Bildkredit: USA: s energidepartement
Nästa gång en asteroid eller komet är på en kollisionskurs med Jorden kan du gå till en webbplats för att ta reda på om du har tid att avsluta lunch eller behöver hoppa i bilen och KÖRA.
University of Arizona forskare lanserar ett lättanvänt, webbaserat program som berättar hur kollisionen kommer att påverka din plats i världen genom att beräkna flera miljökonsekvenser av dess inverkan.
Från idag är programmet online på http://www.lpl.arizona.edu/impacteffects.
Du skriver in ditt avstånd från den förutsagda slagplatsen, storleken och typen av projektil (t.ex. is, sten eller järn) och annan information. Då beräknar Earth Impact Effects-programmet slagkrafter och kraterstorlek. Därefter sammanfattas termisk strålning, seismisk skakning, ejecta-deponering (där allt det flygande materialet kommer att landa) och luftblåsningseffekter på språk som icke-forskare förstår.
För dem som vill veta hur alla dessa beräkningar görs kommer webbsidan att innehålla "en beskrivning av vår algoritm, med citat till de vetenskapliga källorna som används," sade Robert Marcus, en UA-grundutbildare i UA / NASA Space Grant Program. Han diskuterade projektet nyligen vid det 35: e Lunar and Planetary Science Conference-mötet i Houston, Texas.
Marcus utvecklade webbplatsen i samarbete med planetariska vetenskapsregenter? Professor H. Jay Melosh och forskningsassistent Gareth Collins vid UA: s Lunar and Planetetary Laboratory.
Melosh är en ledande expert på kratskonsekvenser och en av de första forskarna som reportrar ropar när rykten om stora, jordskrävande föremål börjar cirkulera.
Reportrar och forskare vill båda veta samma sak: hur mycket skada en viss kollision skulle orsaka samhällen nära påverkningsplatsen.
Webbplatsen är värdefull för forskare eftersom de inte behöver spendera tid på att gräva upp ekvationer och data som behövs för att beräkna effekterna, sade Melosh. På liknande sätt gör informationen tillgänglig för reportrar och andra icke-forskare som inte vet hur man gör beräkningarna.
"Det verkade för oss att det här är något vi skulle kunna automatisera om vi kunde hitta någon mycket kapabel person som hjälper oss att bygga webbplatsen," sade Melosh.
Den personen visade sig vara Marcus, som har huvudämne inom datateknik och fysik. Han ansökte om att arbeta på projektet som en betald praktikant genom UA / NASA Space Grant Program.
Marcus byggde det webbaserade programmet kring fyra miljöeffekter. För att de förekommer är de:
1) Termisk strålning. En expanderande eldboll av searing ånga inträffar påverkan. Programmet beräknar hur denna eldkula kommer att expandera, när maximal strålning kommer att inträffa och hur mycket av eldklotet kommer att ses över horisonten.
Forskarna baserade sina strålningsberäkningar på information som finns i "Effekten av kärnvapen." Denna bok från 1977, av den amerikanska försvarsdepartementet och den amerikanska energidepartementet, beskriver "betydande forskning om vad olika grader av termisk strålning från sprängningar kommer att göra," noterade Melosh.
"Vi bestämmer på ett visst avstånd vilken typ av skada strålningen orsakar," sade Marcus. "Vi har beskrivningar som när gräs kommer att antändas, när plywood eller tidningar kommer att antändas, när människor kommer att drabbas av andra eller tredje grads brännskador."
2) Seismisk skakning. Påverkan genererar seismiska vågor som reser långt från påverkningsplatsen. Programmet använder jordbävningsdata från Kalifornien och beräknar storleken på Richters skala för påverkan. Medföljande text beskriver skakningsintensitet på det angivna avståndet från påverkningsplatsen med hjälp av en modifierad Mercalli-skala. Detta är en uppsättning av 12 beskrivningar som sträcker sig från "allmän förstörelse" till "endast mildt känt."
Anta nu att dinosaurierna hade detta program för 65 miljoner år sedan. De kunde ha använt den för att bestämma miljökonsekvenserna av den 15 kilometer långa asteroiden som krossade in i jorden och bildade Chicxulub-krateret.
Programmet skulle ha sagt till dem att förvänta sig seismisk skakning av storleken 10,2 på Richters skala. De skulle också ha upptäckt (antar att kontinenterna var uppradade som de är nu) att marken skulle skaka så våldsamt 1 000 kilometer bort i Houston att dinosaurier som bodde där skulle ha svårt att gå, eller till och med stå upp.
Om Chicxulub-kraterpåverkan inträffade idag skulle glas i Houston gå sönder. Murverk och gips skulle spricka. Träd och buskar skulle skaka, dammar skulle bilda vågor och bli grumliga av lera, sand och grusbanker skulle grotta i, och klockor i Houston skolor och kyrkor skulle ringa från marken skakar.
3) Ejecta deposition. Teamet använde en komplicerad ballistisk resetid-ekvation för att beräkna när och var skräp som blåstes ut ur slagkratern skulle regna ner på jorden. Sedan använde de data som samlats in från experimentella explosioner och mätningar av kratrar på månen för att beräkna hur djupt ejecta-filten skulle ligga vid och utanför slagkrattern.
De bestämde också hur stora ejecta-partiklarna skulle vara på olika avstånd från påverkan, baserat på observationer som Melosh och UA: s Christian J. Schaller publicerade tidigare när de analyserade ejecta på Venus.
OK, tillbaka till dinosaurierna. Houston skulle ha täckts av en 80,8 cm (32 tum) tjock filt av skräp, med partiklar i genomsnitt 2,8 mm (ungefär 1/8 tum) i storlek. De skulle ha kommit 8 minuter och 15 sekunder efter påverkan (vilket betyder att de kom dit på mer än 4 000 mph).
4) Luftsprängning. Påverkan ger också en chockvåg i atmosfären som per definition rör sig snabbare än ljudets hastighet. Chockvågen skapar intensivt lufttryck och kraftiga vindar, men minskar till ljudets hastighet medan det fortfarande ligger nära eldklotet, konstaterade Melosh. ”Vi översätter det sjunkande trycket i termer av decibel? från öra-och-lung-brottande ljud, till att vara lika hög som tung trafik, till att bara vara så högt som en viskning. ”
Programmet beräknar maximalt tryck och vindhastigheter baserat på testresultat från kärnkraftssprängningar före 1960-talet. Forskare vid dessa sprängningar uppförde tegelstrukturer på Nevada-testplatsen för att studera effekter på sprängvågor på byggnader. UA-teamet använde den informationen för att beskriva skador i form av att byggnader och broar kollapsade, bilar som kastades över av vind eller skogar som sprängdes.
Dinosaurier som bor i Houston skulle ha hört Chicxulub påverkan lika högt som tung trafik och gick i vindar med 30 km / h.
Originalkälla: UA News Release
