Asteroizii sunt obiecte pe care ni le-am dori cât mai departe de Terra. Poate nu chiar foarte departe, pentru că ar fi bine și să le studiem în detaliu. Dar, aceștia sunt împrăștiați în tot Sistemul Solar și uneori intră în coliziune cu alți asteroizi, cu planete sau cu sateliți. Din acest motiv este foarte bine să știm cât mai multe informații despre ce se întâmplă în timpul unui impact.
Consecințele din timpul unui impact depind de mai mulți factori, printre care viteza impactorului și natura, alcătuirea, atât a impactorului cât și a suprafeței lovite. Dacă planeta posedă o atmosferă, proiectilul suferă, se frânează și se încălzește, și se vaporizează parțial sau total. Pe Terra, proiectilele sub 10 m rar rezistă până la contactul cu solul. Din moment ce proiectilul atinge suprafața procesul de impact începe.
Contact și comprimare
La impact e ajunge la o medie a vitezelor de lovire undeva pe la 17-18 km/s, în jurul a 60.000 de km/h. Deci, când se atinge suprafața, impactorul transmite energia solului și generează o undă de șoc imensă. Aceasta se propagă, în mod hemisferic, de la punctul de impact, atât în solul țintă, cât și în proiectil, care sunt ambele comprimate. Solul se fracturează iar rocile se topesc formând o cavitate circulară. Faza de contact/comprimare durează, în general, câteva secunde. În acest scurt moment, temperatura poate atinge câteva mii de grade, iar presiunea câteva milioane de bari. La finalul acestei faze, proiectilul este de obicei complet distrus, volatilizat în lichid sau gaz.
Excavație
Sub efectul undei de șoc, o cantitate uriașă de materie este expulzată radial, în mod balistic, sub formă solidă sau lichidă, formând în special o corolă de ejecta în jurul cavității săpate în timpul fazei de contact/comprimare. Aceasta din urmă devine astfel mai mare. Când rezistența subsolului compensează forțele de compresie, craterul atinge adâncimea sa maximă, de obicei între 1/5 și 1/3 din diametrul său. Craterul este atunci considerat tranzitoriu; acesta va suferi în curând noi modificări.
Faza de excavație durează de la câteva secunde până la câteva minute pentru cele mai mari cratere (de exemplu, Meteor Crater – 1,2 km diametru, din Arizona, a fost excavat în 10 secunde).
Modificare și relaxare
Pe măsură ce craterul se răcește, se acoperă cu un înveliș de brecii (amestec de roci sfărâmate, topite și cimentate). Pereții se stabilizează treptat în ritmul prăbușirilor și al alunecărilor de teren care aduc resturi în interiorul cavității, reducând astfel adâncimea. Vârful central al craterelor complexe se formează prin relaxare, revenire, rebound elastic. De îndată ce procesul de excavație se încheie, rocile comprimate de impact se relaxează, iar fundul craterului se ridică. În cazul craterelor foarte mari, vârful central se poate chiar prăbuși, dând naștere unui inel central.
De ce depinde mărimea craterelor
Diametrul unui crater de cel puțin câțiva km depinde de densitățile proiectilului și ale suprafeței, de diametrul proiectilului, de viteza impactorului, de gravitatea planetei și de unghiul de impact.
Din câte vedeți nu dimensiunea asteroidului e importantă, ci masa. Asta pentru că, de exemplu, un meteorit de fier ar putea avea o masă de două ori mai mare decât un meteorit stâncos de aceeași dimensiune, ceea ce ar duce la formarea unui crater mai mare, deoarece se eliberează de două ori mai multă energie. Energia crește proporțional cu pătratul vitezei, așa că un meteorit care intră cu o viteză de două ori mai mare decât unul identic va elibera de patru ori mai multă energie. Nu uitați că craterele sunt tridimensionale și devin mai mari în funcție de rădăcina cubică a energiei totale. Pentru a forma un crater de două ori mai mare este necesară de OPT ori mai multă energie.
Cum calculăm mărimea asteroidului
Cum calculăm mărimea unui impactor și a energiei degajate din moment ce ne aflăm în fața unui crater? Trebuie să cunoașteți niște parametri sau să-i presupuneți, dar rezultatul e mulțumitor. Sau aproximăm!
Într-o primă aproximație, se poate spune că groapa creată inițial, ceatranzitoriu, are un diametru de 10 ori mai mare decât cel al proiectilului/impactorului. Pentru craterele mici, rolul rezistenței materialelor prevalează asupra celui al gravitației. Și putem face aproximația pentru că impactul are de obicei loc la o viteză de aproximativ 20 km/s, unghiul de intrare și impact e pe la 45 de grade.
Diametrul final este de 12,5 ori mai mare decât cel al proiectilului/impactorului. Iar adâncimea, cea tranzitorie poate să fie între 1/5 și 1/3 din diametrul tranzitoriu, iar cea finală între 1/10 și 1/5 din mărimea diametrului tranzitoriu.
Ca exemplu, dacă avem un crater de 1 kilometru și adâncime pe la 150 de metri, asta înseamnă că impactorul ar putut avea cam 80-90 de metri diametru. De obicei, la fața locului, la mărimile astea, găsim meteoriți, și putem vedea densitatea, iar dacă sunt fieroși, atunci sigur meteoritul era mai mic decât arpoximarea noastră. Se poate duce spre 60 de metri.
Impact în Holocen
Impacturile s-au rărit din ce în ce mai mult odată cu îndepărtarea de perioada formării Terrei, a existat o perioadă cu bombardament masiv, acum aproximativ 4 miliarde de ani. Din Holocen, a doua perioadă a Cuaternarului care a început acum aproximativ 12.000 de ani, găsim doar câteva cratere, de maximum 200 de metri diametru: Henbury Reserve (aproape 5.000 de ani vechime), Campo del Cielo (tot în jurul a 5.000 de ani), Whiteout crater (aproape 1.100 ani vechime), Kamil Crater (în jurul a 3.500 ani vechime). Și cam atât! Nimic kilometric!
Fenomenul Tunguska
Dacă ajungem în secolul al XX-lea, evenimentul Tunguska a fost cel mai puternic. Evenimentul acesta este clasificat ca impact, dar nu a atins scoarța, deci nu a lăsat niciun crater. Explozia Tunguska a avut loc în 30 iunie 1908, în Rusia, ținutul Krasnoiarsk, la ora locală 07.14. Impactul cu solul nu a avut loc, explozia a avut loc în aer, la o altitudine de 5-10 kilometri, cauza fiind un fragment de asteroid sau cometă. Estimările în ce privește energia exploziei sunt de circa 1.000 de ori mai puternică decât bomba atomică de la Hiroshima. S-a estimat că explozia a scos din rădăcini peste 80 de milioane de copaci care se întindeau pe o rază de 2.150 kilometri pătrați.
Evenimentul Celeabinsk
În secolul al XXI-lea, cel mai mare eveniment a fost cel de la Celeabinsk, tot un asteroid care s-a consumat în atmosferă, dar mult mai mic, de nici măcar 20 de metri diametru. Asteroidul a intra în atmosferă în zona Ural, pe 15 februarie 2013, la 09.20 ora locală. Ce a fost bine în ce privește această explozie care a avut loc la 30 km în aer este că nu a provocat pagube mari – geamuri sparte, oameni răniți de suflul exploziei care a ajuns după aproape 3 minute la sol, cu arsuri pe piele – și a și putut fi cercetat în detaliu. Știm că avea aproape 10.000 de tone, a intrat la un unghi de 18 grade cu o viteză relativă de 19 km/s (aproape 70.000 km/h). Lumina sa era vizibilă de la 100 km distanță, era mai strălucitoare decât cea a Soarelui. Energia lui a fost de 30 de ori mai mare decât cea a bombei de la Hiroshima.
Luna, produsul unui impact
Chiar dacă există mai multe teorii legate de formarea Lunii, ca de exemplu faptul că ar fi fost un corp capturat sau format din coliziunea mai multor asteroizi, una dintre teorii este cel mai mult acceptată, modelul ”standard” al astronoamei Robin Canup, care postulează că formarea Lunii se datorează unui impact gigantic între proto-Pământ și o altă proto-planetă, numită „Theia”, poate de dimensiunea lui Marte.
Deci, Theia lovește Pământul cu o viteză mare și este distrusă; un nor de resturi extrem de fierbinți, format în principal din mantaua lui Theia, se formează în orbita în jurul proto-Pământului (care este parțial distrus de impact, dar supraviețuiește), iar Luna se acumulează apoi din acest inel de resturi în răcire.
