Насколько вероятно, что столкновение с астероидом создаст дыру в земной коре в мантии? Какие следы оставит после себя такое воздействие? Смогут ли в нем выжить хотя бы некоторые животные и растения?
Давайте предположим, что мы имеем дело с Землей или третьей планетой в солнечной системе, примерно идентичной нашей, хотя конкретный астероид, ответственный за это, не обязательно должен существовать на самом деле. Давайте также предположим, что сам астероид оказался в мантии, и ничего не осталось на коре.
Глубина удара обычно моделируется
Земная кора имеет плотность от 2200 до 2900 кг/м. . 16 Психея — металлический астероид с плотностью 3300 кг/м . Если предположить, что металлический астероид такой плотности столкнулся с Землей, а желаемая глубина падения составляет 30 км земной коры, то длина астероида будет
Таким образом, 16 Психея непременно вонзится в мантию, если столкнется с Землей, а астероид металлического состава, более чем в два раза превышающий в диаметре импактор Чиксулуб , также достигнет мантии. Конечно, это редкое событие, но не то, чтобы его не было раньше ...
Что касается выживания... нет. Мы потеряли бы половину нашей атмосферы, большую часть наших океанов, и большая часть земной коры превратилась бы в жидкость. Не лучший день для жизни.
Обязательный xkcd, ссылка «что, если»: хоккейная шайба
Если вы похожи на меня, когда вы впервые увидели этот вопрос, вы, возможно, представили, как шайба покидает отверстие в форме хоккейной шайбы в мультяшном стиле.
Но это потому, что наши интуитивные представления о том, как материалы реагируют на очень высоких скоростях, шатки. Вместо этого более точной может быть другая мысленная картина: представьте, что вы бросаете спелый помидор изо всех сил в торт.
Дело в том, что даже камни и металлы ведут себя как мягкая замазка при столкновении с предметами на такой скорости, особенно если цель не поддается.
Красивый пример с металлом по металлу .
Так что ваш астероид не пробьет кору и не окажется в мантии. Он будет плескаться о корку.
Насколько глубоко это пойдет? Ньютон сделал грубое приближение к этому. Глубина удара — это примерно длина ударного элемента, умноженная на соотношение между плотностью ударного элемента и плотностью мишени.
Предполагая, что и астероид, и Земля являются камнем, тогда отношение равно 1, а глубина удара равна длине астероида, то есть он оставит кратер, а вершина астероида будет на уровне поверхность Земли.
Предположим, что это металлический астероид, скажем, такой, плотность которого в два раза превышает плотность камня, если бы он мог погрузиться под поверхность. Но астероид должен быть огромным с точки зрения удара, не менее 10 километров, если он должен пробить 10 км земной коры. Ударник такого размера произведет адский удар.
Например: по оценкам, ударный элемент Чиксулуб имел длину около 10 км. Это оставило неизгладимое впечатление...
Также астероид развалится на мелкие кусочки.
Ни за что. Масса, которая стоит на пути астероида и сжимается, испаряется и перемещается на места в виде ударной волны, слишком велика. Вот что убило динозавров. Вашему потребуется гораздо больше энергии, чтобы пройти туда. Даже если бы астероид состоял из сверхтяжелого, еще не обнаруженного и каким-то образом стабильного элемента и, следовательно, был бы сверхмалым для своей массы, энергия, необходимая для того, чтобы прострелить столько земли, была бы очень плохой.
Кора намного тоньше под океаном. Плотность воды низкая по сравнению с горной породой.
Некоторые из обнаруженных метеоров близки к чистому никелевому железу с плотностью около 8000 г/кг/м3.
Так что 10-километровый удар в океан, не касающийся континентального шельфа, вполне может пробить земную кору.
Есть обычные переменные, но в большинстве дискуссий забывают главный вопрос о твердости материалов. На высоких скоростях предметы примерно одинаковой твердости ведут себя как равные жидкости. Вы всегда получаете круглый кратер, обычно неглубокий и недостаточно крутой, чтобы в него можно было проникнуть. Суммарная вовлеченная энергия может вызвать вторичные трещины вдоль разломов, поскольку земля «звенит как колокол». Имеет значение место удара по отношению к краям пластин и существующему давлению.
Теперь сбросьте преднамеренный астероид из закаленной стали. Он образует гораздо более крутую воронку и с большей вероятностью пробьет ее. И что? Отверстие не заставляет всю плиту просто тонуть, потому что плита также удерживается по краям, а магма вязкая. Массовый драйвер, использующий жесткие пули, может быть в состоянии сшить края пластины и уронить ее, а может и нет.
Вам, наверное, стоит взглянуть на «Молот Люцифера», где используются два разных метода разрушения земли: сбросить большую бомбу сквозь земную кору и заложить маленькие бомбы вдоль тектонических границ.
джеймскф
МайклК
джеймскф