Billedkredit: US Department of Energy
Næste gang en asteroide eller komet er på et kollisionskurs med Jorden, kan du gå til et websted for at finde ud af, om du har tid til at afslutte frokosten eller har brug for at hoppe i bilen og køre.
Forskere fra University of Arizona lancerer et brugervenligt, webbaseret program, der fortæller dig, hvordan kollisionen vil påvirke dit sted på kloden ved at beregne flere miljømæssige konsekvenser af dens indvirkning.
Fra i dag er programmet online på http://www.lpl.arizona.edu/impacteffects.
Du indtaster din afstand fra det forudsagte påvirkningssted, størrelsen og typen af projektil (f.eks. Is, sten eller jern) og anden information. Derefter beregner Earth Impact Effects-programmet påvirkningsenergier og kraterstørrelse. Dernæst opsummeres termisk stråling, seismisk rystelse, ejecta-deponering (hvor alt det flyvende stof kommer til at lande) og luftblæsningseffekter på sprog, som ikke-forskere forstår.
For dem, der vil vide, hvordan alle disse beregninger er foretaget, vil websiden indeholde "en beskrivelse af vores algoritme med citater til de anvendte videnskabelige kilder," sagde Robert Marcus, en UA-studerende i UA / NASA Space Grant Program. Han drøftede projektet for nylig på det 35. møde i Lunar and Planetary Science Conference i Houston, Texas.
Marcus udviklede webstedet i samarbejde med planetariske videnskabsregenter? Professor H. Jay Melosh og forskningsassistent Gareth Collins fra UAs Lunar and Planetetary Laboratory.
Melosh er en førende ekspert på påvirkningskrater, og en af de første videnskabelige journalister ringer til, når rygter om store, jordskadelige genstande begynder at cirkulere.
Journalister og videnskabsmænd vil begge gerne vide det samme: hvor meget skade en bestemt kollision ville vikle på samfund nær påvirkningsstedet.
Webstedet er værdifuldt for forskere, fordi de ikke behøver at bruge tid på at grave de ligninger og data, der er nødvendige for at beregne virkningerne, sagde Melosh. Tilsvarende gør informationen tilgængelig for journalister og andre ikke-videnskabsmænd, der ikke ved, hvordan man foretager beregningerne.
”Det syntes os, at dette er noget, vi kunne automatisere, hvis vi kunne finde en meget dygtig person til at hjælpe os med at konstruere webstedet,” sagde Melosh.
Denne person viste sig at være Marcus, der har hovedfag inden for computerteknik og fysik. Han ansøgte om at arbejde på projektet som en betalt praktikant gennem UA / NASA Space Grant Program.
Marcus byggede det webbaserede program omkring fire miljøeffekter. I rækkefølge af deres forekomst er de:
1) Termisk stråling. En ekspanderende ildkugle af hærdende damp forekommer ved slag. Programmet beregner, hvordan denne ildkugle vil ekspandere, hvornår maksimal stråling vil forekomme, og hvor meget af ildkuglen der ses over horisonten.
Forskerne baserede deres strålingsberegninger på oplysninger, der findes i ”Effekten af kernevåben.” Denne bog fra 1977 af det amerikanske forsvarsdepartement og det amerikanske energiministerium beskriver "betydelig undersøgelse af, hvad forskellige grader af termisk stråling fra sprængninger vil gøre," bemærkede Melosh.
”Vi bestemmer på en given afstand, hvilken type skade strålingen forårsager,” sagde Marcus. "Vi har beskrivelser som hvornår græs vil antænde, når krydsfiner eller avis vil antænde, når mennesker vil lide 2. eller 3. grads forbrænding."
2) Seismisk ryster. Påvirkningen genererer seismiske bølger, der rejser langt fra påvirkningsstedet. Programmet bruger jordskælvsdata i Californien og beregner en Richter-skalastørrelse for påvirkningen. Ledsagende tekst beskriver rysteintensitet i den specificerede afstand fra påvirkningsstedet ved hjælp af en modificeret Mercalli-skala. Dette er et sæt med 12 beskrivelser, der spænder fra "generel ødelæggelse" til "kun mildt følt."
Antag nu, at dinosaurerne havde dette program for 65 millioner år siden. De kunne have brugt det til at bestemme de miljømæssige konsekvenser af den 15 kilometer lange asteroide, der smadrede ind i Jorden og dannede Chicxulub-krateret.
Programmet ville have bedt dem om at forvente seismisk ryster i størrelsesorden 10,2 på Richters skala. De ville også have fundet (antager, at kontinenterne var stilt op, som de er nu), at jorden ville ryste så voldsomt 1.000 kilometer væk i Houston, at dinosaurier, der bor der, ville have problemer med at gå eller endda stå op.
Hvis Chicxulub-krateret blev påvirket i dag, ville glas i Houston gå i stykker. Murværk og gips ville knække. Træer og buske ryste, damme ville danne bølger og blive grumset med mudder, sand og grusbanker ville hule ind, og klokker i Houston skoler og kirker ville ringe fra jord ryster.
3) Ejecta-deponering. Holdet brugte en kompliceret ballistisk rejsetid-ligning til at beregne, hvornår og hvor affald, der blev sprængt ud af stødkrateret, ville regne ned på Jorden. Derefter brugte de data indsamlet fra eksperimentelle eksplosioner og målinger af kratere på månen til at beregne, hvor dybt ejecta-tæppet ville være ved og ud over slagkraterkanten.
De bestemte også, hvor store ejecta-partikler ville være i forskellige afstande fra påvirkning, baseret på observationer, som Melosh og UAs Christian J. Schaller offentliggjorde tidligere, da de analyserede ejecta på Venus.
OK, tilbage til dinosaurierne. Houston ville have været dækket af et 80,8 cm (32 tommer) tykt tæppe af affald med partikler i gennemsnit 2,8 mm (ca. 1/8 inch) i størrelse. De var ankommet 8 minutter og 15 sekunder efter påvirkningen (hvilket betyder, at de kom der på mere end 4.000 km / h).
4) Luftsprængning. Virkningerne producerer også en chokbølge i atmosfæren, der pr. Definition bevæger sig hurtigere end lydhastigheden. Stødbølgen skaber intensivt lufttryk og kraftig vind, men nedbrydes til lydens hastighed, mens det stadig er tæt på ildkuglen, bemærkede Melosh. ”Vi oversætter det faldende pres med hensyn til decibel? fra øre-og-lunge-brud lyd, til at være så høj som tung trafik, til kun at være så høj som en hvisken. ”
Programmet beregner maksimale tryk og vindhastigheder baseret på testresultater fra nukleare sprængninger før 1960'erne. Forskere ved disse sprængninger opførte murstenstrukturer på Nevada-teststedet for at undersøge eksplosioner på bygninger. UA-teamet brugte disse oplysninger til at beskrive skader i form af bygninger og broer, der kollapsede, biler, der blev kastet over af vinden eller skove, der blev sprængt ned.
Dinosaurer, der bor i Houston, ville have hørt Chicxulub-påvirkningen så højt som tung trafik og baskede i 30 mph vinde.
Original kilde: UA News Release
