Šta bi se desilo kada bi najveća kometa u Sunčevom sistemu udarila u Zemlju?

Povezane objave

• Jedna studentska greška promenila je Internet zauvek 22/01
• Naučnici pronašli način da podmlade sredovečne miševe 09/03
• Otrkivene čak 72 nove galaksije! 05/12

Tamo negde, u dalekoj periferiji Sunčevog sistema, planetu Zemlju čeka velika egzistencijalna pretnja: Ortov oblak.

Nastao na početku stvaranja Sunčevog sistema, on se u velikoj meri sastoji od ostataka primitivnog materijala koji je doveo do formiranja našeg Sunca i planeta. Šta god da nije bilo sprženo od strane Sunca ili zaključano u planetarnim, lunarnim, asteroidnim ili Kajperovim objektima, koje danas imamo, ostalo je u ovom sferoidnom oblaku, na od hiljadu puta veće udaljenosti od Zemlje do Sunca, do jedne ili dve svetlosne godine daleko.

Danas, ova tela, koja su uglavnom mešavina leda i stena, ostaju u sporim, kvazistabilnim orbitama u najdubljim pojasevima našeg Sunčevog sistema. Međutim, s vremena na vreme, slučajni gravitacioni susret će poremetiti orbitu određenog objekta i poslati jedan projektil u unutrašnji Sunčev sistem. Iako imaju periode orbite koji mogu porasti u milione godina, pogrešno gravitaciono „guranje“ drugog masivnog tela moglo bi poslati bilo koji od njih na kurs sudara sa Zemljom.

Dok kometa Bernardineli-Bernštajn, najmasovnija kometa ikada otkrivena, neće udariti u Zemlju tokom aktuelnog prolaza kroz Sunčev sistem, o dalekoj budućnosti možemo nagađati. Evo šta bi se desilo ako bi došlo do sudara.

Postoje tri glavne brige kad god će neki objekat uticati na Zemlju u smislu štete koju će učiniti.

1. Koliko je objekat masivan. Više mase jednako je više energije prenesene na Zemlju, što u prevodu znači veću štetu. Ako biste udvostručili masu udarca, energija prenesena u Zemlju bi se takođe udvostručila.
2. Koliko brzo se objekat kreće. Što se objekat brže kreće, to je veća količina kinetičke energije koju nosi sa sobom, a ta energija se raspršuje u Zemlju nakon udara, izazivajući štetne efekte od kojih se s pravom plašimo. Ako udvostručite brzinu udarca, energija prenesena u Zemlju se učetvorostručava; energetska skala kao kvadrat relativne brzine udarca prema Zemlji.
3. Od čega je predmet napravljen. Kompozicija nije sve, ali objekat koji je „stenovitiji“ je generalno opasniji od onog koji je „ledeniji“ iz nekoliko razloga. Veća je verovatnoća da će asteroidi doći do zemlje i stvoriti udarni krater, dok je veća verovatnoća da će komete stvoriti vazdušne udare. Komete imaju više isparljivih materija, pa je veća verovatnoća da će se podeliti na manje fragmente, od kojih bi neki mogli u potpunosti promašiti Zemlju, a oni koji nas pogode sigurno će raspršiti deo svoje energije u atmosferi. Konačno, asteroidi sadrže veći deo elemenata koji su apsolutno toksični za gutanje ili udisanje, tako da su i veća pretnja po život.

Postoje, naravno, i druge brige, kao što su lokacija udara kao i ugao udara, ali oni su relevantni samo kada imate manje udare, za koje je malo verovatno da će izazvati masovno izumiranje. Uopšteno govoreći, ako biste imali objekat koji bi udario u Zemlju, čiji je prečnik kilometar ili više, to bi predstavljalo vrstu egzistencijalne pretnje koja ne samo da bi dovela do kraja ljudske civilizacije, već i ogromnog dela vrsta koje trenutno postoje na Zemlji danas.

Kao referentnu tačku možemo uzeti objekat koji je udario u Zemlju pre 65 miliona godina, izazvavši ono što istorijski znamo kao peto veliko masovno izumiranje. Gotovo je sigurno da se radilo o asteroidu a ne kometi. Saznanje koje smo stekli o krateru Čiksulub, uključujući njegovu veličinu, kao i sloj pepela bogat iridijumom koji se nalazi širom sveta u slojevima sedimentnih stena, snažno ukazuju da je udarni element bio asteroid. Asteroidi takođe imaju mnogo veće šanse da udare u Zemlju nego komete, jer:

• su skoro svi u istoj ravni kao i planete za početak,
• su u relativnoj blizini najvećeg gravitacionog uznemiravača našeg Sunčevog sistema, Jupitera,
• dolaze na Zemlju sa mnogo manje udaljenosti nego što to čine komete, što čini direktan pogodak verovatnijim.

Sve u svemu, ono što znamo kao izumiranje K-Pg verovatno je prouzrokovano kamenim objektom koji potiče iz asteroidnog pojasa prečnika otprilike 10 kilometara.

Možda mislite da je to impresivno, i sigurno, na neki način, zaista jeste. Ali evo nekih činjenica koje bi taj događaj, ma koliko bio katastrofalan, mogle staviti u malu perspektivu.

• Tipična gustina asteroida je negde između 2 i 3 grama po kubnom centimetru, što znači da je za asteroid širok 10 kilometara koji je udario u našu planetu pre 65 miliona godina, njegova ukupna masa bila negde oko nekoliko ~10¹⁵ kilograma, ili nekoliko triliona tona.
• Asteroidi, kada se poremete tako da pređu u unutrašnji Sunčev sistem, obično prelaze Zemljinu orbitu brzinom od oko 25 kilometara u sekundi. S obzirom na to da Zemlja kruži oko Sunca brzinom od oko 30 kilometara u sekundi, i da i asteroidi i Zemlja obično kruže oko Sunca u istom opštem pravcu, tipična brzina udara asteroida koji udari u Zemlju je oko 17-20 km/s.
• Stavljajući te faktore zajedno, ukupna energija tog udara bi bila negde na nivou od oko 10²⁴ J.

Međutim, dolazeći iz dalekih krajeva Ortovog oblaka, objekat uporedive mase bi imao mnogo veću brzinu udara i stoga bi preneo mnogo veću količinu energije na Zemlju. A kometa Bernardineli-Bernštajn, koja je trenutno na putu u Sunčev sistem udaljena više od pola svetlosne godine, nije ni blizu „uporedive mase“ sa K-Pg impaktorom.

Naime, kometa Bernardineli-Bernštajn sada drži rekord kao kometa s najvećim jezgrom ikada viđenim, s prečnikom koji se procenjuje na 119 kilometara prema najnovijim podacima „Habl“ svemirskog teleskopa. Ranije su ALMA podaci ukazivali na prečnik koji je zapravo bio nešto veći: 137 kilometara, ali nova procena ima znatno manje nesigurnosti.

Čak i s mnogo manjom gustinom, pošto su komete obično oko 0,6 grama po kubnom centimetru, ogromna veličina ovog objekta pretvara se u fantastično veliku masu. Zapamtite da kada udvostručite prečnik (ili poluprečnik) objekta, efektivno ga činite osam puta većim od zapremine. S obzirom da je kometa Bernardineli-Bernštajn više od deset puta veća od prečnika osumnjičenog K-Pg, dolazi s više od 1000 puta većom zapreminom, što joj daje procenjenu masu negde oko 5 × 10¹⁷ kg, a verovatno i više.

Takođe zapamtite da nam ne dolazi odnekud između orbite Marsa i Jupitera, kao što to čine asteroidi, već iz Oortovog oblaka, što znači da se radi o receptu za katastrofu bez presedana.

Objekat koji upadne u unutrašnji Sunčev sistem iz Ortovog oblaka će dobiti brzinu prvenstveno zahvaljujući gravitaciji Sunca. Dovesti objekat na istu udaljenost od Sunca na kojoj se nalazi Zemlja, od izvora u udaljenim krajevima Ortovog oblaka, znači da će se kretati brzinom od oko 42 km/s.

Međutim, ako bi udario u Zemlju, takođe bi upao u Zemljin gravitacioni potencijal, a sama Zemlja se isto tako kreće u odnosu na objekat dok kruži oko Sunca. Kada sastavimo sva tri ova efekta, na kraju ćemo otkriti da će se udar desiti u rasponu između 50 i 60 km/s, ili oko trostruke brzine koju obično ima udar asteroida. I zapamtite: kinetička energija zavisi od brzine na kvadrat, tako da tri puta veća brzina znači devet puta veću energiju.

Sve u svemu, kada uradimo matematiku, otkrivamo da bi udar između komete Bernardineli-Bernštajn i Zemlje oslobodio ukupnu količinu energije koja je oko 10²⁸ J.

Ljudi su notorno loši u obračunu sa velikim, kontraintuitivnim brojevima, jer podrazumevamo da takve stvari shvatamo kao „nezamislivo velike“. Ipak, deo lepote nauke je u tome što je kvantitativna, a to znači da možemo izračunati, ne savršeno, ali u razumnoj aproksimaciji, šta bi događaj tako velike magnitude mogao da izazove na Zemlji.

Prvo, ne, to ne bi uništilo celu planetu. Dovoljno veliki udar, onaj koji bi oslobodio dovoljno energije, bio bi sposoban da gravitaciono oslobodi našu planetu, ali bi to zahtevalo oko 20.000 puta više energije od sudara Zemlje i komete Bernardineli-Bernštajn. U najmanju ruku bismo izbegli najkatastrofalniju vrstu „destrukcije“ koja postoji. Sve u svemu, Zemlja bi ostala netaknuta u tom smislu.

Međutim, to ne znači da je Zemlja bezbedna. Ovaj događaj bi bio hiljade do možda čak deset hiljada puta energičniji od udara asteroida koji se dogodio pre 65 miliona godina, a taj udar je ostavio krater prečnika oko 200 kilometara! Ako bi kometa Bernardineli-Bernštajn ostala netaknuta, kao čvrsti objekat, ona bi u potpunosti slomila i preuredila koru svuda po površini Zemlje, slično onome što mnogi teoretišu da se dogodilo na površini Marsa kada je njegov prvobitni, veliki, treći unutrašnji mesec pao nazad na crvenu planetu, stvarajući otkačenu marsovsku topografiju kakvu danas vidimo.

Da, biće velike količine pepela, prašine i krhotina koje će biti podignute u i znatno iznad atmosfere, a udar ovih razmera mogao bi čak biti dovoljno jak da stvori dodatne satelite za našu planetu, mada bi oni bili mnogo manji od našeg današnjeg Meseca. Sateliti koji bi nastali spajanjem krhotina nisu isključeni; mogli bismo završiti s nečim sličnim Fobosu ili Deimosu, baš kao što Mars trenutno poseduje.

Da, Zemlja bi bila prekrivena pepelom koji bi blokirao Sunce, verovatno mesecima, a veliki deo života na Zemlji bi izumro zbog nedostatka sunčeve svetlosti.

Ipak, moguće je da bi čak i stvorenja koja žive oko hidrotermalnih otvora, na dnu okeana, bila pogođena takvim udarom. Razlog? Udar ove veličine bi razbio Zemlju toliko jako, da bi spoljni slojevi naše planete, uključujući atmosferu i okeane, mogli biti izbačeni s naše površine i poslati u svemir. Iako će sama kometa verovatno doneti novu vodu i isparljive molekule na Zemlju, a deo te vode i atmosfere koja se izbaci će na kraju pasti nazad na Zemlju, svako živo biće će biti u opasnosti od izumiranja od takvog udara.

Jedina moguća spasonosna milost je, međutim, sledeća: ovako velika kometa, koja se približava Zemlji iz Ortovog oblaka, iskusiće značajne plimne sile zbog Zemljine gravitacije i može biti rastrgana na niz manjih fragmenata. Ovo je nešto što smo primetili prilikom udara komete Šumejker-Levi 1994. na planetu Jupiter, gde je ukupno identifikovano oko dvadesetak velikih fragmenata.

Međutim, dok je svaki od tih fragmenata udario u Jupiter, Zemljina gravitaciona sila je znatno niža od Jupiterove. Implikacije su da ako je jezgro komete razbijeno dovoljno unapred, što je vrlo realna mogućnost, moguće je da bi većina mase ovog objekta mogla u potpunosti promašiti Zemlju. Niz manjih udara bi i dalje izazvao velike posledice, kako za ljude tako i za sva stvorenja na Zemlji, ali bi doveo do mnogo manje rizičnih ishoda za Zemljine okeane i atmosferu.

Bez obzira da li se to dogodi ili ne, budućnost bi izgledala ovako:

• višemesečna tama,
• potpuni poremećaj Zemljine kore, okeana i atmosfere,
• moguće izbacivanje velikih porcija sva tri segmenta,
• izbijanje magme ispod kore na površinu, pa čak i mogući događaj ponovnog formiranja površine Zemlje,
• i vatrena oluja koja bi trajala decenijama ili više, usled padajućeg otpada,

što bi svako živo biće koje preživi početni udar (i povezanu vatrenu loptu) stavilo u opasnost od potpunog izumiranja.

Jedan mit koji se često pojavljuje u diskusijama poput ove je: „Zar nas neki drugi objekat, poput Meseca ili Jupitera, možda ne bi zaštitio od potencijalnog udara?“ I iako je to uvek moguće, šanse nam ne idu u prilog. U stvari, kada izvršimo potrebne proračune, otkrivamo da svaka dodatna masa u Sunčevom sistemu, u celini, čini verovatnijim da će doći do udara. Jupiter bi mogao da apsorbuje većinu udara asteroida i kometa u Sunčev sistem, ali to takođe rezultira neto povećanjem broja udara u Zemlju za oko 350%. Slično tome, Mesečeva dodatna gravitacija čini udare na sistem Zemlja-Mesec verovatnijim, povećavajući stopu sudara sa Zemljom, uprkos brojnim Mesečevim kraterima, koji su tragovi nekadašnjih udara.

Ako bi kometa Bernardineli-Bernštajn udarila u Zemlju, vrlo je verovatno da bi to ili bio kraj Zemlje kao „žive planete“ ili bi zbrisala sav život koji je bio složeniji i diferenciraniji od jednoćelijskog organizma. Zemlja bi mogla da završi kao svet bez vazduha, ili bi mogla da izgubi skoro svu svoju površinsku vodu. Ako bismo se vratili milion godina nakon takvog udara, mogli bismo otkriti da je čitava geografija naše planete neprepoznatljiva, jer se ponovo formirala nakon tako moćnog udara.

Na sreću, tokom ovog prolaska u Sunčev sistem, kometa Bernardineli-Bernštajn neće se približiti orbiti Saturna, koju će dostići 2031. Međutim, za oko 4,5 miliona godina od sada, vratiće se. Ako dođe do pogrešne serije gravitacionih susreta, direktan udarac bi bio najkatastrofalniji događaj još od udara koji je doveo do formiranja našeg Meseca. Moramo da ostanemo uvek na oprezu, jer je naše izumiranje uvek samo jedan odmetnuti objekat daleko.