Зона поражения в зависимости от силы взрыва

Здесь мы рассмотрим поражающее действие взрыва в результате падения астероида (или по любой другой причине). Подробный анализ с аналогичными выводами см. в статье Пустныского.

Зона поражения растёт очень медленно с ростом силы взрыва, что верно как для астероидов, так и для сверхмощных атомных бомб. Хотя энергия воздействия падает пропорционально квадрату расстояния от эпицентра, при гигантском взрыве она падает гораздо быстрее, во-первых, из-за кривизны Земли, которая как бы защищает то, что находится за горизонтом (поэтому атомные взрывы наиболее эффективны в воздухе, а не на земле), а во-вторых, из-за того, что способность материи упруго передавать ударную волну ограничена неким пределом сверху, и вся энергия сверх того не передаётся, а превращается в тепло в районе эпицентра. Например, в океане не может возникнуть волна выше его глубины, а поскольку эпицентр взрыва точечный (в отличие от эпицентра обычного цунами, который представляет собой линию разлома), она затем будет убывать линейно в зависимости от расстояния. Избыточное тепло, образовавшееся при взрыве, или излучается в космос, или остаётся в виде озера расплавленного вещества в эпицентре. Солнце доставляет за сутки на Землю световую энергию порядка 1000 гигатонн (10 22
джоулей), поэтому роль теплового вклада сверхвзрыва в общую температуру Земли невелика. (С другой стороны, механизмом распространения тепла от взрыва будет скорее не движение потоков раскалённого воздуха, а выброшенные взрывом кубические километры осколков с массой, сопоставимой с массой самого астероида, но меньшей энергии, многие из которых будут иметь скорость, близкую к первой космической, и в силу этого лететь по баллистическим траекториям, как летят межконтинентальные ракеты. За час они достигнут всех уголков Земли, и хотя они, действуя как кинетическое оружие, поразят не каждую точку на поверхности, они выделят при своём входе в атмосферу огромные количества энергии, то есть прогреют атмосферу по всей площади Земли, возможно, до температуры возгорания дерева, что ещё более усугубит процесс.)

Мы можем ориентировочно считать, что зона разрушения растёт пропорционально корню 4 степени от силы взрыва (точные значения определяются военными эмпирически в результате испытаний и лежат между степенями 0,33 и 0,25, при этом зависят от сила взрыва, высоты, и т. д.). При этом каждая тонна массы метеорита даёт примерно 100 тонн тротилового эквивалента энергии — в зависимости от скорости столкновения, которая обычно составляет несколько десятков километров в секунду. (В этом случае каменный астероид в 1 куб. км. размером даст энергию в 300 Гигатонн. Плотность комет значительно меньше, но они могут рассыпаться в воздухе, усиливая удар, и, кроме того, движутся по крутым орбитам с гораздо большими скоростями.) Принимая, что радиус сплошного поражения от водородной бомбы в 1 мегатонну составляет 10 км, мы можем получить радиусы поражения для астероидов разных размеров, считая, что радиус поражения убывает пропорционально четвёртой степени сила взрыва. Например, для астероида в 1 куб. км это будет радиус в 230 км. Для астероида диаметром в 10 км это будет радиус в 1300 км. Для 100 км астероида это будет радиус поражения порядка 7000 км. Для того, чтобы этот радиус гарантированного поражения стал больше, чем половина широты Земли (20 000 км), то есть гарантированно покрывал всю Землю, астероид должен иметь размеры порядка 400 км. (Если считать, что радиус поражения растёт как корень третьей степени, то это будет диаметр уничтожающего всё астероида около 30 км. Реальное значение лежит между этими двумя цифрами (30-400 км), сюда же попадает и оценка Пустынского, выполненная им независимо: 60 км.)

Хотя данные вычисления крайне приблизительны, из них видно, что даже тот астероид, который связывают с вымиранием динозавров, вовсе не поразил всю территорию Земли, и даже не весь континент, где он упал. А вымирание, если и было связано с астероидом (сейчас считается, что там сложная структура причин), то было вызвано не самим ударом, а последующим эффектом — «астероидной зимой», связанной с переносом пыли атмосферой. Также столкновение с астероидом может вызывать электромагнитный импульс, как у атомной бомбы, за счёт быстрого движения плазмы. Кроме того, интересно задаться вопросом, не могут ли возникнуть термоядерные реакции при столкновении с кометой, если её скорость будет близка к максимально возможной около 100 км/сек (комета на встречном курсе, наихудший случай), так как в точке удара может возникнуть температура в миллионы градусов и огромное давление, как при имплозии в ядерной бомбе. И даже если вклад этих реакций в энергию взрыва будет мал, он может дать радиоактивное загрязнение.

Сильный взрыв создаст сильное химическое загрязнение всей атмосферы, хотя бы окислами азота, которые будут образовывать дожди из азотной кислоты. И сильный взрыв засорит атмосферу пылью, что создаст условия для ядерной зимы.

Из сказанного следует, что атомная сверхбомба была бы страшна не силой своего взрыва, а количеством радиоактивных осадков, которые бы она произвела. Кроме того, видно, что земная атмосфера выступает в качестве мощнейшего фактора распространения воздействий.

 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,113 сек. | 12.48 МБ