Кратер замість Кремля. Чи може астероїд знищити Москву

Наші читачі часто запитують у нас, якого розміру має бути астероїд, аби знищити Москву. Відповідь не така проста, як здається, оскільки наслідки зіткнення залежать не лише від діаметра, а ще від кількох параметрів. Однак ми підготували кілька сценаріїв того, як це має відбуватися.

Як знищити Москву астероїдом
Як знищити Москву астероїдом

Теорія зіткнення з астероїдом

Час від часу на Землю з космосу падають камені. Зазвичай вони зовсім невеликі й не становлять загрози. Однак коли виникає навіть мінімальна можливість того, що в планету вріжеться астероїд — усі починають панікувати, бо це потенційно може становити загрозу людській цивілізації.

Однак є на Землі місця, які на камені з неба безумовно заслуговують. І перше серед них — Москва. Запитання, про те, якого розміру астероїд зможе її знищити, лунають від українців постійно.

Питання це не таке просте, як здається, тому його розгляд треба розпочати з теорії. Руйнівна сила будь-якого космічного каменя полягає у його кінетичній енергії. Якщо поглянути на її формулу, то в ній фігурують маса у першому ступені і швидкість — у другому.

Формула кінетичної енергії
Формула кінетичної енергії

Тобто, коли ми говоримо про розмір астероїда, треба враховувати не тільки його усереднений діаметр, а й середню густину. А вона, своєю чергою, визначається матеріалом. Астероїди у нас бувають вуглисті, силікатні та залізні, й у кожного наступного різновиду середня густина більша, а отже, значніша й енергія за того самого розміру. Є також комети, які, по суті, теж астероїди, тільки з криги.

При цьому швидкість астероїда у формулі кінетичної енергії стоїть у другому ступені, тому насправді вона навіть важливіша за масу. Ця величина утворюється як складання швидкостей самої Землі під час її руху навколо Сонця та швидкості самого каменю відносно нього ж. Тож залежно від того, летить космічна скеля нам назустріч, таранить планету у бік чи наздоганяє її ззаду, результати можуть сильно відрізнятися. Крім того, треба враховувати кут, під яким усе це відбувається.

І астероїди, і Земля рухаються своїми орбітами з певною швидкістю
І астероїди, і Земля рухаються своїми орбітами з певною швидкістю. Джерело: www.esa.int

Що буде, коли астероїд зіткнеться із Землею

У результаті зіткнення вся ця кінетична енергія переходить спочатку у механічну, а потім — у теплову. При цьому це починає відбуватися задовго до зустрічі із Землею. Наша атмосфера теж має певну щільність, тому вже під час входження астероїда в атмосферу і сама його поверхня, і газ навколо нього починають швидко нагріватися. Перша при цьому суттєво втрачає структурну міцність.

Якщо космічний камінь невеликий, то нагрів через тертя у певний момент прольоту крізь атмосферу зростає стрибкоподібно і викликає випаровування частини матеріалу та його руйнування. Простіше кажучи, відбувається повітряний вибух. Його сила може бути цілком співмірною з атомною зброєю. Тому якщо він відбудеться на висоті лише кількох кілометрів над містом, то для населеного пункту це погана новина.

Перше, у що перетвориться кінетична енергія космічного каменя — механічне коливання повітря. Простіше кажучи — на вибухову хвилю, дуже схожу на ту, що утворюється під час вибуху боєголовки ракети, тільки настільки сильну, що вона може руйнувати будівлі та розривати людям барабанні перетинки на відстані у кілька кілометрів, а то й десятків кілометрів від епіцентру.

При польоті крізь атмосферу кінетична енергія астероїда перетворюється на механічну та теплову
При польоті крізь атмосферу кінетична енергія астероїда перетворюється на механічну та теплову. Джерело: nypost.com

Другий небезпечний фактор — температура. Повітря миттєво нагріється і буде здатне викликати важкі опіки та займання дерев та дерев’яних споруд. Крім того, вибух змінить тиск повітря в епіцентрі, внаслідок чого утворяться вітри, швидкість яких перевищуватиме таку під час найсильніших ураганів.

Якщо ж камінь достатньо великий, то його вибух відбувається вже під час контакту із Землею. У цьому разі відбувається все, що описано вище, але до цього додається також взаємодія з літосферою. Перший її прояв — механічні коливання. Простіше кажучи, зіткнення викличе землетрус, який також пошириться на велику відстань та зможе сам по собі зруйнувати чимало будівель.

Крім того, безпосередньо в епіцентрі падіння земля буде розплавлена, випарувана та викинута в різні боки. Утвориться кратер, діаметр якого насправді буде набагато більшим, ніж розмір астероїда, що його утворив.

Аризонський кратер діамером 5,6 км утворився внаслідок зіткнення із тілом діаметром лише 170 м
Аризонський кратер діаметром 5,6 км утворився внаслідок зіткнення з тілом діаметром лише 170 м. Джерело: Вікіпедія

На основі всіх цих даних отримати однозначну відповідь про те, якого розміру космічний камінь зможе зруйнувати Москву, досить складно. Однозначно можна сказати лише те, що астероїд такого розміру, щоб залишити на місці столиці росії кратер діаметром 50–60 км не тільки непотрібний, а й зайвий. Адже сейсмічні коливання та вибухова хвиля від такого зіткнення можуть розповсюдитися настільки широко, що зашкодять й іншим країнам.

На щастя, є сайт neal.fun, який дозволяє моделювати подібні зіткнення. Тож, користуючись ним, ми з’ясували, що станеться, якщо на Москву впадуть космічні камені із середнім діаметром 30, 100 та 300 метрів.

30-метровий астероїд

Розглядати падіння на Москву астероїдів менше, ніж 30 м у діаметрі, не має сенсу. Незалежно від швидкості, кута зіткнення та матеріалу каменю, йдеться про висотний вибух, подібний до того, що відбувся у 2013 році в Челябінську. Буде надзвичайно гучно, набагато страшніше, ніж під час вибуху «Іскандера». У десятках тисяч будинків повилітають шибки. На відстані у кілька кілометрів від епіцентру поваляться дерева. Проте на знищення міста результат не буде схожий і близько.

Вибух астероїда над Челябінськом не завдав серйозних руйнувань місту
Вибух астероїда над Челябінськом не завдав серйозних руйнувань місту. Джерело: www.skyatnightmagazine.com

Що стосується 30-метрового астероїда, то тут наслідки вже будуть значно серйознішими. Звичайно, все сильно залежатиме від того, де саме у місті, розмір якого вимірюється десятками кілометрів, буде епіцентр. Для прикладу, ми в усіх ситуаціях використовували припущення, що він буде над кремлем. Це відповідає не тільки центру прийняття рішень в росії, а й геометричному центру її столиці.

30 метрів — це розмір, порівнюваний із багатоповерховим будинком. Розглядати наслідки для подібного крижаного тіла, що увійде в атмосферу Землі, не має сенсу. По-перше, подібні маленькі комети на невеликих відстанях від Сонця довго не живуть, бо швидко випаровуються. По-друге — це все одно буде той самий висотний вибух із відносно незначними наслідками.

У випадку залізного тіла, що має швидкість близько 15–17 км/с та кут зустрічі близько 30 градусів, результат вже буде значно серйознішим. Такі параметри відповідають астероїду, що догнав Землю «ззаду» і увійшов у її атмосферу по дотичній.


Основним наслідком вибуху 30-метрового залізного астероїда при швидкості 17 км/с та куті 30° будуть опіки та пожежі
Основним наслідком вибуху 30-метрового залізного астероїда за швидкості 17 км/с та кута 30° будуть опіки та пожежі

У цьому випадку вибух відбудеться на висоті 10–12 км. На відстані до 13 км від нього загоряться дерева і нестійкі дерев’яні споруди. Вуглецеві та силікатні астероїди за такого розміру та курсу для Москви небезпеки не становлять, бо вибухи стануться значно вище.

А ось якщо кут зіткнення буде більшим, це матиме серйозніші наслідки. Вже при 45 градусах дерева будуть повалені в радіусі 5 км від епіцентру, навіть якщо астероїд буде силікатний. Залізний же викличе виникнення вогню на відстані до 17 км. Якщо ж зіткнення буде відбуватися під кутом у 60 градусів, то силікатний астероїд викличе пожежі на відстані до 12, а залізний — до 19 км. При цьому не тільки сам кремль, а й кам’яні будинки в радіусі 1,7 км від нього будуть зруйновані вибуховою хвилею і вітром, сила якого буде порівнювана з ураганом III категорії. Дерев’яні ж споруди впадуть на відстані до 5,4 км.

Якщо ж швидкість зіткнення буде близько 40 км/с, тобто воно відбуватиметься практично «в лоб», то діапазон наслідків буде зовсім інший. Найлегшим буде зіткнення з вуглистим астероїдом під кутом 30 градусів. Це все ще буде висотний вибух із мінімальними наслідками. Найсильнішими будуть руйнування під час зіткнення із залізним астероїдом під кутом 60 градусів. У цьому випадку руйнування капітальних будівель відбудеться на відстані до 7,4 км, дерев’яних будинків — до 12 км, а пожежі — на відстані до 30 км. Усе це все ще відбуватиметься всередині московської кільцевої дороги. Кратер при цьому не утвориться, проте більша частина міста перебуватиме в руїнах.

Той самий астероїд при швидкості 40 км/с та куті 60° викличе  масштабні руйнування
Той самий астероїд за швидкості 40 км/с та кута 60° викличе масштабні руйнування

Зіткнення з астероїдами діаметром 100 та 300 м

Астероїд діаметром 100 м — вже значно більша річ. Його розмір можна порівняти зі Скелями Довбуша. Проте вирішальною, знову ж, буде швидкість. Однак цього разу розмір тіла буде таким, що навіть кометне ядро, що «наздоганятиме» Землю, спричинить серйозні наслідки.

У результаті його зіткнення з Москвою під кутом 45 градусів дерева та дерев’яні споруди падатимуть на відстані до 6–8 км, а на відстані до 58 км — горітимуть. При цьому капітальні споруди на кшталт кремля залишаться відносно неушкодженими.

Для порівняння, залізний астероїд діаметром 100 м на зустрічному курсі й за кута зіткнення 60 градусів зможе досягти поверхні Землі. У результаті зіткнення з ним на місці не лише кремля, а й усіх прилеглих кварталів, утвориться кратер діаметром 3,5 км і глибиною 430 м. Його поступово почнуть заповнювати води Москви-ріки.

Кратер від зіткнення зі 100-метровим астероїдом
Кратер від зіткнення зі 100-метровим астероїдом

Насправді це навіть менше, ніж так зване Садове кільце. Проте вибух буде настільки сильним, що капітальні будинки зазнають руйнування на відстані до 31 км, тобто навіть за межами Московської кільцевої автодороги. Невеликі приватні будівлі будуть зруйновані на відстані до 41 км, тобто навіть у містах-супутниках типу Домодєдово. А повалення дерев внаслідок сильного вітру та пожежі виникатимуть взагалі на відстані до 45 км від епіцентру.

Крім того, практично на всій величезній території Москви спостерігатиметься землетрус магнітудою до 6 балів, а на відстані до 55 км — до 5 балів.

До ще більших наслідків призведе зіткнення з тілом діаметром 300 м. Це вже порівнювано з найбільшими хмарочосами на Землі. У цьому випадку навіть якщо це буде ядро комети, що наздожене Землю і увійде в атмосферу по дотичній, на місці кремля утвориться кратер діаметром 800 і глибиною 170 м. Руйнування капітальних будівель при цьому відбуватиметься на відстані до 4,8 км, а приватних будинків — 6,4 км.

Кратер від зіткнення із 300-метровим залізним астероїдом
Кратер від зіткнення із 300-метровим залізним астероїдом

Якщо ж це буде 300-метровий залізний астероїд на прямому зустрічному курсі, то це вже може стати однією з найбільших катастроф в історії Землі за останні кілька тисяч років. На місці всього історичного центру Москви утвориться кратер діаметром 10 км. Вогняна куля сягне 15 км в діаметрі, а пожежі виникатимуть навіть у Коломні, Серпухові та Можайську. Приблизно на такій самій відстані вибуховою хвилею та вітром будуть зруйновані капітальні та приватні будівлі.

Землетрус силою до 5 балів добре відчують на відстані до 250 км. Цілком можливо, що його відгуки відчуватимуться навіть у Києві. А у Твері та Коломні він сягатиме 5 балів.

Наскільки ймовірною є така подія

При всьому цьому треба зазначити, що влучання астероїда безпосередньо в Москву, а тим більше у кремль — вкрай малоймовірна подія. Площа земної кулі складає 510,1 млн км², російської столиці навіть з усіма приміськими територіями — 2500  км², кремля — 28 га.

Також зіткнення навіть такого невеликого астероїда з нашою планетою — теж не така вже і часта подія. У випадку 30-метрових космічних каменів це відбувається раз на кілька десятиліть чи століть. У випадку 100-метрового йдеться про тисячі, а 300 метрового — про десятки й сотні тисяч років, що розділяють ці події.

Орбіта астероїда 2007 FT3
Орбіта астероїда 2007 FT3. Джерело: www.foxnews.com

Теоретично подібна подія може статися вже 4 жовтня цього року. Астероїд 2007 FT3 діаметром 340 м може з шансом 1 до 15 млн зіштовхнутися із Землею в цей день, але майже напевно він пролетить повз нас на відстані у 1,7 млн км. Протягом наступного століття відбудеться ще кілька подібних зустрічей, проте всі вони мають такий само незначний шанс закінчитися зіткненнями.

Що ж до об’єктів меншого розміру, то систематично відстежувати їх вчені досі не мають можливості. Більша їхня частина досі лишається невідомою, проте повідомлення про зближення з каменями діаметром у десятки метрів приходять ледь не щотижня.

Щоправда, у більшості випадків мова про прольоти астероїдів на відстанях, порівнюваних з орбітою Місяця. Ближче ніж на 10 тис. км до Землі вони підходять вкрай рідко. Тож, з великою ймовірністю в найближчі кілька десятиліть зіткнення з об’єктом, що здатний повністю знищити велике місто, ми не дочекаємося. Можливо, це і на краще.

Juno зробив дивовижне фото Юпітера
Новий квантовий комп’ютер встановив рекорд швидкості дії
Blue Origin демонструє технологію вертикальної посадки ракети New Glenn: відео
Космічне кільце: астрономи зазнімкували гіперсвітну галактику
Викрадення «Луни-2»: як ЦРУ дізналися секрети радянської космічної програми під носом у КДБ
Вчені виявили неподалік від Сонця неймовірно швидкий об’єкт
Галактика-конструктор: телескоп Hubble зазнімкував незвичайного сусіда Чумацького Шляху
Астронавти залишатимуться на борту МКС під час її падіння в атмосферу Землі
Не помічали 55 років: пенсіонер виявив помилку у старій відеогрі Lunar Lander
Новий сонячний цикл вже міг розпочатися