Ученые смоделировали результат планетарной катастрофы: что ждет Землю через 150 лет
Научное сообщество всерьез рассматривает вероятность столкновения астероида с Землей. В центре внимания оказался астероид Бенну, который в сентябре 2182 года может упасть на нашу планету. Вероятность такого события невелика — 0,037%, но даже этого достаточно, чтобы исследователи провели детальное моделирование последствий. Южнокорейские ученые использовали суперкомпьютер Aleph, чтобы спрогнозировать изменения климата и экосистем. Анализ данных позволил выявить ряд долгосрочных эффектов, которые могут оказаться критическими для человечества, сообщается в Science Advances.
Основные последствия удара
Астероид диаметром 500 метров при столкновении с Землей поднимет в атмосферу от 100 до 400 миллионов тонн пыли. Это вызовет резкие климатические изменения, схожие с ядерной зимой:
- Средняя температура на планете снизится на 4 градуса;
- Количество осадков уменьшится на 15%;
- Озоновый слой истончится на 32%;
- Фотосинтез в наземных и морских экосистемах сократится на 20−30%;
- Концентрация углекислого газа временно снизится, но восстановится через несколько лет.
Такое похолодание продлится не менее четырех лет. В некоторых регионах снижение температур может привести к неурожаям, а нехватка осадков усугубит засухи. Океанические экосистемы также пострадают: уменьшится количество фитопланктона, что повлияет на всю пищевую цепь. Исчезновение ключевых звеньев экосистемы может вызвать массовое вымирание ряда морских видов, а также нарушить баланс океанических течений.
Дополнительно исследователи прогнозируют усиление ураганов и штормов. Изменения в атмосфере могут привести к резкому росту частоты экстремальных погодных явлений, включая аномальные засухи и наводнения. Некоторые регионы станут практически непригодными для жизни, что вызовет волны климатической миграции.
Угрозы для продовольственной безопасности
Один из главных рисков — сокращение сельскохозяйственного производства. Модели показали, что глобальный урожай снизится на 50%, особенно в Восточной Азии, Европе и Северной Америке. Основные пострадавшие культуры — пшеница, рис и кукуруза. Падение урожаев приведет к росту цен на продовольствие, что усилит социальное напряжение в ряде стран. Возможны массовые протесты и конфликты за ресурсы.
Однако в океанах возможен неожиданный эффект. Железо, содержащееся в астероидной пыли, может вызвать бурный рост диатомовых водорослей. Это приведет к временному увеличению биомассы зоопланктона и рыб, что может компенсировать часть нехватки продовольствия. Но такой эффект будет краткосрочным, поскольку изменение температурного режима океанов может привести к разрушению привычных экосистем и исчезновению ряда ключевых видов.
Кроме того, ученые предупреждают о риске возникновения новых патогенов. Ослабление озонового слоя и нарушение экосистем может создать условия для мутации вирусов и бактерий, что в сочетании со снижением иммунитета населения из-за дефицита питания может привести к вспышкам новых заболеваний.
Как часто происходят подобные события
Астероиды размером с Бенну сталкиваются с Землей примерно раз в 100−200 тысяч лет. Исследования показывают, что подобные катастрофы уже влияли на эволюцию человечества. Возможно, наши предки переживали такие климатические кризисы, и они оставили след в генетическом коде. В истории Земли зафиксированы периоды резких климатических изменений, вызванных космическими воздействиями, и они неизменно сопровождались массовыми вымираниями видов.
В частности, ученые рассматривают гипотезу о возможной связи древних столкновений с глобальными миграциями населения и изменением культурных практик. Такие события могли повлиять на развитие сельского хозяйства, появление новых технологических решений и даже формирование религиозных представлений о конце света.
Можно ли предотвратить катастрофу
Сегодня астрономы тщательно отслеживают потенциально опасные объекты, но технологии предотвращения столкновений все еще находятся в стадии разработки. NASA и другие космические агентства разрабатывают методы изменения траекторий астероидов, включая кинетическое воздействие и гравитационные буксиры. Недавний успешный эксперимент с миссией DART показал, что отклонение астероида возможно, но для более крупных объектов могут потребоваться ядерные методы воздействия.
Кроме того, ученые изучают возможность создания глобальной системы защиты Земли, включающей орбитальные станции с противоастероидным вооружением. Однако такие проекты требуют колоссальных инвестиций и международного сотрудничества, что усложняет их реализацию.
Хотя вероятность столкновения Бенну с Землей мала, последствия могут быть серьезными. Исследования помогают оценить возможные риски и разрабатывать меры по защите планеты. Современные технологии позволяют отслеживать потенциально опасные объекты и готовиться к их отклонению от курса. Однако на сегодняшний день нет гарантии полной защиты от таких угроз.
Дальнейшие исследования в области космической безопасности и климатического моделирования помогут лучше понять возможные сценарии развития событий и подготовить человечество к таким катастрофам. Способность людей выживать и адаптироваться к глобальным вызовам зависит от уровня развития науки, технологий и международного сотрудничества.
Также стало известно еще об одном возможном госте из космоса, который окажется рядом с Землей гораздо раньше, чем Бенну. Уже в 2032 году на планету может упасть тело размером с Челябинский метеорит.
Раскрыто происхождение двух загадочных каньонов на Луне
Удивительные каньоны на Луне «прорыты» упавшими объектами, но это были не астроиды, рассказали планетологи в Nature Communications. Речь идет о двух протяженных структурах, которые расходятся «лучами» от 320-километрового кратера Шредингер на обратной стороне Луны недалеко от Южного полюса.
Как установили ученые, этот кратер образовался 3,8 миллиарда лет назад в результате падения астероида диаметром примерно в 25 километров. Для сравнения, упавший 66 миллионов лет назад на Землю астероид-«убийца динозавров» был, по оценкам, 10-километровым или даже немного меньше.
Вокруг кратера Шредингера на расстояниях до 500 километров до сих пор видно разбросанный от удара грунт, но особенно примечательны две огромные «траншеи», которые назвали Долиной Шредингера и Долиной Планка. Первая из них протянулась на 270 километров, а в глубину достигает 2,7 километров. Вторая долина заметно больше и глубже. Исследователи сравнивают их с Большим Каньоном в Аризоне. Напомним, его протяженность составляет 446 километров.
При этом по всей длине Долины Шредингера видны сравнительно небольшие так называемые вторичные кратеры — они образовались не от падения самого астероида, а от «шрапнели» разлетевшихся обломков. По мнению ученых, большинство из них отбросило в северном направлении — как раз примерно туда, куда тянутся два каньона.
Поэтому планетологи пришли к выводу, что загадочные долины — результаты падения таких вторичных осколков: они, видимо, шли под малым углом и «бороздили» лунную поверхность в течение примерно десяти минут. По оценкам, скорость их движения составляла около километра в секунду, а энергия в 130 раз превышала мощность всего имеющегося сейчас мирового ядерного оружия. Полагают, что были не две большие глыбы, а два многочисленных потока более мелких обломков — диаметром от 500 метров до километра с лишним.
Ученые также подчеркнули, что все это не просто интересно, но и будет очень полезно астронавтам американской лунной программы «Артемида»: предполагается, что им предстоит высаживаться южнее кратера Шредингера, а поскольку долины указывают на большее количество обломков с северной стороны, на юге будет легче и прилуняться, и собирать образцы.
Ранее на Луне нашли следы сравнительно недавней геологической активности.
Вулканические породы на Марсе рассказали о бурной молодости Красной планеты
Марика Шмидт и ее международная исследовательская группа поделились выводами о критическом периоде эволюционной истории Красной планеты. Профессор и заведующий кафедрой наук о Земле Университета Брока принимала участие в миссии марсохода НАСА Perseverance, и занималась анализом древних пород, найденных в кратере Джезеро на Марсе. Одной из основных целей миссии является поиск признаков древней микробной жизни на Марсе. Магматические породы и реголит, исследованные в этом районе, позволили получить представление о более раннем периоде истории планеты, который еще ждет детального изучения.
Она является одним из исследователей в команде Planetary Instrument for X-Ray Lithochemistry (PIXL). Рентгенофлуоресцентный спектрометр PIXL был использован для определения мелкомасштабного элементного состава материалов марсианской поверхности. Он позволил ученым дистанционно погрузиться глубоко в горные породы и исследовать, как они образовались и из чего состоят.
«Масштаб научных исследований был невероятным: на сегодняшний день это самое полное исследование образцов, которые ждут доставки с Марса», — рассказывает Марика Шмидт. «Теперь мы знаем химический состав минералов и понимаем их текстуру. Далее нужно понять, как образовались горные породы в процессе подъема магмы сквозь марсианскую кору, ее кристаллизации и дальнейшей эволюции химического состава».
В статье также выдвигается ряд гипотез, которые могут послужить руководством для последующих исследований, когда через несколько лет образцы будут доставлены на Землю. В настоящее время НАСА разрабатывает планы по проведению этого исследования совместно с Европейским космическим агентством (ЕКА).
Таня Кизовски, соавтор статьи и младший куратор отдела минералогии Королевского музея в Онтарио, говорит, что все марсианские образцы, изученные на Земле до сих пор, были метеоритами. Большинству марсианских метеоритов менее 500 миллионов лет — относительно молодой возраст по сравнению историей Марса, насчитывающей 4,5 миллиарда лет. Образцам же из кратера Езеро, как полагают ученые, по меньшей мере 3,5 миллиарда лет.
«Марс очень хорошо сохранился с точки зрения ранней истории Солнечной системы, поэтому возможность взглянуть на породы такого возраста — особенно когда они будут доставлены на Землю — поможет нам узнать об истории всех планет Земной группы в период, когда на Земле и, возможно, на Марсе зародилась жизнь. Мы сможем достаточно точно установить дату кристаллизации магматических пород, когда образцы прилетят на Землю. Мы не можем этого сделать, пока горная порода находится на Марсе, но рано или поздно они должны попасть в лабораторию», — говорит Кизовски.
Марика Шмидт предполагает, что образцы относятся к уникальному периоду в истории Марса, когда в недрах и на поверхности планеты происходили нешуточные катаклизмы.
«В современном вулканизме Марса ярко выражены так называемые горячие точки — похожие на земные Гавайи или Исландию. Это глубоко залегающий источник магмы, которая по узкому длинному каналу вырывается на поверхность». Но компьютерное моделирование показало, что на ранних этапах истории планеты марсианская кора была массово покрыта вулканами, они не обязательно ограничивались горячими точками. Именно в это «огненное» время и сформировались добытые породы.
«Доставка образцов с Марса пока находится в стадии инженерных изысканий. Доставить с орбиты другой планеты груз размером с баскетбольный мяч —задача не из легких. Возможно, нам придется ждать десятилетие или даже больше», — говорит Шмидт.
В то время как Шмидт и ее коллеги терпеливо ожидают возможности в один прекрасный день проанализировать марсианские породы на Земле, марсоход Perseveramce («Упорство») неторопливо и упрямо пересекает испещренную загадочными узорами Красную планету и собирает образцы грунта в новых местах.
Свежие комментарии