Супутникові та комп’ютерні моделі дозволили пройти шлях болідного шлейфу. За чотири дні він обійшов Північну півкулю і знову опинився над Челябінськом.

світу

Коли метеор потрапляє на Землю, частина його досягає нашої поверхні, але величезна частка вибухає і перетворюється на пил, як тільки він вступає в тертя з атмосферою. У випадку з Челябінськом НАСА вдалося визначити форму або шлейф цього пилу в стратосфері і простежити за його еволюцією.

Фізик атмосфери Нік Горкавий не зміг стати свідком однієї з подій століття, коли минулої зими метеор вибухнув над його рідним містом Челябінськом (Росія). Проте Горкавий та його колеги з НАСА стали свідками ніколи не баченого погляду на наслідки атмосферного вибуху метеору. Незабаром після сходу сонця 15 лютого 2013 р. Метеор або болід, який мав ширину 18 метрів і важив 11000 тонн, вразив земну атмосферу зі швидкістю 18,6 кілометра в секунду. Згорівши від тертя з земним повітрям, космічна скеля вибухнула на 23 кілометри над головами сусідів Челябінська.

Вибух в 30 разів перевищував потужність атомної бомби, яка зруйнувала Хіросіму. Однак, порівняно з іншими автомобілями, його розміри та руйнівна сила були безцінними. Метеор, який вразив Землю, спричинивши масові вимирання, включаючи енергію динозаврів, мав ширину близько 10 кілометрів і випускав енергію приблизно в мільярд разів більше, ніж атомна бомба.

Деякі вцілілі шматки челябінської машини впали на землю. Однак вибух також наніс сотні тонн пилу в стратосферу, що дозволило супутнику НАСА провести безпрецедентні вимірювання того, як матеріал утворював тонкий, але цілісний і стійкий стратосферний пиловий пояс.

"Ми хотіли знати, чи зможе наш супутник виявити метеоритний пил", - сказав Горкавий з Космічного центру NASA "Годдард" у Грінбелті, штат Меріленд, який очолив дослідження, прийняте до публікації в журналі Geophysical Research Letters. "Насправді ми спостерігали утворення нового пилового поясу в стратосфері Землі, і вперше в космосі спостерігається тривала еволюція метеоритного шлейфу". Горкавий та його колеги поєднали серію супутникових вимірювань з атмосферними моделями для імітації форми шлейфу після вибуху боліда і побачили, що він розвивався як струмінь струменя, що прокотився по всій стратосфері північної півкулі.

Приблизно через 3,5 години після первинного вибуху супутник НАСА, присвячений вивченню еволюції озону, АЕС Суомі, виявив шлейф у верхніх шарах атмосфери на висоті близько 40 кілометрів, швидко рухаючись на схід приблизно 300 кілометрів на годину. . На наступний день після вибуху супутник виявив, що шлейф продовжує потік, летячи на схід, поки не дійшов до Алеутських островів. Більші, важчі частинки почали втрачати висоту та швидкість, тоді як менші та легші частинки залишались у повітрі та підтримували свою швидкість залежно від коливань швидкості вітру на різних висотах.

До 19 лютого, через чотири дні після вибуху, найшвидша частина, на вершині шлейфу, промчалася по всій Північній півкулі і повернулася над Челябінськом. Але еволюція шлейфу тривала, і принаймні через три місяці смугу стійкого болідного пилу все ще можна було виявити на всій планеті.

Моделювання вчених, засноване на первинних спостереженнях АЕС Суомі та попередніх знаннях про стратосферну циркуляцію, підтвердило спостережувану еволюцію шлейфу як з точки зору розташування, так і вертикальної структури. "Тридцять років тому ми могли сказати лише, що шлейф увійшов у струменевий потік стратосфери", - сказав Пол Ньюман, головний науковий співробітник лабораторії атмосферних наук в Годдарді. "Сьогодні наші моделі дозволяють нам точно відстежувати болідний шлейф і розуміти його еволюцію, коли він рухається по всьому світу".

Наслідки цього дослідження ще належить з'ясувати. Щодня близько 30 тонн дрібного матеріалу з космосу досягає Землі і залишається завислим високо в атмосфері. Навіть якщо додати залишки Челябінська, навколишнє середовище залишається відносно чистим. Частинки дрібні та розсіяні, на відміну від стратосферного шару трохи нижче, де збирається велика кількість природного аерозольного сміття вулканів та інших джерел.

І все-таки, використовуючи сучасну супутникову технологію, яка здатна точніше вимірювати крихітні частинки атмосфери, вчені можуть провести нові дослідження у фізиці атмосфери висот, такі як попереднє розуміння механіки метеорних шлейфів або те, як вони можуть впливати на цей уламок у стратосферних та мезосферних хмарах.

Вченим давно відомо, що залишки вибухнулого вогняного кулі можуть залишатися високо в атмосфері. У 2004 році вчені в Антарктиді безпосередньо спостерігали за шлейфом 1000-тонного боліда. "Але зараз, у космічну еру, завдяки всій цій технології ми можемо досягти зовсім іншого рівня розуміння впорскування та еволюції метеоритного пилу в атмосферу", - говорить Горкавий. "Звичайно, автомобіль Челябінська набагато менший за вбивцю динозаврів, і це добре: ми маємо унікальну можливість безпечно вивчати потенційно дуже небезпечні типи подій".