מחשב קטסטרופות: חישוב מקוון של תוצאות התנגשות אסטרואיד

אתר אינטרנט חדש של אוניברסיטת אריזונה מאפשר למבקרים בו לחשב תוצאות של התנגשות היפותטית על ידי הכנסת מידות ומרחק של סלע חללי, מרחק המבקר מאתר ההתנגשות ופרמטרים נוספים היוצרים את מתאר החורבן

ההיסטוריה של התנגשויות אסטרואידים עם כדה”א נשארת, בחלקה העיקרי, מיסתורין בעיני מדענים. הם אינם יכולים אפילו להגיע להסכמה אם סלע חלל ענקי פגע בחצי האי יוקטן, מקסיקו, לפני 65 מיליון שנה, והרג את כל הדינוזאורים. גם אסטרונומים לא יכולים לאמור מתי תתרחש ההתנגשות הקטסטרופלית הבאה. הם רק יודעים שזה יקרה במוקדם או במאוחר.

אבל עכשיו, כל אחד עם עניין חולף בגורל הפלנטה יכול להסיר חלק מהמסתורין בקשר לתוצאות של ההתנגשות הבאה. אתר אינטרנט חדש של אוניברסיטת אריזונה מאפשר למבקרים בו לחשב תוצאות של התנגשות היפותטית על ידי הכנסת מידות ומרחק של סלע חללי, מרחק המבקר מאתר ההתנגשות ופרמטרים נוספים היוצרים את מתאר החורבן.

אבל זהירות: הסרת המסתורין מזמנת רגעים של פחד וטרור בנוגע להיקף הבום-טרח, כדורי אש, שמים נופלים ורוחות אימתניות הנוצרות על ידי התנגשות ענקית.

התכוננו לפחד

מעצם היותי מציצן-משהו כשזה מגיע לאסונות טבע, לא יכולתי להתאפק מלהריץ כמה תרחישים דרך מחשב האסונות. אם תמשיך לקרוא, תזכור שהסיכויים להתנגשות רצינית שתתרחש באיזה שנה נמוכים מאד. אירוע-חורבן-ציביליזציה, אם הוא אפשרי, כמעט בטוח שלא יתרחש בתקופת חיינו (90 אחוז מכל האסטרואידים, גדולים וקרובים מספיק כדי לבצע את העבודה יימצאו בשנת 2008) ואפילו בלתי סביר מאד גם במילניום הבא.

אבל יש להודות שהשלכת סלעי-ענק וירטואליים על הפלנטה יש בה מידה של שעשוע, ובמקרה זה לפחות, יש לה יותר משמעות מדעית מאשר למשחק וידיאו ממוצע. התחלתי בהפלת אסטרואיד ברוחב 15 קילומטר – אומדן גודלו של החשוד בחיסול הדינוזאורים – על סן-פרנסיסקו.

התוצאות עבור איזור המפרץ לא טובות.

המכתש שנוצר, ברוחב של 181 קילומטר, מספר לנו הכל. כל המטרופולין בכללותו נעלם לפני שאתה מספיק לאמר היכן השארת את ליבך… (בסן-פרנסיסקו…). מה שלא מתכלה, זוכה לטלטלה רצינית על ידי רעידת אדמה בעוצמה של 10.2 בסולם ריכטר, הגדולה יותר מכל רעידות האדמה שתועדו בהיסטוריה. חום מכדור-אש לוהט יהפוך את רוב המדינה וחלקים ממדינות אחרות לטוסט.

הסוף המהיר של איזור מהפרץ עוד פחות חמור בהשוואה למה שיקרה לפניהם של תושבי לוס-אנג’לס.

בערך 10 שניות אחרי האימפקט, קרינה מכדור האש תחרוך את דרום קליפורניה, תצית בגדים ועץ לביד. בתוך שתי דקות האדמה מתחת להוליווד תתחיל לרעוד. מבני לבנים חלשים יתפוררו. תעלות השקיה מבטון יינזקו, מסגרות בתים שלא הוברגו כהלכה למסד יתפרקו. אפילו ענפי עצים יפלו. ורק אז יתחיל הבלגן.

דברים רעים קורים

שש דקות אחרי האימפקט, רוב האדמה שהייתה מתחת לסן פרנסיסקו תגביה עוף לעבר האטמוספירה ותתחיל ליפול על העיר לוס-אנג’לס (וכמובן לכל עבר). בסופו של דבר, שמיכה עבה של חומר-פלט (ejecta) בעומק של 5.5 מטר תתמקם לה מסביב לל”א. בתוך חצי שעה מהאימפקט הקוסמי, תנשב רוח במהירות 107 קמ”ש (30 מטרים לשניה) שתפיץ לכל עבר מה שנשאר מלוס אנג’לס.

“אם אתה קרוב לאתר של התנגשות גדולה, דברים רעים קורים” אמר Jay Melosh, מומחה למכתשי-אימפקט, באוניברסיטת אריזונה. מלוש מפקח על פיתוח תכנת המחשב. זה אמור לעזור הלאה למדענים ולעיתונאים שבאים לדווח על סכנות פגיעת אסטרואידים. “יכולנו להוסיף נתונים גרועים יותר, אבל זה התחיל להיות זוועתי”, הוא אמר לספייס.קום.

המשכתי עם תרחישי-האסון לחוף המערבי וחציתי את הארץ עד דנבר, שם בערך שליש הדרך מכוסה ב-ejecta בעובי רגל עם רוחות במהירות 35 קמ”ש. מתושבי ניו-יורק נחסכת המהומה הרבה עד כי הם יכולים לשבת בנוחיות ולצפות באסון מעל האקרנים. (במידה שתצלומי וידיאו זמינים בכלל). בכל זאת, בערך 13 דקות אחרי הפגיעה, חלונות ודלתות ישקשקו במזרח. אחרי 21 דקות בערך, עיי-חורבות שנורו מתוך המכתש הגדול ביותר בכדה”א, יתחילו ליפול כגשם על המזרח, כדי ליצור שמיכה (שכבה) של חצי אינץ’ על פני העיר. כשלוש וחצי שעות לאחר מכן רוח במהירות של כ-13 קמ”ש תגיע.

עצם בגודל של האובייקט אשר כפי הנראה מחה את הדינוזאורים – (מספר חוקרים אינם משוכנעים שזו הייתה הסיבה היחידה) – נדיר ביותר, והוא פוגע בכדור הארץ, אולי רק פעם ב-300 מיליון שנה.

נכון לעכשיו לא ידוע על שום אסטרואיד הנמצא במסלול התנגשות עם כדה”א. ומומחים מסכימים שאחד בגודל כזה יגיע, כמעט בטוח, בטווח התרעה של עשורים או מאות שנים, בהיותם קלים לזיהוי ואיתור לפני שייהפכו לאיום ממשי. עד אז, מקווים המומחים, יפותחו שיטות להסיט מדרכו ולהרוס אסטרואיד כזה.

תרחיש יותר הגיוני

אבל מה בקשר למשהו בגודל האסטרואיד שיצר את מכתש המטאור באריזונה? החור הזה באדמה, בגודל 180 מטרים, עכשיו פופולרי לתיירות, התרחש לפני פחות מ-50.000 שנה ונוצר על ידי סלע-חלל כל כך קטן עד כי אם יגיע אחד נוסף כמוהו לכדה”א, הוא יפגע בנו לפני שיצליחו לאתר אותו.

ה”עבריין” מאריזונה היה בסה”כ ברוחב 20 מטר. אבל במקום אבן שבירה היא הייתה עשוייה ברובה מברזל. דוגמאות המקושרות לתכנה המקוונת של תוצאות האימפקט מראות כיצד לפרט את החומר היותר הרסני הזה. סלע בגודל זה (הגם שאיננו דחוס כל כך) אמור לפגוע בכדה”א פעם ב-158 שנים, בממוצע.

שכפלתי את נתוני מכתש המטאור בניו-ארק, ניו-ג’רזי, 16 קילומטרים ממנהטן בקו-אוירי. מיקום, כמובן, הוא הכל. מכתש ברוחב קרוב לקילומטר וחצי נחפר בניו-ג’רזי. רעידת אדמה מתונה בעוצמה 4.7 הרעידה את האיזור. ניו-יורק כבר סבלה מרעידות אדמה כאלה בעבר במידה רבה. שום פלט-אדמה (ejecta) לא פגע במנהטן, והרוחות הגיעו למהירות בלתי משמעותית של כ-6 קמ”ש.

אז הגדלתי את גורם הסיכון – אסטרואיד בגודל שני מגרשי פוטבול, הגם שהוא באופן טבעי בתצורת אבן, הוא סיפור אחר. זה פתח מכתש בניו-ג’רזי ברוחב של 3.4 קילומטר. רעידת האדמה שנוצרה הייתה בעוצמה 6.4 – מספיק בשביל להבהיל עד מוות את מתכנני אמצעי החירום בעיר. סלע בגודל כזה פוגע בארץ כל 14.000 שנה.

רק הערכות

מלוש פיתח את התכנה יחד עם חוקר-עמית, Gareth Collins וסטודנט ללימודי הסמכה, Robert Marcus. מלוש אמר שהתכנה מתבררת כמועילה למדענים אשר אחרת היו צריכים לפלס דרכם בחישובים מסורבלים וסבוכים כדי ליצור תרחיש פגיעה למחקריהם.

חשוב לציין שמה שקורה למעשה כאשר אסטרואיד פוגע באדמה לא ממש ידוע, בגלל שהמדענים למעשה לא היו עדים לשום התרחשות אימפקט באיזה דרגה שהיא. אבל הם השתמשו במודלים ממוחשבים כדי לגלות תוצאות אימפקט סבירות, ויש להם גם כמה מכתשים לחקור בכדה”א.

חוקרים מניחים שהדף החום שייווצר על ידי התנגשות קוסמית יהיה דומה לפיצוץ גרעיני. בהערכתו את תוצאות הקרינה התרמית, הצוות של מלוש מסתמך על פרסום משנת 1977, “ההשפעה של נשק גרעיני”, של משרד ההגנה של ארה”ב ומשרד האנרגיה.

“אנו קובעים, במרחק נתון, איזה סוג של נזק גורמת הקרינה”, אמר מרקוס, אשר ביצע את רוב הפיתוח של התכנה. “יש לנו תיאור של מתי העשב יבער, מתי עץ לביד או עיתונים יבערו ומתי בני אדם יסבלו מכוויות דרגה שניה ושלישית”.

עבור חיזוי רעידות אדמה החוקרים מלקטים נתונים מרעידות אדמה אקטואליות בקליפורניה והידע של התרבות ותפוצת רעידות האדמה כמו גלי קול דרך הפלנטה. האפקטים הגלובליים של פגיעת אסטרואיד יותר קשים לחיזוי. מדענים רבים חושבים שאימפקטים גדולים יותר, יטילו כמויות גדולות של אבק לעבר האטמוספירה, שיגרמו חורף עולמי שיימשך חודשים או שנים. מלוש ספקן לגבי האבק.

“פצצות גרעין עשויות להרים אבק שכבר נמצא שם, אבל לא עשויות ליצור אותו”, מלוש אמר. הוא סבור שרוב החומר הנורה אל על ניתך ואחר כך מתקשה למצב של כדורים זעירים ומיקרוסקופיים. “רוב האיג’קטה נופלת מטה בתוך שעה”. הוא מכנה את היצירה המסיבית של האבק “מיתוס תקשורתי”.

ויש עוד

התכנה לא מכילה את כל התשובות והרבה נשאר בחוץ. מלוש רצה שלתכנה יהיה שימוש פרקטי והוא פתוח להצעות לשיפור.

פרטים חשובים לאימפקט – איך האסטרואיד חודר דרך האטמוספירה לאדמה – מפושטים. ואפקט אחד לפחות לא נלקח בחשבון: הצונאמי (מונע אסטרואיד) הנגרם מפגיעה באוקיינוס (שני שליש משטח כדור הארץ מכוסים מים). בנוסף, תוצאות קלט-משתמש אינן מזכירות שמהירות הרוח לא יכולה להעיף עצים הקבורים מתחת לאיג’קטה, וגם לא אם העצים כבר נשרפו והתכלו.

שינויים ושיפורים גדולים וקטנים של התכנה עשויים להתבסס על קלט של מדענים אחרים, אמר מלוש. ובשבועות הקרובים, צוותו יפרסם מידע רקע המסביר את החישובים המסובכים מאחרי התכנה.

תכנת ה”אימפקט אפקט”
לידיעה בספייס.קום

רוברט רוי בריט. תרגם: אלי בן דוד