. На месте всего исторического центра Москвы образуется кратер диаметром 10 км. Огненный шар достигнет 15 км в диаметре, а пожары будут возникать даже в Коломне, Серпухове и Можайске. Приблизительно на таком же расстоянии взрывной волной и ветром будут разрушены капитальные и частные здания.
Землетрясение силой до 5 баллов хорошо почувствуют на расстоянии до 250 км. Вполне возможно, что его отзывы будут ощущаться даже в Киеве. А в Твери и Коломне он будет достигать 5 баллов.
Насколько вероятно такое событие
При этом следует отметить, что попадание астероида непосредственно в Москву, а тем более в кремль — крайне маловероятное событие. Площадь земного шара составляет 510,1 млн км2 российской столицы даже со всеми пригородными территориями — 2500 км², кремля — 28 га.
Также столкновение даже такого небольшого астероида с нашей планетой — не такое уж частое событие. В случае 30-метровых космических камней это происходит раз в несколько десятилетий или веков. В случае 100-метрового речь идет о тысячах, а 300-метрового — о десятках и сотнях тысяч лет, разделяющих эти события.
Теоретически подобное событие может произойти уже 4 октября этого года. Астероид 2007 FT3 диаметром 340 м может с шансом 1 до 15 млн столкнуться с Землей в этот день, но почти наверняка он пролетит мимо нас на расстоянии 1,7 млн км. В следующем столетии состоится еще несколько подобных встреч, однако все они имеют такой же незначительный шанс закончиться столкновениями.
Что же касается объектов меньшего размера, то систематически отслеживать их ученые до сих пор не имеют возможности. Большая их часть до сих пор остается неизвестной, однако сообщения о сближении с камнями диаметром в десятки метров приходят чуть ли не каждую неделю.
Правда, в большинстве случаев речь идет о пролетах астероидов на расстояниях, сопоставимых с орбитой Луны. Ближе чем на 10 тыс. км к Земле они подходят очень изредка. С большой вероятностью в ближайшие несколько десятилетий столкновение с объектом, способным полностью уничтожить большой город, мы не дождемся. Возможно, это и к лучшему.
