2.2 Астероїдна небезпека

Між орбітами Марса та Юпітера в обширній зоні, обмеженій відстанями від 1,8 до 4,0 а. о. від Сонця, розташований т. з. Головний пояс астероїдів. За сучасними оцінками, загальне число об’єктів, які в перерізі перевищують 1 км, становить не менше 100 тисяч. Приблизно половина з них реально виявлена, а спостереження ведуться лише за чвертю.

Крім астероїдів головного поясу, існують астероїди, які обертаються довкола Сонця по доволі витягнутих та нестабільних орбітах, які зближуються з орбітою Землі і можуть її перетинати. На даний час відомо близько 800 астероїдів, які зближуються з Землею (АЗЗ) або перетинають її орбіту (АПЗ).

Виділяють три групи астероїдів:

1. астероїди групи Амур, які перетинають орбіту Марса та набли-жаються до орбіти Землі;

2. астероїди групи Аполлон, які перетинають орбіту Землі;

3. астероїди групи Атон, які заходять всередину орбіти Землі.

Загальна кількість малих тіл розміром понад 1 км на цих орбітах становить близько 1,5 тисяч. Всі ці астероїди володіють ймовірністю зіткнення з Землею, оскільки зазнають періодичних гравітаційних збурень зі сторони сусідніх планет. Найбільша небезпека полягає в тому, що ці збурення носять стохастичний, тобто випадковий характер. Найбільшу небезпеку для Землі становлять астероїди групи Аполлон (NEO – Near Earth Objects), оскільки їх рух в космічному просторі практично не піддаються прогнозуванню.

Н а рис. 1 наведено оцінку загального числа астероїдів, які перетинають орбіту Землі, в залежності від їх розмірів, отриманих Е, Боуеллом [1]. Згідно з цими даними, існує близько 2000 астероїдів діаметром понад 1 км. Які перетинають орбіту Землі, і близько 300 тисяч, діаметр яких перевищує 100 м. Зіткнення будь-якого з них із Землею становить реальну небезпеку для людства.

Рис. 1. Загальна кількість

АЗЗ з діаметрами, більшими

від заданного значения

(оцінка Е. Боуелла, США) [1]

На рис. 2 показані орбіти 115-ти АПЗ разом з орбітами Меркурію, Венери, Землі та Марсу. Як видно з рис. 2 біля орбіти Землі обертаються довкола Сонця десятки тисяч об’єктів з діаметрами близько 100 м, які можуть зіткнутися з Землею.

Рис. 2. Орбіти 115-ти астероїдів, які перетинають орбіту Землі: а) вигляд з полюса екліптики. Жирними лініями показані орбіти Меркурію, Венери, Землі та Марсу. + – положення Сонця. б) вид в площині екліптики. Відстані по осях дані в а. о. [1]

Нижче наведено дані про відсоток виявлених на даний момент (АПЗ) у відсотках до оцінки їх загальної кількості та в залежності від діаметрів.

Діаметр, км (більше ніж)	Доля АПЗ (%)
6 - 12	100
3 - 6	35
2 - 4	15
1 - 2	7
0,1 - 0,2	0,2

Таким чином, на даний час виявлені всі об’єкти, які більші за 6 км серед т. з. середньоальбедних та більших від 12 км серед низькоальбедних АПЗ. Однак відомі орбіти лише близько 7% АПЗ діаметром понад 1 км та набагато менше (близько 0,2%) орбіт астероїдів діаметром понад 100 м, однак навіть найменші з них здатні викликати регіональні катастрофи. Саме це і становить суть проблеми астероїдної небезпеки.

Ймовірність зіткнення будь-якого з цих астероїдів із Землею є дуже малою, однак у зв’язку з їх величезною кількістю, частота зіткнень сягає реальної величини (рис. 3).

Рис. 3. Частота зіткнень залежно від діаметру АЗЗ та енергія зіткнення.

Це приблизно одне зіткнення на мільйон років для астероїдів діаметром 1-2 км і одне зіткнення на 100 років для астероїдів діаметром порядку 30 м. Для астероїдів розміром Тунгуського метеориту (діаметром 60 м) частота зіткнення становить 1/300.

Розрахунки та результати випробовувань ядерної зброї показали, що мінімальна маса астероїда, здатного викликати глобальні катастрофічні зміни на Землі, становить кілька десятків мільярдів тонн – це астероїд діаметром 1 – 2 км. [2]

Які ж наслідки падіння астероїдів, залежно від їх розмірів?

Згідно [3] тіла, розмір яких становить сотні метрів, долають земну атмосферу без особливої фрагментарності. Основна енергія виділяється при ударі об тверду або рідку поверхню. Діаметр кратера, який при цьому утворюється, перевищує розмір тіла в 15 – 20 разів.

Для тіл розміром до ста метрів характерним сценарієм є повна фрагментація в атмосфері з випаданням уламків на площі в десятки квадратних кілометрів [4]. Вибух в атмосфері супроводжується ударною хвилею, тепловими та світловими ефектами. При цьому більша частина кінетичної енергії вивільняється на висоті 5-10 км. Радіус зони пораження залежить від початкового радіусу АЗЗ та його швидкості.

Дуже цікавою є оцінка ступеня ризику для звичайної людини загинути протягом життя від різних причин. Згідно [5]:

Причина смерті	Ступінь ризику
Автокатастрофа	1/100
Вбивство	1/300
Пожежа	1/800
Пораження струмом	1/5000
Авіакатастрофа	1/20000
Зіткнення з астероїдом або кометою	1/25000
Повінь	1/30000
Торнадо	1/60000
Отруйний укус	1/100000
Ботулізм	1/300000

Примітка. Слід мати на увазі, що ступінь ризику – це добуток ймовірності події на кількість жертв, а при зіткненні з астероїдом вони можуть сягати мільйонів чоловік.

Цілком природно виникає запитання про те чи існує статистика зіткнень астероїдів із Землею? Виявляється, що така статистика існує. На поверхні Землі існує не менше 130 кратерів діаметром до 250 км, значна частина яких виявлена з космосу (рис. 4).

Рис. 4. Великі кратери (діаметром до 250 км) вибухового походження