Зачем нужна геология - Дуг МакДугалл

происхождение предполагаемого убийцы динозавров, но и ставит важный вопрос: насколько вероятно, что другие астероиды полетят в сторону нашей планеты и столкнутся с ней с такими же катастрофическими последствиями? Чтобы верно оценить степень такой угрозы, нужно определить частоту столкновений для объектов разных размеров. Для этого астрономы следят за объектами, проходящими поблизости от Земли (обычно их называют околоземными объектами), а также используют данные о кратерах Земли и Луны. К счастью, эти данные четко показывают, что вероятность удара такой мощи практически равна нулю, и всем нам можно вздохнуть с облегчением. Однако такие анализы обычно предполагают приблизительно постоянную частоту бомбардировки, а если на Землю обрушится астероидный «ливень», при котором камней будет больше, — ситуация изменится. Является ли дождь Баптистины уникальным, или в прошлом были и другие промежутки времени, когда частота ударов была существенно выше долгосрочного среднего значения?

Данные геологической летописи показывают, что были времена, когда Земля подвергалась усиленной метеоритной бомбардировке. Особенно выделяется один интервал, который примерно датируется временем 470 миллионов назад, что соответствует ордовикскому периоду. В каком-то смысле это открытие еще более удивительно, чем изучение астероидов семейства Баптистины. Эта история началась в середине 1990-х, когда Биргер Шмитц из Гетеборгского университета с коллегами обнаружили в одном шведском известняковом карьере многочисленные ископаемые метеориты. Это практически неслыханно: начнем с того, что метеориты — редкая вещь, и большинство людей видело их только в музее. Шансы найти в древнем известняке хотя бы один метеорит малы, а ученые первоначально нашли примерно 7,5 килограмма таких космических камней. Все они оказались невелики (размером примерно несколько сантиметров) и сильно изъедены, однако было ясно, что это метеориты. Поскольку метеориты встречаются только в ограниченном интервале слоев известняка, Шмитц с коллегами пришли к выводу, что они должны были упасть менее, чем за два миллиона лет. Ученые назвали этот карьер местом «с одной из самых больших плотностей метеоритов в мире».

С момента первоначальной находки в шведских карьерах было обнаружено еще множество ископаемых метеоритов, при этом всем породам примерно 470 миллионов лет. Большинство их принадлежит к L-хондритам (буква L означает низкое содержание железа). Важная характеристика L-хондритов — наличие серьезных ударных воздействий, которые, как полагают, вызваны сильным столкновением, разрушившим родительский астероид. Исследования L-хондритов показывают, что это столкновение также произошло близко к 470 миллионам лет назад. Такое совпадение по времени и увеличение количества метеоритов, о котором свидетельствуют находки в шведских карьерах, заставляют предположить, что после столкновения был небольшой промежуток времени, когда Землю поливал дождь L-хондритов[25].

Но есть ли какие-нибудь другие подтверждения? Ответ однозначный: да. Проследив орбиты в прошлое с помощью компьютерного моделирования, как и для семейства Баптистины, исследователи обнаружили, что так называемое семейство Гефьён, вероятно, образовалось в результате распада одного объекта примерно 500 миллионов лет назад. Спектральный анализ показывает, что астероиды этого семейства сходны по составу с L-хондритами, а компьютерное моделирование говорит, что вскоре после столкновения, создавшего семейство Гефьён, Землю должно было засыпать метеоритами, падавшими в 10–100 раз чаще обычного, и некоторые из падающих тел оказывались достаточно велики, чтобы создавать кратеры диаметром в километр и больше. Несмотря на плохую сохранность кратеров этого возраста, нашлось более десятка таких (все больше полутора километров в диаметре), которые датируются интервалом 450–500 миллионов лет назад. Для промежутка времени в 50 миллионов лет это значительное количество, и такой факт подтверждает вывод, что в то время Земля испытывала повышенную плотность бомбардировок.

На рисунке 7 показано общее мнение о рисках опасности ударов, основанное на изучении кратеров и околоземных объектов. Данные показывают, что удар такой силы, который связан с мел-палеогеновой границей, происходит в среднем раз в 150 миллионов лет или около того. Однако более мелкие тела падают чаще. Тела размером с Тунгусский объект сталкиваются с нашей планетой примерно раз в тысячу лет, а астероиды размером с многоэтажный дом (несущиеся на сверхзвуковой скорости) — примерно раз в столетие. Подобно Тунгусскому метеороиду, такие объекты, видимо, взорвутся раньше, чем соприкоснутся с поверхностью, однако это все равно нанесет серьезный ущерб населенным регионам. Стоит помнить, что такие прогнозы основаны на средних значениях, и, хотя вероятность мала, вполне возможно, что новый Тунгусский феномен произойдет завтра или на следующей неделе, а не через тысячу лет. Статистика может вводить в заблуждение, особенно в случае редких событий.

Рисунок 7. Частота столкновений с Землей в зависимости от размеров астероида на основании наблюдений околоземных объектов и земных кратеров (по данным Chapman 2004). Обратите, что на обеих осях используется логарифмическая шкала.

Хотя количественное определение рисков и составление прогнозов — дело важное, в каком-то смысле главное — определить конкретные опасности. Эта логика побудила Конгресс США в 1998 году поручить НАСА составить каталог потенциальных угроз, исходящих из космоса, а позднее, в 2005 году, дать агентству конкретное задание: обнаруживать к 2020 году 90 % всех околоземных объектов размером 140 метров или больше. Свои программы по оцениванию опасностей и изучению методов их ослабления составили также правительство Великобритании и Организация Объединенных Наций. К середине 2010-х годов в список внесли свыше 7000 околоземных объектов (за последнее время ежегодно в список добавляется от 400 до 500 новых тел). Около 800 этих астероидов имеют диаметр больше километра и потенциально могут уничтожить нашу цивилизацию. Однако по современным прогнозам ни один из них не столкнется с Землей. В данный момент в таблице риска столкновений, составленной НАСА, всего лишь один астероид размером в 110 метров находится в категории «нуждается в тщательном наблюдении»; это значит, что он может подойти близко к Земле в течение следующих ста лет (такой временной масштаб используется при изучении потенциальных угроз от околоземных объектов)[26].

Статистические данные по околоземным объектам выглядят обнадеживающе, однако это не повод успокаиваться. Каждый раз телескопы могут наблюдать только небольшие кусочки неба, и многие астероиды — особенно маленькие, но все же потенциально опасные — остаются незамеченными (я упомянул только астероиды, но опасность представляют и кометы; впрочем, на 7 тысяч с лишним околоземных объектов приходятся всего 84 кометы).

При обнаружении нового околоземного объекта установлены четкие процедуры определения его потенциальной опасности. Любой, кто заметит такой объект, может сообщить о своих открытиях в Центр малых планет (ЦМП) в Смитсоновской астрофизической обсерватории в Кембридже (штат Массачусетс). Центр, работающий под эгидой Международного астрономического союза, проверяет и регулярно публикует информацию об идентифицированных околоземных объектах. Две отдельные группы берут данные Центра, вычисляют с помощью компьютерных программ орбиты всех околоземных объектов