«Метеорит — красивое астрономическое явление или грандиозная катастрофа?»

Министерство общего и профессионального образования Ростовской области

государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Ростовской области

«Красносулинский колледж промышленных технологий»

Доклад

«Метеорит — красивое астрономическое явление или грандиозная катастрофа?»

Выполнил: Пономарев Евгений, студент 1 курса

Руководитель:  Голова Ольга Ивановна, преподаватель физики и астрономии

Красный Сулин

2021

Содержание

Введение	3
Основная часть
1.     Актуальность проблемы	5
2.     Что надо знать о метеоритах?	6
3.     Физика падения метеоритных тел	8
4.     Классификация метеоров по составу	10
5.     Метеориты на территории России	12
6.     Для чего используют метеориты	13
Заключение	14
Список использованной литературы	15

Введение

Метеорит, метеорит.

Откуда он родом — не говорит.

Лежит перед нами железисто-гладкий,

Неведомый гость из туманных галактик

Осколок погибшей какой-то планеты,

Какой — мирозданье забыло приметы.

На чёрный кусок я гляжу молчаливо.

Неужто от взрыва, неужто от взрыва?..

Гляжу, и про многое метеорит

На тёмном своем языке говорит.

( Степан Щипачёв)

Окружающий нас космос не такой спокойный и безмолвный, как может показаться на первый взгляд. Спокойная, размеренная жизнь нашей планеты нередко прерывалась катаклизмами планетарного масштаба, связанными с визитами гостей из глубин космоса. Если земной шар самостоятельно справлялся с последствиями таких свиданий, то для всего живого посылки из космоса носили фатальный характер. В истории Земли немало примеров того, как после падения крупного небесного тела кардинально менялись климат планеты и условия обитания. Один из таких незваных гостей, который положил конец динозаврам как виду, прилетел из далекого космоса 66 млн. лет назад.

Район падения пришелся на полуостров Юкатан, глубоко вдающийся в Мексиканский залив. Сегодня на месте доисторической катастрофы остался гигантский кратер Чуксулуб, увидеть который можно только из космоса. Крупнейший метеорит в истории Земли, оказался астероидом размером с гору Эверест. Ученые подсчитали, что падение такого крупного небесного тела сопровождалось взрывом, мощность которого составляла 100 тератонн в тротиловом эквиваленте. Случись подобная катастрофа сегодня – человеческая цивилизация могла бы исчезнуть подобно доисторическим животным.

Существует ли система предупреждения космических катастроф? Какие метеориты упали на Землю и что о них известно?

Цель: выяснить насколько опасны взаимодействия метеоритов с Землёй.

Задачи:

1)                найти источники информации о метеоритах;

2)                изучить найденную информацию;

3)                выяснить особенности строения и движения метеоритов;

4)                проанализировать ситуацию в случае падения метеорита на Землю;

5)                рассмотреть развитие всемирной сети контроля за космическим пространством и системой предупреждении  космических катастроф;

6)                выступить с материалами данной работы на предметной неделе по физике.

Основная часть

1.     Актуальность проблемы

В космосе все придерживается определенного порядка. Каждое небесное тело, включая далекие звезды, Солнце и планеты занимают определенное место. Их движение относительно друг друга подчиняется законам гравитации и давно изучено. Однако в космическом пространстве существуют и мелкие объекты, которым природа уготовила роль вечных скитальцев. Это астероиды и кометы – остаточный космический строительный материал, из которого формировалась Солнечная система. Эти небольшие по космическим меркам объекты и представляют для нашей планеты наибольшую угрозу.

Актуальность этой проблемы велика и имеет практическое значение не только для изучения, но и применения в практических (прогностических) расчетах предстоящих катастроф и выводов об их последствиях. Прогнозами астероидной опасности начали заниматься в 70-е годы 20 века, и в настоящее время заняты многие ученые мира и России в том числе. Но целенаправленно этими работами занимаются только 6 обсерваторий: три в Австралии, две в США (одна из них в Аризоне) и одна в Европе. Более же ста обсерваторий в мире наблюдают эти объекты разрозненно. Сейчас НАСА проводит оперативную инвентаризацию всех космических странников, выясняет их траекторию и возможные влияния на них со стороны космическими объектами. По последним подсчетам специалистов НАСА в самой Солнечной системе и на ближайших подступах к ней насчитывается несколько тысяч метеоритов размером более 1 км, и чьи траектории время от времени пересекают траекторию движения Земли.

2.     Что надо знать о метеоритах?

Для того чтобы успешно противостоять угрозе, которую таит в себе космос, мы должны знать ее природу, с чем нам или нашим потомкам придется иметь дело. Самый большой метеорит может оказаться осколком более крупного небесного тела, кометы или астероида, разрушившимся в ходе многолетнего путешествия в космическом пространстве. Однако чаще всего метеориты, которые падают на Землю, – это фрагменты метеорных потоков, регулярно курсирующих в пределах Солнечной системы.

Метеорит является производным от слова метеор, т.е. является тем объектом, который упал на поверхность более крупного небесного тела. Такие гостинцы падают не только на Землю. Луна постоянно подвергается нападению из глубин космоса, о чем свидетельствует многочисленные кратеры на прекрасном лике нашего спутника.

Пояс астероидов, находящийся между орбитами Марса и Юпитера, под действием сил гравитации этих планет регулярно выбрасывает в космос порции мелких небесных тел.

Крупный метеорит хорошо заметен во время своего движения в космосе. Мелкие метеориты становятся известными только после того, как их найдут. В связи с этим существует классификация космических скитальцев по способу обнаружения:

·       падение метеорита – астрономическое явление в атмосфере планеты, наблюдаемое с Земли;

·       метеорит-находка — объект, ранее упавший на Землю, обнаруженный человеком и изученный в ходе специальных исследований.

Регулярно на поверхность Земли из космоса прилетает до 5-6 тонн метеоритного вещества в сутки. В большинстве случаев это мелкие метеориты, вес которых варьируется от несколько сотен граммов до 2-4 кг. Основная часть падает на планету незамеченными. Крупный метеорит легче заметить на удаленном расстоянии от Земли, получив время на оценку ситуации. Сегодня NASA создала симуляцию поведения метеорита, получив возможность просчитать траекторию полета небесного тела и определить место вероятного падения.

Сказать, что подобная система работает надежно, будет преувеличением. Реальным подтверждением сложности обнаружения приближающихся к Земле небесных тел стало падение Челябинского метеорита, произошедшее 15 февраля 2013 года. Этот метеорит оказался фрагментом разрушившегося астероида массой 13000 тонн. До поверхности долетели только осколки метеорита общей массой 654 кг. Любопытен тот факт, что до появления метеорита в небе над Южным Уралом о нем даже не подозревали. Стоит ли говорить, чем бы обернулось сегодня падение на Землю объекта размерами с Тунгусский метеорит, упавшим в России 1908 года.

 

3.     Физика падения метеоритных тел

В зависимости от своего поведения во время полета и способа падения метеориты могут быть следующих видов:

·       небесные;

·       атмосферные;

·       воздушные;

·       упавшие.

Приближаясь к Земле на скорости 11-70 км/с, небесное тело испытывает колоссальные термодинамические нагрузки. Полет сопровождается ярким свечением и разогревом тела до температур в тысячи градусов. Соответственно происходит значительная потеря основной массы летящего объекта. Нередко метеорит не выдерживает больших нагрузок и распадается на мелкие фрагменты, поэтому масса метеорита, долетевшего до поверхности Земли, по факту оказывается значительно меньше, чем та, которая была до момента входа объекта в атмосферу.

К примеру, небольшой метеорит весом в 1-5 кг, скорость которого составляет 25 км/с, может сгореть полностью. Обычная такая судьба ожидает каменные или железные метеориты. Космические гости, в которых присутствуют частицы космического льда, как правило, распадаются в воздухе на мелкие частицы. Подобное явление сопровождается выпадением метеоритного дождя. С таким явлением человечество в очередной раз познакомилось 22 апреля 2012 года, когда над территорией США прошел метеоритный дождь. Падение с неба камней было связано с полетом метеорита Sutter Mill, который пронесся над штатами Невада и Калифорния со скоростью 30 км/с.

На поведение небесного тела влияет траектория полета. При вхождении в атмосферу планеты под большим углом высока вероятность того, что метеорит сгорит полностью. В тех ситуациях, когда тело несется к поверхности Земли под малым углом, шансы на столкновение увеличиваются. Разрушение небесного тела, летящего в атмосфере Земли, может носить катастрофический характер. Такое явление обычно сопровождается взрывами, в результате которых объект полностью теряет свою массивность и однородность. Тунгусский феномен — прекрасное доказательство такого поведения объекта: он взорвался на высоте 5-7 км над поверхностью.

4.     Классификация метеоров по составу

Полет метеорита на большой скорости сопровождается значительным выделением кинетической энергии. Большая часть небесного тела испаряется, а оставшиеся фрагменты образуют глубокий и обширный кратер. При этом во время столкновения происходит большой выброс породы. Аризонский кратер — реальное подтверждение подобных процессов. Если космический гость совершает полет на небольшой скорости, значительного выделения энергии не происходит. Падение ознаменуется образованием воронки небольшого диаметра и сохранением самого небесного тела. Так было во время падения метеорита Гоба, который не оказал влияние на окружающий ландшафт и сохранился до наших дней.

Метеорит Ганседо

Примерами таких падений служат найденные метеориты, среди которых выделяются следующие образцы:

·       метеорит Ганседо весом более 30 тонн, найденный в сентябре 2016 года;

·       углистый метеорит Альенде;

·       Зальцбургский параллелепипед – железный метеорит, найденный в отрогах Альп.

Среди перечисленных объектов присутствуют метеориты различного состава, который объясняет его природу. Для этой цели была введена классификация небесных гостей по составу, которая делит все упавшие метеориты на три группы:

·       каменные метеориты. К ним относятся хондриты и ахондриты, среди которых встречаются обыкновенные, углистые и энстатитовые;

·       железные;

·       железно-каменные тела. Среди них доминируют палласиты. Реже встречаются мезосидериты.

Каменные метеориты — это основной тип метеоритов падающих на Землю, а это более 98% от всех метеоритов. Каменные метеориты состоят в основном из силикатных минералов.

Существуют два основных типа каменных метеоритов – хондриты и ахондриты.

 Самый распространенный тип каменных метеоритов — обыкновенные хондриты. Каменный метеорит типа хондрита является материалом, из которого была сформирована солнечная система. Они могут рассказать нам много о том, как была сформирована солнечная система, можно получить информацию о составе пыли, из которой Солнечная система была сформирована, и тех физических условиях (давление, температура) протопланетного диска, которые были в момент формирования системы.

Ахондриты, включают в себя метеориты астероидного, Марсианского и Лунного происхождения. Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс, в процессе формирования образовали планетарную кору, мантию и ядро. Поэтому, каменный метеорит в форме ахондрита, например  метеорит с Меркурия, может рассказать нам многое о внутренней структуре и формировании планет.

Железные метеориты раньше считали частью разрушенного ядра одного большого родительского тела размером с Луну или больше. Но теперь известно, что они представляют множество химических групп, которые в большинстве случаев свидетельствуют в пользу кристаллизации вещества этих метеоритов в ядрах разных родительских тел астероидных размеров.

 Железокаменные метеориты делят на два типа, различающиеся химическими и структурными свойствами: паласиты и мезосидериты.

5.     Метеориты на территории России

На территории России было обнаружено несколько крупных метеоритов, а именно:

·                 Тунгусский – предположительно упал 30 июня 1908 года в бассейне реки Подкаменная Тунгуска. Природу метеорита установить по сей день не удалось. Не были обнаружены и осколки, скорее всего, он взорвался недалеко от поверхности планеты. Энергия от такого явления составила примерно 50 мегатонн.

·                 Царев – упал 6 декабря 1922 года в районе села Царев, расположенного в Волгоградской области. Каменный метеорит развалился на куски, самый крупный из которых имеет массу в 284 кг. Общий вес всего космического тела составлял примерно 1,6 т.

·                 Сихотэ-Алинский – падение произошло 12 февраля 1947 года в гуще Уссурийской тайги. Железный метеорит имел вес в 30 т, а его энергию оценили в 20 килотонн.

·                 Челябинский – упал 15 февраля 2013 года недалеко от города Челябинск. Самый крупный осколок метеорита весит около 654 кг.

6.     Для чего используют метеориты

Для древних людей упавшие метеориты были предметом религиозного поклонения. Железо из космоса было известно до того, как человечество научилось выплавлять его из руды. В настоящее время эти небесные тела представляют интерес лишь для науки. Они могут дать немало информации о состоянии Солнечной системы и о далеких мирах. Однако, железные метеориты порой используются для изготовления ювелирных изделий. Красота заключается в кристаллической решетке материала. Зелено-желтые оттенки минерала признаны драгоценными камнями. Искусственным путем создать такую структуру не представляется возможным. Внешний вид и есть гарантия подлинности украшения, выполненного из упавшего метеорита.

Выводы

 Изучая проблему метеоритов, я пришел к выводу, что шанс того, что  опасность падения космических тел на Землю реально существует. В настоящее время (и в ближайшие 20 лет) активное противодействие либо вообще сомнительно, либо возможно с неполной информацией об объекте противодействия. Метеоритная опасность является серьезнейшим фактором экологического риска для нашей цивилизации и разработка мер по ее предотвращению должна стать одной из важнейших задач, которые должны быть решены человечеством в 21-м столетии. Вопрос об оценке метеоритной опасности связан с нашим знанием населенности Солнечной системы малыми телами, представляющими опасность столкновения с Землей. Эти знания в настоящее время дает астрономия. Готовиться к такому катастрофическому событию надо заблаговременно. Для решения проблемы безопасности следует объединить усилия всех стран мира, ибо учитывая скорость перемещения астероидов и метеоритов, можно достигнуть положительного эффекта только охватив системой наблюдения и оповещения всю территорию Земного шара, ближайший и дальний космос. Используя интернет-ресурсы, теперь я с удовольствием читаю материалы, связанные с изучением космоса и Вселенной.

Список использованной литературы

1.                 Левитан Е.П. "Астрономия": Учебник для общеобразовательных учреждений - 11 класс. - М.: Просвещение, 2002.

2.                 Симоненко А.Н. Метеориты - осколки астероидов. М: Наука, 1979.

3.                 Энциклопедический словарь юного астронома/ Сост. Н. П. Ерпылев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Педагогика, 1986. - 336с., ил.

Интернет ресурсы

1.                 http://cometasite.ru/kamenniy_meteorit/

2.                 http://www.meteoritica.ru/classification/zhelezokamennye-meteorites.php

3.                 http://newsland.com/news/detail/id/1126115/

4.                 http://www.o-detstve.ru/forchildren/research-project/12224.html

5.                 http://xreferat.ru/6/169-1-meteoritnaya-opasnost.html

6.                 http://crydee.sai.msu.ru/ak4/Table_of_Content.htm