Метеоритный поток, как причина локального наводнения

«Мабус вскоре умрет, затем придет
Ужасная погибель людям и зверям,
Вдруг увидится возмездие,
Сотня сил, жажда, голод, когда пролетит комета».

Катрен 62 Центурии 2 Мишель Нострадамус

В мирах любви неверные кометы,
Сквозь горних сфер мерцающий стожар —
Клубы огня, мятущийся пожар,
Вселенских бурь блуждающие светы.

Максимилиан Волошин, Corona Astralis

Человечество издревле ассоциировало появление комет с бедами и атмосферными катаклизмами на нашей планете, в этом году людей ожидает встреча с уникальной кометой. Что можно ожидать жителям Земли от свиданий с «хвостатыми гостьями»? На примере известных эпизодов истории рассмотрим явления, связанные с вторжением в атмосферу нашей планеты космических объектов. Так, незадолго до начала Отечественной войны 1812 года появилась «власатая комета, съ огромнымъ ярко-блестящимъ хвостомъ», получившая название «комета Наполеона», и упомянутая в романе «Война и мир» Львом Толстым.

Наблюдение кометы продолжалось с середины июня 1811 года, пока она не скрылась в лучах Солнца, после чего появилась вблизи горизонта на рассвете в конце августа. С этого момента её яркость начала быстро увеличиваться, а хвост расти. 12 сентября комета достигла минимального расстояния от Солнца (1,04 а. е.) и была хорошо видна на небе даже при полной Луне. В октябре блеск кометы достиг максимума и яркий раздвоенный хвост имел угловую длину до 25°.

«О незабвенный год, ты памятен для края!
Ты для народа был порою урожая,
Войной — для воинов, для песни — вдохновеньем,
И старцы о тебе толкуют с умиленьем.
Ты был предшествуем народною молвою
И возвещен Литве кометой роковою,
Литовские сердца, как пред концом вселенной,
Забились по весне надеждой сокровенной
В глухом предчувствии и радости и боли».

Адам Мицкевич фрагмент поэмы «Пан Тодеуш» о комете Наполеона.

За несколько недель до нападения гитлеровской Германии на Советский Союз в 1941 году, в небе наблюдали сразу три кометы. Первая из них появилась на небосклоне 17 января, вторая – 25 февраля. Третья комета показалась ровно за 10 дней до начала Великой Отечественной войны.

Редкое проявление метеорного потока:

Обратимся к историческим фактам: «Хронография» Летопись Феофана Исповедника , изданная в типографии М. Каткова 1884 г. л. м. 6254, Р. Х. 754.

Курсивом выделены авторские переводы византийских названий и единиц измерений в современные.

В сем году на восточной стороне показалась продолговатая комета…

Летопись Феофана Исповедника л. м. 6254, Р. Х. 754.

В том же году с начала октября месяца сделался великий и жестокий холод не только в нашей земле, но и на востоке, и на севере, и на западе, так что северная часть моря на сто миль (148 км) от берега превратилась в камень на тридцать локтей [2] (13,32 м) в глубину и тоже было от Зикхии (Черке́сия) и до Дуная, от Куфиса (Кубань) реки до Днестра и Днепра и до Мертвых врат, от всех прочих берегов до Мезимврии (болгарский город Несе́бр) и Мидии (государство на Юго-Востоке Черного моря). Когда снег выпал на столь толстый лед, то толщина его увеличилась еще на двадцать локтей (итого 22,2 м), и море приняло вид суши, и ходили как посуху, по льду из Хазарии, Болгарии и от других приморских народов не только люди, но и дикие звери, и домашние скоты.

Летопись Феофана Исповедника л. м. 6255, Р. Х. 755.

В феврале месяце 4-го индиктиона этот лед, Божьим велением, разделился на куски, подобно горам высоким, которые сильным ветром принесены к Дафнусии (остров в у входа в Босфор со стороны Чёрного моря) и к Иерону, (порт на азиатском берегу Босфора, у выхода из пролив) и в тесноте сгустились у города до Пропонтиды (Мраморное море) и до острова Абидоса, наполнили все море, чему мы сами были очевидцами, всходили на льдину человек тридцать товарищей и там играли. Находились там и дикие звери и домашние скоты уже мертвые.

Всякий мог пешком переходить из Софиан в город, от Хрисополиса (города на берегу пролива Босфор, в азиатской части) до святого Маманта и до Галат (р-н Константинополя у входа в бухту Золотой рог) – и беспрепятственно. Одна льдина выдвинувшаяся ударилась об лестницу Акрополиса (ныне Большой дворец Султана) и сокрушила ее. Другая, огромнейшая, ударилась об стену, так что за этой стеной и домы потряслись. Эта льдина, которая поднималась выше стен городских, разошлась на трое и таким образом спасла город от Манган до Восфора. Все жители города мужчины и женщины, и дети непрестанно смотрели на это зрелище и возвращались домой с плачем и со слезами в недоумении, что сказать об этом.

В том же году в марте месяце видимы были звезды, падающие с небес в великом множестве, и все, смотря на это падение их, предполагали скончание настоящего века; при этом были столь великие жары, что пересохли даже источники.

Проанализируем события, описанные в летописи с точки зрения науки:

Версия 1: Столкновение с хвостом кометы

Хочу сразу отмести фантазии о катастрофических последствиях столкновении Земли с хвостом кометы.

Насколько можно судить по вычислениям, наша планета неоднократно пересекла хвост кометы Галлея, например, в 1861 и в 1910 году, когда комета была на расстоянии 24 миллионов км от Земли, между нами и Солнцем. Хвост же кометы в эти дни тянулся на 30 миллионов километров и коснулся Земли 19 мая 1910г. В этот период не только не произошло ничего особенного, но даже точнейшие химические анализы, не обнаружили никакой примеси посторонних газов в воздухе. Таким образом, «столкновение» Земли с хвостом кометы, не приводит к катастрофическим последствиям, ввиду его крайней разрежённости!

Версия 2: Метеорный поток

С точки зрения астрофизики, комета – только видимая часть останков космического тела, движущегося по орбите. В том случае, если траектория «хвостатой странницы» пересекается с орбитой нашей планеты, земляне наблюдают «звездопад», именуемый в астрономии как метеорный поток (МП). Гораздо более опасным представляется столкновение Земли с роем мелких метеоров (останков разорванного гравитацией космического тела), движущихся с гиперскоростями 20-80 км/с! (Ежегодный поток Леониды 71 км/с). Особенно, если это тело (комета или сопровождающий её поток частиц) движутся по гиперболической траектории и являются «гостями» нашей Солнечной системы.

По сути, метеорный поток состоит из большого кометного тела, иногда содержащего газовые фракции и роя мелких и крупных осколков небесного тела. В момент пересечения орбит большого МП и Земли наблюдается высветление участка неба мелкими частицами, и радиальное движение метеоров, как бы движущихся из одной точки на небе, ассоциируемой с определенным созвездием.

Что увидит в этом случае наблюдатель с Земли? — За несколько месяцев до «вторжения» в нашу атмосферу люди будут наблюдать комету (наиболее массивное, содержащее газ, тело). Но первыми в атмосферу врежутся миллиарды мелких, более скоростных частиц, которые будут заметны, как светлые участки ночного неба. И только через несколько месяцев к Земле подойдёт рой более тяжёлых тел с меньшими скоростями.

Рассмотрим физические процессы, сопровождающие столкновение метеоритного потока с Землей:

Ионизация атмосферы

Многие считают, что метеороид нагревается и сгорает из-за трения о молекулы воздуха. На самом деле это не так. Когда объект влетает в атмосферу, со скоростью от 10 до 80 км/с. Подобно поршню, он сжимает воздух перед собой. Газ резко уплотняется, разогревается и превращается в плазму. И уже эта плазма, создавая разность потенциалов на поверхности и внутри тела, нагревает метеороид, из-за чего тот разрушается и испаряется. Таким образом, метеорный трек — яркий светящийся след длиной около 25 км, который мы видим в небе, — это ионизированный газ атмосферы.

Процесс ионизация вещества эндогенный, проходит с отдачей тепла (для ионизации молекулы азота необходима энергия 15,6 эВ, а молекулы кислорода — 12,2 эВ). Вторжение миллиарда мелких высокоскоростных частиц вызывает серию электрических разрядов с последующей ионизацией атмосферы и отдачей ею тепла. Даже если плотность потока частиц и невелика, но скорость у него колоссальная; с атмосферой, по грубым оценкам, отреагирует около полумиллиона кубических километров ионизированного газового облака.

Зона разряжения воздуха

Длина вакуумного канала будет равна половине диаметра зоны разряжения умноженного на отношение скорости предмета к скорости звука и составит не менее 5 метров. Когда таких частиц миллиарды, они делают локальную дыру в атмосфере и создают зону с предельно разряженным и холодным воздухом за крайне небольшой промежуток времени! Дальнейшие события наглядно отражены в фильме «Послезавтра».

Зона локального холода

Возникшая зона локального холода будет поддерживаться какое-то время новыми частицами, что приведёт к турбулентности в атмосфере и понижению температуры над значительной территорией планеты. При этом, атмосферная вода, получив множественные центры кристаллизации, в виде частиц-пришельцев, выпадет в виде осадков и замёрзнет! (Этим можно объяснить быстрое образование 13-и метрового ледяного покрова).

Последовавший ледоход

Согласно летописи Феофана, эпицентр похолодания находился северо-восточнее Константинополя. Соответственно, весной вешние воды, растопившие 22м слой снега и льда, начали переполнять замкнутые бассейны Каспийского, Азовского и Чёрного морей. Этому способствовала резко наступившая жара.

Почти одна треть всей европейской суши (более 300 рек) принадлежит к водосборному бассейну Черного моря общей площадью 2,3 миллиона квадратных километров!

А сток всего один — Босфор!

Солёность Черного моря – 18 промилле (18 г морской соли в литре воды), что вдвое меньше, чем в соседнем Средиземном море, в Азовском (13 промилле). Средняя плотность морского льда 0,92 г/см³. С понижением температуры, когда большая часть рассола вымерзает, эффективная теплоемкость приближается к теплоемкости пресного льда [3]

Под воздействием потока тепла от воды, даже может наступить таяние льда с его нижней поверхности, несмотря на отрицательную температуру воздуха. Предельная толщина льда h_л, при которой приток тепла из моря равен оттоку тепла вверх, находится из уравнения (5), если в нем левую часть принять равной нулю. Тогда:

hл = Λ.(θ − То) / Фм

(5)

Λ - теплопроводность льда, при малой пористости равна 2,22 [Вт/(м.К)];
θ - температура плавления морского льда -2,3 [оС];
То - температура поверхности льда [оС];
Тс - температура поверхности снега [оС];
М - масса образовавшегося льда [кг];
Фм - поток тепла поступающего к льду из моря Фм [Вт/м2];
hс , λс - толщина и теплопроводность снега соответственно,
h - общая толщина льда со снежным покровом [м].

Очень сильное влияние на рост толщины льда оказывает находящийся на нем снег. Вычисленная по формуле (6) предельная толщина льда оказывается меньше, чем по формуле (5). Это вызвано тем, что температура поверхности льда под снегом выше, чем оголенного.

h = Λ.(θ − Тс) / (Фм (1 + Λ.hс / λс.hл))

(6)

И, поскольку испарение из-подо льда невозможно, количество воды в 22-метровом слое льда на территории (2/3 площади ЧМ) составило около 6,336 миллионов кубических километров. Учитывая, что самое узкое место Босфора всего 700 м и на три месяца, как минимум, перекрыто торосами льда. (Как видно из видео, высота торосов 5-15 слоёв льда). Поэтому образовавшаяся «пробка» в Босфоре вполне могла быть высотой 100 и более метров. При отсутствии испарения и стоков уровень Чёрного моря мог повыситься в момент ледохода на 10-25м, что неминуемо привело к затоплению равнинных областей Причерноморья, массовому разливу рек, и образованию значительного слоя глины и ила.

Метеоритный дождь

Как следует из летописи, в марте достигли Земли более тяжёлые, но менее скоростные частицы метеорного потока.

Слои магнитосферы нашей планеты выполняют роль «щита» для частиц и излучений.  Небесные тела, попадающие в атмосферу Земли под небольшим углом, «отскакивают» от неё, изменяя свою траекторию. Тела, преодолевшие первый рубеж обороны на высоте 100 км, начинают нагреваться от трения об атмосферу и просто-напросто горят, испаряясь. Однако, ряд небесных пришельцев настолько крупные, что не могут полностью сгореть в атмосфере и представляют серьёзную угрозу. Вот здесь-то, на высоте 50 км, и включается последняя линия «космической обороны». Наблюдения за падением метеоритов показывают, что чаще всего они внезапно разваливаются на подлёте к поверхности Земли на более мелкие куски, которые либо догорают в атмосфере, либо, если и падают, то причиняют намного меньший вред, чем причинил бы целый метеорит. Как же это работает? Дело в том, что планета Земля представляет собой огромный заряженный до полумиллиона вольт сферический конденсатор, с электрическим зарядом около 500 000 Кулон. Небесный пришелец, пролетая через атмосферу, оставляет за собой длинный хвост ионизированной плазмы, который является проводником. Приближаясь к поверхности Земли, метеорит накапливает значительный электрический потенциал. На высоте около 15 км происходит короткий разряд с огромной плотностью тока, протекание которого через падающий раскалённый метеорит вызывает «электровзрыв» в его теле. Появляется масса трещин и под действием огромных сил трения об атмосферу и проникновения внутрь холодного воздуха, метеорит, обычно, разлетается на несколько кусков (что и наблюдали в июле жители Причерноморья).

«Существует большой градиент между воздухом с высоким давлением перед метеороидом и разрежением позади него. В случае, если воздух проникает в поры метеороида, он изнутри разрывает его на части», это подтвердил Джей Милош в свой математической модели на примере Чебаркульского метеорита.

Чем больше масса метеорного тела, тем ярче он вспыхивает, но поверхности Земли достигают только крупные метеориты или их части, остальные полностью сгорают в атмосфере.

Весь вопрос в масштабе!

Очевидно, чем дольше наша планета пребывала в интенсивном метеорном потоке, тем большая территория была подвержена катастрофическим воздействиям холода. Всего внесено в базу данных Meteor Data Center более 700 метеорных потоков. И это только периодические потоки Солнечной системы!

Подавляющее большинство их выглядит красивым звездопадом, и не несёт никаких угроз человечеству, так как частицы потока полностью сгорают в атмосфере. Но, существует гипотеза, связывающая эпидемии гриппа с периодическими метеорными потоками, и уже доказана выживаемость некоторых бактерий в условиях открытого космоса.

Вероятно, резкие похолодания, вызванные метеорными потоками, повторялись неоднократно в истории человечества, и весь вопрос в их интенсивности! Скорее всего, гибель мамонтов и локальные похолодания, тоже имеют под собой похожую природу.

Если большой метеоритный поток попадает в атмосферу летом, то возникает резкое понижение температуры воздуха и появление множественных центров кристаллизации, которые могут стать причиной сильного града. Причём, метеоритный дождь из крупных частиц вполне может пройти и мимо Земли. В этом случае, люди заметят только комету, подсознательно связав с ней выпавшие на их головы несчастья в виде наводнения и неурожая!

Неслучайно, специалистов, изучающих погодные явления, называют метеорологами! Вероятно, изначально они наблюдали за метеоритами (от греческого выражения «та метеора» — предметы в воздухе), а потом стали изучать и другие атмосферные явления.

Таким образом, периодическое вторжение в атмосферу Земли сильных метеорных потоков, и связанные с ними похолодания и наводнения, могли послужить причиной многих катастроф. Слава Богу, эти события достаточно редки, но вероятны в будущем и, увы, пока не предотвратимы!

Уникальная комета 2024

В начале января 2023 года комету обнаружили наблюдатели китайской обсерватории Пурпурная Гора (“Цзыцзиньшань”), но, поскольку, подтверждения наблюдения объекта не последовало — комета перешла в разряд утерянных. В конце февраля эту же комету заметили наблюдатели Южно-Африканской обсерватории Сазерленд во время планового сканирования неба с целью обнаружения потенциально опасных для Земли объектов, одна из составляющих системы АТЛАС (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System).

Комета “Цзыцзиньшань – АТЛАС” относится к классу долгопериодических. Период её обращения составляет около 26 тысяч лет, движется она в направлении, противоположном по отношению к движению всех планет Солнечной системы. Из расчетов траектории понятно, что комета Земле напрямую не угрожает. Ближайшая к орбите нашей планеты точка кометной траектории расположена в 40 млн. км. Но даже, когда комета будет в ней, Земли поблизости не окажется.

Некоторые оценки предполагают, что диаметр ядра C/2023 A3 составляет около 15 км, что сопоставимо с ядром кометы Галлея. Это дает надежду, что наша хвостатая гостья не распадется при приближении к Солнцу, в отличие от кометы C/2012 S1 (ISON), чье 1-километровое ядро разрушилось во время перигелия в 2011 году. Другие астрономы предполагают, что размер ядра может быть между 20 и 40 км. И если это окажется правдой, нас ждет захватывающее небесное шоу осенью 2024 года!

Сейчас нас с кометой разделяет менее миллиарда километров. “Цзыцзиньшань – АТЛАС” уже достигла 6-й звездной величины и доступна для наблюдения. С апреля комета описывает петлю по созвездию Девы, потом заглянет в Весы, вернется в Деву, пересечет полностью это огромное созвездие, и к началу периода видимости в любительские телескопы окажется на границе созвездий Девы и Льва.

В первые дни сентября 2024 года комета “Цзыцзиньшань – АТЛАС” вступит в соединение с Солнцем, пройдя на 10° к югу от дневного светила. Блеск достигнет лишь 5^m, и увидеть комету будет невозможно. Но ко Дню Осеннего Равноденствия яркость кометы возрастет до 2^m, и она станет видна рядом с Меркурием. 27 сентября комета пройдет перигелий своей орбиты на расстоянии 0,39 астрономической единицы от Солнца. Находясь в 22° к западу от Солнца, комета достигнет блеска звезды Вега. В это утро, и вплоть до 1 октября, неподалеку от кометы будет виден серп старой Луны.

По расчетам института SETI, максимума своего видимого блеска комета достигнет 5-6 октября от 0,6 до -6,6 звездной величины, находясь в созвездии Девы. В первые дни октября комета заметно ускорится в видимом перемещении по небу, и 9 – 10 октября вновь вступит в соединение с Солнцем, пройдя в 3° к северу от него. В это время она не будет видна с Земли. Но 12-13 октября комета “Цзыцзиньшань – АТЛАС” предстанет перед нами во всей красе! В этот момент она окажется примерно посередине между Солнцем и Землёй и её хвост будет направлен в сторону нашей планеты. 16 октября комета вернется в созвездие Змеи, и будет располагаться заметно севернее Солнца, что улучшит её видимость. Блеск кометы несколько ослабнет. С середины до конца октября 2024 года будут те самые 2 недели, когда комета в северном полушарии Земли будет видна лучше всего. Она пройдет по южной части “Головы Змеи” и северной части созвездия Змееносца — это довольно удобная для наблюдения область неба. Блеск кометы за это время начнет убывать.

Орбита кометы C/2023 A3 (Цзыцзиньшань–ATLAS) очень близка к параболе. Причём, входила она во внутреннюю часть Солнечной системы по замкнутой эллиптической орбите, а покидать Солнечную систему будет по незамкнутой слабо гиперболической траектории.

Завораживает, что эта удивительная комета после гравитационного маневра вокруг Солнца навсегда покинет нашу систему, став межзвездной. Так что, не пропустите необычную «хвостатую гостью» неба, наслаждайтесь созерцанием этого уникального космического явления, яркие впечатления о котором вы всегда сможете поведать своим любознательным потомкам!

Источники:

1. Летопись Феофана Исповедника л. м. 6254, Р. Х. 754.
2. Появление кометы Галлея май 760г
3. Мера длины — локоть Византии (римская) 44,4 см,  Миля — 1480 м
4. Доронин Ю.П. / Физика океана
5. Метеорные потоки (рассказывает астроном Олег Малков)
6. Jakiel R. / Napoleon’s Comets / Sky & Telescope / 2017 May / P. 53
7. Может ли комета взорваться?
8. Кометы, которые угрожают человечеству
9. Комета Биэлы
10. C/2023 A3 (Цзыцзиньшань – АТЛАС) — большая комета 2024 года
11. Обзор ярких комет в 2024 году
12. Лучшая комета 2024 года