Zdjęcie: Departament Energii USA
Następnym razem, gdy asteroida lub kometa znajdzie się na kursie kolizyjnym z Ziemią, możesz przejść na stronę internetową, aby dowiedzieć się, czy masz czas na zakończenie lunchu, czy też musisz wskoczyć do samochodu i JAZDAĆ.
Naukowcy z University of Arizona uruchamiają łatwy w użyciu program internetowy, który informuje, w jaki sposób kolizja wpłynie na Twoje miejsce na kuli ziemskiej, obliczając kilka skutków środowiskowych jego wpływu.
Od dziś program jest dostępny online pod adresem http://www.lpl.arizona.edu/impacteffects.
Wpisujesz swoją odległość od przewidywanego miejsca uderzenia, rozmiar i rodzaj pocisku (np. Lód, kamień lub żelazo) i inne informacje. Następnie Program Wpływów Na Ziemię oblicza energię uderzenia i rozmiar krateru. Następnie podsumowuje promieniowanie cieplne, wstrząsy sejsmiczne, osadzanie wyrzutowe (gdzie wylądują wszystkie latające rzeczy) oraz efekty podmuchu powietrza w języku zrozumiałym dla nie-naukowców.
Dla tych, którzy chcą wiedzieć, jak wykonywane są te wszystkie obliczenia, strona internetowa będzie zawierać „opis naszego algorytmu, z cytatami do wykorzystanych źródeł naukowych”, powiedział Robert Marcus, licencjat z UA w programie dotacji kosmicznych UA / NASA. Omówił niedawno projekt na 35. konferencji poświęconej Księżycowej i Planetarnej Konferencji w Houston w Teksasie.
Marcus opracował stronę internetową we współpracy z Regentami nauk planetarnych? Profesor H. Jay Melosh i współpracownik Gareth Collins z UA Lunar and Planetary Laboratory.
Melosh jest wiodącym ekspertem od kraterów uderzeniowych i jeden z pierwszych naukowców, do którego dzwonią reporterzy, gdy zaczynają krążyć plotki o dużych, miażdżących Ziemię obiektach.
Zarówno reporterzy, jak i naukowcy chcą wiedzieć to samo: ile szkód wyrządziłaby konkretna kolizja społecznościom w pobliżu miejsca uderzenia.
Melosh powiedział, że strona jest cenna dla naukowców, ponieważ nie muszą poświęcać czasu na wyszukiwanie równań i danych potrzebnych do obliczenia efektów. Podobnie udostępnia informacje reporterom i innym nienaukowcom, którzy nie wiedzą, jak wykonać obliczenia.
„Wydawało nam się, że możemy to zautomatyzować, gdybyśmy mogli znaleźć bardzo zdolną osobę, która pomogłaby nam w budowie strony internetowej” - powiedział Melosh.
Tym człowiekiem okazał się Marcus, który specjalizuje się w inżynierii komputerowej i fizyce. Złożył podanie o pracę jako płatny stażysta w ramach programu dotacji kosmicznych UA / NASA.
Marcus zbudował program internetowy wokół czterech efektów środowiskowych. W kolejności ich występowania są to:
1) Promieniowanie cieplne. Po uderzeniu pojawia się rozszerzająca się kula ognia. Program oblicza, w jaki sposób ta kula ognista rozszerzy się, gdy wystąpi maksymalne promieniowanie, oraz ile kuli ognistej będzie widać nad horyzontem.
Naukowcy oparli swoje obliczenia na promieniowaniu na informacjach znalezionych w „The Effect of Nuclear Weapons”. Ta książka z 1977 r. Autorstwa Departamentu Obrony USA i Departamentu Energii USA szczegółowo opisuje „znaczące badania nad tym, co zrobią różne stopnie promieniowania cieplnego od wybuchów”, zauważył Melosh.
„W danej odległości ustalamy, jaki rodzaj uszkodzeń powoduje promieniowanie” - powiedział Marcus. „Mamy opisy na przykład, kiedy zapali się trawa, kiedy zapali się sklejka lub gazeta, kiedy ludzie doznają oparzeń 2. lub 3. stopnia”.
2) Wstrząs sejsmiczny. Uderzenie generuje fale sejsmiczne, które przemieszczają się daleko od miejsca uderzenia. Program wykorzystuje dane o trzęsieniu ziemi w Kalifornii i oblicza siłę uderzenia w skali Richtera. Towarzyszący tekst opisuje intensywność wstrząsów w określonej odległości od miejsca uderzenia za pomocą zmodyfikowanej skali Mercalli. Jest to zestaw 12 opisów, od „ogólnego zniszczenia” do „tylko delikatnie odczuwalny”.
Załóżmy teraz, że dinozaury miały ten program 65 milionów lat temu. Mogliby go wykorzystać do określenia konsekwencji środowiskowych asteroidy o średnicy 15 kilometrów, która uderzyła w Ziemię, tworząc krater Chicxulub.
Program kazałby im oczekiwać sejsmicznego wstrząsu o sile 10,2 w skali Richtera. Stwierdziliby także (zakładając, że kontynenty były ustawione w jednej linii tak, jak są teraz), że ziemia trzęsła się tak gwałtownie w odległości 1000 kilometrów (Houston) w Houston, że żyjące tam dinozaury miałyby problemy z chodzeniem, a nawet wstawaniem.
Gdyby uderzenie krateru Chicxulub miało miejsce dzisiaj, szkło w Houston pękłoby. Kamienie i tynki pękłyby. Drzewa i krzewy trzęsłyby się, stawy tworzyły fale i stawały się mętne z błota, piasku i żwiru, wałyby się, a dzwony w szkołach i kościołach w Houston trzęsłyby się z trzęsienia ziemi.
3) Osadzanie wyrzutowe. Zespół zastosował skomplikowane równanie czasu podróży balistyki, aby obliczyć, kiedy i gdzie szczątki wyrzucone z krateru uderzeniowego spadną z powrotem na Ziemię. Następnie wykorzystali dane zebrane z eksperymentalnych eksplozji i pomiarów kraterów na Księżycu, aby obliczyć, jak głęboki byłby koc wypychający na brzegu krateru uderzeniowego i poza nim.
Ustalili także, jak duże byłyby cząstki wyrzutowe w różnych odległościach od zderzenia, na podstawie obserwacji, które Melosh i UA Christian J. Schaller opublikowali wcześniej, kiedy analizowali ejectę na Wenus.
OK, wracając do dinozaurów. Houston byłby przykryty grubym na 80,8 centymetra (32 cale) kocem z resztek, o cząstkach średnio 2,8 mm (około 1/8 cala). Przybyliby 8 minut i 15 sekund po uderzeniu (co oznacza, że dotarli tam z prędkością ponad 4000 km / h).
4) Podmuch powietrza. Uderzenia wytwarzają również falę uderzeniową w atmosferze, która z definicji porusza się szybciej niż prędkość dźwięku. Melosh zauważył, że fala uderzeniowa wytwarza intensywne ciśnienie powietrza i silne wiatry, ale zmniejsza się do prędkości dźwięku, gdy wciąż znajduje się w pobliżu kuli ognia. „Przekładamy tę malejącą presję na decybele? od dźwięku pękającego ucha i płuc, poprzez bycie głośnym jak duży ruch uliczny, aż do bycia tak głośnym jak szept. ”
Program oblicza maksymalne ciśnienia i prędkości wiatru na podstawie wyników testów z wybuchów jądrowych sprzed 1960 roku. Naukowcy z tych wybuchów zbudowali konstrukcje z cegieł na terenie testowym w Nevadzie, aby zbadać wpływ fali uderzeniowej na budynki. Zespół UA wykorzystał te informacje do opisania szkód w kontekście zawalenia się budynków i mostów, samochodów przewróconych przez wiatr lub wysadzonych lasów.
Dinozaury żyjące w Houston usłyszałyby uderzenie Chicxulub tak głośne jak duży ruch uliczny i pławiły się przy wietrze o prędkości 30 km / h.
Oryginalne źródło: UA News Release
