Изображение предоставлено Министерством энергетики США.
В следующий раз, когда астероид или комета находятся на пути столкновения с Землей, вы можете зайти на веб-сайт, чтобы узнать, есть ли у вас время, чтобы закончить обед или вам нужно прыгнуть в машину и подъехать.
Ученые из Университета Аризоны запускают простую в использовании веб-программу, которая расскажет вам, как столкновение повлияет на ваше место на земном шаре, рассчитав несколько последствий его воздействия на окружающую среду.
Начиная с сегодняшнего дня, программа находится в сети по адресу http://www.lpl.arizona.edu/impacteffects.
Вы вводите расстояние от места предполагаемого удара, размер и тип снаряда (например, лед, камень или железо) и другую информацию. Затем Программа воздействия на Землю рассчитывает энергию удара и размер кратера. Затем он обобщает тепловое излучение, сейсмическое сотрясение, отложение выброса (где приземлится весь этот летающий материал) и эффекты взрыва воздуха на языке, понятном не учёным.
Для тех, кто хочет знать, как все эти вычисления сделаны, веб-страница будет содержать «описание нашего алгоритма с цитированием научных источников», сказал Роберт Маркус, студент UA в Программе космических грантов UA / NASA. Недавно он обсуждал этот проект на 35-й конференции по лунной и планетарной науке в Хьюстоне, штат Техас.
Маркус разработал веб-сайт в сотрудничестве с регентами планетарных наук? Профессор Х. Джей Мелош и научный сотрудник Гарет Коллинз из Лунной и Планетарной Лаборатории УА.
Мелош является ведущим специалистом по созданию кратеров и одним из первых ученых, которого репортеры называют, когда начинают циркулировать слухи о больших, разбивающих Землю объектах.
Репортеры и ученые хотят знать одно и то же: какой ущерб нанесет конкретное столкновение сообществам вблизи места воздействия.
По словам Мелоша, этот веб-сайт полезен для ученых, потому что им не нужно тратить время на изучение уравнений и данных, необходимых для расчета эффектов. Точно так же это делает информацию доступной для журналистов и других не ученых, которые не знают, как сделать вычисления.
«Нам казалось, что это то, что мы могли бы автоматизировать, если бы мы могли найти очень способного человека, который помог бы нам создать веб-сайт», - сказал Мелош.
Этим человеком оказался Маркус, специализирующийся на вычислительной технике и физике. Он подал заявку на работу над проектом в качестве оплачиваемого стажера по программе космических грантов UA / NASA.
Маркус построил веб-программу вокруг четырех экологических эффектов. В порядке их появления они:
1) Тепловое излучение. Расширяющийся огненный шар жгучего пара происходит при ударе. Программа рассчитывает, как этот огненный шар будет расширяться, когда произойдет максимальное излучение, и сколько огненного шара будет видно над горизонтом.
Исследователи основали свои радиационные расчеты на информации, найденной в «Эффекте ядерного оружия». Эта книга 1977 года, подготовленная Министерством обороны США и Министерством энергетики США, подробно описывает «значительные исследования того, что будут делать различные степени теплового излучения от взрывов», отметил Мелош.
«На определенном расстоянии мы определяем, какой тип повреждения наносит радиация», - сказал Маркус. «У нас есть описания, например, когда загорится трава, когда загорится фанера или газета, когда люди получат ожоги 2-й или 3-й степени».
2) Сейсмическое встряхивание. Воздействие генерирует сейсмические волны, которые перемещаются далеко от места воздействия. Программа использует данные о землетрясениях в Калифорнии и вычисляет величину шкалы Рихтера для воздействия. Сопровождающий текст описывает интенсивность сотрясения на указанном расстоянии от места удара с использованием модифицированной шкалы Меркалли. Это набор из 12 описаний в диапазоне от «общего разрушения» до «только мягкого ощущения».
Теперь предположим, что у динозавров была эта программа 65 миллионов лет назад. Они могли бы использовать его для определения экологических последствий астероида диаметром 15 километров, который врезался в Землю, образуя кратер Чиксулуб.
Программа сказала бы им ожидать сейсмического сотрясения магнитудой 10,2 по шкале Рихтера. Они также обнаружили бы (предполагая, что континенты были выстроены в линию, как они есть сейчас), что земля будет настолько сильно сотрясаться на расстоянии 1000 километров (600 миль) в Хьюстоне, что динозаврам, живущим там, будет трудно ходить или даже вставать.
Если бы сегодня произошло столкновение с кратером Чиксулуб, стекло в Хьюстоне разбилось бы. Кирпичная кладка и штукатурка треснут. Деревья и кусты тряслись, пруды образовывали волны и становились мутными от грязи, прогибались банки с песком и гравием, а колокола в школах и церквях Хьюстона звенели от сотрясения земли.
3) отложение выброса. Команда использовала сложное уравнение времени прохождения баллистики, чтобы вычислить, когда и где осколки, выбрасываемые из ударного кратера, будут падать обратно на Землю. Затем они использовали данные, полученные при экспериментальных взрывах и измерениях кратеров на Луне, чтобы рассчитать, насколько глубоко будет покрывало выброса у края ударного кратера и за его пределами.
Они также определили, насколько большими будут частицы выброса на разных расстояниях от удара, основываясь на наблюдениях, которые Мелош и Кристиан Дж. Шаллер из UA опубликовали ранее, когда анализировали выбросы на Венере.
Хорошо, вернемся к динозаврам. Хьюстон был бы покрыт слоем мусора толщиной 80,8 сантиметра (32 дюйма) с размерами частиц в среднем 2,8 мм (около 1/8 дюйма). Они должны были прибыть через 8 минут и 15 секунд после удара (то есть они достигли скорости более 4000 миль в час).
4) Воздушный взрыв. Удары также создают ударную волну в атмосфере, которая, по определению, движется быстрее скорости звука. Мелош отметил, что ударная волна создает сильное воздушное давление и сильный ветер, но затухает со скоростью звука, пока она все еще близка к огненному шару. «Мы переводим это снижение давления в децибелах? от звука, разрывающего ухо и легкие, до громкого, как интенсивного движения, до громкого, как шепот ».
Программа рассчитывает максимальные давления и скорости ветра на основе результатов испытаний ядерных взрывов до 1960-х годов. Исследователи этих взрывов возвели кирпичные конструкции на полигоне в Неваде, чтобы изучить влияние взрывных волн на здания. Команда UA использовала эту информацию, чтобы описать ущерб, связанный с обрушением зданий и мостов, из-за обрушения машин из-за ветра или из-за разрушения лесов.
Динозавры, живущие в Хьюстоне, услышали бы удар Chicxulub, столь же громкий как интенсивное движение и грелись в ветрах на 30 миль в час
Источник: UA News Release
