|
Моделирование столкновения Земли с астероидом
|
|
|
|
Новое исследование по моделированию климата, опубликованное в журнале Science Advances исследователями из Центра физики климата IBS (ICCP) при Национальном университете Пусана в Южной Корее, представляет новый сценарий того, как климат и жизнь на нашей планете изменятся в ответ на потенциальный будущий удар среднего размера (~500 м) астероид.
|
|
|
|
В Солнечной системе полно объектов с околоземными орбитами. Большинство из них не представляют никакой угрозы для Земли, но некоторые из них были идентифицированы как представляющие интерес объекты с вероятностью столкновения, которой можно пренебречь. Среди них астероид Бенну диаметром около 500 м, который, согласно последним исследованиям, имеет примерно 1 шанс из 2700 столкнуться с Землей в сентябре 2182 года. Это похоже на вероятность подбросить монету 11 раз подряд с одинаковым результатом.
|
|
|
|
Чтобы определить потенциальное воздействие столкновения с астероидом на нашу климатическую систему, а также на наземные растения и планктон в океане, исследователи из ICCP решили смоделировать идеализированный сценарий столкновения с астероидом среднего размера, используя современную климатическую модель.
|
|
|
|
Эффект столкновения выражается в массовом выбросе нескольких сотен миллионов тонн пыли в верхние слои атмосферы. В отличие от предыдущих исследований, в новом исследовании также моделируются наземные и морские экосистемы, а также сложные химические реакции в атмосфере.
|
|
|
|
|
|
|
Используя суперкомпьютер IBS Aleph, исследователи просчитали несколько сценариев столкновения астероида типа Бенну с Землей. В ответ на выброс пыли в объеме 100-400 миллионов тонн моделирование на суперкомпьютере показало серьезные нарушения в климате, химическом составе атмосферы и глобальном фотосинтезе в течение 3-4 лет после столкновения.
|
|
|
|
При наиболее интенсивном сценарии солнечное затмение из-за пыли приведет к глобальному похолоданию на поверхности земли до 4°C, сокращению среднего количества осадков на 15% и серьезному разрушению озонового слоя примерно на 32%. Однако на региональном уровне эти последствия могут быть гораздо более выраженными.
|
|
|
|
"Внезапная "ударная зима" создаст неблагоприятные климатические условия для роста растений, что приведет к первоначальному снижению фотосинтеза в наземных и морских экосистемах на 20-30%. Это, вероятно, приведет к массовым сбоям в глобальной продовольственной безопасности", - говорит доктор Лан Дай, научный сотрудник ICCP и ведущий автор исследования.
|
|
|
|
Когда исследователи изучили данные океанических моделей, полученные в результате их моделирования, они были удивлены, обнаружив, что рост планктона ведет себя совершенно по-другому. Вместо быстрого сокращения и медленного двухлетнего восстановления на суше, планктон в океане восстановился бы уже через шесть месяцев, а затем даже увеличился бы до уровней, невиданных при нормальных климатических условиях.
|
|
|
|
"Мы смогли отследить эту неожиданную реакцию на концентрацию железа в пыли", - говорит профессор. Аксель Тиммерманн, директор ICCP и соавтор исследования. Железо является ключевым питательным веществом для водорослей, но в некоторых районах, таких как Южный океан и восточная тропическая часть Тихого океана, его естественное содержание очень невелико. В зависимости от содержания железа в астероиде и в земном материале, выброшенном в стратосферу, районы, в которых в других случаях не хватало питательных веществ, могут обогатиться биодоступным железом, что, в свою очередь, вызывает беспрецедентное цветение водорослей.
|
|
|
|
Согласно компьютерному моделированию, увеличение продуктивности моря после столкновения было бы наиболее заметным для богатых силикатами водорослей, называемых диатомовыми водорослями. Их цветение также привлекло бы большое количество зоопланктона — мелких хищников, которые питаются диатомовыми водорослями.
|
|
|
|
"Имитируемое чрезмерное цветение фитопланктона и зоопланктона может стать благом для биосферы и может помочь смягчить возникающую нехватку продовольствия, связанную с более длительным снижением продуктивности суши", - добавляет доктор Лан Дай.
|
|
|
|
"В среднем астероиды среднего размера сталкиваются с Землей примерно каждые 100-200 тысяч лет. Это означает, что наши ранние предки, возможно, уже сталкивались с некоторыми из этих событий, которые могли повлиять на эволюцию человека и даже на наш собственный генетический состав", - говорит профессор Дж. Тиммерманн.
|
|
|
|
Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, дает новое представление о климатических и биосферных реакциях на столкновения с объектами, находящимися на околоземной орбите. На следующем этапе исследователи ICCP из Южной Кореи планируют более детально изучить ранние реакции человека на подобные события, используя компьютерные модели на основе агентов, которые имитируют отдельных людей, их жизненные циклы и поиск пищи.
|
|
|
|
Источник
|
