Meteor, który 15 lutego 2013 roku eksplodował niedaleko Czelabińska był dla nas „dzwonkiem alarmowym”, jak powiadamiają naukowcy z Uniwersytetu Davis w Kalifornii, którzy uczestniczyli w analizowaniu zjawiska. Praca na ten temat została opublikowana 7 listopada 2013 roku w czasopiśmie „Science” przez międzynarodowy zespół badaczy.

Artykuł napisała Justyna Kuczkowska.

„Jeśli ludzie nie chcą podążyć drogą dinozaurów, muszą przestudiować to wydarzenie w szczegółach”, powiedział Qing Zhu Yin, profesor w Katedrze Nauk o Ziemi i Planet w UC Davis.

W Czelabińsku spadł największy meteoryt od czasu Katastrofy Tunguskiej w 1908 roku, a współczesna technologia: od kamer zwyczajnych ludzi do zaawansowanych technik laboratoryjnych, dostarczyła niezwykłej możliwości zanalizowania tego zjawiska.

Zespół był prowadzony przez Olgę Popową z Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie oraz przez Petera Jenniskensa pracującego w NASA i SETI Institute, a w pracach brało udział 57 innych naukowców z dziewięciu krajów.

„Naszym celem było zrozumienie wszystkich okoliczności, które tego dnia doprowadziły do powstania fali uderzeniowej i konieczności hospitalizacji ponad 1200 osób” – powiedział Jenniskens. Eksplozja miała równowartość około 600 tysięcy ton trotylu, 150 razy więcej niż uderzenie meteorytu Mill Sutter'a w Kalifornii w 2012 roku.

Dzięki analizie kątów, pod jakimi wykonane zostały nagrania ognistej kuli zespół wyliczył, że meteoroid wszedł w ziemską atmosferę z prędkością nieco ponad 19 kilometrów na sekundę, trochę większą niż wcześniej informowano.

Modelowanie spadku meteorytu wskazało, że zderzenie było spowodowane przez pojedynczy, 20-metrowy fragment skały, która rozpadła się na wysokości 30 kilometrów (meteoroid jest oryginalnym obiektem, natomiast meteor to „spadająca gwiazda”, meteoryt zaś to kamień, który pozostał po upadku).

NASA/JSC

Ziarna żelaza otaczają brzeg stopionej „żyłki szoku”. Żyłki te są słabymi fragmentami meteorytu, wzdłuż których może się rozpaść.

Jasność meteoru była największa na wysokości 29,7 km, kiedy doszło do eksplozji. Dla pobliskich obserwatorów na krótko wydawał się jaśniejszy niż Słońce i spowodował u niektórych poważne oparzenia słoneczne.

Zespół szacuje się, że około trzy czwarte meteoroidu odparowało w tym momencie. Większość pozostałej części została zamieniona w pył, a tylko niewielka część (4000 do 6000 kg, czyli mniej niż 0,05%) spadła na ziemię jako meteoryty. Chmura pyłu była tak gorąca, że świeciła pomarańczowym blaskiem. Największy fragment o masie około 650 kg został w październiku wydobyty z dna jeziora Czerbakul przez zespół z Uralskiego Uniwersytetu Federalnego pod kierownictwem profesora Wiktora Grochowskiego.

Fale uderzeniowe pochodzące od nadziemnych wybuchów powybijały szyby w oknach, a nawet przewracały ludzi. Popowa i Jenniskens odwiedzili ponad 50 miejscowości w okolicy i okazało się, że fale uderzeniowe spowodowały straty w promieniu 90 km. Zespół wykazał, że kształt uszkodzonego obszaru można wyjaśnić na podstawie faktu, że energia oddawana była na różnych wysokościach.

Obiekt rozpadł się na wysokości 30 kilometrów przez ogromny nacisk atmosfery, do której dostał się z dużą prędkością. Rozpad był prawdopodobnie ułatwiony przez obfite „żyłki szoku”, które przechodzą przez skałę, a powstały miliony lat temu przez zderzenia z innymi obiektami i osłabiły strukturę skały.

Przeprowadzone zostały chemiczna i izotopowa analiza składu meteorytu, zmierzone zostały jego własności magnetyczne oraz wykonana została rentgenowska tomografia komputerowa. Po połączeniu wszystkich wyników udało się potwierdzić, że meteoryt w Czelabińsku był chondrytem zwyczajnym mającym 4,5 miliarda lat, który przeżył swoje ostatnie zderzenie 115 milionów lat po powstaniu Układu Słonecznego. Nastąpiło to o wiele później niż w przypadku innych znanych chondrytów tego typu.

Science/AAAS

Główna część meteorytu Czelabińsk w Państwowym Muzeum Historii Lokalnej, wkrótce po odzyskaniu z jeziora Czerbakul.   Autor zdjęcia: Andriej Jarancew.

Jenniskens obliczył, że obiekt może pochodzić z rodziny planetoidy Flora w pasie planetoid, ale fragment, który uderzył w powierzchnię Ziemi w pobliżu Czelabińska, najwyraźniej nie został rozbity w pasie planetoid. Naukowcy z Uniwersytetu w Tokio i Uniwersytetu Waseda w Japonii odkryli, że skała była narażona na promieniowanie kosmiczne tylko przez około 1,2 miliona lat, niezwykle krótko, jak na skałę pochodzącą z rodziny Flora.

Jenniskens spekuluje, że Czelabińsk należał do większego „stosu gruzu”, pochodzącego z planetoidy która rozpadła 1,2 miliona lat temu w wyniku prawdopodobnie bliskiego spotkania z Ziemią. Reszta tych gruzów może być jeszcze w pobliżu jako część populacji planetoid bliskich Ziemi, jak powiedział Jenniskens.

Naukowcy zauważają, że duże uderzenia meteorytów, jak Katastrofa Tunguska lub ten z Czelabińska, występują częściej niż myślimy. Na przykład, cztery tony materiału wydobyto po deszczu meteorytów w Jilin, w Chinach, w 1976 roku. „Czelabińsk posłuży jako unikalny punkt kalibracjny dla naszych przyszłych badań uderzeń meteorytów wysokiej energii”, powiedział Yin. „Potrzebna jest technologia wczesnego wykrywania tych obiektów”. Urządzenia takie jak Large Synoptic Survey Telescope są obecnie opracowywane przez międzynarodowy zespół kierowany przez profesora fizyki UC Davis J. Anthony'ego Tysona.