Zeme nav sveša meteoriem. Faktiski meteoru dušas ir regulāras parādības, kad mazi objekti (meteoroīdi) nonāk Zemes atmosfērā un izstaro nakts debesīs. Tā kā vairums no šiem objektiem ir mazāki par smilšu graudiem, tie nekad nesasniedz virsmu un atmosfērā vienkārši sadedzina. Bet tik bieži pietiekoša izmēra meteors to caurstrāvos un eksplodēs virs virsmas, kur tas var radīt ievērojamu kaitējumu.
Labs piemērs tam ir Čeļabinskas meteoroīds, kas 2013. gada februārī eksplodēja debesīs virs Krievijas. Šis incidents parādīja, cik lielu kaitējumu var radīt gaisa pārraušanas meteorīts, un uzsvēra nepieciešamību sagatavoties. Par laimi, jauns pētījums no Purdue universitātes norāda, ka Zemes atmosfēra patiesībā ir labāks vairogs pret meteorītiem, nekā mēs tam piešķīrām.
Viņu pētījums, kas tika veikts ar NASA Planētu aizsardzības biroja atbalstu, nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Meteoritika un planētu zinātne - ar nosaukumu “Gaisa iespiešanās pastiprina ienākošo meteoroīdu sadrumstalotību”. Pētījuma komandā bija attiecīgi Maršals Tabetahs un Džejs Melošs, postdoktorantūras pētnieks un attiecīgi Purdue universitātes Zemes, atmosfēras un planētu zinātnes (EAPS) katedras profesors.
Agrāk pētnieki ir sapratuši, ka meteoroīdi bieži eksplodē pirms nonākšanas virsmā, taču, kad vajadzēja izskaidrot, kāpēc, viņi cieta zaudējumus. Pētījuma dēļ Tabetah un Melosh izmantoja Čeļabinskas meteoroīdu kā gadījuma pētījumu, lai precīzi noteiktu, kā meteoroīdi sadalās, nonākot mūsu atmosfērā. Tajā laikā sprādziens bija diezgan pārsteigums, kas ļāva tik lieliem postījumiem.
Nokļūstot Zemes atmosfērā, meteoroīds izveidoja spilgtu ugunsbumbu un eksplodēja minūtes vēlāk, ģenerējot tādu pašu enerģijas daudzumu kā mazajam kodolieročam. Rezultātā triecienvilnis uzspridzināja logus, ievainojot gandrīz 1500 cilvēkus un nodarot miljoniem dolāru lielus zaudējumus. Tas arī nosūtīja fragmentus, kas virzījās uz virsmu, kuri tika atgūti, un daži pat tika izmantoti, lai veidotu medaļas 2014. gada Soču ziemas spēlēm.
Bet pārsteidzošs bija arī tas, cik liela daļa meteroīda atlūzu tika atgūta pēc sprādziena. Kamēr pats meteoroīds svēra vairāk nekā 9000 metriskās tonnas (10 000 ASV tonnas), jebkad tika atgūtas tikai aptuveni 1800 metriskās tonnas (2000 ASV tonnas) atlūzu. Tas nozīmēja, ka augšējā atmosfērā notika kaut kas, kas lika tam zaudēt lielāko daļu savas masas.
Tabeta un Melošs, cenšoties to atrisināt, sāka apsvērt, kā augsts gaisa spiediens meteora priekšā varētu iekļūt tā porās un plaisās, izspiežot meteora ķermeni un liekot tam eksplodēt. Kā Melosh paskaidroja Purdue University News paziņojumā presei:
“Starp meteorīta priekšā esošo augstspiediena gaisu un aiz tā esošo gaisa vakuumu ir liels gradients. Ja gaiss var pārvietoties pa meteorīta ejām, tas var viegli iekļūt iekšā un izpūst gabaliņus. ”
Lai atrisinātu noslēpumu par to, kur gāja meteoroīda masa, Tabeta un Melošs konstruēja modeļus, kas raksturoja Čeļabinskas meteoroīda iebraukšanas procesu, ņemot vērā arī tā sākotnējo masu un to, kā tā sadalījās, ieejot. Pēc tam viņi izstrādāja unikālu datora kodu, kas ļāva gan cietajam materiālam no meteoroīda ķermeņa, gan gaisam pastāvēt jebkurā aprēķina daļā. Kā norādīja Melošs:
“Es kādu laiku meklēju kaut ko līdzīgu. Lielākā daļa datoru kodu, kurus mēs izmantojam triecienu modelēšanai, var izturēt vairākus materiālus šūnā, bet tie visu vidēji uzskaita kopā. Dažādi elementi šūnā izmanto savu individuālo identitāti, kas nav piemērota šāda veida aprēķiniem. ”
Šis jaunais kods ļāva viņiem pilnībā simulēt enerģijas un impulsa apmaiņu starp ienākošo meteoroīdu un mijiedarbīgo atmosfēras gaisu. Simulāciju laikā gaisam, kas tika iespiests meteoroīdā, iekšpusē ļāva uzsūkties, kas ievērojami pazemināja meteoroīda izturību. Būtībā gaiss spēja sasniegt meteoroīda iekšpusi un izraisīja tā eksplodēšanu no iekšpuses uz āru.
Tas ne tikai atrisināja noslēpumu par to, kurp devās Čeļabinskas meteoroīdu trūkstošā masa, bet arī saskanēja ar gaisa plīšanas efektu, kas tika novērots 2013. gadā. Pētījums arī norāda, ka, runājot par mazākiem meteroīdiem, Zemes labākā aizsardzība ir tās atmosfēra. Apvienojumā ar agrīnās brīdināšanas procedūrām, kuru trūka Čeļabinskas meteroīda pasākuma laikā, nākotnē var izvairīties no ievainojumiem.
Tā noteikti ir laba ziņa cilvēkiem, kurus satrauc planētu aizsardzība, vismaz attiecībā uz mazajiem meteroīdiem. Tomēr lielākos zemes atmosfēra, visticamāk, neietekmēs. Par laimi, NASA un citas kosmosa aģentūras liek to regulāri uzraudzīt, lai sabiedrību jau laikus brīdinātu, ja kāds noklīdis pārāk tuvu Zemei. Viņi arī ir aizņemti, izstrādājot pretpasākumus iespējamās sadursmes gadījumā.
