Если астероид упадет на Землю, повлияет ли это на вращение Земли?

Чтобы иметь заметный эффект, импактор должен быть БОЛЬШИМ.

На большинство вопросов о том, «что произойдет, если… попадет», может ответить «Программа воздействия на Землю» ( Impact: Earth! ) .

Вот расчеты для 100-километрового каменного астероида...

У такого зверя были бы хорошие шансы уничтожить самую сложную жизнь на планете. Ничего подобного не было за последние 4 миллиарда лет (или около того)... Это может привести к изменению длины дня на «до 2,42 секунды».

Как сказал Геррит, это будет последней из наших забот.

Астероид диаметром менее километра, столкнувшийся с Землей, может заметно повлиять на скорость вращения.

Когда астероид сталкивается с Землей при неупругом столкновении, между астероидом и Землей сохраняется импульс (пока не выбрасывается материал). Это означает, что весь линейный импульс от астероида передается в импульс вращения Земли вокруг Солнца и вращения Земли вокруг собственной оси.

Переход импульса астероида в угловой момент вращения Земли будет максимальным, если траектория астероида лежит в плоскости экватора и ударяет по экватору под малым углом (аналогично вращению битка в игре в бильярд). Для приведенных ниже расчетов я выбираю траекторию, скорость и плотность астероида, чтобы свести к минимуму размер астероида, необходимый для изменения скорости вращения Земли.

Скорость вращения Земли известна с точностью до$\omega =1e-13$радиан в секунду https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_rotation . Таким образом, мы заметили бы с помощью измерений GPS, если бы скорость изменилась больше, чем это.

Момент инерции твердого шара равен$I=2/5MR^2$куда$M$и$R$это масса и радиус Земли. Используя значения из Википедии,$I$около$9.3e37kgm^2$. Таким образом, изменение углового момента Земли до заметного медленного равно$I\omega = 9.3e24kgm^2/s$. Чтобы перевести это в линейный импульс, мы можем разделить это на экваториальный радиус Земли, чтобы получить$l=1.53e18kgm/s$. Это линейный импульс, который астероид должен передать Земле вдоль экватора по касательной к поверхности Земли, чтобы заметно изменить скорость вращения.

Если мы возьмем такой быстрый метеор, как Умоамоа, который двигался со скоростью около 50 км/с на расстоянии 1 а.е., и предположим, что траектория его столкновения противоположна земной орбите, мы можем добавить орбитальную скорость Земли в 30 км/с, чтобы получить колоссальную скорость$s = 8e5m/s$влияние. Поскольку линейный импульс$l=mv$масса астероида$m = l/s = 1.53e18/8e5 = 1.925e12kg$.

Приведенные выше расчеты предполагают, что астероид ударяется о поверхность земли при температуре ноль градусов, но такая траектория заставит астероид отскочить от атмосферы обратно в космос. Более крутой угол, такой как 45 градусов, будет означать, что только половина линейного импульса астероида будет передана в угловой момент Земли, поэтому нам понадобится астероид в два раза массивнее или$m=3.85e12kg$.

Если астероид очень плотный$d=9000kg/m^3$тогда объем астероида$v = m/d = 4.3e8m^3$. Так как объем шара$v = 4/3\pi r^3$, если мы решим для радиуса, мы получим$r=468m$. Итак, диаметр астероида$d=2r=936m$шириной или чуть меньше километра!

Примечание: за всю историю человечества (10 000 лет назад) астероиды такого масштаба еще не сталкивались с землей, но с тех пор, как человечество эволюционировало (300 000 лет назад), на Землю упало не менее шести таких астероидов. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_impact_craters_on_Earth

По оценкам ученых, каждый день на Землю падает около 48,5 тонн (44 000 кг) метеоритного материала.

_{( Метеоры и метеориты )}

В целом за последние 2740 лет вращение Земли замедлилось примерно на 6 часов», и «взаимодействие между океанскими приливами и земными континентами является самым большим фактором замедления Земли».

_{( Древние затмения показывают, что вращение Земли замедляется )}

48,5 т/сутки за 2740 лет — это 48 504 850 т! Добавление такой большой массы с течением времени может оказать существенное влияние на замедление вращения Земли.