Ποιες θα ήταν οι επιπτώσεις στη Γη, αν τη χτυπούσε ένας μετεωρίτης;

Ποιες θα ήταν οι επιπτώσεις στη γη αν τη χτυπούσε ο μετεωρίτης 67P/Churyumov–Gerasimenko;

Ο κομήτης 67P/Churyumov-Gerasimenko ανακαλύφθηκε το 1969 από δύο Ουκρανούς αστρονόμους, τον Klim Ivanovich Churyumov και την Svetlana Ivanovna Gerasimenko. Ο κομήτης αυτός περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο σε περίπου 6,5 χρόνια και η τροχιά του είναι ελλειπτική, με το πιο απομακρυσμένο σημείο της να βρίσκεται λίγο πιο έξω από την τροχιά του Δία, και το πλησιέστερο ανάμεσα στις τροχιές της Γης και του Άρη.

Φυσικά, η τροχιά του εξακολουθεί να είναι μακριά από τη Γη και δεν υπάρχει πρόβλεψη σύγκρουσης με αυτήν για τα επόμενα τουλάχιστον 200 χρόνια. Η επόμενη πλησιέστερη προσέγγιση με τη Γη θα πραγματοποιηθεί στις 29 Νοεμβρίου του 2034 σε απόσταση 6,7 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (Εικόνα 1).

Εικόνα 1: Η τροχιές και οι θέσεις των πλανητών Ερμή, Αφροδίτη, Γη, Άρη και Δία, και του κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko στις 29 Νοεμβρίου του 2034. Image Credit: SSD -NASA

Ωστόσο, ας υποθέσουμε ότι αυτός ο κομήτης επρόκειτο να συγκρουστεί με τη Γη. Οι συνέπειες της πτώσης ενός μετεωρίτη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως τα φυσικά και τροχιακά χαρακτηριστικά του αστεροειδή ή κομήτη (μέγεθος, μάζα, σύσταση και εσωτερική δομή, ταχύτητα, γωνία πρόσκρουσης), το σημείο πρόσκρουσης πάνω στην επιφάνεια της Γης και οι επικρατούσες κλιματικές συνθήκες.

Χάρη στη διαστημική αποστολή Rosetta της ESA γνωρίζουμε αρκετά φυσικά χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου κομήτη. Το γεγονός ότι ο κομήτης 67P/Churyumov-Gerasimenko αποτελείται από δύο λοβούς (Εικόνα 2) κάνει τους υπολογισμούς πιο περίπλοκους, και για αυτό, προς το παρόν θα το αγνοήσουμε. O κομήτης έχει διάμετρο περίπου 4,2 χιλιόμετρα, μάζα 9,9 δις τόνους και μέση πυκνότητα 533 kg/m3 (περίπου μισή από αυτή του νερού). Η ταχύτητά του στην πιο κοντινή προσέγγιση με τη Γη φτάνει τα 38 km/s (38 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο!).    

Εικόνα 2: Ο κομήτης 67P/Churyumov–Gerasimenko σε απόσταση 27,8 χιλιομέτρων, όπως αποτυπώθηκε από το διαστημικό σκάφος Rosetta της ESA στις 10 Σεπτεμβρίου του 2014. Image Credit: ESA  

Λαμβάνοντας υπόψη αυτές τις παραμέτρους, μπορούμε να εκτιμήσουμε* τις συνέπειες που θα προκαλούσε μια υποθετική πρόσκρουση του κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko στον πλανήτη μας.

Κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα, ο μετεωρίτης θα αναφλεγόταν και θα ήταν πάνω από 100 φορές πιο λαμπρός από τον Ήλιο για τουλάχιστον 10 λεπτά. Αυτό θα είχε ως συνέπεια σε τοπικό επίπεδο, η βλάστηση, η χάρτινη και ξύλινη ύλη, καθώς και ο ρουχισμός μας, να αναφλεχθούν κατά την έκθεσή τους στη θερμότητα που θα παραχθεί, καθώς και τα ζώα και οι άνθρωποι θα υφίστανται εγκαύματα τρίτου βαθμού. Εάν έπεφτε στην ξηρά, θα δημιουργούσε έναν σύνθετο κρατήρα (Εικόνες 3 και 4) με διάμετρο 30 χλμ. και βάθος 10 χλμ. Το υλικό που θα αναδυόταν στο κέντρο του κρατήρα θα σχημάτιζε έναν λόφο διαμέτρου περίπου 150 μέτρων. 20 δευτερόλεπτα μετά την πρόσκρουση, θα ακολουθούσε ένας σεισμός μεγέθους 9 Ρίχτερ στην περιοχή. Μετά από 2 περίπου λεπτά, θα ακολουθούσε η εκτόξευση θραυσμάτων και 3 λεπτά μετά θα ακολουθούσε ένα δυνατό κρουστικό κύμα (με ταχύτητες ανέμων πάνω από 1000 m/s), το οποίο θα  ισοπέδωνε πολυώροφα κτίρια και γέφυρες στην περιοχή (σε ακτίνα 500 km!), και τα οχήματα θα εκτοξεύονταν και αυτά μακριά. Τα τελευταία φαινόμενα θα προκαλούσαν περαιτέρω κατάρρευση του υπάρχοντος κρατήρα, με τον τελικό να έχει βάθος μόλις 1 χιλιόμετρο και η διάμετρός του να φτάνει τα 40 χιλιόμετρα, δηλαδή θα είχε διαστάσεις όσο περίπου ολόκληρη η Αθήνα (Εικόνα 5).

Εικόνα 3: Σύγκριση απλού και σύνθετου κρατήρα, με πραγματικές εικόνες από την επιφάνεια της Σελήνης. Image Credit: Collins et al. 2012 (https://pubs.geoscienceworld.org/msa/elements/article-abstract/8/1/25/137906/The-Impact-Cratering-Process)
Εικόνα 4: Τα τέσσερα στάδια για τον σχηματισμό ενός σύνθετου κρατήρα πρόσκρουσης που έχει μια κεντρική κορυφή (peak) και αναβαθμίδες (terraces). Κατά την εκσκαφή (Α) το υλικό που εκτοξεύεται έξω από την κοιλότητα. Ο σχηματισμός ενός απλού κρατήρα τελειώνει με την ολοκλήρωση του σταδίου της ανασκαφής. Καθώς ο σχηματισμός ενός μεγαλύτερου κρατήρα προχωρά (B – D), η κοιλότητα δεν μπορεί να στηριχθεί. Το κέντρο της κοιλότητας αναδύεται προς τα πάνω, οι άκρες καταρρέουν και σχηματίζονται αναβαθμίδες. Image Credit: Encyclopædia Britannica, Inc.
Εικόνα 5: Κύκλος διαμέτρου 40 km πάνω από την περιοχή της Αθήνας (σε κλίμακα).

Τους επόμενους μήνες, σε παγκόσμια κλίμακα, θα γίνονταν σεισμοί, τσουνάμι και ο ουρανός θα ήταν μόνιμα συννεφιασμένος από σκόνη, στάχτη και οξείδια του θείου που θα δημιουργούσαν όξινη βροχή. Η φωτοσύνθεση θα σταματούσε και θα υπήρχε εξάλειψη της χλωρίδας και της πανίδας σε μεγάλη κλίμακα. Για τα επόμενα χρόνια, το στρώμα του όζοντος θα εξέλειπε και για δεκαετίες θα υπήρχε έντονο το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Ωστόσο, η Γη δεν θα διαταρασσόταν έντονα από την πρόσκρουση, θα έχανε αμελητέα μάζα, δεν θα μεταβαλλόταν αισθητά την τροχιά της και θα άλλαζε ελάχιστα η κλίση του άξονά της (< 5 εκατοστά της μοίρας).

Στην περίπτωση που μετεωρίτης έπεφτε σε κάποιον ωκεανό, θα δημιουργούσε έναν υποθαλάσσιο κρατήρα και θα προκαλούσε τσουνάμι και σεισμικές δονήσεις. Περαιτέρω συνέπειες είναι δύσκολο να εκτιμηθούν διότι διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο τα χαρακτηριστικά του ωκεανού (π.χ. βάθος, θαλάσσια ρεύματα κ.λ.π.) και απαιτείται ενδεδειγμένη μελέτη.

Βέβαια, ένα πιθανό σενάριο θα ήταν ότι ο 67P/Churyumov-Gerasimenko θα χωριζόταν στα δύο κατά την είσοδό του στην ατμόσφαιρα, λόγω της δομής του (Εικόνα 2). Οι συνέπειες τοπικής κλίμακας θα ήταν ελαφρώς διαφορετικές, αλλά οι επιπτώσεις παγκόσμιας κλίμακας θα παρέμεναν ίδιες.

Μία πρόσκρουση με έναν τέτοιο μετεωρίτη θα ισοδυναμούσε με την απελευθέρωση ενέργειας ίσης με 3,5 δισεκατομμυρίων τόνων ΤΝΤ. Ευτυχώς, στατιστικά, τέτοιας δυναμικής συγκρούσεις γίνονται μία φορά κάθε 12 δισεκατομμύρια χρόνια. Επίσης, δε θα ήταν η μεγαλύτερη εξάλειψη ζωής από πτώση μετεωρίτη που θα είχε γνωρίσει η Γη, καθώς ο κρατήρας Τσιξουλούμπ στο Μεξικό, από την πτώση του μετεωρίτη που πιθανόν να προκάλεσε και  την εξαφάνιση των δεινοσαύρων, έχει διάμετρο 180 χιλιόμετρα!

* Οι παραπάνω υπολογισμοί βασίστηκαν στο μοντέλο πρόσκρουσης μετεωριτών και εκτίμησης συνεπειών των Dr. Robert Marcus από το Imperial College London, Dr. H. Jay Melosh και  Dr. Gareth Collins από το University of Arizona.