Что делает падение астероида, размер за размером
Почти всё, что падает из космоса, не долетает до земли. Исход решают размер и материал тела, и чем больше камень, тем дольше ждать следующего такого же.
Падения выстраиваются в лестницу. На нижней ступени камень размером с автомобиль примерно раз в год вспыхивает в небе, и на земле этого никто не замечает. На верхней тело в десять километров поперечником заканчивает геологическую эру. Между ними лежат случаи, которые укладываются в человеческую жизнь: выбитые окна целого города, поваленный лес, кратер, который можно обойти пешком. Каждая ступень гораздо реже предыдущей, а материал тела значит почти столько же, сколько его размер.
HazardSim это симулятор астероида: задайте диаметр, выберите камень, железо или лёд и сбросьте тело в любую точку настоящей карты. Ссылки ниже открывают его сразу с нужным размером и в нужном месте.
Метеор, метеорит, астероид: три слова, один камень
Астероид это каменное или металлическое тело, обращающееся вокруг Солнца. Тела меньше примерно метра Международный астрономический союз называет метеороидами; граница условная, физики за ней нет. Метеор это не предмет, а световой след тела, прорывающегося сквозь атмосферу; очень яркий метеор называют болидом. Метеорит это то, что уцелело и упало на землю. Кометы их ледяные родственники и разваливаются ещё легче камня. Так что Аризонский кратер выбил астероид, челябинская вспышка была метеором, а камни, которые потом выбирали из снега, были метеоритами.
До 25 м: болид и разбитые стёкла
По данным NASA, космические камни меньше примерно 25 м скорее всего разрушатся в атмосфере и причинят мало вреда или не причинят его вовсе. Тело размером с автомобиль прилетает примерно раз в год. Некоторые теперь ловят до падения: первым был 2008 TC3, камень около 4 м, замеченный за день до того, как он взорвался над Суданом в 2008 году. Одиннадцатый, 2024 XA1, около 70 см в поперечнике, осветил небо над Якутией 3 декабря 2024 года через десять часов после открытия.
Верх этой ступени занимает Челябинск. 15 февраля 2013 года в 09:20 по местному времени каменный астероид диаметром около 19–20 м и массой примерно 13 000 тонн вошёл в атмосферу над Южным Уралом со скоростью 19 км/с по пологой траектории. Его никто не видел заранее: он подходил со стороны Солнца. Тело развалилось и ярче всего сияло на высоте около 30 км, выделив примерно 440–500 килотонн в тротиловом эквиваленте; опубликованные оценки расходятся до двух раз.
Сам камень никого не задел; ущерб нанесла ударная волна. В одном Челябинске стёкла вылетели примерно в 3600 многоквартирных домах, около 44% городского фонда. Обрушилась крыша цинкового завода. Пострадали около 1600 человек, почти все от осколков стекла. Полевые работы нашли 4–6 тонн метеоритов, включая кусок больше полутонны, поднятый со дна озера Чебаркуль. Кратера не было и быть не могло.
Повторить 20-метровый камень над Челябинском →
40–80 м камня: Тунгуска, 1908
Утром 30 июня 1908 года, около 7:15, что-то взорвалось над тайгой у реки Подкаменная Тунгуска в центральной Сибири. Взрыв повалил примерно 2150 км² леса, по оценкам 80 млн деревьев, в виде фигуры, похожей на бабочку. Ближе к центру деревья остались стоять, но лишились ветвей, потому что удар пришёл строго сверху. Район был настолько глухим, что людских жертв почти не было, а первая научная экспедиция под руководством Леонида Кулика добралась до места только в 1927 году. Кулик ожидал найти гигантский железный метеорит, а не нашёл даже кратера.
Столетие работы сузило неопределённость, но не сняло её. Тело было скорее всего каменным астероидом размером 40–80 м, взорвавшимся на высоте примерно 5–15 км. Оценки энергии колеблются от 3–5 мегатонн (суперкомпьютерные модели Сандийских лабораторий) до 10–30 мегатонн (исследования 2019 года при поддержке NASA); Национальные академии США называют 3–20. В любом случае это крупнейшее падение в письменной истории.
Эпицентр лежит почти на широте Санкт-Петербурга, отсюда популярное утверждение, что задержись тело на несколько часов, взрыв пришёлся бы на имперскую столицу. Это мысленный эксперимент, а не расчёт. Суть проще: Тунгуска над любым мегаполисом стала бы региональной катастрофой, после которой не осталось бы даже кратера.
40–50 м железа: Аризонский кратер
Около 50 000 лет назад железо-никелевый астероид ударил в плато восточнее Флагстаффа. Он оставил самый сохранный ударный кратер на Земле: чашу около 1,2 км в поперечнике и 180 м глубиной с валом на 30–60 м выше равнины. Широко цитируемая модель 2005 года описывает тело около 40 м и 300 000 тонн, которое частично разрушилось в воздухе и ударило со скоростью около 12 км/с; другие модели доводят размер до 50 м. Недавние оценки энергии лежат в пределах примерно от 1 до 10 мегатонн. Его обломки известны как метеорит Каньон-Дьябло.
Почему 40-метровое железо пробивает километровую дыру, а камень похожего размера над Тунгуской не оставил ничего? Железо больше чем вдвое плотнее камня и намного прочнее. Тело Каньон-Дьябло было примерно вдвое больше челябинского камня по диаметру, но несло примерно в 28 раз больше массы. Оно прошло атмосферу почти целиком, тогда как камень раздавливается и взрывается. Поэтому большинство малых кратеров Земли выбиты железными телами; даже Сихотэ-Алинский железный дождь 1947 года на Дальнем Востоке, развалившийся в воздухе, оставил кратеры шириной до 27 м.
Сбросить 50-метровое железное тело на Аризонский кратер →
Около 150 м: что значит «убийца городов»
«Убийца городов» это неформальный ярлык, а не научный класс: астероиды, достаточно крупные, чтобы стереть городскую агломерацию, но слишком малые, чтобы угрожать цивилизации, примерно от тунгусского размера до пары сотен метров. Около 140 м проходит граница, по которой NASA ведёт свой обзор неба. Объект такого размера бьёт с энергией больше 60 мегатонн, больше самой мощной ядерной бомбы из когда-либо испытанных, и достигает земли из какого бы материала ни состоял. Такие падения случаются в среднем раз в 20 000 лет.
В симуляторе 150-метровый камень выбивает кратер около 3 км шириной, уничтожает всё в радиусе примерно 12 км и выбивает окна за десятки километров: одного города больше нет, остальная планета читает об этом в новостях. В океане он добавил бы цунами; см. самые смертоносные цунами.
Сбросить 150-метровый камень на Чикаго →
Термин вошёл в обиход благодаря 2024 YR4. Обзор ATLAS в Чили нашёл его 27 декабря 2024 года, а космический телескоп «Джеймс Уэбб» позже оценил размер примерно в 60 м, высоту 15-этажного дома. По мере накопления наблюдений вероятность его падения на Землю 22 декабря 2032 года росла и 18 февраля 2025 года достигла пика чуть выше 3%. Это самое высокое значение, когда-либо зафиксированное для объекта такого размера, и оно соответствовало 3 баллам по Туринской шкале. Через неделю вероятность упала до 0,004%.
Такой подъём и спад это нормально: пока Земля находится внутри сжимающегося облака возможных орбит, шансы растут, пока облако не соскальзывает в сторону. Затем у YR4 сохранялась вероятность 4,3% столкнуться с Луной, пока наблюдения «Уэбба» в феврале 2026 года не исключили и это. Он пройдёт примерно в 21 000 км от лунной поверхности.
340 м: Апофис и 13 апреля 2029 года
Апофис открыли в обсерватории Китт-Пик в Аризоне 19 июня 2004 года. В декабре того же года вероятность его столкновения с Землёй в 2029 году ненадолго достигла 2,7%, и он стал единственным объектом, когда-либо получившим 4 балла по Туринской шкале. Уточнённые орбиты исключили 2029 год, затем 2036-й, а в 2021 году радар снял последнее опасение, 2068 год: NASA не находит угрозы от Апофиса как минимум на сто лет вперёд.
Его поперечник по оценке NASA около 340 м (ESA даёт около 375 м), он вытянутый и, возможно, двухдольный, как арахис. Вечером 13 апреля 2029 года (UTC) он пройдёт примерно в 32 000 км над поверхностью, внутри кольца геостационарных спутников. Его будет видно невооружённым глазом из Европы, Африки и части Азии. Астероид такого размера проходит так близко лишь раз в несколько тысяч лет.
Его будут ждать два аппарата. Ramses Европейского космического агентства, совместный проект с японской JAXA, одобренный в ноябре 2025 года, стартует в апреле 2028-го и прибудет в феврале 2029-го, чтобы наблюдать, как земная гравитация перекраивает астероид. OSIRIS-APEX NASA, бывший OSIRIS-REx, подойдёт вскоре после пролёта для 18-месячного обследования. Окажись Апофис на курсе столкновения, по стандартным допущениям NASA он принёс бы около 1600 мегатонн: региональная катастрофа масштаба целой страны, но не вымирание.
Посмотреть удар тела размером с Апофис по Нью-Йорку →
От 1 км: ущерб перестаёт быть местным
Эмпирическое правило NASA гласит, что всё крупнее одного-двух километров может иметь общемировые последствия. Из примерно 930 околоземных астероидов размером от 1 км найдено больше 90%, и ни один не движется курсом на столкновение. Такие падения случаются в среднем примерно раз в полмиллиона лет. Симулятор не случайно останавливается на 3000 м: после километра местный радиус поражения уже не главное.
10 км: Чиксулуб, астероид, убивший динозавров
Насколько он был велик? По обычной оценке около 10 км в поперечнике, некоторые модели дают 12 км и больше. Изотопы рутения в слое выпадений, проанализированные в 2024 году, показывают, что это был углистый астероид, тёмный тип, богатый углеродом. Он вошёл круто, под углом около 60° с северо-востока, 66 млн лет назад. Энергия известна с точностью примерно до порядка величины, но обычно её оценивают около 100 млн мегатонн.
Куда он упал? На северный край мексиканского полуострова Юкатан, который тогда был мелководным шельфом. Кратер шириной около 180–200 км центрирован у прибрежного городка Чиксулуб-Пуэрто, примерно половина его лежит под Мексиканским заливом. Он погребён под сотнями метров более молодых пород, так что увидеть его нельзя. Место удара подтвердили в 1991 году, а в 2016-м буровая экспедиция подняла керн его пикового кольца из-под морского дна.
В таком масштабе кратер это меньшая из бед. Расплавленные выбросы дождём падали обратно по всей планете, следом шли пожары и цунами, а пыль, сажа и сера на годы затемнили небо. Исчезли около трёх четвертей всех видов, включая всех динозавров, кроме птиц. Падения такого размера случаются в среднем раз в 100 млн лет.
Как часто тела каждого размера падают на Землю
Цифры ниже это долгосрочные средние из популяционных моделей NASA и Национальных академий США, а не расписание. Челябинск и Тунгуску разделяют 105 лет; это ничего не говорит о том, когда ждать следующего.
Энергия растёт как куб диаметра: вдвое больше размер, в восемь раз больше энергия. Челябинск это около 30 Хиросим; Чиксулуб это миллионы самых мощных бомб из когда-либо построенных.
| Размер | Что происходит | Пример | Как часто |
|---|---|---|---|
| ~4 м | Яркий болид, россыпь метеоритов | 2008 TC3, Судан | ~ежегодно |
| ~20 м, камень | Высотный взрыв; выбитые окна по всей области | Челябинск, 2013 | 50–100 лет |
| 40–80 м, камень | Низкий взрыв; лес повален на ~2000 км², кратера нет | Тунгуска, 1908 | 1000+ лет |
| 40–50 м, железо | Достигает земли; кратер около 1 км шириной | Аризонский кратер, ~50 000 лет назад | реже: железных тел мало |
| ~140 м | Удар о землю; уничтожен город с окрестностями | в письменной истории не было | ~20 000 лет |
| ~1 км | Ущерб в масштабе континента, глобальные климатические эффекты | в письменной истории не было | ~500 000 лет |
| ~10 км | Массовое вымирание | Чиксулуб, 66 млн лет назад | ~100 млн лет |
Упадёт ли астероид на Землю?
Ни один из известных, и не в этом веке. Система Sentry NASA в Лаборатории реактивного движения непрерывно проверяет каждый известный околоземный объект на возможные столкновения в ближайшие 100 лет, а Центр координации по околоземным объектам ESA ведёт независимый список. В сентябре 2026 года в списке Sentry было около 2200 объектов с ненулевой вероятностью удара, и ни один не имел оценки выше 0 по Туринской шкале: почти все это небольшие камни с плохо известными орбитами, которые выбывают из списка по мере поступления наблюдений.
Туринская шкала идёт от 0 (опасности нет) до 10 (неизбежное столкновение с глобальными последствиями). Уровень 1 означает рутину, уровни 2–4 означают, что астрономам стоит присмотреться. Выше 4 не поднимался ещё никто. Среди крупных известных астероидов пристальнее всего следят за Бенну, 490-метровым телом, с которого NASA взяло пробу грунта: вероятность его удара между 2178 и 2290 годами около 1 к 1750.
Честная оговорка касается астероидов, которых ещё никто не нашёл. Известно больше 42 000 околоземных астероидов, но из примерно 25 000 тел крупнее 140 м открыто меньше половины. Большинство камней челябинского размера мы увидим только при их падении, если увидим вообще. Инфракрасный телескоп NEO Surveyor NASA, запуск которого назначен не раньше сентября 2027 года, и обсерватория имени Веры Рубин в Чили призваны закрыть этот пробел.
Если что-то найдут, теперь есть доказательство, что мы умеем это сдвинуть. 26 сентября 2022 года аппарат DART NASA врезался в Диморф, спутник размером около 160–170 м, обращающийся вокруг астероида Дидим. Его орбита длительностью примерно 12 часов сократилась на 33 минуты, в несколько раз больше, чем можно объяснить одним импульсом аппарата, потому что выброшенные обломки добавили свой толчок. Анализ 2026 года показал, что слегка сместился даже путь этой пары вокруг Солнца. Зонд Hera Европейского космического агентства прибудет в конце 2026 года осмотреть результат. Но на такой толчок нужны годы предупреждения, поэтому поиск астероидов стоит на первом месте.
Чтобы увидеть, куда бросали камни другие посетители, загляните в раздел что моделировали за последние 30 дней.
Вопросы и ответы
Упадёт ли астероид на Землю?
Ни один известный астероид не движется курсом на Землю в ближайшие 100 лет. Система Sentry NASA и центр координации ESA отслеживают каждый известный околоземный объект, и ни один сейчас не имеет оценки выше нуля по Туринской шкале опасности. Мелкие неоткрытые камни по-прежнему прилетают: тело челябинского размера в среднем раз в 50–100 лет.
Что такое астероид-«убийца городов»?
Неформальное название астероида, достаточно крупного, чтобы уничтожить город, но не вызвать глобальных последствий, примерно от 50 м до пары сотен метров в поперечнике. Тело в 140 м ударило бы с энергией больше 60 мегатонн; такое случается примерно раз в 20 000 лет. Термин разошёлся благодаря 2024 YR4, 60-метровому астероиду, вероятность падения которого в 2032 году в 2025-м ненадолго превысила 3%, прежде чем её исключили.
Столкнётся ли Апофис с Землёй в 2029 году?
Нет. 13 апреля 2029 года 340-метровый астероид Апофис пройдёт примерно в 32 000 км над поверхностью Земли, ближе геостационарных спутников, и будет виден невооружённым глазом из Европы, Африки и части Азии. Радарные наблюдения 2021 года исключили любое столкновение как минимум на ближайшие сто лет.
Насколько велик был астероид, убивший динозавров, и куда он упал?
Около 10 км в поперечнике, возможно, несколько больше. Он ударил 66 млн лет назад в северный край мексиканского полуострова Юкатан у нынешнего Чиксулуб-Пуэрто, оставив погребённый кратер шириной около 180–200 км, половина которого лежит под Мексиканским заливом.
Насколько велик Аризонский кратер?
Аризонский кратер, он же метеоритный кратер Бэрринджера, имеет около 1,2 км в поперечнике и 180 м глубины, его вал поднимается на 30–60 м над окружающей равниной. Он образовался около 50 000 лет назад, когда в землю ударил железо-никелевый астероид размером примерно 40–50 м. Каменное тело того же размера взорвалось бы в воздухе.
В чём разница между метеором, метеоритом и астероидом?
Астероид это каменное или металлическое тело, обращающееся вокруг Солнца; куски меньше примерно метра называют метеороидами. Метеор это световой след, который такое тело оставляет, сгорая в атмосфере. Метеорит это обломок, который уцелел и упал на землю.
Источники
- Национальные академии США: Origins, Worlds, and Life (2022), гл. 18, планетарная защита
- NASA: отчёт группы Near-Earth Object Science Definition Team (2017)
- NASA: Asteroid Fast Facts
- Комиссия F1 МАС: определения терминов метеорной астрономии (2017)
- Центр координации ESA по околоземным объектам: 2024 XA1
- Popova et al., Science (2013): челябинский взрыв, оценка ущерба, сбор метеоритов
- NASA: пять лет после челябинского метеора
- NASA: 115 лет назад, Тунгусское событие
- NASA: Тунгуска, новый взгляд (2019)
- Сандийские национальные лаборатории: новое объяснение Тунгусской катастрофы (2007)
- Lunar and Planetary Institute: Kring, путеводитель по геологии метеоритного кратера Бэрринджера
- Melosh & Collins, Nature (2005): Аризонский кратер образован низкоскоростным ударом
- NASA: астероид 2024 YR4
- NASA: 2024 YR4 не представляет значимой угрозы Земле (февраль 2025)
- NASA: новые наблюдения исключают столкновение с Луной в 2032 году (март 2026)
- NASA: факты об Апофисе
- NASA JPL: Земля в безопасности от Апофиса больше чем на 100 лет (2021)
- ESA: Ramses, миссия ESA к астероиду Апофис
- Fischer-Gödde et al., Science (2024): изотопы рутения показывают, что ударник Чиксулуба был углистым астероидом
- Collins et al., Nature Communications (2020): крутая траектория удара Чиксулуб
- IODP: сводка экспедиции 364, бурение пикового кольца Чиксулуба
- Schulte et al., Science (2010): удар астероида Чиксулуб и массовое вымирание на границе мела и палеогена
- NASA JPL CNEOS: Sentry, мониторинг столкновений с Землёй
- NASA JPL CNEOS: Туринская шкала ударной опасности
- NASA: NEO Surveyor
- Thomas et al., Nature (2023): изменение орбитального периода Диморфа после кинетического удара DART
- NASA JPL: DART изменил орбиту астероида Дидим вокруг Солнца (2026)