Indvirkning vinter -Impact winter

En nedslagsvinter er en hypotese om langvarig koldt vejr på grund af en stor asteroides eller komets nedslag på jordens overflade. Hvis en asteroide skulle ramme land eller et lavt vandområde, ville den udstøde en enorm mængde støv, aske og andet materiale i atmosfæren , hvilket blokerer for strålingen fra Solen. Dette ville få den globale temperatur til at falde drastisk. Hvis en asteroide eller komet med en diameter på omkring 5 km (3,1 mi) eller mere skulle ramme i en stor dyb vandmasse eller eksplodere, før den rammer overfladen, ville der stadig være en enorm mængde affald slynget ud i atmosfæren. Det er blevet foreslået, at en påvirkningsvinter kan føre til masseudryddelse og udslette mange af verdens eksisterende arter. Kridt - Paleogen-udryddelsesbegivenheden involverede sandsynligvis en påvirkningsvinter og førte til masseudryddelse af de fleste tetrapoder , der vejede mere end 25 kg (55 pund).

Mulighed for påvirkning

Hvert år rammes Jorden af meteoroider med en diameter på 5 m (16 fod) , der afgiver en eksplosion 50 km (31 mi) over overfladen med en effekt, der svarer til et kiloton TNT. Jorden rammes hver dag af en meteor på mindre end 5 m (16 fod) i diameter, der går i opløsning, før den når overfladen. De meteorer, der kommer til overfladen, har en tendens til at ramme ubefolkede områder og forårsager ingen skade. Et menneske er mere tilbøjeligt til at dø i en brand, oversvømmelse eller anden naturkatastrofe end at dø på grund af en asteroide eller kometnedslag. En anden undersøgelse i 1994 fandt en chance på 1 ud af 10.000 for, at Jorden vil blive ramt af en stor asteroide eller komet med en diameter på omkring 2 km (1,2 mi) i løbet af det næste århundrede. Dette objekt ville være i stand til at forstyrre økosfæren og ville dræbe en stor del af verdens befolkning. Et sådant objekt, Asteroid 1950 DA , har i øjeblikket en 0,005% chance for at kollidere med Jorden i år 2880, men da det først blev opdaget, var sandsynligheden 0,3%. Sandsynligheden falder, efterhånden som baner forfines med yderligere målinger.

Over 300 kortperiodekometer passerer i nærheden af større planeter, såsom Saturn og Jupiter , som kan ændre kometernes baner og potentielt kan bringe dem ind i en jord-krydsende bane. Dette kan også ske for langtidskometer, men chancen er størst for kortperiodekometer. Sandsynligheden for, at disse direkte påvirker Jorden, er langt mindre end et nær-Jord-objekt (NEO)-påvirkning. Victor Clube og Bill Napier støtter en kontroversiel teori om, at en kortvarig komet i en jord-krydsende bane ikke behøver at støde for at være farlig, da den kan gå i opløsning og forårsage et støvslør med muligheder for et " nuklear vinter "-scenarie med lange -term global afkøling, der varer i tusinder af år (som de anser for at svare til sandsynlighed for en påvirkning på 1 km).

Nødvendige påvirkningsfaktorer

Jorden oplever en uendelig byge af kosmisk affald. Små partikler brænder op, når de kommer ind i atmosfæren og er synlige som meteorer . Mange af dem forbliver ubemærket af den gennemsnitlige person, selvom ikke alle brænder op, før de rammer jordens overflade. De, der rammer overfladen, er kendt som meteoritter . Således vil ikke alle objekter, der rammer Jorden, forårsage en hændelse på udryddelsesniveau eller endda forårsage nogen reel skade. Objekter frigiver det meste af deres kinetiske energi i atmosfæren og vil eksplodere, hvis de oplever en atmosfæresøjle , der er større end eller lig med deres masse . Udryddelsesniveau på Jorden forekommer omkring hvert 100. million år. Selvom udryddelseshændelser sker meget sjældent, kan store projektiler gøre alvorlig skade. Dette afsnit vil diskutere arten af de farer, som projektiler udgør som funktion af deres størrelse og sammensætning.

Størrelse

En stor asteroide eller komet kan kollidere med Jordens overflade med en kraft på hundreder til tusinder af gange kraften af alle atombomberne på Jorden. For eksempel er K/T-grænsepåvirkningen blevet foreslået at have forårsaget udryddelse af alle ikke-fugle dinosaurer for 66 millioner år siden. Tidlige estimater af denne asteroides størrelse satte den til omkring 10 km (6,2 mi) i diameter. Det betyder, at den ramte med næsten en kraft på 100.000.000 MT (418 ZJ). Det er over seks milliarder gange større end atombombeudbyttet (16 kiloton, 67 TJ), der blev kastet på Hiroshima under Anden Verdenskrig. Dette slaglegeme udgravede Chicxulub-krateret , der er 180 km (110 mi) i diameter. Med en genstand af denne størrelse ville støv og snavs stadig blive kastet ud i atmosfæren , selvom det ramte havet, som kun er 4 km (2,5 mi) dybt. En asteroide , meteor eller komet ville forblive intakt gennem atmosfæren i kraft af sin store masse. En genstand mindre end 3 km (1,9 mi) skal dog have en stærk jernsammensætning for at bryde den nedre atmosfære - troposfæren eller de lavere niveauer af stratosfæren .

Sammensætning

Der er tre forskellige sammensætningstyper for en asteroide eller komet: metallisk , stenet og iset . Objektets sammensætning afgør, om det vil komme til jordens overflade i ét stykke, gå i opløsning, før det bryder atmosfæren, eller bryde op og eksplodere lige før det når overfladen. En metalgenstand har en tendens til at bestå af jern og nikkellegeringer . Disse metalliske genstande er de mest tilbøjelige til at påvirke overfladen, fordi de bedre tåler belastningerne fra ramtryk induceret udfladning og fragmentering under deceleration i atmosfæren . De stenede genstande, som kondritiske meteoritter, har en tendens til at brænde, bryde op eller eksplodere, før de forlader den øvre atmosfære. De, der kommer til overfladen, har brug for en minimumsenergi på omkring 10 Mt (4 × 10 ¹⁶ J ) eller omkring 50 m (160 fod) i diameter for at bryde den nedre atmosfære (dette er for en stenet genstand, der rammer med 20 kilometer i sekundet (40.000 mph)). De porøse kometlignende objekter består af silikater med lav densitet , organiske stoffer , is, flygtige og brænder ofte op i den øvre atmosfære på grund af deres lave rumvægt (≤1 g/cm ³ (60 lb/cu ft)).

Mulige mekanismer

Selvom asteroiderne og kometerne , der rammer Jorden, rammer med mange gange den eksplosive kraft af en vulkan , ligner mekanismerne for en nedslagsvinter dem, der opstår efter en vulkansk vinter forårsaget af et megavulkanudbrud . I dette scenarie ville massive mængder af snavs, der sprøjtes ind i atmosfæren , blokere noget af solens stråling i en længere periode og sænke den gennemsnitlige globale temperatur med så meget som 20°C efter et år. De to hovedmekanismer, der kan føre til en påvirkningsvinter, er masseudslyngning af regolith og flere ildstorme .

Masseudstødning af regolit

Dette diagram viser størrelsesfordelingen i mikrometer af forskellige typer atmosfærisk partikler .

I en undersøgelse udført af Curt Covey et al., blev det fundet, at en asteroide på ca. ¹⁰ km (6,2 mi) i diameter med en eksplosiv kraft på ca. 10 ⁸ MT kunne sende opad på ca. ind i atmosfæren . Alt større ville falde hurtigt tilbage til overfladen. Disse partikler vil derefter blive spredt ud i atmosfæren og absorbere eller bryde sollys, før det er i stand til at nå overfladen, og afkøle planeten på samme måde som den svovlholdige aerosol , der stiger fra en megavulkan , og producerer dyb global dæmpning . Dette påstås kontroversielt at være sket efter Toba-udbruddet .

Disse pulveriserede stenpartikler ville forblive i atmosfæren indtil tør aflejring , og på grund af deres størrelse ville de også fungere som skykondensationskerner og ville blive udvasket ved våd aflejring /nedbør, men selv da ville omkring 15 % af solens stråling muligvis ikke nå overfladen. Efter de første 20 dage kan landtemperaturen falde hurtigt med omkring 13°C. Efter omkring et år kunne temperaturen stige med omkring 6°C, men på dette tidspunkt kan omkring en tredjedel af den nordlige halvkugle være dækket af is.

Denne effekt kunne dog i vid udstrækning afbødes, endda vendes, ved frigivelse af enorme mængder vanddamp og kuldioxid forårsaget af den indledende globale varmepuls efter sammenstødet. Hvis asteroiden ramte et hav (hvilket ville være tilfældet med størstedelen af kollisionshændelser), ville vanddamp udgøre størstedelen af ethvert udslynget stof og sandsynligvis resultere i en stor drivhuseffekt og en nettostigning i temperaturen.

Hvis kollisionshændelsen er tilstrækkeligt energisk, kan den forårsage kappefane (vulkanisme) ved det antipodale punkt (den modsatte side af verden). Denne vulkanisme kunne derfor alene skabe en vulkansk vinter , uanset de øvrige påvirkninger.

Flere ildstorme

I kombination med det oprindelige affald, der kastes ud i atmosfæren , kan der, hvis slaglegemet er ekstremt stort (3 km (1,9 mi) eller mere), som K/T-grænseslaglegemet (anslået 10 km (6,2 mi)), være tændingen. af flere brandstorme , muligvis med en global rækkevidde ind i enhver tæt og derfor ildstormudsat skov. Disse træbrande kan frigive nok mængder af vanddamp, aske, sod, tjære og kuldioxid til atmosfæren til at forstyrre klimaet på egen hånd og få den pulveriserede stenstøvsky, der blokerer for solen, til at holde længere. Alternativt kunne det få det til at holde i meget kortere tid, da der ville være mere vanddamp til de stenede aerosolpartikler til at danne skykondensationskerner . Hvis det får støvskyen til at holde længere, vil det forlænge Jordens afkølingstid, hvilket muligvis forårsager, at der dannes tykkere iskapper.

Tidligere begivenheder

I 2016 borede et videnskabeligt boreprojekt dybt ind i topringen af Chicxulub-nedslagskrateret for at få klippekerneprøver fra selve nedslaget. Dette krater er et af de bedst kendte nedslagskratere og var nedslaget ansvarligt for dinosaurernes udryddelse .

Opdagelserne blev bredt set som bekræftelse af nuværende teorier relateret til både kraterpåvirkningen og dens virkninger. De bekræftede, at klippen, der udgør topringen, var blevet udsat for enorme tryk og kræfter, og var blevet smeltet af enorm varme og chokeret af enormt tryk fra sin sædvanlige tilstand til sin nuværende form på få minutter. Det faktum, at spidsringen var lavet af granit, var også væsentligt, da granit ikke er en klippe, der findes i havbundsaflejringer - den stammer meget dybere nede i jorden og var blevet slynget op til overfladen af det enorme stød. Gips , en sulfatholdig klippe, der normalt er til stede i regionens lavvandede havbund, var næsten fuldstændigt fjernet og må derfor næsten være blevet fordampet fuldstændigt og kommet ind i atmosfæren, og at begivenheden umiddelbart blev efterfulgt af en enorm megatsunami (en massiv bevægelse af havvand) tilstrækkelig til at lægge det største kendte lag af sand adskilt af kornstørrelse direkte over topringen.

Disse understøtter kraftigt hypotesen om, at stødlegemet var stort nok til at skabe en 120-mils topring, udstøde smeltet granit dybt inde i jorden, skabe kolossale vandbevægelser og skubbe en enorm mængde af fordampet sten og sulfater ud i atmosfæren, hvor de ville have bestået i lang tid. Denne globale spredning af støv og sulfater ville have ført til en pludselig og katastrofal effekt på klimaet på verdensplan ved at forårsage store temperaturfald og ødelægge fødekæden .

Indvirkning på mennesker

En påvirkningsvinter ville have en ødelæggende effekt på mennesker såvel som de andre arter på Jorden. Da solens stråling er stærkt formindsket, ville den første art, der dør, være planter og dyr, der overlever gennem fotosynteseprocessen . Denne mangel på mad ville i sidste ende føre til andre masseudryddelser af andre dyr, der er højere oppe i fødekæden og muligvis dræbe op til 25% af den menneskelige befolkning. Afhængigt af placeringen og størrelsen af den indledende påvirkning kan omkostningerne til oprydningsindsatsen være så høje, at de forårsager en økonomisk krise for de overlevende. Disse faktorer ville gøre livet på Jorden ekstremt vanskeligt for mennesker.

Landbrug

Med Jordens atmosfære fuld af støv og andet materiale ville stråling fra solen blive brudt og spredt tilbage i rummet og absorberet af dette affald. Den første effekt på Jorden, efter eksplosionsbølgen og potentielle flere brandstorme , ville være døden for de fleste, hvis ikke alle, af de fotosyntetiske livsformer på Jorden. Dem i havet, der overlever, ville muligvis blive i dvale, indtil solen kom frem igen. Dem på land kan muligvis holdes i live i underjordiske mikroklimaer , hvor et sådant eksempel er Zbrašovs aragonithuler . Drivhuse i underjordiske komplekser med fossile eller atomkraftværker kunne tænkes at holde kunstigt sollys voksende lamper tændt, indtil atmosfæren begyndte at klare. I mellemtiden ville de udenfor, der ikke blev dræbt af manglen på sollys, højst sandsynligt blive dræbt eller holdt i dvale af den ekstreme kulde fra slagvinteren. Denne plantedød kan føre til en lang periode med hungersnød , hvis nok mennesker overlevede den første eksplosionsbølge og ville resultere i øgede fødevareomkostninger i uudviklede lande kun få måneder efter de første afgrødesvigt. Udviklede lande ville ikke støde på hungersnød , medmindre afkølingsbegivenheden skulle vare længere end et år på grund af større konserves- og kornlagre i disse lande. Men hvis slaglegemet havde samme størrelse som K/T-grænseimpaktoren, vil landbrugstab muligvis ikke blive kompenseret med import til den nordlige halvkugle fra den sydlige halvkugle eller omvendt. Den eneste måde at undgå at sulte på ville være, at hvert land samler mindst et års mad til deres folk. Ikke mange lande har dette; verdens gennemsnitlige kornlagre er kun omkring 30 % af den årlige produktion.

Økonomi

Omkostningerne til at rydde op efter et asteroide- eller kometnedslag ville koste milliarder til billioner af dollars, afhængigt af den berørte placering. En indvirkning i New York City (den 16. mest befolkede by i verden) kan koste milliarder af dollars i økonomiske tab, og det kan tage år for finanssektoren (dvs. aktiemarkedet ) at komme sig. Sandsynligheden for en sådan naturligt specifikt rettet påvirkning ville imidlertid være overordentlig lav.

Overlevelsesevne

Pr. 20. februar 2018 er der 17.841 jordnære objekter kendt. 8.059 potentielt farlige genstande er kendt; de er større end 140 m (460 fod) og kan nærme sig Jorden tættere på end 20 gange afstanden til Månen . 888 NEA'er, der er større end 1 km, er blevet opdaget, eller 96,5% af en anslået total på omkring 920.

Languages

In other projects