Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра - Борис Шустов

Средние цифры смертности от ударов, полученные в работе [Chapman and Morrison, 1994], приведены в табл. 9.1. Существует большая неопределенность в величине пороговой энергии удара, вызывающего глобальные последствия, не только из-за сложности определения состояния природной среды после удара, но и из-за незнания эффектов воздействия экологических стрессов на биологические системы. Поэтому в табл. 9.1 приняты несколько пороговых значений энергии ударника, вызывающего глобальное воздействие. Критический размер астероида в 600 м, взятый в предположении хрупкости человеческого общества, все-таки слишком мал для глобального эффекта; более реальный критический размер — от 1,5 до 5 км. Но угрозу для цивилизации представляют тела размером от 200 м до 2 км [Воробьев, 2006], которые могут привести к остановке существующего развития человечества.

Таблица 9.1. Смертность от ударов космических тел

Относительно частые удары небольших тел с энергией в 10 Мт дают среднюю смертность около 20 человек в год. В реальности, конечно, тысячи или десятки тысяч лет проходят без существенных жертв, а затем должен произойти удар, который локально убивает тысячи человек. Удары тел размером более 10 км столь редки, что в среднем наносят урон в 50 жизней в год (5 миллиардов убитых за 100 миллионов лет). Наихудшие (с наибольшей смертностью) показатели имеют удары тел с размером в диапазоне 1,5–5 км. Естественно, что эти показатели хотя и дают некоторую полезную оценку степени астероидной опасности, в действительности весьма условны. Поэтому в этих оценках смертности не требуется высокая точность.

Умножая ежегодную вероятность погибнуть от удара космического тела (число смертей, деленное на общее количество людей) на среднюю продолжительность жизни (65 лет), можно получить среднюю вероятность смерти человека в течение его жизни от удара космического тела. Сравнение риска умереть по разным причинам, сделанное в работе [Chapman and Morrison, 1994], приведено в табл. 9.2.

Таблица 9.2. Вероятность смерти по различным причинам (в США)

В работе [Воробьев, 2006] приведены данные по гибели людей в России. В период с 2000 г. по 2005 г. среднее ежегодное число погибших людей на водных объектах составило около 15 000 (около половины при купании), при пожарах — 18 000, в дорожно-транспортных происшествиях — более 30 000. Это дает вероятность гибели на водных объектах, при пожарах и в ДТП: 1:250, 1:250 и 1:70 соответственно. Вероятность гибели при авариях воздушного транспорта в России примерно такая же, как в США. Вычисленные указанным способом шансы умереть от удара космического тела в среднем такие же, как от аварии самолета или от наводнения, и значительно ниже, чем вероятность погибнуть при пожаре или в автомобильной катастрофе. Более того, пока неизвестны случаи, чтобы кто-то погиб от удара космического тела (из рассказов очевидцев Тунгусского события можно заключить, что были смерти лишь из-за сильного психологического действия взрыва). Но можно заметить, что большое количество погибших в одном событии, например при аварии авиалайнера, обычно воспринимается как большее несчастье, чем постепенная и частая гибель людей, например в автоавариях. Гибель около 3000 людей из-за нападения террористов 11 сентября 2001 г. имела гораздо более серьезные последствия (включая экономические, политические и международные), чем то же число погибших людей в авариях на шоссе. В этом отношении удары космических тел занимают особое положение, так как могут быстро убить огромное количество людей. Различные наиболее разрушительные природные катастрофы, случившиеся в истории, несмотря на их мощь, убили лишь относительно небольшую часть всего населения: землетрясения — 2 млн человек, циклоны — 300 000, обвалы и оползни — 100 000, цунами — 100 000, вулканы — 90 000, лавины — 20 000. Удар космического тела может убить всех. Поэтому, по принятой в МЧС классификации [Воробьев и др., 1997], можно характеризовать падение астероида или кометы как чрезвычайно опасное явление (6 баллов). Человечество с течением времени все больше и больше ставит вопрос не только о выживании, но и о сохранении современной цивилизации. Поэтому отношение к астероидной опасности у разных людей может изменяться между крайними точками зрения: первая — вероятность погибнуть пренебрежимо мала, и вторая — астероидная опасность гораздо более серьезна и ужасна, чем все остальные.

Оценки риска вследствие воздействия цунами от ударов космических тел размером менее 2 км в океан были сделаны в работе [Chesley and Ward, 2006]. Учитывалась современная заселенность прибрежных районов. Оказалось, что подвержены риску пострадать от цунами, инициируемых ударами астероидов размером 100–400 м, около 5 млн человек. В среднем ударное цунами ежегодно воздействует на 182 человека и приводит к потерям инфраструктуры на 18 млн долларов. Количество жертв растет с увеличением размера ударника, достигая предельной величины∼ 11 млн человек при размере ударника∼ 1 км. Но половина риска исходит от ударников диаметром менее 300 м, которые проходят через атмосферу и ударяют в океан 1 раз в∼ 6000 лет. В среднем характерном сценарии цунами, производимое ударом, воздействует на∼ 1 млн человек и приводит к разрушению инфраструктуры на ∼ 100 млрд долларов.

Общая оценка риска была сделана, исходя из определения частоты ударов по Земле. В соответствии с этой частотой какое-нибудь тело из всей популяции астероидов рано или поздно столкнется с Землей. Но практический интерес представляет опасность столкновения в ближайшее время, в ближайшие десятилетия. Поскольку около 3/4 АСЗ диаметром более 1 км уже открыты (и они не опасны в ближайшее время), то риск быть застигнутыми ими врасплох снижается. В работе [Chapman, 2004] приведены оценки рисков с учетом астероидов, которые будут открыты после завершения программы Spaceguard Survey. Эти оценки показаны в табл. 9.3. Данные в столбце «общая опасность» соответствуют средним вероятностям ударов по Земле за длительный промежуток времени. Здесь среднее годовое количество смертей снижено по сравнению с табл. 9.2, так как недавние оценки снизили количество астероидов размером более 1 км и несколько повысили порог глобального воздействия. Оценки остающейся опасности от цунами в табл. 9.3 снижены в ∼ 10 раз, поскольку исторически благодаря предупреждению и эвакуации только ∼ 10 % людей, живущих в зоне затопления, погибали. (Но это не снижает остальные материальные потери.) Остающаяся опасность, с учетом открытых и каталогизированных тел, при среднем пороге общей опасности составляет 155 человек/год.

Таблица 9.3. Оценка общего среднего количества смертей за год от ударов тел

По мере открытия астероидов, сближающихся с Землей, в первую очередь крупных, остающаяся опасность сдвигается в сторону меньших тел, а также в сторону комет. В связи с этим большее значение приобретает исследование ударов метеороидов размером ∼ 10 м как аналогов ударов более крупных тел, представляющих угрозу подобно Тунгусскому событию [Chapman, 2008]. Отметим, что нельзя недооценивать кометную опасность. Хотя удары комет по Земле происходят в 3–6 раз реже, чем астероидов сопоставимого размера [Кузмичева, Иванов, 2005], после каталогизации большинства астероидов акцент потенциальной опасности может сместиться на кометы.

9.3. Туринская шкала

Когда достаточно крупный объект только что открыт, заранее не известно, какую опасность он может представлять для Земли в ближайшем или более отдаленном будущем. Не исключено, хотя и маловероятно, что получение как можно большего числа наблюдений в текущем появлении объекта является единственной возможностью уточнить его орбиту перед предстоящим опасным или даже роковым сближением с Землей. Поэтому наблюдения вновь открываемых АСЗ являются чрезвычайно актуальными. Естественным

средством привлечения к ним внимания наблюдателей является публикация всей доступной информации о новых объектах. Подобная открытость имеет и свою обратную сторону, связанную с тем, что информация о возможном столкновении Земли с космическим телом касается всех без исключения жителей планеты и ее неправильное понимание или неправильное истолкование способно вызвать глубокий общественный резонанс, экономические потрясения и даже всеобщую панику. Нельзя исключить возможность намеренного искажения фактов отдельными недобросовестными авторами или средствами массовой информации ради сенсационности подачи материала. Гораздо чаще приходится сталкиваться с непониманием и неправильным освещением существа проблемы, что также чревато нежелательными последствиями.

Как было показано в главе 7, первоначальная орбита тела, найденная по наблюдениям в течение короткого промежутка времени, является весьма ненадежной. Фактически с выполненными наблюдениями оказывается совместим целый пучок орбит. Прогноз движения в такой ситуации сопряжен с большими ошибками. При этом расчеты, выполняемые на основе некоторого подмножества начальных данных, совместимых с наблюдениями, могут указывать на столкновение тела с Землей в не столь отдаленный момент времени, в то время как при других начальных данных в окрестности этого момента времени будет иметь место только более или менее тесное сближение тела с Землей. По мере уточнения орбиты область неопределенности прогноза сужается. Иногда обнаружение в архивных материалах одного или нескольких наблюдений астероида, выполненных за несколько лет до его текущего сближения с Землей, в состоянии драматически повлиять на точность. В других ситуациях исключить опасный прогноз удается в результате продолжения слежения за телом и привлечения дополнительных наблюдений, выполненных на более длительном интервале времени, или же в результате более рафинированного анализа движения в будущем. Такие ситуации неоднократно имели место в прошлом, например при публикации прогнозов движения таких объектов, как 1997XF 11, 1999AN10, 2000SG344, 2004MN4 (http://web.mit.edu/rpb/wgneo/).