Un invierno de impacto es un período hipotético de clima frío prolongado debido al impacto de un gran asteroide o cometa en la superficie de la Tierra . Si un asteroide golpeara tierra o un cuerpo de agua poco profundo, expulsaría una enorme cantidad de polvo, cenizas y otros materiales a la atmósfera , bloqueando la radiación del Sol . Esto haría que la temperatura global descendiera drásticamente. [1] [2]Si un asteroide o cometa con un diámetro de aproximadamente 5 km (3,1 millas) o más chocara en una gran masa de agua profunda o explotara antes de golpear la superficie, todavía habría una enorme cantidad de escombros expulsados a la atmósfera. [1] [2] [3] Se ha propuesto que un invierno de impacto podría conducir a una extinción masiva , acabando con muchas de las especies existentes en el mundo. El evento de extinción del Cretácico-Paleógeno probablemente implicó un invierno de impacto y condujo a la extinción masiva de la mayoría de los tetrápodos que pesaban más de 25 kilogramos (55 libras). [4]
Posibilidad de impacto
Cada año, la Tierra es golpeada por meteoroides de 5 m (16 pies) de diámetro que provocan una explosión a 50 km (31 millas) sobre la superficie con la potencia equivalente a un kilotón de TNT. [5] La Tierra es golpeada todos los días por un meteoro de menos de 5 m (16 pies) de diámetro, que se desintegra antes de llegar a la superficie. Los meteoros que llegan a la superficie tienden a golpear áreas despobladas y no causan daño. Es más probable que un humano muera en un incendio, una inundación u otro desastre natural que a causa del impacto de un asteroide o un cometa. [1] Otro estudio en 1994 encontró una probabilidad de 1 en 10,000 de que la Tierra sea golpeada por un gran asteroide o cometa con un diámetro de aproximadamente 2 km (1.2 millas) durante el próximo siglo. Este objeto sería capaz de alterar la ecosfera y mataría a una gran fracción de la población mundial. [1] Uno de esos objetos, el asteroide 1950 DA , tiene actualmente un 0,005% de posibilidades de colisionar con la Tierra en el año 2880, [6] aunque cuando se descubrió por primera vez la probabilidad era del 0,3%. [5] La probabilidad disminuye a medida que las órbitas se refinan con mediciones adicionales.
Además, hay más de 300 cometas de período corto que pasan cerca de planetas más grandes, como Saturno y Júpiter , que pueden cambiar la trayectoria y potencialmente ponerlos en una órbita que cruza la Tierra. Esto también podría suceder para los cometas de período largo, pero la probabilidad es mayor para los cometas de período corto. La posibilidad de que estos impacten directamente a la Tierra es mucho menor que el impacto de un objeto cercano a la Tierra (NEO). Victor Clube y Bill Napier apoyan una teoría controvertida de que un cometa de período corto en una órbita que cruza la Tierra no necesita impactar para ser peligroso, ya que podría desintegrarse y causar un velo de polvo con posibilidades de un escenario de " invierno nuclear " a largo plazo. enfriamiento global que dura miles de años (que consideran similar en probabilidad a un impacto de 1 km). [5] [7] [8] [9] [10] [11]
Factores de impacto necesarios
La Tierra experimenta un aluvión interminable de escombros cósmicos. Las partículas pequeñas se queman al entrar en la atmósfera y son visibles como meteoros . Muchos de ellos pasan desapercibidos para la persona promedio, aunque no todos se queman antes de llegar a la superficie de la Tierra. Aquellos que golpean la superficie se conocen como meteoritos . [3] Por lo tanto, no todos los objetos que golpean la Tierra causarán un evento de nivel de extinción o incluso causarán un daño real. Los objetos liberan la mayor parte de su energía cinética en la atmósfera y explotarán si experimentan una columna de atmósfera mayor o igual a su masa . [1] Los impactos del tamaño de la extinción en la Tierra ocurren aproximadamente cada 100 millones de años. [2] [3] [12] Aunque los eventos de extinción ocurren muy raramente, los proyectiles grandes pueden causar daños severos. [1] [12] Esta sección discutirá la naturaleza de los peligros que plantean los proyectiles en función de su tamaño y composición.
Tamaño
Un gran asteroide o cometa podría chocar con la superficie de la Tierra con la fuerza de cientos a miles de veces la fuerza de todas las bombas nucleares en la Tierra. [3] Por ejemplo, se ha propuesto que el impacto del límite K / T provocó la extinción de todos los dinosaurios no aviares hace 66 millones de años. Las primeras estimaciones del tamaño de este asteroide lo sitúan en unos 10 km (6,2 millas) de diámetro. Esto significa que golpeó con casi una fuerza de 100.000.000 TM (418 ZJ). [13] Eso es más de seis mil millones de veces mayor que el rendimiento de la bomba atómica (16 kilotones, 67 TJ) que se lanzó sobre Hiroshima durante la Segunda Guerra Mundial. Este impactador excavó el cráter Chicxulub que tiene 180 km (110 millas) de diámetro. Con un objeto de este tamaño, el polvo y los escombros aún serían expulsados a la atmósfera incluso si golpeara el océano, que tiene solo 4 km (2,5 millas) de profundidad. [2] Un asteroide , meteoro o cometa permanecería intacto a través de la atmósfera en virtud de su gran masa. Sin embargo, un objeto de menos de 3 km (1,9 millas) tendría que tener una fuerte composición de hierro para romper la atmósfera inferior : la troposfera o los niveles inferiores de la estratosfera . [1]
Composición
Hay tres tipos de composición diferentes para un asteroide o cometa: metálico , pedregoso y helado . La composición del objeto determina si llegará o no a la superficie de la Tierra en una sola pieza, se desintegrará antes de romper la atmósfera o se romperá y explotará justo antes de llegar a la superficie. [1] [3] Un objeto metálico tiende a estar compuesto de aleaciones de hierro y níquel . [1] Estos objetos metálicos son los más propensos a impactar la superficie porque resisten mejor las tensiones del aplastamiento y fragmentación inducidos por la presión del ariete durante la desaceleración en la atmósfera . [1] Los objetos pedregosos, como los meteoritos condríticos, tienden a arder, romperse o explotar antes de salir de la atmósfera superior. Aquellos que llegan a la superficie necesitan una energía mínima de aproximadamente 10 MT o aproximadamente 50 m (160 pies) de diámetro para romper la atmósfera inferior (esto es para un objeto pedregoso que golpea a 20 km / s). Los objetos porosos parecidos a cometas están formados por silicatos de baja densidad , compuestos orgánicos , hielo, volátiles y, a menudo, se queman en la atmósfera superior debido a su baja densidad aparente (≤1 g / cm 3 ). [1]
Posibles mecanismos
Aunque los asteroides y cometas que impactan la Tierra golpean con una fuerza explosiva muchas veces mayor que la de un volcán , los mecanismos de un invierno de impacto son similares a los que ocurren después de un invierno volcánico inducido por una mega erupción volcánica . En este escenario, cantidades masivas de escombros inyectados en la atmósfera bloquearían parte de la radiación solar durante un período prolongado de tiempo y reducirían la temperatura global media hasta en 20 ° C después de un año. [2] Los dos mecanismos principales que podrían conducir a un invierno de impacto son la eyección masiva de regolito y múltiples tormentas de fuego .
Eyección masiva de regolito
En un estudio realizado por Curt Covey et al., Se encontró que un asteroide de aproximadamente 10 km (6.2 mi) de diámetro con la fuerza explosiva de aproximadamente 10 8 TM podría enviar hacia arriba aproximadamente 2.5x10 15 kg de partículas de aerosol de 1 µm de tamaño. en la atmósfera . Cualquier cosa más grande volvería rápidamente a la superficie. [2] Estas partículas luego se esparcirían por la atmósfera y absorberían o refractarían la luz solar antes de que pueda llegar a la superficie, enfriando el planeta de manera similar al aerosol sulfuroso que se eleva desde un megavolcán , produciendo un oscurecimiento global profundo . [2] [14] Esto se alega polémicamente que ocurrió después de la erupción de Toba .
Estas partículas de roca pulverizada permanecerían en la atmósfera hasta la deposición seca y, debido a su tamaño, también actuarían como núcleos de condensación de nubes y serían arrastradas por la deposición / precipitación húmeda , pero incluso entonces, alrededor del 15% de la radiación solar podría no ser así. llegar a la superficie. [ ¿por qué? ] Después de los primeros 20 días, la temperatura de la tierra podría descender rápidamente, alrededor de 13 ° C. Después de aproximadamente un año, la temperatura podría rebotar alrededor de 6 ° C, pero en ese momento alrededor de un tercio del hemisferio norte podría estar cubierto. soy lindo. [2]
Sin embargo, este efecto podría mitigarse en gran medida, incluso revertirse, mediante la liberación de enormes cantidades de vapor de agua y dióxido de carbono causada por el pulso de calor global inicial después del impacto. Si el asteroide golpeara un océano (que sería el caso con la mayoría de los eventos de impacto), el vapor de agua formaría la mayor parte de cualquier materia expulsada y probablemente resultaría en un efecto invernadero importante y un aumento neto de temperatura. [ cita requerida ]
Si el evento de impacto es lo suficientemente enérgico, puede causar una pluma del manto (vulcanismo) en el punto antípoda (el lado opuesto del mundo). [15] Este vulcanismo por sí solo podría crear un invierno volcánico , independientemente de los otros efectos del impacto.
Varias tormentas de fuego
En combinación con los escombros iniciales expulsados a la atmósfera , si el impactador es extremadamente grande (3 km (1,9 millas) o más), como el impactador de límite K / T (estimado 10 km (6,2 millas)), podría producirse la ignición de múltiples tormentas de fuego , posiblemente con un alcance global en cada bosque denso y, por lo tanto, propenso a tormentas de fuego. Estos incendios de leña pueden liberar cantidades suficientes de vapor de agua, cenizas, hollín, alquitrán y dióxido de carbono a la atmósfera para perturbar el clima por sí mismos y hacer que la nube de polvo de roca pulverizada que bloquea el sol dure más tiempo. Alternativamente, podría hacer que dure mucho más tiempo, ya que habría más vapor de agua para que las partículas de aerosol rocosas formen núcleos de condensación de nubes . Si hace que la nube de polvo dure más tiempo, prolongaría el tiempo de enfriamiento de la Tierra, posiblemente provocando la formación de capas de hielo más gruesas. [2] [14]
Eventos pasados
En 2016, un proyecto de perforación científica perforó profundamente el anillo de pico del cráter de impacto de Chicxulub para obtener muestras de núcleos de roca del impacto en sí. Este cráter es uno de los cráteres de impacto más conocidos y fue el impacto responsable de la extinción de los dinosaurios .
Se consideró que los descubrimientos confirmaban las teorías actuales relacionadas tanto con el impacto del cráter como con sus efectos. Confirmaron que la roca que comprende el anillo pico había sido sometida a inmensas presiones y fuerzas, y había sido derretida por un calor inmenso y sacudida por una inmensa presión desde su estado habitual a su forma actual en solo minutos. El hecho de que el anillo del pico estuviera hecho de granito también fue significativo, ya que el granito no es una roca que se encuentre en los depósitos del fondo del mar, se origina mucho más profundamente en la tierra y había sido expulsado a la superficie por las inmensas presiones del impacto. El yeso , una roca que contiene sulfato que suele estar presente en el lecho marino poco profundo de la región, se había eliminado casi por completo y, por lo tanto, debió haber sido casi completamente vaporizado y entró a la atmósfera, y que el evento fue seguido inmediatamente por un enorme megatsunami (un movimiento masivo de las aguas del mar) suficiente para depositar la capa de arena más grande conocida separada por tamaño de grano directamente sobre el anillo del pico.
Estos respaldan firmemente la hipótesis de que el impactador era lo suficientemente grande como para crear un anillo de pico de 120 millas, expulsar granito fundido desde las profundidades de la tierra, crear movimientos de agua colosales y expulsar una inmensa cantidad de roca vaporizada y sulfatos a la atmósfera, donde habría persistido durante mucho tiempo. Esta dispersión global de polvo y sulfatos habría provocado un efecto repentino y catastrófico en el clima mundial al provocar grandes descensos de temperatura, devastando la cadena alimentaria . [16] [17]
Impacto en los humanos
Un invierno de impacto tendría un efecto devastador en los humanos, así como en las otras especies de la Tierra. Con la radiación del sol severamente disminuida, las primeras especies en morir serían las plantas y los animales que sobreviven mediante el proceso de fotosíntesis . Esta falta de alimentos conduciría en última instancia a otras extinciones masivas de otros animales que se encuentran más arriba en la cadena alimentaria y posiblemente provocaría la muerte de hasta el 25% de la población humana. [5] Dependiendo de la ubicación y el tamaño del impacto inicial, el costo de los esfuerzos de limpieza podría ser tan alto como para causar una crisis económica a los sobrevivientes. [18] Estos factores harían que la vida en la Tierra, para los humanos, fuera extremadamente difícil.
Agricultura
Con la atmósfera de la Tierra llena de polvo y otros materiales, la radiación del sol sería refractada y dispersada al espacio y absorbida por estos escombros. El primer efecto en la Tierra, después de la onda expansiva y las posibles tormentas de fuego múltiples , sería la muerte de la mayoría, si no de todas, las formas de vida fotosintéticas de la Tierra. Aquellos en el océano que sobreviven posiblemente quedarían inactivos hasta que el sol saliera de nuevo. [2] [5] Aquellos en tierra posiblemente podrían mantenerse vivos en microclimas subterráneos , siendo un ejemplo de ello las cuevas de aragonito de Zbrašov . Los invernaderos en complejos subterráneos con centrales eléctricas de energía fósil o nuclear podrían posiblemente mantener encendidas las lámparas de crecimiento de luz solar artificial hasta que la atmósfera comience a aclararse. Mientras tanto, aquellos afuera que no murieron por la falta de luz solar probablemente morirían o permanecerían inactivos por el frío extremo del invierno de impacto. Esta muerte de plantas podría conducir a un largo período de hambruna si suficientes personas sobrevivieran a la ola explosiva inicial y daría lugar a un aumento de los costos de los alimentos en los países subdesarrollados solo unos meses después de las primeras malas cosechas. Los países desarrollados no sufrirían hambrunas a menos que el evento de enfriamiento durara más de un año, debido a las mayores reservas de alimentos enlatados y granos en estos países. Sin embargo, si el impactador fuera de tamaño similar al impactador de límite K / T, es posible que las pérdidas agrícolas no se compensen con importaciones al hemisferio norte desde el hemisferio sur o viceversa. [5] [18] La única forma de evitar pasar hambre sería que cada país amasase al menos un año de alimentos para su gente. No muchos países tienen esto; los niveles medios de existencias de cereales en el mundo son sólo alrededor del 30% de la producción anual. [5] [19]
Ciencias económicas
El costo de limpieza después del impacto de un asteroide o cometa costaría miles de millones a billones de dólares, dependiendo de la ubicación afectada. [18] [19] Un impacto en la ciudad de Nueva York (la decimosexta ciudad más poblada del mundo) podría costar miles de millones de dólares en pérdidas financieras y el sector financiero (es decir, el mercado de valores ) podría tardar años en recuperarse. [18] Sin embargo, la probabilidad de un impacto tan naturalmente dirigido específicamente sería extremadamente baja.
Supervivencia
Al 20 de febrero de 2018[actualizar], se conocen 17.841 objetos cercanos a la Tierra . Se conocen 8.059 objetos potencialmente peligrosos; miden más de 140 m (460 pies) y pueden acercarse a la Tierra a menos de 20 veces la distancia a la Luna . [5] Se han descubierto 888 NEA mayores de 1 km, [20] o el 96,5% de un total estimado de alrededor de 920. [21]
Ver también
- Estrategias de deflexión de asteroides
- Base de datos de impacto terrestre
- Evento de impacto
- Lista de asteroides notables
- Asteroides cercanos a la Tierra
- Objetos cercanos a la Tierra
- Invierno nuclear
Referencias
- ^ a b c d e f g h i j k CHAPMAN, CR; MORRISON, D. (1994), "Impactos en la Tierra por asteroides y cometas - Evaluación del peligro" (PDF) , Nature , 367 (6458): 33–40, Bibcode : 1994 Natur.367 ... 33C , doi : 10.1038 / 367033a0 , S2CID 4305299
- ^ a b c d e f g h yo j MACCRACKEN, MC; Covey, C .; Thompson, SL; Weissman, PR (1994), "Efectos climáticos globales del polvo atmosférico del impacto de un asteroide o cometa en la Tierra", Cambio planetario y global , 9 (3–4): 263–273, Bibcode : 1994GPC ..... 9. .263C , doi : 10.1016 / 0921-8181 (94) 90020-5
- ^ a b c d e Lewis, John S. (1997), Lluvia de hierro y hielo: la amenaza real del bombardeo de cometas y asteroides , Helix Books, ISBN 978-0-201-48950-7
- ^ Muench, David; Muench, Marc; Gilders, Michelle A. (2000). Fuerzas primarias . Portland, Oregon: Editorial del Centro de Artes Gráficas. pag. 20. ISBN 978-1-55868-522-2.
- ^ a b c d e f g h Engvild, Kjeld C. (2003), "Una revisión de los riesgos del enfriamiento global repentino y sus efectos en la agricultura", Meteorología agrícola y forestal , 115 (3–4): 127–137, Bibcode : 2003AgFM..115 .. 127E , doi : 10.1016 / s0168-1923 (02) 00253-8
- ^ "Tabla de riesgo centinela" . Oficina del Programa de Objetos Cercanos a la Tierra de NASA / JPL. 9 de diciembre de 2014. Archivado desde el original el 31 de diciembre de 2014 . Consultado el 10 de diciembre de 2014 .
- ^ Burns, Philip. "Clube y Napier: catastrofismo coherente (resumen con muchas citas)" .
- ^ "¿Fue un cometa gigante el responsable de una catástrofe en América del Norte en el 11.000 a. C.?" . Science Daily . 1 de abril de 2010 . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
- ^ Roach, John (7 de abril de 2010). "Cometa" Ducha "Mamíferos muertos de la Edad de Hielo?" . National Geographic . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
- ^ Hecht, John (2 de abril de 2010). "¿Un enjambre de cometas golpeó América hace 13.000 años?" . Nuevo científico . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
- ^ Jenniskens, Petrus Matheus Marie (2006). Lluvias de meteoritos y sus cometas padres . Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 455. ISBN 978-0521853491.
- ^ a b Covey, C; Morrison, D .; Toon, OB; Turco, RP; Zahnle, K. (1997), "Environmental Perturbations Caused By the Impacts of Asteroids and Comets", Reviews of Geophysics , 35 (1): 41–78, Bibcode : 1997RvGeo..35 ... 41T , doi : 10.1029 / 96rg03038
- ^ Álvarez, LW; Álvarez, W .; Asaro, F .; Michel, HV (1980). "Causa extraterrestre de la extinción Cretácico-Terciario". Ciencia . 208 (4448): 1095-1108. Código Bibliográfico : 1980Sci ... 208.1095A . CiteSeerX 10.1.1.126.8496 . doi : 10.1126 / science.208.4448.1095 . PMID 17783054 . S2CID 16017767 .
- ^ a b Bains, KH; Ianov, BA; Ocampo, AC; Pope, KO (1994), "Impact Winter and the Cretácico-Terciario Extinctions - Results Of A Chicxulub Asteroid Impact Model", Earth and Planetary Science Letters , 128 (3-4): 719-725, Bibcode : 1994E & PSL.128 .. 719P , doi : 10.1016 / 0012-821x (94) 90186-4 , PMID 11539442
- ^ Hagstrum, Jonathan T. (2005). "Puntos calientes antípodas y catástrofes bipolares: ¿Fueron los impactos oceánicos de grandes cuerpos la causa?" (PDF) . Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 236 (1–2): 13–27. Bibcode : 2005E y PSL.236 ... 13H . doi : 10.1016 / j.epsl.2005.02.020 .
- ^ "Actualizado: la perforación del cráter de impacto que mata a los dinosaurios explica colinas circulares enterradas" . 2016-05-03.
- ^ Fleur, San Nicolás (17 de noviembre de 2016). "Perforando en el cráter de Chicxulub, Zona Cero de la Extinción de Dinosaurios" . The New York Times .
- ^ a b c d Bobrowsky, Peter T .; Rickman, Hans (2007), Impactos de cometas / asteroides y sociedad humana: un enfoque interdisciplinario , Springer, Bibcode : 2007caih.book ..... B , ISBN 978-3-540-32711-0
- ^ a b Lewis, John S. (2000), Peligros de impacto de cometas y asteroides en una Tierra poblada: Modelado por computadora , Academic Press , ISBN 978-0-12-446760-6
- ^ "Estadísticas de descubrimiento - Totales acumulados" . NASA / JPL CNEOS. 5 de febrero de 2018 . Consultado el 8 de febrero de 2018 .
- ^ Matt Williams (20 de octubre de 2017). "¡Buenas noticias para todos! Hay menos asteroides mortales sin descubrir de lo que pensábamos" . Universe Today . Consultado el 14 de noviembre de 2017 .
enlaces externos
- Historia de Geotimes sobre el impacto de Chicxulub y la posibilidad de un impacto de invierno
- Programa de objetos cercanos a la Tierra de la NASA