3. Эффекты столкновения

Падение Тунгусского метеорита 30 июня 1908 года на центральном сибирском плато было взрывом в воздухе с энергией от 10 до 30 мегатонн, что соответствует очень мощной водородной бомбе. Этот взрыв уничтожил примерно 2000 кв. км леса, вырвав с корнем деревья и положив кронами в одну сторону. Такие эффекты являются локальными по своим последствиям (если только их не перепутают со взрывом водородной бомбы в период кризиса). Оценки их повторяемости составляют от 200 до 2000 лет.

При взрывах силой 10 000 мегатонн – сравнимые по энергии с полномасштабной ядерной войной – площадь разрушений составляет около 100 000 кв.км. (табл. 2) Осколки вылетевших стёкл в городских районах приведут к значительным ранениям далеко за пределами этой области. Поднимающийся огненный шар от такого импакта может привести к серьёзным ожогам и интенсивным возгораниям далеко за пределами этой области, в то время как землетрясения экстремальной силы распространится на расстояние сотни километров от места падения. Тоже существует неопределённость в оценке частоты таких импактов, и оценки состоят от одного события в 10 000 лет (наиболее типичная оценка) до 100 000 лет.

Табл.2 Возможные эффекты импакта.

Megatons	10 000	1 million	100 million
Размер импактора	500 m	1-2 km	10 km
Масштаб	Региональный	Разрушающий цивилизацию	Приводящий к вымиранию вида
На земле	Пожары, взрыв, и землетрясение на расстояниях 250-1000 км.	Разрушительный взрыв, землетрясение и возможно, пожары на площади целого континента	Глобальное возгорание и разрушительное землетрясение
На море	Неопределён	Мегацунами по краям океана	Опустошение берегов океанов, вместо городов – заиленное побережье; окисление океанов
В воздухе	Солнце затмевается Возможно, нечто подобное событиям 536 года н.э.	Коллапс сельского хозяйства, рост озоновых дыр, кислотные дожди, небо затемнено на несколько лет;	Коллапс экологии на земле и воде, кислотные дожди, исчезновение озонового слоя, небо становится чёрным на много лет. sea
Климат	Возможно кратковременное охлаждение	Глобальное потепление, за которым следует резкое похолодание.	Глобальное потепление, за которым следует космическая зима.

Примечание: все приведённые краткие описание являются весьма неопределёнными, и подробнее обсуждаются в тексте. Временные рамки остаются открытыми для обсуждения, но время повторения в 1 мегатонну в год является разумным эмпирическим правилом с точностью в полпорядка.

Существуют разногласия относительно вероятных эффектов импакта в океан в этом энергетическом диапазоне. Большое цунами, вызванное землетрясением, несёт энергию порядка 5 мегатонн, и даже малоэффективная передача энергия от импакта в 10 000 мегатонн в энергию волны явно имеет шансы создать огромное цунами. Однако огромные волны, создаваемые водяным кратером, могут быть настолько крутыми, что они распадаются в открытом океане. Если, как следует из некоторых анализов, они создают цунами высотой в несколько метров на берегах океана, то тогда ущерб от цунами по периметру океана скорее всего будет крупнейшей угрозой от таких небольших, относительно обычных импактов. Импакт в 10 000 мегатонн в Тихом океане приведёт, согласно самым пессимистическим отчётам, к возникновению волн высотой 4-7 метров по всему побережью океана, что приведёт к потере миллионов жизней (более 100 миллионов человек живёт на высоте менее 20 метров над уровнем моря и в на расстоянии 2 км от океана.) Согласно другим исследованиям, энергия волн рассеивается относительно безопасно до того, как они достигают удалённых берегов. Если пессимистические исследования верны, океанские импакты могут давать наибольший вклад, в смысле потери жизней, на этом уровне, за счёт суммарного действия частоты импактов и силы затопления прибрежных земель результатирующим цунами. То есть следует менее опасаться гигантской волны в духе Голливудского фильма, чем более частных волн высотой в несколько метров, которые проникнут за береговую черту на несколько километров. Однако с точки зрения вымирания вида такие маленькие импакты не представляют собой риска.

Импакты, чья сила имеет характер глобальной катастрофы, вероятно, начинаются с 1-2 миллионов мегатонн ТНТ эквивалента (Chapman and Morrison, 1994), что соответствует падению тел порядка километра в диаметре. Хотя прямое излучение от поднимающегося огненного шара, достигающего высоты в 100 км, ограничено радиусом в 1000 км из-за кривизны Земли, баллистическая энергия выбросит раскалённый пепел поверх атмосферы, в результате чего он распространится глобально. Солнечный свет прекратит поступать, и пищевые цепочки обрушатся. Время выпадение мелкодисперсной пыли составляет годы, и коммерческое сельское хозяйство в этот период будет невозможно (Engvild, 2003). В отсутствии солнечного света континентальные температуры резко упадут, и тепло будет перемещаться от более тёплых океанов в более прохладные массивы земли, приводя к жёстким, обмораживающим ветрам, дующим с моря на землю всё время, что дисбаланс будет сохраняться.

При более высоких энергиях океанские импакты приводят к волнам, сравнимых по своим размерам с теми, что возникают при подводных землетрясениях, и в этом случае передача энергии на глобальные расстояния выглядит более вероятной, подобно тому, как приливный вал в устье реки может привести к катастрофическим затоплениям земли.

Начиная с энергий в 10 миллионов мегатонн и выше, мы приближаемся к тем уровням, при которых происходит вымирание видов по причине мгновенных и продолжительных последствий. Импакт такой силы наверняка истребит человечество и наверняка оставит следы в развитии эволюционного древа, которые смогут обнаружить будущие разумные существа. В региональном масштабе атмосфера может быть просто сдута в космос. Дождь из примерно 10 миллионов валунов размеров в метр и более, обрушится по крайней мере на целый континент, если верны аналогии с марсианскими импактными кратерами (McEwen et al., 2005). Значительными глобальными эффектами будут всемирные лесные пожары, вызванные падением раскалённой пыли, отравление атмосферы и океанов диоксинами, кислотными дождями, сульфатами и тяжёлыми металлами; глобальное потепление в результате выбросов воды и углекислоты, следующее за ним через несколько лет глобальное похолодание в результате резкого снижения поступления солнечного света, и всё это будет происходить в глубокой темноте. Процесс выпадения пыли может продолжаться от года до десятилетия с катастрофическими последствиями для наземных и морских пищевых цепочек (Alvarez et al., 1980; Napier and Clube 1979; Toon et al. 1990). При таких высоких энергиях могут иметь место множественные бомбардировки в течение нескольких сот тысяч лет, и дополнительный ущерб возможен в результате образования пыли от больших дезинтегрирующихся комет. Однако этот аспект опасности менее понятен, и его временные масштабы носят скорее геологический, а не социальный характер.