Оценка угрозы со стороны объектов, сближающихся с Землей (ОСЗ)
С научной точки зрения полезно разделить опасность столкновения на два типа событий: события с локальными последствиями и события с глобальными последствиями. В нижней части местной шкалы находится падение метеоритов, которые, кажется, имеют склонность к разрушению автомобилей (например, падение 9 октября 1992 года в Пикскилле, штат Нью-Йорк, в результате которого был разрушен старый Chevrolet). Неизвестно, что эти удары вызвали какие-либо серьезные человеческие травмы в наше время.Прародителями таких метеоритных падений, вероятно, являются тела всего в несколько метров в поперечнике. Тела диаметром 50 метров, имеющие скромную прочность, скорее всего, ударятся о землю целыми, создав воронку и локальный взрыв. Воздушный взрыв 1908 года над рекой Тунгуска в Сибири, вероятно, произошел из-за входа в атмосферу кометы или слабого астероида диаметром около 50 метров.
Если бы Тунгусский взрыв, который сравнял с землей 1000 квадратных километров (400 квадратных миль) леса, произошел над населенным пунктом, результатом была бы разрушительная катастрофа с числом погибших, равным или превышающим такие стихийные бедствия, как наводнения, ураганы и цунами. Событие, подобное Тунгуске, вероятно, происходит где-то на поверхности Земли примерно раз в 1000 лет. Принимая во внимание, что только 10 процентов поверхности Земли малозаселены или густонаселены, угроза для людей от такого удара, вероятно, будет возникать раз в 10 000 лет. Если посмотреть на это с другой стороны, риск воздействия размером с Тунгуску на малонаселенную или густонаселенную территорию составляет около 1 процента в столетие.
Что отличает «локальные» воздействия от «глобальных» воздействий, так это реакции экосистемы Земли и ее жителей. Хотя возникновение Тунгусского или более крупного явления над крупным городом было бы беспрецедентной человеческой катастрофой, последствия для мировой экосистемы и климата были бы минимальными. Если предположить, что космическое воздействие не будет неверно истолковано как враждебная ядерная атака, инициированная реальным или воображаемым врагом, оставшиеся цивилизации мира, по-видимому, останутся стабильными и смогут оказать помощь и утешение пострадавшему району.
Глобальное событие — это событие, при котором выпадение радиоактивных осадков (пыль, поднятая в стратосферу, дым от лесных пожаров и т. д.) вызывает глобальное изменение климата, достаточное для нарушения сельского хозяйства во всем мире и угрозы массового голода.Для глобального события все граждане мира находятся под угрозой, независимо от того, где на Земле происходит воздействие — населенные или необитаемые районы, северное или южное полушарие, суша или океан.
Оценка угрозы
Согласно большинству оценок, столкновение с каменистым астероидом диаметром около 1,5 км (1 миля) или больше является пороговой энергией для возникновения глобального разрушительного события. Тем не менее, существует большая неопределенность, связанная с этой оценкой размера, и реалистичные предположения составляют от 0,5 до 5,0 километров (от 0,3 до 3 миль). Одной из составляющих неопределенности является отсутствие знаний о том, как экосистема нашей планеты и наше общество отреагируют на внезапный и серьезный стресс, вызванный ударом. Другая область неопределенности возникает из-за различий в природе потенциальных ударников.
Например, астероиды в околоземном пространстве обычно сталкиваются с нашей планетой со скоростью около 20 километров (12 миль) в секунду. Однако кометы сталкиваются с Землей с гораздо большей скоростью, обычно от 30 до 60 километров (от 19 до 37 миль) в секунду. Поскольку разрушительные последствия зависят от кинетической энергии удара (равной половине массы ударника, умноженной на квадрат его скорости), комета диаметром менее 1 километра (0,6 мили) может нанести удар с достаточной энергией, чтобы спровоцировать глобальную климатическую катастрофу.
Учитывая их большее количество в околоземном пространстве, на астероиды, вероятно, приходится 75 процентов общей опасности. Кометы составляют остальные 25 процентов. Из недавних данных о лунных кратерах, из записей о более чем 100 ныне идентифицированных земных кратерах и из нашей предварительной разведки околоземного пространства мы можем оценить, что падение 1,5-километрового астероида (или кометы с такой же энергией), вероятно, произошло на Земля в среднем один раз в миллион лет.
Восприятие риска — маловероятность, большие последствия
С социологической точки зрения важно подумать, стоит ли вообще беспокоиться об опасности, связанной с космическими столкновениями. Космические удары попадают в категорию событий, которые чрезвычайно редки, но имеют большие последствия, когда они происходят. Крушение авиалайнера является примером нечастого, но серьезного события, которое, кажется, привлекает международное внимание. Автокатастрофы, с другой стороны, убивают в среднем в 200 раз больше людей в год, однако эти частые события с меньшими последствиями на каждое событие привлекают сравнительно меньше общественного внимания.
Таким образом, может показаться, что мы, как общество, настроены на события с низкой вероятностью, но с большими последствиями. Однако крайне маловероятные события, такие как космические удары, выходят за рамки нашего личного и даже исторического опыта, требуя от нас долгосрочного подхода к оценке опасности и соотнесению ее с повседневной жизнью.
Один из способов изучить опасность космического столкновения — сравнить долгосрочную угрозу для вас как индивидуума, создаваемую двумя категориями столкновений: локальными событиями, подобными Тунгуске, и более крупными событиями глобального характера. Подобные Тунгуске события происходят в среднем раз в 1000 лет и могут привести к вашей смерти только в том случае, если вы окажетесь в районе опустошения площадью примерно 1000 квадратных километров (400 квадратных миль). Учитывая площадь поверхности Земли, к счастью, есть только 1 шанс из 500 000, что вы окажетесь не на том участке планеты в неподходящее время.
Таким образом, в любой конкретный год существует только 1 шанс на 500 миллионов, что вы умрете от удара, подобного Тунгуске. За всю человеческую жизнь, которую для простоты округлим до 100 лет, казалось бы, есть только 1 шанс из 5 миллионов, что тунгусское столкновение приведет к вашей безвременной смерти. Вероятность 1 из 5 миллионов может быть достаточно мала, чтобы большинство людей не придали этому практического значения.
А как насчет сравнительной опасности гораздо менее частых столкновений глобального масштаба? Если мы предположим, что такие события происходят только один раз в миллион лет, но настолько разрушительны для климата, что конечным результатом является смерть четверти населения мира, это означает ежегодный шанс 1 из 4 миллионов, что вы умрете. от сильного космического удара, даже если вы оказались далеко от места удара. Интегрированный за столетие, наш простой показатель для человеческой жизни, шанс становится 1 из 40 000, что причиной вашей смерти станет сильное космическое воздействие. Такая вероятность находится в сфере, которую большинство людей считают практической проблемой.
Вероятности
Ученые NEO Кларк Чепмен и Дэвид Моррисон оценили шансы человека умереть от определенных причин в Соединенных Штатах:
- Дорожно-транспортное происшествие: 1 из 100
- Убийство: 1 из 300
- Огонь: 1 из 800
- Несчастный случай с огнестрельным оружием: 1 из 2500
- Поражение электрическим током: 1 из 5000
- Крушение пассажирского самолета: 1 из 20 000
- Наводнение: 1 случай на 30 000
- Столкновение с астероидом/кометой: 1 из 40 000
- Торнадо: 1 из 60 000
- Ядовитый укус или жало: 1 из 100 000
- Несчастный случай с фейерверком: 1 на 1 миллион
- Пищевое отравление ботулизмом: 1 случай на 3 миллиона
- Питьевая вода с ограничением EPA по TCE*: 1 на 10 миллионов
Источник: Перепечатано из Кларка Чепмена и Дэвида Моррисона, Nature, Vol. 367, стр. 39 (1994).
*EPA, Агентство по охране окружающей среды; ТХЭ, трихлорэтилен.
Выяснить, в чем угроза
Таким образом, провиденциально, что стратегия прямого обследования сначала направлена на наибольшую опасность (крупнейшие объекты), а затем эволюционирует для более тщательной оценки меньшей опасности с течением времени. Благодаря такому поэтапному увеличению наших знаний мы можем благоразумно оценить, какой подход следует использовать для уменьшения любой возможной опасности. Для любого астероида или короткопериодической кометы, находящейся на угрожающей орбите, весьма высока вероятность того, что мы будем иметь заблаговременное предупреждение за десятилетия до того, как произойдет опасное столкновение.
Однако долгопериодические кометы (прилетевшие извне Солнечной системы), скорее всего, будут обнаружены всего за несколько месяцев до того, как они достигнут окрестностей Земли. Посредством исследования, подобного космической страже, оценки доли долгопериодических комет, пересекающих орбиту Земли, мы можем сделать рациональную оценку опасности, которую представляют эти объекты.
Еще одна область знаний, доступ к которой мы можем рекомендовать, — это данные военных спутников наблюдения о маломасштабных столкновениях с земной атмосферой. Ежегодно в атмосферу попадают метеороиды с энергией, эквивалентной бомбе Хиросимы. К счастью, Министерство обороны США начало публиковать информацию о некоторых недавних событиях. Однако более полное раскрытие сигнатур и частоты таких событий помогло бы снизить риск того, что такое природное явление, происходящее в зоне политической напряженности, вызовет военный и, возможно, ядерный ответ.
Наконец, жизненно важно оценить, действительно ли объекты, сближающиеся с Землей, являются нашими врагами или нашими друзьями. В течение следующих трех столетий существует вероятность 1 из 30, что столкновение, подобное Тунгуске, приведет к некоторым человеческим жертвам, и вероятность 1 из 3000 для более масштабного воздействия глобального масштаба. Однако исследование Spaceguard наверняка обнаружит на околоземных орбитах несколько тысяч неопасных объектов, более доступных, чем Луна, с точки зрения ракетных двигателей. В течение следующих трех столетий (и, надеюсь, раньше) эти объекты могут стать промежуточными пунктами назначения миссий, пока мы готовимся к длительным полетам человека на Марс. Когда мы начинаем использовать пространство, металлы и летучие вещества (в основном вода), которые мы находим в этих объектах, могут стать жизненно важными космическими ресурсами. Таким образом, если бросить взгляд всего на несколько столетий, то, скорее всего, мы будем знать околоземные объекты как своих друзей. Урок для нас сейчас состоит в том, чтобы помнить, что все друзья нуждаются в уважении.
Ричард П. Бинзель и его ученица Кристина Томас внесли свой вклад в эту статью.Бинзель — профессор планетологии в Массачусетском технологическом институте. Он был соредактором для Астероиды III, основной справочник по области, изданный в 2002 году.
Становиться участником
Когда вы становитесь участником, вы присоединяетесь к нашей миссии по увеличению количества открытий в нашей Солнечной системе и за ее пределами, поиску жизни за пределами нашей планеты и снижению риска столкновения Земли с астероидом.
Ваша роль в освоении космоса начинается сейчас.
