Impatto cosmico

Un impatto cosmico è la collisione tra due o più oggetti celesti che provoca effetti evidenti. Nella maggior parte dei casi un piccolo corpo del sistema solare , asteroide o cometa , si scontra con un pianeta , come la Terra . La frequenza degli impatti cosmici nel sistema solare è variata a seconda del periodo di tempo: molto comuni durante la formazione del sistema solare 4,6 miliardi di anni fa, sono diventati gradualmente rari man mano che il numero di corpi celesti in circolazione è diminuito. Secondo una teoria generalmente accettata, gli impatti cosmici si moltiplicarono nuovamente circa 4 miliardi di anni fa durante l'episodio soprannominato il grande bombardamento tardivo in seguito ad un cambiamento nell'orbita dei pianeti esterni compreso il pianeta Giove . Quest'ultimo ha successivamente contribuito a ridurre la frequenza degli impatti catturando, grazie al suo campo gravitazionale particolarmente importante, un gran numero dei piccoli corpi celesti rimasti.

Gli impatti cosmici hanno indubbiamente giocato un ruolo importante e positivo nella genesi della Terra e indirettamente nell'emergere della specie umana . Tra le teorie accettate dalla comunità scientifica , la collisione della Terra con l'oggetto celeste che ha dato vita alla Luna sarebbe all'origine di un cambiamento nella composizione della crosta terrestre che avrebbe essa stessa permesso la comparsa della tettonica a zolle . La formazione degli oceani è anche attribuita all'impatto delle comete. Infine, ad un impatto cosmico sono state attribuite alcune massicce estinzioni di specie, tra cui quella dei dinosauri che hanno permesso l'emergere di mammiferi come specie dominanti.

I crateri creati da impatti cosmici, soprattutto sulla superficie della Terra o della Luna, non furono riconosciuti fino a tardi, all'inizio degli anni '60, perché in precedenza si presumeva fossero di origine vulcanica. Sulla Terra la frequenza degli impatti di piccoli oggetti celesti è elevata, ma le collisioni con asteroidi che potrebbero sconvolgere la superficie del pianeta sono rare: circa un oggetto di 50 metri di diametro ogni 1000 anni, un asteroide di 500 metri ogni mezzo milione anni. Sono in corso di inventario le traiettorie degli asteroidi vicini alla Terra , ovvero asteroidi che potrebbero colpire la Terra a causa della loro orbita.

Definizione

Su scala geologica le collisioni all'interno del sistema solare tra pianeti e altri oggetti celesti massicci sono comuni. La maggior parte dei corpi del sistema solare, quando hanno una superficie solida, sono ricoperti di crateri, risultanti da queste collisioni. Sulla Terra sono visibili pochi crateri perché processi geologici come erosione, vulcanismo e tettonica a zolle hanno cancellato le tracce più visibili. Eppure la Terra come gli altri corpi ha subito una fase di intenso bombardamento che si è concluso 3,9 miliardi di anni fa (il grande bombardamento tardivo ) e che continua oggi ad un ritmo molto più lento. Il più piccolo degli oggetti celesti viene intercettato dall'atmosfera terrestre.

Impatti cosmici e la Terra

Caratteristiche degli oggetti in collisione con la Terra

Gli impatti che causano danni significativi su un'area terrestre o più sono prodotti da oggetti celesti con un diametro maggiore di 10  m . I più grandi possono superare i 10  km . Hanno una densità da 0,5 a 1 (cometa), da 1 a 3 (asteroide di tipo condrite) o anche 8 (asteroide metallico). Entrano nell'atmosfera terrestre ad una velocità relativa rispetto alla Terra compresa tra 12  km/s (cioè una velocità di 1  km/s rispetto al Sole) e 72  km/s . Raggiungono quindi un massimo di 11  km/s , vuoi perché sono accelerati dal pianeta, vuoi perché sono rallentati dalla sua atmosfera. La velocità massima di 72  km/s viene raggiunta da un oggetto in orbita attorno al Sole quando colpisce la Terra , considerando il fatto che la Terra stessa viaggia a 30  km/s . È quindi la velocità di impatto di una cometa proveniente dai confini del Sistema Solare e circolante in un'orbita retrograda (in direzione opposta a quella della Terra): se v è la velocità orbitale della cometa, la velocità al l'impatto (in km/s) è pari a v + 30 + 11 .

Tra i NEO , gli asteroidi sono più numerosi delle comete. Quest'ultimo rappresenterebbe solo circa l'1% del totale, tuttavia, si stima che questa proporzione sia molto più elevata tra i più grandi impattori. Gli asteroidi provengono dalla fascia degli asteroidi. la maggior parte degli oggetti della cintura non è considerata pericolosa, poiché la loro orbita è confinata tra Marte e Giove . Tuttavia, possono eventualmente cambiare orbita dopo aver sfiorato un altro pianeta e diventare asteroidi vicini alla Terra . Questi hanno una durata di pochi milioni di anni e finiscono per terminare il loro corso nel Sole, o per essere espulsi dal sistema solare, o, più raramente, per scontrarsi con la Terra. Si stima che dal 2 al 10% degli asteroidi siano di composizione metallica (densità = 8) gli altri essendo formati da rocce (densità = 1,5 a 3).

Frequenza degli impatti

Ogni giorno una moltitudine di piccoli detriti entrano nell'atmosfera e vengono distrutti dal calore generato dal loro rientro nell'atmosfera (visibili per alcuni di essi sotto forma di stelle cadenti ). Gli oggetti composti da rocce (è il caso della maggior parte degli asteroidi) di diametro inferiore a 10 metri vengono generalmente distrutti prima di raggiungere il suolo e solo pochi detriti lo toccano. Se abbiamo a che fare con un asteroide metallico molto più raro, i detriti che toccano il suolo sono di dimensioni molto maggiori.

È difficile determinare la frequenza delle collisioni che potrebbero generare danni significativi sulla Terra perché sono molto rare sulla scala di una vita umana. Nel corso del millennio passato, non vi è alcuna testimonianza diretta della morte di una persona uccisa da un simile evento. Per determinare la frequenza delle collisioni, gli scienziati fanno quindi affidamento sulle tracce estremamente ben conservate lasciate dagli impatti sulla superficie della Luna, sui crateri da impatto individuati sulla superficie della Terra nonché sulle collisioni documentate negli ultimi pochi secoli. La dimensione degli impattatori è dedotta da quella dei crateri sulla base di simulazioni effettuate in laboratorio.

Frequenza delle collisioni di oggetti vicini alla Terra con la Terra (fonte Toon 1997)
Diametro
dell'impattatore
Intervallo medio
tra due collisioni
Intervallo medio
tra due passaggi
all'interno dell'orbita lunare
Energia rilasciata
Milioni di tonnellate
TNT equivalente (Mt)
Impatti più recenti (2019)
7 metri 0,5 anni 0,01 Mt
14 metri 5 anni 0,1 Mt Chelyabinsk (2013), Mare di Bering (2018)
30 metri 30 anni 1 Mt
70 metri 200 anni 10 Mt Toungouska (1908)
140 metri 2.000 anni 0,5 anni 100 Mt
300 metri 10.000 anni 3 anni 1.000 Mt
700 metri 60.000 anni 20 anni 10.000 Mt
1,4 km 300.000 anni 90 anni 100.000 Mt
3 km 2 milioni di anni 600 anni 1 milione di Mt
7 km 10 milioni di anni 4000 anni 10 milioni di Mt
14 km 90 milioni di anni 30.000 anni 100 milioni di Mt Chicxulub (-66 milioni di anni)

Esiste una relazione inversa tra la dimensione dei corpi che colpiscono un pianeta e la loro frequenza. L'analisi dei crateri da impatto che punteggiano la superficie della Luna ha determinato che la frequenza delle collisioni decresce al cubo del diametro del cratere risultante dall'impatto stesso generalmente proporzionale alle dimensioni dell'astro. Oggetti con un diametro compreso tra 5 e 10 metri si scontrano con la Terra in media una volta all'anno. Ogni mille anni, asteroidi di circa 50 metri producono esplosioni paragonabili a quella osservata nel Tunguska nel 1908. La velocità di impatto per oggetti di almeno 1  km di diametro è stimata in 2 per milione di anni.

La frequenza degli impatti terrestri si può apprezzare attraverso quella di un passaggio all'interno dell'orbita lunare, cioè nel “vicino sobborgo” terrestre. L'orbita della Luna ha un semiasse maggiore di 384.399  km , mentre la Terra ha un raggio medio di 6.371  km , ovvero 60 volte inferiore. La superficie del bersaglio rappresentata dall'orbita lunare è quindi 60 x 60 = 3.600 volte più grande del bersaglio terrestre: se un asteroide di 300  m di diametro passa sotto l'orbita lunare ogni 3 anni, possiamo aspettarci un impatto ogni 10.000 anni.

Energia rilasciata dall'impatto

Le conseguenze di una collisione di un NEO con la Terra sono proporzionali all'energia rilasciata durante l'impatto. Ciò risulta direttamente dall'energia cinetica del dispositivo di simulazione che viene calcolata con la seguente formula:
se d è la sua densità (in kg / m 3 ), v la sua velocità (in m / s) e D il suo diametro (in m), la l'energia cinetica è data, in joule, da E = d × D × v 2 .

A seconda della densità degli asteroidi (tra 2000 e 3000 kg/m 3 ) e delle comete (da 1000 a 1500 kg/m 3 ) e della velocità di asteroidi (12-20 km/s) e comete (30- 70 km/s) , il dispositivo di simulazione rilascia da 4 a 20 volte più energia di una massa equivalente di TNT  : 1 tonnellata di dispositivo di simulazione rilascia un'energia equivalente a 4-20 tonnellate di TNT.

Al di sotto di un diametro di 100 metri, gli asteroidi e le comete rocciose rilasciano gran parte della loro energia nell'atmosfera. Al di sotto dei 10 metri tutta l'energia viene dissipata nell'atmosfera e l'energia prodotta dall'impatto sulla superficie diventa zero. Per gli asteroidi metallici, che sono più resistenti alle forze di trascinamento , l'energia dissipata all'impatto è proporzionalmente maggiore. Per i grandi impattatori, quasi tutta l'energia viene rilasciata al momento dell'impatto.

Storia di una collisione con la Terra

La collisione di un oggetto celeste con la Terra inizia quando entra nell'atmosfera terrestre. La sua traiettoria, nel caso di grandi impattatori, segue una linea retta la cui pendenza verso la superficie è determinata unicamente dall'angolo di incidenza nel momento in cui l'oggetto si è avvicinato all'atmosfera: il passaggio attraverso l'atmosfera è d' tanto più lungo quanto l'angolo di incidenza è alto. Si osservano tutte le incidenze: dall'incidenza radente (vicina allo 0°) all'incidenza normale (90°) che porta ad una brevissima traiettoria verso la superficie. L'incidenza media è di 45°. Per i piccoli asteroidi, questa traiettoria è influenzata dalla gravità terrestre e dal calo molto significativo della velocità iniziale. Negli strati superiori dell'atmosfera l'impattore è frenato solo perché la densità è bassa. Durante questa fase i meteoroidi (oggetti molto piccoli) vengono completamente vaporizzati. Più l'urto sprofonda nell'atmosfera, più la sua densità aumenta e la pressione sulla faccia anteriore dell'oggetto aumenta. La forza che viene esercitata può quindi superare la solidità dell'impattatore che si frammenta. Tale frammentazione avviene spesso in più fasi perché l'impattatore è costituito da materiali eterogenei caratterizzati da differenti resistenze. Questo processo di frammentazione, che generalmente non riguarda oggetti di diametro superiore a 100 metri, è molto mal modellato. I diversi frammenti seguono traiettorie divergenti. Se i frammenti sono fortemente dispersi, l'energia si disperde completamente nell'atmosfera sotto forma di esplosioni e la loro velocità diminuisce completamente prima di raggiungere il suolo e non si forma alcun cratere. Se i frammenti rimangono raggruppati, raggiungono il suolo con gran parte della loro energia iniziale e penetrano nel terreno formando altrettanti crateri.

I meteoriti molto grandi non si disintegrano e mantengono la loro velocità cosmica  : attraversano l' atmosfera in pochi secondi e all'atterraggio rilasciano quasi tutta la loro energia cinetica iniziale.

Formazione del cratere da impatto

L'impattore, se è sopravvissuto all'attraversamento dell'atmosfera, penetra nel terreno ad alta velocità (da diversi km/s a diverse decine di km/s). Immediatamente prima di colpire il suolo, lo spostamento dell'urto comprime l'aria intrappolata tra esso e la superficie. La pressione e il calore diventano così grandi che i materiali di superficie sotto l'impattatore si sciolgono. Pezzi della superficie fusa possono essere spinti lateralmente per decompressione a distanze considerevoli (poche centinaia di chilometri) e producono rocce di tipo tectite o moldavite . Al momento dell'impatto dell'oggetto con il suolo si generano due onde d'urto che si propagano verticalmente in maniera concentrica, una verso l'alto (nell'urto), l'altra verso il basso (nel terreno) riscaldando e comprimendo i materiali incontrati. La compressione dell'impattatore raggiunge spesso diverse centinaia di gigapascal e la sua successiva decompressione trasforma rapidamente i materiali che lo compongono facendoli passare allo stato gassoso o liquido. Oltre una velocità di impatto di 12 km/s, l'impattatore è completamente fuso con parte della superficie mentre la trasformazione in gas avviene a partire da 15 km/s.

L'impatto è seguito da una fase di scavo del cratere. La pressione al suolo ha raggiunto milioni di bar. I materiali di superficie si sciolgono e vengono espulsi nell'atmosfera. La quantità di materiale dalla superficie fusa o vaporizzata ed espulsa rappresenta da una a dieci volte la massa dell'urto a seconda che la velocità di quest'ultimo sia compresa tra 15 e 50 km/s. L'onda d'urto viaggia in profondità, comprimendo i materiali. Fratture di compressione del terreno, riscalda e transizioni di fase trigger ultra-alta pressione: in queste condizioni di carbonio può trasformarsi in diamante , olivina diventano ringwoodite . Passata l'onda di compressione, la successiva decompressione espelle verso l'alto una grande quantità di materiale che è stato parzialmente fuso o lavorato. Questi cadono sotto la pioggia nel cratere in formazione o nei dintorni. Una piccola frazione può essere espulsa a grande distanza o addirittura sfuggire all'attrazione della Terra.

Mentre l'impatto, la compressione, la decompressione e il passaggio dell'onda d'urto avvengono in pochi decimi di secondo, la fase di scavo del cratere da impatto è molto più lenta e i materiali che si spostano durante la formazione del cratere avvengono in gran parte a velocità subsoniche. La durata dello scavo dipende dal diametro del cratere risultante ( D ) e dalla gravità ( g ): durata = ~ ( D / g ) 1/2 . Ad esempio, lo scavo del Meteor Crater sulla Terra ha richiesto 10 secondi mentre per il Bacino Imbrium di 1000 km di diametro situato sulla Luna, il processo è durato 13 minuti. La cavità scavata nel terreno dall'impatto è inizialmente di forma emisferica per poi diventare un paraboloide (a forma di scodella). L'espansione del cratere si interrompe quando l'energia cinetica viene dissipata. Al termine del processo di scavo, la profondità del cratere formatosi è compresa tra un terzo e un quarto del suo diametro. Un terzo del materiale di scavo è stato espulso e solo due terzi si sono spostati verso il basso, ai lati o hanno prodotto un cordone sui bordi del cratere. Il cratere così formato non è stabile (si parla di cratere transitorio) e si trasforma sotto l'azione della gravità. Il cordone collassa parzialmente all'interno del cratere e una certa quantità di materiale fuso scivola nella parte più profonda della cavità formata. La forma del cratere finale dipende dal diametro del cratere (l'energia cinetica dell'impattore) e dalla gravità del pianeta. Sulla Terra, quando il cratere ha un diametro inferiore a 3,2 km, si dice che il cratere finale sia semplice. In questo caso il fondo del cratere finale è in parte piatto ed è ricoperto da uno strato costituito da una miscela di materiale eiettato, roccia fusa e brecce . Quando il cratere ha un diametro maggiore di 3,2 km (tale diametro è diverso su altri corpi perché dipende dalla gravità) si forma un cratere complesso: la decompressione e il rimbalzo del terreno che ne consegue provocano la creazione nella parte centrale del cratere di un picco. Oltre un diametro di 40 km sulla Terra, il picco è sostituito da un anello centrale e non si parla più di cratere ma di bacino. La dimensione del cratere dipende dal rapporto di densità tra l'impattore e il suolo, il diametro dell'impattore, la sua velocità e l'angolo della sua traiettoria rispetto all'orizzontale. L'intensità della gravità entra nell'equazione e quindi il diametro è maggiore sulla Luna che sulla Terra. Ad esempio un asteroide roccioso di 1000 metri di diametro con densità 3 che colpisce una superficie costituita da rocce sedimentarie con un angolo di 45° e con una velocità di 20 km/s creerà un cratere complesso di 15,6 km di diametro e 677 metri di profondità .

Essendo la Terra in gran parte ricoperta dagli oceani, nella maggior parte dei casi l'impatto avviene in mare.Un cratere si forma sul fondo dell'oceano quando il diametro è maggiore di 1/20 (o 1/15 secondo alcuni ricercatori) della profondità dell'acqua nel luogo dell'impatto (se la profondità è 2000 metri, si forma un cratere se l'impattore ha un diametro maggiore di 100 metri). Il materiale dal fondo dell'oceano può essere espulso in quantità significative nell'atmosfera, ma l'impattore deve aver mantenuto energia cinetica sufficiente quando colpisce il fondo dell'oceano. La soglia di energia cinetica richiesta dipende dalla profondità dell'oceano: è 2 × 10 4  Mt per una profondità di 1 km e 10 6  Mt per una profondità di 4 km.

È stato riscontrato che il 20% dell'energia cinetica di un impattatore si trasforma in fratturazione e frammentazione , il 50% in energia meccanica ed espulsione e il 30% in calore. La dimensione finale del cratere è determinata dal diametro dell'impattore, dalla sua densità, velocità e angolo con cui colpisce il suolo.

Bolide

Se la velocità al suo arrivo al suolo supera i 15 km/s l'urto e parte della superficie si trasformano in gas. Questo viene prodotto ad altissima pressione (maggiore di 100 gigapascal) e temperatura molto elevata (> 10.000 kelvin ) e genera una palla di fuoco che aumenta rapidamente di volume. La palla di fuoco raggiunge la sua temperatura massima quando il suo diametro è circa 13 volte quello dell'impattore. Nel caso di un meteorite roccioso di 1000 metri che arriva a 20 km/s (descritto sopra), la palla di fuoco raggiunge un diametro di 13 km. A una distanza di 50 km vengono prodotti quasi 6 milioni di joule per m 2 nei successivi 3 minuti generando ustioni di terzo grado

Effetto esplosione

L'onda d'urto di un grande impatto (un oggetto di oltre 3 km di diametro) avrebbe ripercussioni su quasi tutta la superficie terrestre, in particolare sugli oceani , e farebbe incendiare le foreste.

Effetti sismici

Espulsioni di materiali nell'atmosfera

Tsunami

Il fenomeno più spettacolare deriverebbe dalla caduta dell'impattore nell'oceano e provocherebbe un gigantesco maremoto . Sono stati effettuati calcoli dettagliati sull'impatto dell'impatto di una meteora di 1  km di diametro.

Grandi impatti: conseguenze su scala globale

Se un oggetto molto grande colpisce la Terra, le conseguenze possono colpire l'intero pianeta. Un terremoto di elevata magnitudo può avere effetti a lungo raggio su aree instabili, tra cui provocare eruzioni vulcaniche , frane e smottamenti. Inoltre, rocce fuse o vaporizzate proiettate dal cratere possono causare un incendio che si estende a un intero continente. Le particelle espulse nell'atmosfera, così come la fuliggine degli incendi boschivi, provocano l'oscuramento del cielo che provoca un raffreddamento generale, fino al congelamento e un arresto temporaneo della fotosintesi . L' effetto serra della grande quantità di CO 2 degli incendi fa aumentare la temperatura degli oceani. La forte diminuzione dell'ossigeno presente nell'atmosfera provoca condizioni riducenti come la distruzione dello strato di ozono e, lasciando passare i raggi ultravioletti, la moltiplicazione delle piogge acide causate dall'impatto. Gradualmente, le condizioni necessarie per la fotosintesi vengono ristabilite al termine di un periodo che può essere misurato in anni, anche in migliaia di anni.

Il caso dei piccoli impattatori

Oggetti con un diametro compreso tra 5 e 10 metri si scontrano con la Terra in media una volta all'anno. L'energia rilasciata è equivalente a quella di una piccola bomba atomica . L'energia viene generalmente dissipata nell'alta atmosfera perché quasi tutti i solidi vaporizzano durante il rientro .

Dimensioni dell'impattore della roccia e del cratere
Diametro di
urto
Energia cinetica
Milioni di tonnellate TNT equivalente (Mt)
Diametro del
cratere da impatto
Frequenza
(anni)
Rientro atmosferico Impatto
100 m 47 Mt 3,4 Mt 1.2 km 5.200
130 m 103 Mt 31,4 Mt 2 km 11.000
150 m 159 mt 71,5 Mt 2,4 km 16.000
200 m 376 Mt 261 mt 3 km 36.000
250 m 734 mt 598 Mt 3,8 km 59.000
300 m 1.270 Mt 1.110 Mt 4,6 km 73.000
400 m 3.010 mt 2.800 Mt 6 km 100.000
700 m 16.100 Mt 15.700 Mt 10 km 190.000
1000 m 47.000 Mt 46.300 Mt 13,6 km 440.000
Calcolo effettuato per un meteorite con una densità di 2.600  kg/m 3 che arriva ad una velocità di 17 km/s con un angolo di 45°
1 megaton (Mt) = 50 volte l'energia rilasciata dall'esplosione di Hiroshima.

Scoperta del fenomeno

Sebbene i crateri da impatto siano stati osservati sulla Terra e sulla Luna per diversi secoli, non sono stati associati a impatti cosmici fino alla fine degli anni '60; in precedenza si pensava fossero di origine vulcanica. Sulla superficie terrestre, i crateri da impatto sono interessati dall'erosione e alla fine scompaiono nel tempo.

Contributo degli impatti cosmici alla comparsa della vita sulla Terra

La Terra si è formata, come tutti i pianeti terrestri , da violente collisioni tra molti planetesimi , avvenute in un periodo inferiore a 20 milioni di anni. Successivamente, diversi grandi oggetti vicini alla Terra entrarono in collisione con la Terra e segnarono fortemente la storia del nostro pianeta favorendo la comparsa della vita e infine l'emergere della specie umana:

Formazione della Luna (-4.468 milioni di anni)

Secondo l'ipotesi di riferimento, 4,468 miliardi di anni fa - ovvero circa 100 milioni di anni dopo la formazione della Terra  -, il planetoide Theia , delle dimensioni di Marte , ovvero 6500 chilometri di diametro, avrebbe colpito la Terra ad una velocità di 40.000 chilometri per ora con un angolo obliquo , distruggendo l' impattore ed espellendo i suoi resti e una porzione del mantello terrestre nello spazio , in orbita attorno alla Terra, prima di agglomerarsi per dare vita alla luna . Circa il 2% della massa originale dell'impattore avrebbe prodotto un anello di detriti in orbita . Per accrescimento , tra uno e cento anni dopo l'impatto, la metà di questi detriti avrebbe dato vita alla Luna . Per la Terra, questo impatto ha avuto diverse conseguenze:

Formazione dell'oceano

L'origine degli oceani terrestri è oggetto di dibattito. Al momento della formazione della Terra , il sistema solare interno , di cui la Terra fa parte, era troppo caldo perché l'acqua fosse presente. Lo studio della composizione isotopica dell'idrogeno terrestre suggerisce che l'acqua sia stata in gran parte portata durante gli impatti con oggetti celesti avvenuti dopo la formazione della Terra e probabilmente dopo che l'impatto ha dato vita alla Luna. Gli impattatori sarebbero stati dei planetesimi composti in parte da ghiaccio d'acqua simili agli asteroidi che circolano sul bordo esterno della fascia degli asteroidi .

Estinzione Permiano-Triassico (-250 milioni di anni)

L' estinzione del Permiano-Triassico , avvenuta circa 250 milioni di anni fa, è generalmente attribuita ad un impatto cosmico. Questo evento avrebbe spazzato via il 90% di tutte le specie e ci sono voluti 30 milioni di anni perché la flora e la fauna recuperassero una biodiversità paragonabile.

Fine dei dinosauri e inizio dell'era dei mammiferi (-66 milioni di anni)

Il più noto degli impatti, di cui rimane traccia, è il cratere Chicxulub (180 chilometri di diametro situato in Messico ), causato dalla collisione tra la Terra e un oggetto di oltre 10 chilometri di diametro e di 66 milioni di anni. Il disastro che ne sarebbe derivato sarebbe all'origine della massiccia estinzione del Cretaceo Terziario che ha portato alla scomparsa di gran parte delle specie animali tra cui i dinosauri .

Altri notevoli impatti cosmici

Nel 2014 sono stati identificati circa 140 crateri da impatto sulla superficie terrestre:

Impatti preistorici più recenti sono teorizzati dall'Holocene Impact Working Group  (en) .

Impatti cosmici su altri corpi del Sistema Solare

Come la Terra, tutti i corpi del sistema solare, sin dalla sua formazione , sono stati sottoposti a regolari bombardamenti da parte di asteroidi e comete . La Terra è particolare in quanto la sua superficie è permanentemente soggetta a intensi fenomeni di erosione legati al flusso dell'acqua, e rimodellata dalla tettonica a zolle . Gli altri pianeti rocciosi ( Marte , Venere e Mercurio ), satelliti rocciosi o ghiacciati, così come i pianeti minori , subiscono anch'essi, in varia misura, processi di cancellazione dei crateri da impatto, ma in genere conservano le tracce di bombardamenti molto antichi.

Luna

Dalla formazione della Luna 4,5  Ga (miliardi di anni fa) fino a circa 3,2  Ga (fine di gran parte della sua attività geologica ), parte dei suoi crateri da impatto furono coperti, così cancellati, da colate laviche, soprattutto nei mari , ma anche a fondo di alcuni grandi crateri. L'unico processo di erosione attivo fino ad oggi è costituito dagli impatti cosmici stessi (obliterazione da crateri di dimensioni comparabili o maggiori, ottundimento dei rilievi da parte di micrometeoriti ). Sui terreni che non hanno subito effusioni vulcaniche, questo processo ha portato alla saturazione della superficie da parte di crateri (assenza di superficie vergine di impatto, cancellazione dei crateri più antichi da parte di crateri successivi).

Si stima che solo sul lato opposto della luna ci siano circa 300.000 crateri larghi più di 1  km . Gli impatti più significativi, tra cui Nectaris , Imbrium e Orientale , sono strutture caratterizzate da molteplici anelli di materiale sollevati, tra centinaia e migliaia di chilometri di diametro e associati ad un ampio piazzale di depositi ejecta che formano un orizzonte stratigrafico regionale. La mancanza di atmosfera, le condizioni meteorologiche e i recenti processi geologici fanno sì che molti di questi crateri siano ben conservati. Sebbene solo pochi bacini multi-anello siano stati datati con certezza, sono utili nell'assegnare le età relative. Poiché i crateri da impatto si accumulano a una velocità quasi costante, il conteggio del numero di crateri per unità di area può essere utilizzato per stimare l'età della superficie. Le età radiometriche delle rocce fuse da impatto raccolte durante le missioni Apollo vanno da 3,8 a 4,1 miliardi di anni fa, il che è stato utilizzato per suggerire il tardo bombardamento del grande impatto.

marzo

La presenza di un'atmosfera come su Marte impedisce ai più piccoli impattori di toccare terra. Inoltre, la vicinanza della cintura di asteroidi pone Marte in una posizione speciale. Marte è in gran parte coperto da crateri da impatto, i più grandi dei quali sono il bacino dell'Argyre (600 km di diametro) e il bacino dell'Hellas (2.100 km), che è probabilmente il più grande bacino da impatto del sistema solare. Ma a differenza della Luna, alcune regioni di Marte hanno subito due successivi ringiovanimenti legati al vulcanismo (fine del Noachiano e fine dell'Esperiano) che hanno cancellato i crateri più antichi.

Impatti contemporanei

Sulla terra

A volte gli impatti spettacolari sono stati osservati regolarmente dall'inizio del ventesimo secolo.

Tunguska

il 30 giugno 1908, un asteroide o una cometa esplose sopra la Siberia centrale , Russia imperiale , ad un'altitudine di 8,5  km . Il dispositivo di simulazione aveva un diametro stimato tra 45 e 70 metri. L'energia rilasciata dall'esplosione è stata stimata essere equivalente a circa 10 megatoni di TNT .

mediterraneo

il 6 giugno 2002, un oggetto con un diametro di circa 10 metri è entrato nell'atmosfera terrestre. L'oggetto è esploso sul Mar Mediterraneo , tra Grecia e Libia . L'energia creata dall'esplosione è stata stimata in 26 kilotoni di tritolo.

Sudan

il 6 ottobre 2008, gli scienziati hanno calcolato che l'asteroide 2008 TC3 si sarebbe scontrato con la Terra su7 ottobresul Sudan a 2 ore 46 minuti UTC . L'asteroide entra nell'atmosfera terrestre ad una velocità di 12,4  km/s e un'incidenza quasi radente di 20°. La sua dimensione è compresa tra 2 e 5 metri e la sua energia cinetica è di circa 1 kiloton. La penetrazione nell'atmosfera si osserva a un'altitudine di 65,4 chilometri e l'asteroide esplode meno di 2 secondi dopo a un'altitudine di 37 chilometri. La sua traiettoria lo porta nel nord del Sudan e cade in una regione quasi disabitata. A seguito dell'impatto è stata effettuata una ricerca sistematica del luogo dell'esplosione. Nel corso del 2008 sono stati rinvenuti 47 frammenti, rappresentanti una massa totale di 3,955  kg .

Chelyabinsk

Il superbolide di Chelyabinsk è stato osservato nel cielo degli Urali meridionali sopra l' Oblast di Chelyabinsk la mattina di15 febbraio 2013a circa 9  ore  20 .

Con un diametro compreso tra 15 e 17  m e una massa stimata tra le 7.000 e le 10.000 tonnellate, il bolide si è parzialmente disintegrato nell'atmosfera, a un'altitudine di circa 20 chilometri, provocando ingenti danni materiali e oltre mille feriti principalmente da rotture di vetri.

Sugli altri corpi del Sistema Solare

Mercurio

Alla fine della sua missione su 30 aprile 2015, la sonda MESSENGER si è schiantata contro Mercurio .

Luna

Diversi impatti sulla Luna sono stati osservati dalla Terra. La più importante in questa data è quella dell'11 settembre 2013 .

marzo

La cometa Siding Spring originariamente aveva una probabilità diversa da zero di schiantarsi sul pianeta rosso; tuttavia la cometa passerà abbastanza lontano dal pianeta. Una significativa pioggia di meteoriti dovrebbe comunque essere visibile dagli strumenti a terra e in orbita attorno a Marte, con il rischio di danni dovuti all'impatto di frammenti dell'oggetto.

Giove

Diversi impatti sono stati osservati su Giove, il più importante dei quali rimane quello della cometa Shoemaker-Levy 9 inluglio 1994.

Saturno

Alla fine della sua missione su 15 settembre 2017, la sonda Cassini si è immersa nell'atmosfera di Saturno per disintegrarsi lì.

Prevenzione o mitigazione degli impatti cosmici

La minaccia rappresentata dagli impatti cosmici ha cominciato a essere presa in considerazione negli Stati Uniti alla fine degli anni '90. Da allora sono state condotte campagne di osservazione effettuate utilizzando telescopi terrestri. Inoltre, la NASA sta sviluppando due missioni spaziali responsabili della limitazione del rischio: NEOSM è un osservatorio spaziale dedicato per la prima volta al rilevamento di questi oggetti (data di lancio intorno al 2025) mentre DART (lancio nel 2021) deve testare il metodo impattatore per deviare un asteroide in rotta di collisione con la Terra. I programmi di osservazione rilevano più di 2.000 nuovi oggetti vicini alla Terra ogni anno: insettembre 2019Il numero totale di questi oggetti ha raggiunto la cifra di 21.000, cento comete (NEC Near Earth Comets ) il saldo costituito da asteroidi near-Earth (NEA Near Earth Asteroids ). Il censimento degli oggetti più grandi (più di un chilometro di diametro) è quasi completato ma è stato scoperto solo il 40% degli asteroidi oltre i 140 metri.

Cultura e società

fantascienza

L'impatto cosmico è il tema centrale di diversi film catastrofici americani usciti nel 1998  : Armageddon e Deep Impact . L'uscita di questi film non è senza dubbio legata alla spettacolare collisione della cometa Shoemaker-Levy 9 con il gigantesco pianeta Giove avvenuta nelluglio 1994.

Note e riferimenti

Appunti

  1. che esclude i pianeti giganti gassosi.

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Vedi anche

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