Чтобы лучше понять уровень разрушений, которые могли бы возникнуть в результате столкновения крупного астероида с Землей, исследователи Принстонского университета разработали новую модель, которая может более точно моделировать сейсмические эффекты таких ударов, и помогает выяснить новые сведения о поверхностной и внутренней части планет на основе прошлых столкновений.
Модель распространения сейсмических волн при ударе астероида
Принстонские исследователи создали первую модель, учитывая эллиптическую форму Земли, поверхностные характеристики и рельеф океанских глубин, что позволяет выяснить, как сейсмические волны, порожденные столкновением метеорита, будут распространяться между странами и внутри планеты. Текущие прогнозы опираются на модели сферического мира, поэтому результаты не в полной мере достоверны. Об этом сообщили исследователи в октябрьском выпуске Международного Геофизического журнала.
Исследование проводится в лаборатории Jeroen Tromp. Профессор Блэр из Пристонского департамента геологических наук о Земле смоделировал удар астероида, который образовал кратер Чиксулуб в Мексиканском заливе. Суммарная мощность выделившейся энергии была эквивалентна взрыву 2 миллионов водородных бомб, что, по мнению многих ученых, вызвало массовое вымирание динозавров около 65 миллионов лет назад.
Так был ли астероид причиной гибели динозавров?
Исследования команды ученых показало, что сейсмические волны, вызванные столкновением с метеоритом, будут рассеяны, а не сфокусированы, что вызвало менее тяжелые смещения земли. Следовательно, цунами, сейсмическая и вулканическая активность были не столь разрушительны, чем предполагалось ранее.
Моделирования в Принстоне также могут помочь ученым лучше понять невидимые поверхности и детали внутренней части других планет и спутников планет, сообщили авторы. Моделирования могут точно определить прочность антиподального фокуса метеорита — области земного шара, противоположной от места падения метеорита. При этом сейсмические волны распространяются по поверхности и через центральные части планеты, и встречаются на противоположной стороне земного шара.
Сейсмические волны после удара астероида распостраняются через всю планету
Почему сейсмические волны распространяются с различной скоростью?
Так как Земля имеет различную плотность, которая зависит от состава земных пород, то и сейсмические волны распространяются с различной скоростью. Ученые могут определять характеристики планет и их спутников, сравнивая ударный кратер с разрушениями противоположной точки и места ее расположения.
По словам Тромпа, который также является директором Института вычислительных наук и техники в Принстоне, и профессора прикладной и вычислительной математики Мешеде, суть разработанной модели заключается в том, что после удара метеорита, сейсмические волны распространяются через поверхность Земли, как после камня, брошенного в воду, и встречаются на противоположной стороне.
Но их суммарная энергия не столь разрушительна, так как из-за неоднородности планеты и ее эллиптической формы, часть сейсмических волн отклоняется, рассеивается, или поглощается земными породами. Поэтому и смещение земной коры будет не таким огромным (порядка 10-15 метров), а в 3-5 раз меньше.
Падение астероида не было основной причиной гибели динозавров
Ученые заявили, что массовое вымирание в конце мелового периода, которое связывают с падением огромного астероида, образовавшего кратер Чиксулуб, возможно не связано с этим событием. Модель показывает, что противоположные фокусировки сейсмических волн от удара объекта такого размера, было чрезвычайно переоценено в предыдущих расчетах, которые использовали сферическую модель Земли.
На сферической модели, все волны сходятся в одной точке, и, как результат, имеют огромную амплитуду. Исследователи обнаружили, что сейсмические волны были разрознены, а это означает, что количество энергии, сосредоточенной в антиподе взрыва, было значительно меньше. Следовательно, разрушения были не столь масштабные и значительные.
«Наши результаты исследований выходят за рамки событий мелового периода. Мы можем, в принципе, теперь оценить, насколько большой метеорит может вызвать катастрофические события. Например, мы обнаружили, что для возникновения тех катастрофических последствий, которые случились 65 миллионов лет назад, необходимо увеличить радиус упавшего астероида в пять раз, сохранив при этом его скорость и плотность.
Наша модель может быть использована для оценки масштабов и влияния других крупных катаклизмов в прошлом Земли. Кроме того, аналогичная модель может быть использована для изучения других примеров антиподальных структур в Солнечной системе, таких, как странный регион бассейна Caloris на Меркурии, изучить интерьер Луны или других планет, лучше понять неоднородность поверхностей космических объектов, и как энергия была распределена между этими двумя противоположными точками » – заключил Тромп.
