Asteroidy atakują

Od kilkudziesięciu lat przygotowujemy się na kosmiczną katastrofę. Obserwujemy niebo, zbieramy meteoryty i badamy kratery uderzeniowe. Ale duża asteroida ciągle może nas zaskoczyć.

05.08.2019

Czyta się kilka minut

Deszcz meteorytów nad chińskim Obserwatorium Ming’antu w regionie Xilin Gol, 2018 r. / BARCROFT MEDIA / GETTY IMAGES
Deszcz meteorytów nad chińskim Obserwatorium Ming’antu w regionie Xilin Gol, 2018 r. / BARCROFT MEDIA / GETTY IMAGES

Pod koniec lipca stumetrowa asteroida nazwana „2019 OK” o włos minęła Ziemię. Astronomowie zauważyli ją w ostatniej chwili. Gdyby się z nami zderzyła, powstałby krater o średnicy 2-4 km, a wszystko w promieniu kilku kilometrów wyparowałoby w ułamku sekundy. W odległości do kilkudziesięciu kilometrów zburzone lub poważnie zniszczone zostałyby wszystkie budynki, a wszyscy ludzie przebywający na zewnątrz ulegliby poparzeniom pierwszego stopnia. Jeszcze ponad 100 km od miejsca zderzenia można by zarobić w głowę skałą poruszającą się z prędkością większą od kuli z karabinu.

Takie wydarzenia następują znacznie częściej, niż mogłoby się wydawać. Sześć lat temu w Czelabińsku nad głowami spieszących się rano do pracy ludzi eksplodowała asteroida. Jej pojawienie się też było zaskoczeniem. Na szczęście czelabińska asteroida była znacznie mniejsza niż „2019 OK”; przed wejściem w atmosferę miała zaledwie 20 m średnicy. Szkody były więc relatywnie niewielkie: kilka tysięcy budynków straciło szyby, 112 osób trafiło do szpitala.

Piętnaście słoni dziennie

Codziennie na Ziemię spada około stu ton pozaziemskiego materiału – to tyle, co piętnaście słoni afrykańskich. Na szczęście jego ogromna większość przylatuje do nas w postaci malutkich fragmentów, które skutecznie są zwalniane w atmosferze i następnie powoli opadają na powierzchnię. W bezchmurne noce można zobaczyć, jak nieco większe, centymetrowe kawałki pozaziemskiej materii płoną w zderzeniu z cząsteczkami powietrza, tworząc widowiskowe „spadające gwiazdy”.

Większe ciała – do kilku metrów średnicy przed wejściem w naszą atmosferę – też nie są groźne dla ludzi. Mogą być wręcz przydatne, bo niewielkie fragmenty kilkumetrowych asteroid mogą dotrzeć na powierzchnię Ziemi jako meteoryty. Są one nie tylko niezastąpionym źródłem wiedzy o początkach naszego układu słonecznego, ale też mogą być traktowane jako próbki dostarczane nam za darmo przez Matkę Naturę prosto z innych globów – np. Marsa czy Księżyca. Co roku na powierzchnię Ziemi spada około 500 meteorytów cięższych niż dziesięć gramów, ale odnajdujemy ślady tylko około dziesięciu rocznie. Reszta na wieczność (to znaczy dopóki mokre, ziemskie środowisko nie spowoduje ich rozpadu na drobny pył) skończy w oceanach, w niedostępnych lasach, a może nawet niepostrzeżenie przeleży w naszych ogródkach.

Im większy jest pojedynczy kawałek kosmicznego gruzu, tym, na szczęście, rzadziej zderza się z naszą planetą. Ciało o średnicy 50 m wpada w ziemską atmosferę raz na kilkaset lat. W zależności od tego, z jakiego materiału jest zbudowane, wywołuje bardzo różne skutki.

Jeżeli tej wielkości asteroida składa się z bardzo lekko związanych skał, eksploduje w atmosferze, tak jak 30 czerwca 1908 r. w pobliżu rzeki Podkamienna Tunguzka na Syberii. Wtedy to wybuch ciała niebieskiego na wysokości około 5 km nad ziemią położył las na powierzchni ponad 2 tys. km kwadratowych. Najprawdopodobniej zginęło kilka osób wypasających w tym rejonie stada reniferów, ale straty trudno jest dokładnie oszacować – pierwsza ekspedycja badawcza dotarła w ten rejon dopiero po 13 latach. Wiadomo za to, że skutki katastrofy tunguskiej były mierzalne na całym świecie.

Właściwy moment

Asteroidy w każdej sekundzie pokonują dystans 20 km – ich zabójcza moc wynika właśnie z prędkości. Poruszają się szybciej niż cokolwiek, co możemy znać z życia. Najszybsze kule karabinowe mogą osiągnąć maksymalną prędkość około 1,5 km na sekundę. Takie ciało niebieskie jak asteroida niesie w sobie więc ogromną ilość energii kinetycznej (proporcjonalnej do masy ciała i prędkości podniesionej do kwadratu). W rezultacie nawet stosunkowo niewielka, kilkudziesięciometrowa asteroida może przenosić energię równą tysiącu bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę. Jeżeli zostanie nagle zatrzymana lub choćby mocno zwolniona, cała ta energia kinetyczna musi gdzieś się podziać – najprościej uwolnić ją w olbrzymim wybuchu.

Ciała niebieskie podobnej wielkości, ale składające się z bardziej odpornego stopu żelaza i niklu, pochodzącego z samego środka dawno rozbitych asteroid, są w stanie przejść przez atmosferę w dużo większych kawałkach i zachować znaczną część swojej energii kinetycznej. Energia ta zostaje uwolniona dopiero w zderzeniu z ziemią, a na powierzchni powstaje krater uderzeniowy. Do takiej sytuacji doszło około 5 tys. lat temu w Morasku pod Poznaniem, gdzie znajdują się jedyne w Polsce potwierdzone kratery uderzeniowe. Największe z siedmiu zagłębień ma około 100 m średnicy i 12 m głębokości. Powstały w jednym momencie w wyniku zderzenia z fragmentami tej samej żelaznej asteroidy, która rozpadła się w atmosferze na mniejsze kawałki.

Bezpośrednie spotkania z asteroidą o średnicy około 100 m – takimi jak „2019 OK” – zdarzają się średnio co około 10 tys. lat. Akurat teraz (plus minus parę tysięcy lat) byłby statystycznie właściwy czas na następne...


CZYTAJ TAKŻE

DAVID H. LEVY, ASTRONOM: Dwadzieścia pięć lat temu patrzyliśmy przez wszystko, co mieliśmy. Przez tydzień cała planeta obserwowała, jak nasza kometa bombarduje Jowisza.


Kolizje z gigantycznymi asteroidami, które mogą spowodować kolejne wielkie wymieranie, zdarzają się co około 100 mln lat. Ostatnio 65 mln lat temu, kiedy dziesięciokilometrowa asteroida uderzyła w płytkie morze w okolicach dzisiejszego Meksyku i zakończyła – lub pomogła zakończyć – epokę dinozaurów. Krater Chicxulub (nazwa pochodzi od miasta znajdującego się w pobliżu i oznacza „pchli diabeł”) ma 180 km średnicy. Miejsce uderzenia (wraz z morzem, roślinami, zwierzętami i skałami) zostało wyparowane w ułamku sekundy. W dodatku asteroida uderzyła w miejsce, w którym znajdowały się grube pokłady skał węglanowych, co spowodowało natychmiastowe wpompowanie w atmosferę ogromnych ilości dwutlenku węgla i tlenków siarki. Z dnia na dzień zmienił się klimat całej Ziemi. Do tego doszły rozległe pożary, kwaśne deszcze i ciemność spowijająca Ziemię spowodowana dużą ilością pyłu wyrzuconego w atmosferę. Tyranozaury nie miały najmniejszych szans.

Finansowane dzięki Hollywood

Na szczęście już teraz mamy programy, które mogą uchronić nas przed podobnym losem. A wszystko dzięki połączeniu siły nauki i magii Hollywood.

Do początku lat 90. XX w. znaliśmy tylko kilkadziesiąt tzw. NEO-s (near Earth objects), czyli asteroid, których orbity przecinają się z orbitą Ziemi. W 1980 r. wiedzieliśmy o 80 takich potencjalnie niebezpiecznych ciałach niebieskich. Wszystko zmieniło się w marcu 1993 r., gdy Carolyn Shoemaker, z pomocą męża i Davida ­Levy’ego, odkryła kometę nazwaną Shoemaker-Levy 9, krążącą wokół Jowisza po niestabilnej orbicie (zob. wywiad na następnej stronie). Gdy w lipcu 1994 r. to ciało niebieskie zderzyło się z gazowym gigantem, w miejsce zderzenia były wycelowane setki teleskopów. Miliony ludzi śledziły to wydarzenie na żywo w telewizji.

Sugestywny charakter bezpośredniego przekazu z kosmicznej kolizji wpłynął nie tylko na naukowców, ale miał też silny wpływ na scenarzystów i producentów filmowych. W rezultacie w 1998 r. premierę miały aż dwie superprodukcje hollywoodzkie opowiadające o reakcji ludzkości na wielką asteroidę na kursie kolizyjnym z Ziemią: „Armageddon” i „Deep Impact”. Oba filmy nie tylko przyniosły ogromne zyski producentom, ale także pomogły naukowcom wpływać na polityków przydzielających fundusze na duże projekty badawcze. Kiedyś naukowcy musieli organizować skomplikowane prezentacje dla polityków ze szczegółowymi wyliczeniami dotyczącymi orbit niebezpiecznych asteroid. Po 1998 r. mogli wyświetlić kawałek „Armageddonu” i po prostu zapytać: „Chcielibyście uniknąć tego scenariusza?”.

Właśnie w tym okresie rozpoczęły się programy poszukiwania potencjalnie niebezpiecznych ciał niebieskich. W uproszczeniu: specjalne teleskopy wykonują zdjęcia tych samych dużych obszarów nieba co kilka minut i sprawdzają, czy jakieś punkty światła widoczne na zdjęciach przemieszczają się na tle gwiazd. Te punkty to asteroidy. Na podstawie tego, w jaki sposób przemieścił się punkt świetlny reprezentujący asteroidę na różnych zdjęciach, komputery wyliczają ich orbity. Pierwsze wyliczenie jest pobieżne, potem, jeżeli okaże się, że dane ciało niebieskie może znaleźć się w pobliżu Ziemi, po dokonaniu kolejnych obserwacji wylicza się dokładniejszą orbitę. Na podstawie poziomu jasności punktu można wyliczyć wielkość danego ciała niebieskiego. Niestety jasność zależy nie tylko od wielkości asteroidy (i jej odległości od obserwatora), ale też od koloru materiału na jej powierzchni. W skrócie: czarne asteroidy wydają się mniejsze niż białe. Dlatego estymacja wielkości asteroid jest obarczona sporym błędem: np. w bazie danych NASA „2019 OK” ma od 59 do 130 m średnicy.

Obecnie znamy ponad 20 tys. ciał niebieskich, które przynajmniej czasem znajdują się zbyt blisko Ziemi. Zaledwie 896 z nich ma ponad kilometr średnicy – najprawdopodobniej skatalogowaliśmy już 90 proc. asteroid tej wielkości. Mniejszych niż kilometr, ale większych niż 140 m jest w naszych bazach około 8 tys., z oszacowań wynika, że co najmniej drugie tyle pozostało do odkrycia. Tych mniejszych niż 140 m średnicy jest jeszcze więcej i większości z nich nie znamy, mimo że, tak jak „2019 OK”, mogą być śmiertelnie niebezpieczne dla całych miast, a nawet regionów.

Zmiana trajektorii

Co moglibyśmy zrobić, gdybyśmy zauważyli asteroidę zmierzającą w kierunku Ziemi? Najlepszym sposobem byłoby przyczepienie do niej niewielkich rakiet, które powoli i w przewidywalny sposób przepchną asteroidę na bezpieczną orbitę. To wymagałoby jednak wielu lat przygotowań. Jeżeli ciało niebieskie będzie miało powyżej kilometra średnicy, a do zderzenia zostanie niewiele czasu, być może jedynym wyjściem będzie zastosowanie metody Bruce’a Willisa z „Armageddonu” i wystrzelenie bomby atomowej. Naszym celem nie będzie jednak rozbicie pojedynczego impaktora na kawałki (jak to robił bohaterski wiertnik naftowy z filmu), ale również przepchnięcie go na inną, bezpieczniejszą dla nas trajektorię. Taki sposób poradzenia sobie z zagrożeniem z kosmosu jest znacznie bardziej ryzykowny od pierwszej opcji, bo nie da się dokładnie przewidzieć, w jaki sposób w odpowiedzi na wybuch jądrowy zmieni się orbita asteroidy. Może się nawet okazać, że przyśpieszymy własną zgubę.

W przypadku mniejszych, trudniejszych do wypatrzenia z odpowiednim wyprzedzeniem ciał, podobnych do „2019 OK”, może nie być czasu na przeprowadzenie akcji zmiany orbity. Jedynym ratunkiem może być ewakuacja. Na szczęście jesteśmy w stanie dokładnie przewidzieć czas i miejsce zderzenia – robiliśmy już to w przeszłości. Richard A. Kowalski z Arizony odkrył czterometrową asteroidę „2008 TC3” zaledwie 19 godzin przed kolizją z Ziemią, wystarczyło to jednak, by stwierdzić, że uderzy 7 października 2008 r. w sudańską pustynię. Wydarzenie udało się sfotografować przez satelitę pogodowego Meteosat 8, a krótko po tym specjalna wyprawa naukowców z SETI Institute w USA i Uniwersytetu w Chartumie w Sudanie zebrała meteoryty. Co charakterystyczne dla tego typu wybuchów bolidów, z 80-tonowej asteroidy, mimo długich i dokładnych poszukiwań w pustynnych warunkach, zebrano tylko około 10 kg materiału.

Na podstawie badań skutków środowiskowych podobnych wydarzeń z przeszłości geologicznej możemy oszacować obszar, który musi być opuszczony lub odpowiednio zabezpieczony. Sposób przygotowania na zderzenie będzie zależeć od tego, gdzie dokładnie nastąpi eksplozja. Jeżeli takie stumetrowe ciało upadłoby gdzieś na północy Kanady czy w bezludnej części Syberii, to oprócz zadbania o to, żeby nikt postronny się tam nie kręcił (z wyjątkiem zainteresowanych naukowców, wliczając w to niżej podpisaną), w zasadzie nie musimy wiele robić. Jeżeli asteroida uderzy w zamieszkany teren, wszyscy ludzie w promieniu co najmniej stu kilometrów od miejsca przewidywanego upadku muszą być bezwarunkowo ewakuowani.

Dodatkowo warto wiedzieć, co dokładnie znajduje się w strefie maksymalnego zniszczenia. Gdyby czelabińska asteroida była nieco większa i uderzyła zaledwie 40 km dalej na północ, mogłaby zniszczyć jedno z postradzieckich centrów przechowywania odpadów jądrowych i rozprzestrzenić materiały radioaktywne. Na szczęście taki scenariusz jest mało prawdopodobny, a nasze bezpieczeństwo wzrasta z każdym rokiem, wraz z każdą nowo wykrytą asteroidą.

Pamiętajmy: dinozaury nie miały systemu obrony planetarnej! ©

Dziękujemy, że nas czytasz!

Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →

Dostęp 10/10

  • 10 dni dostępu - poznaj nas
  • Natychmiastowy dostęp
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
10,00 zł

Dostęp kwartalny

Kwartalny dostęp do TygodnikPowszechny.pl
  • Natychmiastowy dostęp
  • 92 dni dostępu = aż 13 numerów Tygodnika
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
89,90 zł
© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]
Geolożka planetarna, obecnie pracuje na Uniwersytecie w Exeter w UK badając małe kratery uderzeniowe na Ziemi. Związana z Instytutem Nauk Geologicznych PAN gdzie zajmowała się badaniami powierzchni Marsa. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego, Michigan State… więcej

Artykuł pochodzi z numeru Nr 32/2019