KOSMIČKI HAZARD - UDAR ASTEROIDA KOMETE ILI METEORIDA

Osnova i koncept poglavlja je urađen na osnovu članka, Drago I. Dragović [email protected] http://static.astronomija.co.rs/suncsist/planete/zemlja/sudar/, sa internet sajta [email protected] uz izmene i dodatke iz drugih izvora (wikipedia i dr.)

Zemlja se mnogo puta sudarila sa nekim asteroidom ili kometom. Manji delići neprestano pogađaju gornje slojeve Zemljine atmosfere, gde se usled trenja pretvaraju u paru (najčešće su veličine graška i teže oko grama); svake noći meteori se mogu videti na vedrom nebu. Hiljade meteorita (mase od po nekoliko kilograma) svake godine ipak prodiru kroz atmosferu i bez štetnih posledica padaju na površinu naše planete. U veoma retkim slučajevima meteoriti mogu možda da probiju krov neke kuće, ali nema pouzdanih dokaza da je ikada bilo ljudskih žrtava. Mnogo ozbiljniji događaj zbio se 1908. godine, kada se jedan kosmički objekat raspao u atmosferi iznad Tunguske, u Sibiru, oslobodivši energiju veću od 10 megatona klasičnog eksploziva TNT–a. Ali čak i ovaj sibirski objekat samo je jedan od manjih članova iz Zemljinog susedstva. Pravi razlog za brigu su veliki objekti, veličine od najmanje 1 kilometra. Mada vrlo retki, sudari sa takvim objektom mogu da se ozbiljno odraze na ekosistem naše planete i izazovu masovna uništenja flore i faune. Jednim imenom nazivaju se NEO (Near Earth Objects) – objekti koji se kreću u blizini Zemlje.

3.1 Asteroidi

Asteroidi (grč. ἀστήρειδής, asteroides, zvezdolik) ili planetoidi su mala čvrsta tela u planetarnim sistemima. U poređenju s planetama i patuljastim planetama, manji su i najčešće nepravilnog oblika. Nastali su od ostataka protoplanetarne materije koja se nije pripojila planetama za vreme formiranja sistema iz protoplanetarnog diska ili kasnije dinamičkom evolucijom kometa ili nekih drugih objekata. Najčešće kruže oko matične zvezde vlastitom putanjom ili kao sateliti većih planeta. Neke od njih nalazimo vezane gravitacionim silama uz planete, u grupama koje orbitiraju u putanji planeta, ispred ili iza. Iako se do nedavno mislilo drugačije, otkriveno je da asteroidi mogu imati vlastite satelite.

Većina asteroida u Sunčevom sistemu nalazi se u asteroidnom pojasu između Marsa i Jupitera, te u Kajperovom pojasu. Do sada ih je otkriveno preko 170.000, a preko 11.000 ih je dobilo vlastita imena, pored kataloškog broja. Procenjuje se da bi ih u našem sistemu moglo biti nekoliko miliona.

U početku su asteroidi bili podeljeni u tri grupe prema sastavu površinskog materijala, odnosno svojstvima površine: boji, albedu (koeficijentu refleksije) i spektralnom tipu. Broj grupa u ovoj podeli raste s otkrićima novih asteroida i trenutno ih ima 14.

parsek.com.ua apod.nasa.gov Slika 3.1. i slika 3.2: Umetničko viđenje asteroida na osnovu postojećih podataka i fotografija

18

3.2 Komete

Kometa je nebesko telo koje se nalazi u putanji oko Sunca. Komete se sastoje od prašine, smrznutih gasova, kamena i leda. Orbite kometa se stalno menjaju: originalno su bile u spoljnom Sunčevom sistemu i sklone su poremećajima prilikom bliskih prolazaka pored velikih planeta. Neke od njih prilaze blizu Suncu i isparavaju, dok neke bivaju zauvek izbačene iz njega. Karakteriše ih iznenadna pojava na nebu i rep koji višestruko nadmašuje dimenzije samog jezgra komete.

Reč “kometa” je nastala od latinske reči cometes. Od grčke reči komē, koja znači “kosa na glavi”, Aristotel je prvi izveo comētēs da opiše komete kao “zvezde sa kosom.” Astronomski simbol za komete je disk sa repom.

Komete su jedan od mogućih izvora vode na Zemlji.

Mlazovi prašine i gasa oslobođeni na taj način formiraju veliku, ali retku atmosferu oko komete zvanu koma, a Sunčevo zračenje i Sunčev vetar prave od njega karakteristični rep koji je vidljiv na nebu i uvek je okrenut suprotno od Sunca. Gasovi i prašina takođe formiraju i svoj tzv. prašinasti rep, koji ostaje u kometinoj orbiti u obliku zakrivljenog repa. Dok je telo komete (jezgro) obično manjeg prečnika do 50 km, koma može dostići veliki prečnik, dok rep komete može biti duži i od jedne astronomske jedinice (150 miliona km).

Oba repa komete bivaju osvetljena Suncem i mogu biti vidljiva sa Zemlje kada kometa prođe kroz unutrašnji Sunčev sistem. Najveći broj kometa je previše slabog sjaja da bi se video bez pomoći teleskopa, ali nekoliko njih svake decenije bude dovoljno sjajno da se vide golim okom. Pre pronalaska teleskopa izgledalo je da se komete pojavljuju niotkuda i nestaju iz vida. Obično su smatrane lošim znacima smrti kraljeva i plemića, ili naznakama skorih katastrofa. Iz antičkih izvora je poznato da su bile primećivane milenijumima.

www.thunderbolts.info/.../060227comet creationscience.com Slika 3.3 i slika 3.4: Fotografije kometa

3.3 Meteori – metroidi – meteoriti

Meteoroid je malo nebesko telo, tj. stenoviti ili metalni fragmenat relativno malih dimenzija. Dimenzije variraju od čestice prašine do većih komada stena. Na osnovu klasifikacije koju je usvojila Međunarodna astronomska unija 1961. godine njihova masa varira od 109 kg do 107 kg.

Znači, meteoroid može biti čestica prašine, deo stene ili slični ostatak iz vremena nastajanja Sunčevog sistema koji kruži oko Sunca. Meteoridi najmanjih dimenzija se nazivaju mikrometeoridi.

19

Takve čestice nastaju i pri sudarima asteroida ili isparavanjem materijala sa kometa (zaleđeni gas se topi pod uticajem Sunčeve toplote i oslobađa zarobljene komade stena i prašine). Ako takvo telo uleti velikom brzinom u atmosferu planete, zagreva se, gori i isparava zbog ogromnog trenja, ostavljajući svetli za sobom trag. Ova pojava se naziva meteor.

Dovoljno veliki meteoroidi ne uspevaju celi da sagorete u atmosferi i jedan njihov deo može pasti na zemlju. Takvi kameno-metalni ostaci zovu se meteoriti.

NASA/Perseid rst.gsfc.nasa.gov Slika 3.5: Fotografija zvezde padalice Slika 3.6: Meteorit

wikipedia wikipedia Slika 3.7: Šematski prikaz asteroidnog oblaka u Slika 3.8: Umetničko viđenje asteroidnog oblaka i sunčevom sistemu Sunčevom sistemu

Pojas asteroida - je prostrani pojas stenovitih nebeskih tela, (asteroida (planetoida), meteoroida) različite veličine, čije se orbite oko Sunca nalaze uglavnom između orbita planeta Mars i Jupiter. Udaljenosti asteroida u pojasu se kreću između 1,7 AJ i 4 AJ. Većina asteroida u pojasu imaju ekscentricitete od 0,1 do 0,2. U samom pojasu područje sa najvećom gustinom putanja asteroida je između 2,2 AJ i 3,3 AJ. Većina meteorita koji padnu na Zemlju dolazi baš iz ovog dela Sunčevog sistema.

3.4 Udar asteroida ili komete – prirodni hazard

Svakih nekoliko vekova Zemlju je pogađao NEO dovoljno veliki da izazove smrt hiljada ljudskih bića, odnosno stotine hiljada da je bio pogođen urbani deo. Ako gledamo milenijumsku skalu vremena, moguće je očekivati katastrofu uporedivu sa onima najvećim poznatim u Zemljinoj istoriji (Pike, 1991). Tokom našeg života postoji mala ali ne i nulta šansa (recimo, 1 prema 10.000) da Zemlja bude pogođena objektom toliko velikim da u globalnom smislu uništi izvore hrane i izazove kraj civilizacije kakvu danas poznamo (Shoemaker i drugi, 1990).

20

Mali objekti, kakvi su obični meteori, utroše svoju energiju u gornjim slojevima atmosfere i nemaju nikakvog direktnog uticaja na tlo ispod njih. Jedino u slučaju kada je projektil veći od 10 m, počinje da bude pretnja za ljude. U zavisnosti od veličine ili kinetičke energije koju poseduju, rizike možemo podeliti u tri kategorije: 1. Generalno uzevši, strano telo i nestaje pre sudara sa površinom, predavši svoju energiju atmosferi i izazivajući samo lokalne efekte. 2. Telo dospeva do tla dovoljno jako da izazove krater, takođe izazivajući samo lokalne efekte, mada azotni oksidi i prašina mogu da pokriju veliku površinu, a i da izazovu pojavu talasa cunamija ako padne u more. 3. Udar koji bi stvorio veliki krater proizveo bi količinu prašine dovoljnu da izazove kratkotrajnu globalnu promenu klime, praćeno sa razarajućim efektima u regionu samog udara.

Granična veličina za svaku od navedenih kategorija projektila zavisi od njihove gustine, snage i brzine kao i od prirode mete. Prag dovoljan za globalnu katastrofu nije, međutim, precizno određen.

Kategorija 1: Telo prečnika 10 – 100 metara

Tela veličine probližno maksimalnoj navedenoj pogađaju Zemlju svake decenije, dok tela od 100 m i veća pogađaju Zemlju, u proseku, nekoliko puta u milenijumu. Kinetička energija jednog 10–metarskog projektila koji putuje atmosferom tipičnom brzinom od oko 20 km/sek adekvatna je količini od oko 100 kilotona TNT, što je jednako snazi nekoliko bombi bačenih na Hirošimu, dok je kinetička energija jednog 100–metarskog tela jednaka eksploziji oko 100 megatona TNT, što je jednako snazi najvećih hidrogenskih bombi.

10–metarski projektili, posle probijanja kroz atmosferu samo retki gvozdeni ili kameno–gvozdeni poseduju dovoljan deo početne energije da bi načinili krater na zemlji, kao što je npr. to bio slučaj u regionu Sikhote–Alin, u Sibiru 1947.

U Tunguskoj 1908. godine, se telo od oko 60 m u prečniku rasprslo u atmosferi na oko 8 km visine. Oslobođena energija je iznosila oko 12 megatona, kako je utvrđeno prema udarnom talasu registrovanom u meteorološkim barografima čak u Engleskoj ili oko 20 megatona, ako se uzme u obzir prečnik razaranja. Stabla sibirske šume su bila potpuno oborena u prečniku od oko 20 km od zamišljene krajnje tačke putanje projektila, dok su neka bila isčupana ili oborena i na udaljenosti većoj od 40 km. Sigurni dokazi sugerišu da je požar izbio u krugu od 15 km od centra, izazvan intenzivnim jurišem energije. Uočeni efekti su jako slični onima koji bi se očekivali od nuklearne eksplozije izvedene na istoj visini, samo što nema pratećih tragova neutrona, gama zraka ili nekog zračenja.

Riziku pojave jednog takvog fenomena kao što je tunguski, možemo dodati i mogućnost izazvanu nesporazumom i interpretacijom da je započela odmazda neke sile nuklearnim oružjem, naročito u nestabilnim regionima. Mada je današnje atomsko oružje dovoljno sofisticirano upravo da bi se izbegle mogućnosti automatskog odgovora, sama verovatnoća takvog nesporazuma povećava potrebu za podizanje opšte javne svesti vezane za pravu prirodu eventualnih neobičnih plamenih lopti na nebu.

Slika 3.9: Fotografija urađena tokom ekspedicije u Slika 3.10: Veličina oblasti zahvaćene eksplozijom Tungusku oblast 1927 u Tunguskoj i veličina grada Vašingtona

21

Asteroid (99942) Apophis ima prečnik od oko 300 metara i pored Zemlje će proći na oko 30 000 kilometara 13. aprila 2029. Sedam godina kasnije će se vratiti, ali danas astronomi nisu u stanju da pouzdano utvrde da li će i tada promašiti našu planetu. Do sredine juna 2008 godine otkriveno je 5515 objekata sa orbitama koje ih dovode blizu Zemlje (Near- Earth objects, NEO). 743 od njih su asteroidi sa prečnikom od oko jednog ili više kilometra. Ukupno 959 od poznatih NE objekata su klasifikovani kao potencijalno opasni asteroidi (Potentially Hazardous Asteroids, PHAs).

Kategorija 2: Telo prečnika 100 – 1000 metara

Dolazeći meteorit od kamena ili metala može neoštećen da se probije kroz Zemljinu atmosferu i stvori krater na njoj. Granična vrednost za njihovu veličinu zavisi od specifične gustine tela, kao i od brzine i ugla pod kojim ulazi u našu atmosferu. Geološki dokazi o postojećim kraterima kao i brojna teorijska razmatranja govore nam da je u proseku veličina kamenog meteorita od 150 metara dovoljna da napravi krater na površini Zemlje. Oni pogađaju Zemlju na svakih 5.000 godina i – ako padnu na kopno – proizvode kratere veličine oko 3 km. Izbačeni materijal iz takvih kratera pokriva oblast veličine od oko 10 km u prečniku. Zona razaranja se proteže daleko iza te oblasti i u njoj bi kuće bili sravnjene ili srušene, delom usled udarnog atmosferskog talasa, a delom od izbačenih letećih ostataka. Međutim, ukupna površina razaranja nije neophodno veća od štete izazvane sudarom sa nekim manjim objektom, pošto veliki deo energije projektila biva apsorbovan od tla prilikom stvaranja kratera. Prema tome, stvoreni efekti su još uvek prvenstveno lokalni.

Interpolacijom rezultata pri manjim vrednostima sugerišu da su "lokalne" zone katastrofe usled udara tela od 1 km u stanju da prekriju čitave države, sa desetinama miliona žrtvava u gusto naseljenim oblastima. Na tom nivou počinju da se javljaju globalni poremećaju, kao što je npr. promena hemijske strukture atmosfere i njeno hlađenje izazvano prašinom – možda slično "godini bez leta" 1815, kada se dogodila snažna erupcija vulkana Gunung Tambora u Indoneziji.

Komete su sastavljene uglavnom od vodenog leda i drugih lako isparljivih jedinjenja, pa se mnogo lakše raspadaju na sitnije delove od kamenih ili metalnih asteroida. Komete veličine od 100 m do 1 km verovatno nisu u stanju da prežive prolazak kroz atmosferu, mada mogu da stvore atmosferski udar dovoljno snažan da izazovu lokalna razaranja.

Kategorija 3: Telo prečnika 1 km – 5 km

Krater nastao od takvog objekta bi imao dimenzije jedno 10 do 15 puta veće od samog prečnika tela, npr. 10–15 km za asteroid od 1 km. U proseku, jedan takav krater se na kontinentima javlja jednom u svakih 300.000 godina. Glavni rizik u slučaju projektila većih od 1 km je vezan za globalni oblak prašine koji bi bio izbačen u stratosferu. Surovost globalnih posledica raste sa povećavanjem veličine udarnog tela i količinom izbačenog materijala. Određena veličina projektila je u stanju da izazove izostanak žetvi širom sveta i izazove pretnju za opstanak čitave civilizacije. Pri još većim dimenzijama, u ozbiljno razmatranje spada čak i opstanak ljudske vrste.

Prvenstveno bi se čula zaglušujuća eksplozije, pri kojoj bi svakako odmah ispario jedan deo udarnog tela i pogođene mete. To bi suočilo čitav biljni i životinjski svet Zemlje sa jednim vrelim udarnim talasom u trajanju od jedno pola sata. Prašina izbačena iz ogromnog udarnog kratera odmah bi izazvala globalni mrak na Zemlji, koji bi trajao sigurno nekoliko meseci.

Temperatura bi pala za 10-tak stepeni Celzijusa. Azotna kiselina stvorena sagorevanjem atmosferskog azota stvorila bi kisela jezera, blato i možda površinski sloj na okeanima. Mesecima kasnije, sa pročišćavanjem atmosfere, ogromna količina oslobođene vodene pare i ugljen–dioksida u stratosferi izazvali bi snažni efekat "zelene bašte", verovatno podižući globalnu temperaturu za oko 10 stepeni ali u odnosu na onu pre katastrofe. Ovo globalno otopljavanje bi trajalo možda decenijama; zagrevanje tla bi izazvalo povećavanje vlažnosti u troposferi te povećanje efekta "zelene bašte", što bi povećavalo takođe i oslobađanje ugljen– dioksida sa površina zagrejanih okeana. Prvobitni mrak i pad temperature, a zatim dugogodišnje njeno povećavanje, sigurno bi izazvali stres ukupne prirodne sredine i bili bi uzrok ozbiljne redukcije i kopnenog i morskog života.

22

Slika 3.11: Posledice udara - mehanika

Mali krateri prečnik je do 25km

Srednji krateri prečnik je između 25 i 130km

Veliki krateri prečnik je preko 130km

Posledice udara - mehanika

Slika 3.12: Reakcija zemljine kore na udarac asteroida

23

Slike 3.13: Prenos sila udarca kroz planetu Zemlju, simulacija

Rasprostranjenje sila po udarcu u planetu Zemlju – istraživanja dr Mark Boslough-a (izvor National Geographic), modelovano je uz pomoć računara, a da bi se ispitala teorija koja pretpostavlja da je izlivanje bazalta na Sibirskoj platformi koje se dogodilo pre 261 milion godina, trajalo million godina i dovelo do najvećeg masovnog izumiranja živog sveta u istoriji planete nastalo zbog udarca asteroida u oblast Šangsi u sadašnjoj Kini gde je kao rekcija pukla Sibirska platforma (izumiranja veće od onog od pre 65 miliona godina kada je udarac asteroida doveo do izumiranja dinosaurusa).

Lista poznatih kratera na Zemlji (wikipedia)

Ime Lokacija Prečnik (km) Staris (milioni godina) Koordinate o Vredefort Free State, South Africa 300 2020 27°0′S 27°30′E o Sudbury Ontario, Canada 250 1850 46°36′N 81°11′W o Chicxulub Yucatán, Mexico 170 65 21°20′N 89°30′W o Manicouagan Quebec, Canada 100 214 51°23′N 68°42′W o Popigai Siberia, Russia 100 35.7 71°39′N 111°11′E o Chesapeake Bay Virginia, United States 90 35.5 37°17′N 76°1′W o Acraman South Australia, Australia 90 590 32°1′S 135°27′E o Puchezh-Katunki Nizhny Novgorod Oblast, Russia 80 167 56°58′N 43°43′E o Morokweng Kalahari Desert, South Africa 70 145 26°28′S 23°32′E o Kara Nenetsia, Russia 65 70 69°6′N 64°9′E o Beaverhead Idaho and Montana, United States 60 600 44°15′N 114°0′W

24

o Tookoonooka Queensland, Australia 55 128 27°7′S 142°50′E o Charlevoix Quebec, Canada 54 342 47°32′N 70°18′W o Dalarna, Sweden 52 377 61°2′N 14°52′E o Karakul , 52 5 39°1′N 73°27′E o Montagnais Nova Scotia, Canada 45 50 42°53′N 64°13′W o Araguainha Central Brazil 40 244 16°47′S 52°59′W o Saint Martin Manitoba, Canada 40 220 51°47′N 98°32′W o Mjølnir Barents Sea, Norway 40 142 73°48′N 29°40′E o Woodleigh Western Australia, Australia 40 364 26°3′S 114°40′E o Carswell Saskatchewan, Canada 39 115 58°27′N 109°30′W o Clearwater West Quebec, Canada 36 290 56°13′N 74°30′W o Clearwater West Quebec, Canada 36 290 56°13′N 74°30′W o Manson Iowa, United States 35 73.8 o Yarrabubba Western Australia, Australia 30 2000 27°10′S 118°50′E o Keurusselkä Western Finland, Finland 30 1800 62°8′N 24°36′E o Shoemaker Western Australia, Australia 30 1630 25°52′S 120°53′E o Ontario, Canada 30 450 48°40′N 87°0′W o Mistastin Newfoundland and Labrador, Canada 28 36 55°53′N 63°18′W o Clearwater East Quebec, Canada 26 290 56°04′N 74°06′W o Kamensk Southern Federal District, Russia 25 646 48°21′N 40°30′E o Steen River Alberta, Canada 25 91 59°30′N 117°38′W o Strangways Northern Territory, Australia 25 646 15°12′S 133°35′E o Boltysh Kirovohrad Oblast, Ukraine 24 65.17 48°54′N 32°15′E o Nördlinger Ries Bavaria, Germany 24 14.8 48°53′N 10°34′E o Presqu'ile Quebec, Canada 24 500 49°43′N 74°48′W o Haughton Nunavut, Canada 23 39 75°23′N 89°40′W o Lappajärvi Finland 23 73.3 ± 5.3 63°12′N 23°42′E o Rochechouart France 23 214 ± 8 45°49′27″N 0°46′54″E o Gosses Bluff Northern Territory, Australia 22 142.5 ± 0.8 23°49′15″S 132°18′28″E o Amelia Creek Northern Territory, Australia 20 1660–600 20°55′S 134°50′E o Logancha Siberia, Russia 20 40 ± 20 65°31′N 95°56′E o Obolon' Poltava Oblast, Ukraine 20 169 ± 7 49°35′N 32°55′E

Slika 3.14: Pozicije udarnih kratera na Zemlji, bibliotecapleyades.net

25

Slika 3.15: Aorounga , Slika 3.16: Čiksulub krater Slika 3.17: Manicouagan Crater Chad, nasa.gov www.physics.uc.edu, Canada, nasa.gov LECTURENOTES/ET/S04/ Earth/ChicxulubCrater.jpg&imgrefurl=ht tp

3.5 Udar asteroida verovatnoća i rizik

Granična vrednost za veličinu objekata koji bi izazvao jednu ili sve gore navedene efekte zapravo tačno poznata. Geohemijski i paleontološki dokazi pokazuju da je pre 65 miliona godina jedan udarac (ili možda više njih na malom prostoru) NEO od 10 km izazvao istrebljenje oko polovine vrsta živih bića na Zemlji (Sharpton i Ward, 1990). Taj takozvani K–T sudar je oslobodio energiju od oko 100 megatona. Takvo istrebljenje živog sveta se nekoliko puta ponavljalo u nekoliko prošlih stotina miliona godina i veruje se, mada nije još provereno, da su za mnoge od njih odrovorni upravo ovakvi sudari. Iz astronomskih i geoloških podataka znamo da su sudari sa telima od 5 km i većima mogući jednom na svakih 10 do 30 miliona godina.

Smrt od gladi velikog dela svetske populacije može da bude manje grozna od činjenice da bi usled ovog kataklizmičnog udara bio iznenada potpuno uništen značajan deo životinjskih vrsta. Ali danas znamo jako malo o zavisnosti veličine objekta i stepena takve smrtnosti. U svetlu svih onih znanih promenjivih (mesto udara, godišnje doba itd.) i nesigurnosti u fizičke i ekonomske konsekvence, ostaje otvoreno pitanje koliko su elastični naša poljoprivreda, ekonomija i društveno organizovanje i koliko mogu da se suoče sa jednom ovakvom katastrofom bez presedana u istoriji.

Te nesigurnosti mogu biti predstavljene i kao široki dijapazon mogućih posledica u zavisnosti od veličine (ili energije) udarnog tela ili kao određenu skalu globalne katastrofe izazvanu izvesnom veličinom udarnog tela. Uzmimo drugi način i izrazimo neodređenosti u smislu granične vrednosti veličine projektila koji je u stanju da stvori globalnu katastrofu sledećih razmera: • Biće uništena većina svetskih izvora hrane i/ili, • Biće izazvana smrt više od četvrtine svetske populacije i/ili, • Biće izazvani slični efekti na globalnu klimu kao oni teoretski opisani u slučaju "nuklearne zime" i/ili, • Biće ugrožena stabilnost i budućnost moderne civilizacije.

Katastrofa sa jednom ili svim ovim navedenim osobinama, neprimerenim u ljudskoj istoriji, potencijalno bi imala posledice na sledeće generacije. Da bi shvatili šta navedena skala katastrofa defiiniše, važno je prvo odrediti šta ona nije. Govorimo o stepenu katastrofa koje daleko prevazilaze velike svetske ratove, a rezultat su udarne eksplozije značajno veće od eksplozije 100 najvećih hidrogenskih bombi ikada napravljenih i detoniranih odjednom. Sa druge strane, govorimo o eksploziji daleko manjoj (manje od 1 procenta energije) od K–T sudara od pre 65 miliona godina. Govorimo o katastrofi koja je pretnja modernoj civilizaciji, a ne o apokalipsi koja bi predstavljala opasnost za opstanak čoveka kao vrste. Kolika je veličina udarnog tela koje bi moglo da dovede do globalne katastrofe takve snage? U junu 1991. godine, na konferenciji povodom Near-Earth Asteroid objekata u San Juan Capistranu, u Kaliforniji, granična veličina o kojoj se najčešće raspravljalo je bila oko 2 km. Tu granicu prihvaćenu na seminaru usvojio je Brian Toon iz NASA AMES Research Centra septembra 1991. Od brojnih efekata takvog udara na okolinu, Toon je zaključio da bi najgori bio onaj izazvan finom submikrometarskom prašinom izbačenom u atmosferu. Ona traje veoma dugo i modeli globalne temperature koje su izradili Covey i saradnici (1990) pokazuju da bi prašina izazvala značajan pad temperature, što bi se ozbiljno odrazio na poljoprivredu širom sveta. Količina submikrometarske prašine potrebne za klimatske promene

26 ekvivalentne onima izazvanim "nuklearnom zimom" procenjena je na oko 10.000 teragrama (Tg) (1 Tg = 1012 g). Pri brzini od 30 km/sek, granična veličina takvog nebeskog tela bila bi između 1 i 1,5 km u prečniku. Granična vrednost veličine objekta koji bi izazvao globalne žrtve i opasnost za civilizaciju skoro sigurno leži između 0,5 i 5 km u prečniku, možda blizu 2 km. Udari objekata te veličine statistički se dešavaju nekoliko puta u milion godina.

Analiza rizika

Ako su pomenuta predviđanja o udaru tačna, onda su šanse za asteroidnu katastrofu u bliskoj budućnosti – mada male – veće od mnogih pretnji po naše živote od mnogih koje naše društvo danas uzima vrlo ozbiljno. U cilju diskusije, uzeli smo procenu da se takvi globalno katastrofalni sudaru dešavaju jednom na svakih 500.000 godina. Treba stalno imati na umu da učestalost možda može da bude i veća od toga, mada verovatno ne uvećana više od faktora dva. Učestalost može biti I umanjena za faktor deset. Pošto je šansa da se sudar dogodi u skoroj budućnosti veoma mala, priroda takvog rizika je jedinstvena u našem iskustvu. Skoro svi rizici sa kojima se suočavamo u životu zapravo se dešavaju nekome koga poznamo ili slušamo o njima u medijima, budući da u čitavoj poznatoj ljudskoj istoriji nikada nije zabeležen neki veliki udar kosmičkog tela. (Ako se desio neki takav događaj u osvit čovečanstva, pre oko 10.000 godina, o tome nema zapisa, kao ni čvrsto utemeljenih dokaza na fosilnim ostacima). Suprotno mnogim poznatim katastrofama, predviđeni sudar bi izazvao stradanja na globalnom nivou. Prirodne katastrofe, uključujući tornada i ciklone, zemljotrese, cunamije, vulkane i poplave obično ubijaju hiljade ljudi, a samo ponekad nekoliko miliona. Ali ovaj uništavajući udar prevazišao bi sve navedene i izazvao bi smrt milijardu ili više ljudi, u procentu koji je u XIV veku zabeležen u Evropi kada je harala pandemija kuge

Verovatnoća udara:

Globalno katastrofičan udar: • Prosečan interval između udara: 500.000 godina

Udar klase u Tunguskoj (100m): • Prosečan interval između udara za čitavu Zemlju: 300 godina • Prosečan interval između udara za naseljeni deo: 3.000 godina • Prosečan interval između udara za urbana naselja: 100.000 godina • Prosečan interval između udara samo u urbani deo Evrope: 1.000.000

Godišnja verovatnoća sa smrtnim ishodom je proizvod a) verovatnoće da se udar dogodi i b) verovatnoće da takav događaj dovede do smrt bilo koje jedinke.

Verovatnoća za globalno katastrofičan udar: • Prosečan interval između udara za čitavu Zemlju: 500.000 godina • Godišnja verovatnoća sudara: 0,000002 (1/500.000) • Verovatna smrtnost usled udara: četvrtina svetske populacije • Verovatnoća smrti pojedinca: ¼ • Godišnja verovatnoća za smrt pojedinca:1/2.000.000

Verovatnoća za udar klase Tunguska: • Prosečan interval između udara za čitavu Zemlju: 300 godina • Verovatna površina razaranja i totalne smrti od udara: 5.000 km2 (1/10.000 Zemljine površine) • Godišnja verovatnoća za smrt pojedinca: 1/30.000.000

27

Slika 3.18: Očekivana učestalost udara u Zemlju, sa Slika 3.19: Po riziku očekivane smrtnosti u funkciji sadašnjom gustinom kometa i asteroida i upoređeno prečnika (i energije) dominira veliki udar sa Mesečevim kraterima. Prikazan je ekvivlent energije u megatonama TNT. (Po predviđanjima Shomakera iz 1983.)

Najveći rizik od kosmičke katastrofe predstavlja udar asteroida prečnika par kilometara, koji može da izazove ekološku katastrofu sa milijardskim žrtvama. Nismo u potpunosti sigurni u graničnu veličinu jednog takvog objekta ali je ona verovatno tu negde oko 2 km i skoro sigurno ne ispod 1 km. Kao prvi korak u smanjivanju ovog rizika jeste identifikovanje potencijalnih asteroida većih od 1 km u prečniku. Treba mnogo više i pažljivije istražiti sva potencijalno "nova" kometna tela koja bi mogla imati za nas kritičnu potencijalnu energiju. Komete predstavljaju oko 5–10 procenata udarnih tela takve kritične veličine. Međutim, zbog svoje velike brzine, njihovi krateri veći od 20 km u prečniku bi bili za 25% zastupljeniji. Na kraju, zbog svoje veće frekventnosti i zbog toga značajno većim posledicama pri udaru, treba u osmatranje uvesti i objekate velike između 100 m i 1 km. Postoji velika razlika u reagovanju ljudi na različite stepene rizika. Mi smo se koncentrisali na globalni tip katarstrofe zbog njene kvalitativne užasne prirode. Ali neki drugi ljudi smatraju da pretnja udara tela tipa Tunguzija zaslužuje mnogo više razloga za brigu, mada je to za ljudske živote mnogo manji rizik. U cilju zaštite protiv jednog takvog događaja (ili slabljenju njegovih efekata), male objekte od oko 100 m potrebno je locirati i pre njihovog uništenja ili bar na vreme evakuisati lokalno stanovništvo. Srećom, široka mreža za posmatranje, dizajnirana za otkrivanje i praćenje većih asteroida i kometa već je otkrila desetine hiljada objekata veličine od 100 m do 1 km koji se opasno mogu približiti Zemlji i zapretiti svima od nas.

3.6 Udar asteroida monitoring preventiva i odbrana

Države sa razvijenim svemirskim (npr.SAD, Rusija, Kina) tehnologijama intenzivno prate kretanje potencijalno opasnih objekata.

Razmtraju se različite opcije: ogledala, nuklearni udari, gravitacioni traktori. Danas se razvila tehnologija mikrosatelita za odbranu Zemlje od potencijalno opasnih objekata. Ta nova vrsta tehnologije nije skupa i proizvodi se u Sjedinjenim Drzavama, Kanadi i Velikoj Britaniji. Ipak, ova tehnologija ima nedostataka. Kad bi smo danas imali urgentno stanje sa nekim objektom koji se priblizava Zemlji, bilo bi potrebno skoro dve godine da se sistem mikrosatelita sabere. "Vise bismo voleli da sistem proradi za dve nedelje, a ne za dve godine” kaze Smit. Uloga mikrosatelita je da promeni kurs objekta koji ide prema Zemlji, a ne da ga unisti. U slucaju pojave veceg objekta, neizbezno je koristiti nuklearno oruzje. Milan Gucić http://static.astronomija.co.rs/suncsist/neo/pretnja/svemirpreti.htm

28

Slika. 3.20: Objekti uočeni u zadnjih 60 dana do 17 oktobra 2010, izvor Nasa gov

Šef ruske federalne svemirske agencije Anatolij Perminov izjavio je za radio "Glas Rusije" da "Roskosmos" planira da asteroid, koji će nekoliko puta proći blizu Zemlje od 2029. godine, skrene sa njegovu putanje, preneo je BBC. Perminov je rekao da će naučno veće agencije održati zatvoreni sastanak na kojem će to pitanje biti raspravljeno. Bilo koji eventualni plan verovatno će biti predmet međunarodne saradnje, dodao je on. Američka svemirska agencija NASA saopštila je u oktobru da postoji šansa od 1:250.000 da će asteroid "Apofis" udariti Zemlju 2036. Prema prvobitnim proračunima, šanse da će doći do udara bile su 1:45.000. Procenjeno je da će "Apofis" proći na oko 30.000 kilometara od Zemlje 2029. Šef "Roskosmosa" nije pružio mnogo detalja o eventualnim planovima koje agencija ima, ali je ruska novinska agencija "Interfaks" prenela njegovu izjavu da to neće uključiti upotrebu nuklearnog oružja. "Ljudski životi su u pitanju", rekao je Perminov za "Glas Rusije". "Trebali bi uložiti nekoliko stotina miliona dolara i izgraditi sistem koji bi nam omogućio da sprečimo udar, umesto da sedimo i čekamo da se to dogodi i da poginu stotine hiljada ljudi". Neki prethodni naučni planovi za skretanje asteroida sa putanje uključivali su svemirske letelice, koje bi fizički odgurale objekat, ili ga skrenule pomoću "solarnih jedara" koja se koriste snagom Sunčevog vetra. http://www.blic.rs/Slobodno-vreme/Vesti/170964/Blic Online | Rusi planiraju da skrenu asteroid sa putanje blizu Zemlje 2029.

Slika 3.21: Solarna jedra Slika 3.22: Gravitacioni traktor www.newscientist.com/ article/dn12761-are-mirrors-the- www.newscientist.com/article/dn8291--gravity-tractor- to-deflect- best-way-to-deflect-asteroids.html earthbound-asteroids.html