Реферат: Метеоритная опасность

Введение

Цель работы: получить новые знания о метеоритной опасности, выявить наиболее опасные для метеоритной атаки зоны нашей страны, сформулировать наиболее действенный способ борьбы с падениями метеоритных тел на Землю.

Задачи работы: на основе дополнительной литературы дать определения понятиям «метеор» и «метеорит»; выяснить, какова причина падений на Землю метеоритов, рассмотреть их различные виды, самые известные случаи падений метеоритов на землю; выяснить, каково влияние метеоритных тел на геологическое развитие Земли; оценить вероятность падений космических тел и их последствия; рассмотреть разные способы борьбы и предупреждения падений метеоритов.

Рис. 1.

Глава 1. «Метеориты вокруг нас».

1.1 Влияние падений метеоритных тел на геологическое развитие Земли.

метеорит падение

В настоящее время многие ученые спорят о том, действительно ли метеоритные тела оказали свое влияние на геологическое развитие Земли. Большинство мнений сводится к тому, что на геологическое формирование планеты все-таки повлияло вторжение «космических гостей».

Эволюция нашей планеты может привести факты падения космических тел, которые глобально изменили жизнь на Земле. В конце мелового периода пропали все гигантские рептилии, включая летающих ящеров. В то же время в океанах погибли почти все виды моллюсков. Погиб даже планктон. Сегодня целый ряд серьезных специалистов полагает, что такие существенные изменения вызвало падение на Землю астероида.

65 млн. лет назад в Землю врезалось небесное тело диаметром около 10 км. Удар пришелся в область, богатую залежами серы. Вызванный при этом взрыв выбросил в атмосферу «гриб» вещества, по массе в 100 раз больше массы упавшего тела. Этого было достаточно, чтобы в стратосфере Земли образовался непрозрачный слой пыли и капелек серной кислоты, который почти прекратил доступ к поверхности солнечного света и тепла. Планета на несколько месяцев, а может, и лет погрузилась в ночную тьму. В итоге погибла большая часть растений, служивших пищей травоядным животным, которые поэтому также почти все вымерли. Эта гибельная цепь привела к смерти многих хищников. Выжили лишь немногие виды мелких животных, способных питаться продуктами разложения.

1.2 Метеориты и метеоры

В современном мире мы часто слышим понятия «метеор» и «метеорит». В чем же заключается разница между ними?

Метеориты - это осколки малых планет - астероидов, которые населяют в основном зону между орбитами Марса и Юпитера. Астероиды сталкиваются, дробятся на осколки, которые и дают метеориты.

Метеор - это явление, то есть светящийся след метеороида.

Отличительными характеристиками метеора, помимо массы и размера, являются его скорость, высота воспламенения, длина трека (видимый путь), яркость свечения и химический состав (влияет на цвет горения). Часто метеоры группируются в метеорные потоки - постоянные массы метеоров, появляющиеся в определённое время года, в определённой стороне неба. Широко известны такие метеорные потоки как Леониды, Квадрантиды и Персеиды. Все метеорные потоки порождаются кометами в результате разрушения или в процессе таяния при прохождении внутренней части Солнечной системы.

Во время визуальных наблюдений метеорных потоков кажется, что метеоры вылетают из одной точки на небе - радианта метеорного потока. Это объясняется сходным происхождением и относительно близким расположением космической пыли в космическом пространстве, являющейся источником метеорных потоков.

След метеора обычно исчезает за считанные секунды, но иногда может оставаться на минуты и передвигаться под действием ветра на высоте возникновения метеора. Визуальными и фотографическими наблюдениями метеора из одной точки земной поверхности определяют, в частности, экваториальные координаты начальной и конечной точек следа метеора, положение радианта по наблюдениям нескольких метеоров.

Рис. 2.

Интерес к метеоритам был вызван в первую очередь тем, что долгое время они оставались единственными образцами внеземного вещества. Но и сегодня, когда вещество других планет и их спутников становится доступным лабораторному исследованию, метеориты не потеряли своего значения. Вещество, составляющее крупные тела Солнечной системы, подверглось длительному преобразованию: оно плавилось, разделялось на фракции, вновь застывало, образуя минералы, не имеющие уже ничего общего с тем веществом, из которого все образовалось. Метеориты же являются обломками мелких тел, которые такой сложной истории не прошли. Один из типов метеоритов - углистые хондриты - вообще представляет собой слабоизмененное первичное вещество Солнечной системы. Изучая его, специалисты узнают, из чего образовались крупные тела Солнечной системы, в том числе и наша планета Земля.

1.3 Процесс образования и падения метеоритных тел на Землю

В межпланетном пространстве движется бесчисленное множество космических пылинок, песчинок, камней и глыб. Большей частью это остатки вещества, из которого около 5 млрд. лет назад сформировались планеты и их спутники. Новыми порциями метеорных тел Солнечная планета пополняется в результате столкновения астероидов друг с другом и их дробления.

Метеорное тело входит в атмосферу Земли на скорости от 11 до 72 км/с. На такой скорости начинается его разогрев и свечение. В это время мы видим пролет по небу метеора. За счёт обгорания и сдувания набегающим потоком частиц вещества метеорного тела масса тела, долетевшего до поверхности, может быть меньше его массы на входе в атмосферу. Например, небольшое тело, вошедшее в атмосферу Земли на скорости 25 км/с и более, сгорает почти без остатка. При такой скорости вхождения в атмосферу из десятков и сотен тонн начальной массы до поверхности долетает всего несколько килограммов или даже граммов вещества. Следы сгорания метеорного тела в атмосфере можно найти на протяжении почти всей траектории его падения.

Кроме того, может произойти разрушение метеорного тела на фрагменты, что приводит к выпадению метеоритного дождя. Разрушение некоторых тел носит катастрофический характер, сопровождаясь мощными взрывами, и нередко не остается даже макроскопических следов метеоритного вещества на земной поверхности, как это было в случае с Тунгусским болидом. Предполагается, что такие метеориты могут представлять собой отмершие кометы.

При соприкосновении метеорита с земной поверхностью на больших скоростях (порядка 2000-4000 м/с) происходит выделение большого количества энергии, в результате метеорит и часть горных пород в месте удара испаряются, что сопровождается мощными взрывными процессами, формирующими крупный округлый кратер, намного превышающий размеры метеорита. Хрестоматийным примером этому служит Аризонский кратер.

Рис 3. Аризонский кратер (диаметр кратера 1207 м, глубина174 метра, окружающий кратер вал возвышается на 40-50 м)

При небольших скоростях (порядка сотен м/с) столь значительного выделения энергии не наблюдается, диаметр образующегося ударного кратера сравним с размерами самого метеорита, и даже крупные метеориты могут хорошо сохраниться, как, например, метеорит Гоба.

Рис. 4. Железный метеорит Гоба массой 66 тонн и объёмом 9 кубических метров был найден в юго-западной Африке 80 тысяч лет назад.

1.4 Классификация метеоритов

1. Метеориты традиционно делятся на три больших класса: железные, каменные и железо-каменные.

Железные метеориты состоят в основном из никелистого железа. В земных горных породах естественный сплав железа с никелем не встречается, поэтому присутствие никеля в кусках железа указывает на его космическое происхождение. Железные метеориты составляют 5, 7% падений.

Каменные метеориты часто включают в себя никелистое железо, однако основными их компонентами являются силикаты. Каменные метеориты, имеющие внутри себя округлое образование, называются хондритами. Каменные метеориты встречаются наиболее часто и составляют 98, 8% всех падений.

Железокаменные метеориты - это куски никелистого железа с вкраплениями зерен каменистых минералов.

2. Метеориты можно классифицировать по методу обнаружения: нахождение метеорита после наблюдения его падения в атмосфере; определение метеоритного материала путем анализа.

1.5 Крупные современные метеориты, обнаруженные на территории России

В настоящее время человечеству известно много случаев падения космических тел на землю. На территории России известны следующие случаи падения метеоритных тел:

Тунгусский феномен - упал 30 июня 1908 года в бассейне реки Подкаменная Тунгуска в Сибири. Общая энергия оценивается в 40-50 мегатонн в тротиловом эквиваленте.

Метеорит Царёв (метеоритный дождь) - упал предположительно 6 декабря 1922 г. вблизи села Царёв Волгоградской области. Это каменный метеорит, многочисленные осколки собраны на площади около 15 кв. км. Их общая масса - 1, 6 тонны. Самый крупный фрагмент весит 284 кг.

Сихотэ-Алинский метеорит - упал в Уссурийской тайге 12 февраля 1947 г. Общая масса осколков составляет 30 тонн. Это железный метеорит.

Витимский болид - упал в районе посёлков Мама и Витимский Мамско-Чуйского района Иркутской области в ночь с 24 на 25 сентября 2002 года. Событие имело большой общественный резонанс, хотя общая энергия взрыва метеорита, по-видимому, сравнительно невелика. Максимальная начальная масса (до сгорания в атмосфере) - 160 тонн, а конечная масса осколков составляет нескольких сотен килограммов.

Челябинский метеорит. Падение метеорита вблизи города с крупными промышленными объектами произошло 15 февраля 2013 года под Челябинском. Свидетелями падения метеорита стали тысячи жителей Костанайской области Казахстана, Тюменской, Курганской, Свердловской и Челябинской областей. По расчетам НАСА, метеороид, диаметром около 17 метров и массой порядка 10 тыс. тонн, вошёл в атмосферу Земли на скорости около 18 км/с. Судя по продолжительности атмосферного полёта, вход произошёл под очень острым углом. Спустя примерно 32, 5 сек после входа в атмосферу небесное тело разрушилось. Разрушение представляло собой серию событий, сопровождавшихся распространением ударных волн. Общее количество высвободившейся энергии по оценкам НАСА составило около 500 килотонн в тротиловом эквиваленте.

Рис. 5. Школа, поврежденная ударной волной в Челябинске.

1.6 Вероятность падения метеоритных тел

Находка метеорита - довольно редкое явление. Лаборатория метеоритики сообщает: «Всего на территории РФ за 250 лет было найдено только 125 метеоритов». Велика ли метеоритная опасность для обитателей Земли?

В космическом пространстве, окружающем нашу планету, движется множество твердых тел самых разных размеров - от пылинок до глыб с поперечниками в десятки и сотни метров. Чем больше размер тел, тем реже они встречаются. Поэтому пылинки сталкиваются с Землей ежедневно и ежечасно, а глыбы - раз в сотни и даже тысячи лет.

Выяснилось, что падение наиболее крупных небесных тел на Землю случается с периодичностью около 30 млн. лет. Оказывается, примерно с той же периодичностью происходила смена геологических периодов органического мира и массовым вымиранием распространенных до того организмов.

Нетрудно подсчитать, что, например, на территорию Москвы небольшой метеорит падает один раз в несколько десятилетий. Совершенно ясно, что никакой практической опасности это не представляет. И все же иногда метеориты вмешиваются в нашу жизнь. Каждый метеоритный дождь рассеивает осколки на территории в десятки, а иногда и в сотни квадратных километров. Учитывая, что средняя плотность расселения людей на Земле около 30 чел/км2, ясно, что под каждый такой «дождь» попадает в среднем около тысячи человек. Нередко повреждаются здания и крупные сооружения, было отмечено несколько прямых попаданий в автомобили, но обошлось без жертв.

Количество метеоритов, выпадающих ежегодно на указанную площадь.

Глава 2. Борьба человечества с «космической атакой».

2.1 Последствия падений метеоритных тел