علوم پایه، فیزیک ۹۲ بازدید

شاید بارها شنیده باشید که در تاریخی نزدیک، شهاب سنگی به زمین برخورد خواهد کرد و زندگی بر روی زمین دچار تغییرات زیادی خواهد شد. هر بار با شنیدن این خبرها دچار استرس می‌شوید و با خود فکر می‌کنید «این‌ بار به طور حتم برخوردی صورت می‌گیرد و زندگی بر روی این کره خاکی غیر ممکن می‌شود». در این مطلب در مورد برخورد شهاب سنگ به زمین و اثرات آن صحبت می‌کنیم. در ابتدا، در مورد اتفاق‌های پس از برخورد صحبت خواهیم کرد. سپس، تاریخچه برخورد شهاب سنگ‌های مختلف در نقاط مختلف زمین را بیان می‌کنیم.

فهرست مطالب این نوشته

برخورد شهاب سنگ به زمین

برخورد شهاب سنگ به زمین هنگامی رخ می‌دهد که جسمی یخی، سنگی و فلزی (به طور معمول فلز آهن) که به دور خورشید می‌چرخد، پس از عبور از جو زمین به سطح آن برخورد کند. برخوردهای بزرگ‌تر چاله‌هایی با دهانه بزرگ بر روی سطح زمین ایجاد می‌کنند. هر چه برخورد انجام شده بزرگ‌تر باشد، تغییرات جهانی زیادی در جو رخ می‌دهند.

شهاب سنگ ها اطلاعات و سرنخ‌های زیادی در مورد ترکیب، سن و تاریخچه منظومه شمسی به ستاره‌شناسان می‌دهند. تعداد زیادی از شهاب سنگ ها کوچک و از نظر اندازه قابل مقایسه با سنگ‌ریزه‌های روی زمین هستند. بنابراین، اثر بسیار کمی بر روی جو زمین دارند.

برخورد شهاب‌ سنگ‌ های بزرگ، بسیار نادر است، اما فرضیه‌ای بسیار قوی در مورد برخورد شهاب‌ سنگ بسیار بزرگی به زمین وجود دارد. بر طبق این فرضیه، در حدود ۶۶ میلیون سال قبل در نقطه‌ای بر روی زمین به نام «یوکاتان پنینسولا» (Yucatan Peninsula) در مکزیک، شهاب سنگ بسیار بزرگی برخورد کرد. این برخورد منجر به نابودی و انقراض بسیاری از گونه‌های گیاهی و جانوری مانند دایناسورها (به‌ جز اجداد پرندگان زنده) شد.

قبل از آن‌که در مورد اثرهای برخورد شهاب سنگ بر روی سیستم آب و هوایی و جو زمین بیشتر صحبت کنیم، کمی در مورد برخورد آن به سطح زمین و گودالی که ممکن است در اثر این برخورد ایجاد شود به زبان ساده و سپس کمی پیشرفته‌تر، صحبت خواهیم کرد.

فیلم آموزشی مرتبط

فیزیک برخورد شهاب سنگ به زمین

شهاب‌ سنگ ها اندازه‌ها و شکل‌های مختلفی دارند. تعدادی از آن‌ها بزرگ‌تر و در نتیجه سنگین‌تر هستند. شکل و اندازه گودال‌هایی که پس از برخورد شهاب سنگ ها به سطح زمین ایجاد می‌شوند، رابطه مستقیمی با شکل و اندازه شهاب سنگ ها دارد. در ابتدا، برای درک بهتر این موضوع، آزمایش بسیار ساده‌ای را انجام می‌دهیم.

به تصویر زیر دقت کنید. در حدود ۱۵ هزار سال قبل، شهاب سنگی به صحرا آریزونای شمالی برخورد کرد و گودال بسیار بزرگی را بر روی سطح زمین ایجاد کرد.

برخورد شهاب سنگ به زمین در آریزونا

هنگامی که شهاب سنگی به سطح زمین برخورد می‌کند، سبب ایجاد حفره یا گودال خواهد شد. به طور حتم، در دوران کودکی با تیله‌های رنگی و زیبا با اندازه‌های مختلف بازی کرده‌اید. فرض کنید تیله را محکم بر روی سرامیک‌های کف خانه پرتاب می‌کنید، چه اتفاقی می‌افتد؟ دو حالت ممکن است رخ دهد:

  1. تیله بدون آسیب دیدن و آسیب رساندن به سمت بالا پرتاب شود.
  2. تیله پس از آسیب رساندن به سرامیک‌های سطح و کمی آسیب دیدن، به سمت بالا پرتاب خواهد شد.

آیا می‌دانید دو حالت فوق چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند؟ در حالت نخست تیله تا ارتفاع بیشتری بالا می‌آید. به این نکته توجه داشته باشید که سطح سرامیک سفت است، بنابراین تیله پس از برخورد به آن به سمت بالا برمی‌گردد. اگر تیله را بر روی سطح نرمی مانند ساحل دریا پرتاب کنیم چه اتفاقی می‌افتد؟ در این حالت، تیله چند سانتی‌متر در شن‌های ساحل فرو می‌رود و سپس متوقف می‌شود. پس از برداشتن تیله از داخل شن‌های ساحل، خواهیم دید که حفره کوچکی در اثر فرو رفتن تیله ایجاد شده است.

اکنون به آزمایش ساده زیر توجه کنید. برای انجام این آزمایش به وسیله‌های زیر نیاز داریم:

  • توپ با اندازه و جرم‌های مختلف (مانند توپ گلف یا تنیس و توپ پینگ‌پنگ‌)
  • ظرف با اندازه بزرگ
  • آرد
  • سیستم پرتاب‌کننده توپ

تصویر زیر سیستم پرتاب‌کننده توپ را نشان می‌دهد.

پرتاب توپ

ظرف موردنظر را بر روی میز قرار می‌دهیم و مقداری آرد، کف آن می‌ریزیم تا جایی که لایه‌ای به اندازه ۵ سانتی‌متر تشکیل شود. سپس، سطح آرد را با لایه نازکی از پودر کاکائو می‌پوشانیم. اکنون اثر برخورد توپ‌های مختلف بر روی سطح ساخته شده را بررسی می‌کنیم. کدام‌یک از توپ‌ها اثر بیشتری ایجاد خواهد کرد؟ کدام‌یک از آن‌ها سنگین‌تر است؟ در ابتدا، برخورد توپ پینگ‌پنگ را با توپ گلف بررسی می‌کنیم. حجم و اندازه این دو توپ با یکدیگر یکسان است، اما جرم و وزن آن‌ها با یکدیگر فرق دارد. این دو توپ از ارتفاع یکسانی بالای ظرف رها می‌شوند. پس از برخورد آن‌ها به لایه آرد و کاکائو، توپ گلف تا ارتفاع بسیار کمی به سمت بالا برمی‌گردد و پس از تکرار چندباره این کار، متوقف می‌شود.

آزمایش برخورد شهاب سنگ به زمین ۱

همان گونه که در تصویر فوق دیده می‌شود، دو توپ پس از برخورد به داخل ظرف، مقدار زیادی از محتویات داخل ظرف را (آرد و کاکائو) به بیرون و اطراف پرتاب می‌کنند. در نتیجه، نخستین نکته‌ای که در ذهن جرقه خواهد زد آن است که پس از برخورد شهاب سنگ به زمین، مقدار زیادی گرد و غبار ایجاد می‌شود. در تصویر زیر، دو توپ پس از برخورد نشان داده شده‌اند.

آزمایش برخورد شهاب سنگ به زمین ۲

کدام یک از این توپ‌ها حفره عمیق‌تری را ایجاد کرده‌اند؟ آیا عمق حفره‌های ایجاد شده به وزن توپ‌ها وابسته است؟

آزمایش برخورد شهاب سنگ به زمین ۳

در حالت اول، توپ‌ها از حالت سکون و از ارتفاع یکسانی رها شدند، در نتیجه با سرعت یکسانی به سطح برخورد کردند. اما برخورد با سرعت‌های مختلف چگونه است؟ برای این کار از سیستم پرتاب‌کننده توپ استفاده می‌کنیم. با استفاده از این پرتاب‌کننده که تفنگی برای تنظیم سرعت اولیه دارد، گلوله‌های کوچک با سرعت‌ اولیه‌های متفاوتی پرتاب خواهند شد. هر چه ضامن تفنگ عقب‌تر باشد، سرعت اولیه توپ بیشتر خواهد بود. در ادامه، به‌جای استفاده از توپ‌ تنیس یا گلف، از گلوله‌های فولادی استفاده شده است.

ظرف حاوی آرد و پودر کاکائو را بر روی زمین قرار می‌دهیم و با استفاده از دستگاه پرتاب‌کننده، گلوله‌ها را با سرعت‌های اولیه متفاوتی پرتاب می‌کنیم. سرعت گلوله ۱ را بر روی $$v_1$$ و سرعت گلوله ۲ را بر روی $$v_2$$ تنظیم می‌کنیم. سرعت گلوله ۲ بیشتر از سرعت گلوله ۱ است. پس از پرتاب گلوله ۱، حفره عمیقی در ظرف ایجاد می‌شود.

آزمایش برخورد شهاب سنگ به زمین ۴

همان گونه که در تصویر فوق مشاهده می‌کنید، حفره‌ای عمیق ایجاد شده است. همچنین، برخلاف حالت قبل که پس از پرتابِ توپ‌ها، مقدار زیادی آرد به اطراف پخش شد، گلوله ۱ بدون پخش آرد به اطراف، حفره را ایجاد کرده است. در ادامه، تفنگ تنظیم سرعت سیستم پرتاب‌کننده را در بالاترین سرعت قرار می‌دهیم و گلوله را پرتاب می‌کنیم. چه اتفاقی می‌افتد؟ سرعت گلوله به‌ قدری زیاد است که منجر به شکستن کف ظرف شیشه‌ای می‌شود.

آزمایش برخورد شهاب سنگ به زمین ۵

در تمام مرحله‌های فوق، توپ‌ها یا گلوله‌ها به صورت عمودی با سطح آرد برخورد کردند. آیا شهاب‌ سنگ ها همواره به صورت عمودی به زمین برخورد می‌کنند؟ خیر. برای داشتن درک بهتری از چگونگی برخورد شهاب سنگ به زمین، نحوه برخورد گلوله‌ها به سطح آرد را تغییر می‌دهیم. در ابتدا، دستگاه تنظیم‌کننده سرعت را در کمترین سرعت ممکن قرار می‌دهیم و گلوله را با زاویه مشخصی پرتاب می‌کنیم.

آزمایش برخورد شهاب سنگ به زمین ۶

همان گونه که در تصویر فوق دیده می‌شود، عمق حفره ایجاد شده کم‌تر و دهانه آن کمی بزرگ‌تر است. همچنین، مقدار کمی آرد به اطراف پخش شده است. اکنون، سرعت را در بالاترین مقدار قرار می‌دهیم و بدون تغییر دادن زاویه، گلوله را پرتاب می‌کنیم. حفره‌های ایجاد شده چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟ به تصویر زیر دقت کنید. گلوله‌ای که با سرعت بیشتری به سطح آرد برخورد کرده، حفره‌ای عمیق‌تر با دهانه بزرگ‌تری ساخته است. اما، کف ظرف شیشه‌ای را پس از برخورد به آن می‌شکند.

آزمایش برخورد شهاب سنگ به زمین ۷

اما سوال مهمی که ممکن است مطرح شود آن است که چرا شهاب سنگ ها پس از برخورد به سطح زمین، گودال‌های عمیق با شکل‌های گوناگونی ایجاد می‌کنند؟ کلمه کلیدی در ‌این‌جا برخورد است. در فیزیک برخورد به چه معنا است و اگر دو جسم با یکدیگر برخورد کنند چه اتفاقی خواهد افتاد؟ برای داشتن درک بهتری از مفهوم برخورد و نزدیک بودن آن با برخورد شهاب سنگ به زمین، برخورد گلوله‌ای فلزی بر روی شن را در نظر می‌گیریم.

مثال افتادن گلوله‌ای فلزی بر روی شن

این مثال بسیار شبیه افتادن گلوله فلزی در ظرف محتوی آرد است. همان گونه که دیدیم، گلوله پس از افتادن بر روی لایه آرد تا ارتفاع مشخصی در آن فرو می‌رود و سپس متوقف می‌شود. اکنون این مثال را با جزییات بیشتری حل می‌کنیم.

گلوله فلزی با جرم ۴/۱ گرم از ارتفاعی برابر ۲ متر بر روی سطح شنی پرتاب می‌شود. گلوله تا عمق مشخصی برابر ۲۷ میلی‌متر در شن‌ فرو می‌رود و متوقف می‌شود. مقدار نیروی متوسطی که شن بر گلوله وارد می‌کند را به‌دست آورید.

پاسخ: قبل از حل مثال، توجه به چند نکته و رابطه مهم است. گلوله از ارتفاع مشخصی رها شده است. رها شدن به معنای سرعت اولیه صفر است. در نتیجه، انرژی جنبشی اولیه گلوله برابر صفر خواهد بود. در مورد انرژی پتانسیل اولیه چه می‌توان گفت؟ گلوله از ارتفاع ۲ متری سطح شنی رها شده است، بنابراین، انرژی پتانسیل اولیه آن برابر mgh است. مسیر حرکت گلوله را به دو قسمت تقسیم می‌کنیم.

  1. لحظه رها شدن تا برخورد به سطح شنی
  2. لحظه برخورد به سطح شنی تا فرو رفتن در آن و توقف کامل

در قسمت اول مثال، از نیروهای اتلافی مانند نیروی مقاومت هوا چشم‌پوشی می‌کنیم. بنابراین، با استفاده از قانون پایستگی انرژی، سرعت برخورد گلوله به سطح شنی را به‌دست می‌آوریم:

انرژی جنبشی اولیه + انرژی پتانسیل اولیه = انرژی جنبشی به هنگام برخورد با سطح شنی + انرژی پتانسیل به هنگام برخورد با سطح شنی

$$mgh = \frac{1}{2} \ mv^2 \\ v = \sqrt{2gh} =
\sqrt{2\times 9.8 \ \frac{m}{s^2} \times 2 \ m} =
6.3 \ \frac{m}{s}$$

گلوله با سرعت ۶/۳ متر بر ثانیه به سطح شنی برخورد و در آن فرو می‌رود. اکنون مدت زمانی که گلوله در شن تا توقف کامل فرو می‌رود را به‌دست می‌آوریم.

$$t = \frac{s}{v}= \frac{27 \times 10^{-3} \ m}
{6.3 \ \frac{m}{s}} = 4.3 \times 10^{-3} \ s$$

در پایان، نیروی متوسط وارد شده از طرف شن بر گلوله را محاسبه می‌کنیم. برای این کار از تکانه لحظه‌ای استفاده می‌کنیم. تکانه لحظه‌ای به صورت حاصل‌ضرب نیروی متوسط در مدت زمان وارد شدن این نیرو، تعریف می‌شود.

$$F_{avg} \triangle t = m \triangle v \\ F_{avg} \triangle t
= m(v_f – v_i) \\ F_{avg} = \frac{m(v_f – v_i)}{\triangle t
}\\ F_{avg} = \frac{4.1\times10^{-3} \times ( 0 –
6.3 \ \frac{m}{s})}{4.3 \times 10^{-3}} = – \ 6.0 \ N$$

بزرگی نیروی متوسطی که شن بر گلوله وارد می‌کند برابر ۶/۰ نیوتن است. علامت منفی بدان معنا است که نیروی متوسط در جهت بالا و در خلاف جهت گلوله بر آن وارد می‌شود.

این مثال شباهت زیادی به برخورد شهاب سنگ به زمین دارد. اکنون برخورد شهاب سنگ را با دقت به فیزیک آن، بررسی می‌کنیم.

فیلم آموزشی مرتبط

پس از برخورد شهاب سنگ به زمین چه اتفاقی می افتد؟

هنگامی که جسم بزرگی به سطح زمین برخورد می‌کند، سنگ‌های محل برخورد تغییر شکل می‌دهد و قسمتی از آن‌ها به جو زمین پرتاب می‌شوند. این برخورد منجر به فرورفتگی کاسه‌ای شکل با لبه برجسته خواهد شد که به آن دهانه برخوردی گفته می‌شود. اندازه دهانه ایجاد شده به عامل‌هایی مانند اندازه، سرعت شهاب سنگ و زاویه برخورد آن با سطح زمین، بستگی دارد.

شار و اندازه شهاب سنگ

شار شهاب سنگ برابر جرم کل اجرام فرازمینی است که به زمین برخورد می‌کنند. در حال حاضر، این جرم برابر $$10^7$$ تا $$10^9$$ کیلوگرم در سال است. بیشتر این مواد، اجسامی به اندازه گرد و غبار به‌نام ریز شهاب‌ها هستند. فرکانسی که در آن شهاب سنگ ها با اندازه‌های مختلف به زمین برخورد می‌کنند به اندازه اجسام بستگی دارد. این وابستگی در تصویر زیر نشان داده شده است. همان‌ گونه که در این تصویر مشاهده می‌شود، هر چه اندازه شهاب سنگی بزرگ‌تر باشد، با احتمال کمتری به سطح زمین برخورد خواهد کرد.

اندازه شهاب سنگ ها وبرخورد آن ها به زمین

تعداد برخوردهای شهاب سنگ های بزرگ‌تر به سطح زمین کمتر است. شهاب سنگی با اندازه‌ای برابر ۲ یا ۳ سانتی‌متر یا بزرگ‌تر در مسیر خود به سمت زمین و به هنگام عبور از جو زمین، تنها کمی ذوب یا تبخیر می‌شود و بنابراین به سطح زمین برخورد خواهد کرد.

برخورد اجسامی با اندازه‌های بزرگ‌تر از یک کیلومتر به زمین منجر به فاجعه خواهد شد. برخورد شهاب‌ سنگ هایی با این اندازه به سطح زمین بسیار نادر است. در واقع، این برخورد در هر میلیون سال یک‌بار رخ می‌دهد. برخورد شهاب سنگ‌ هایی با اندازه های بیشتر از ۱۰ کیلومتر هر ۱۰۰ میلیون سال یک‌بار رخ می‌دهد.

سرعت و انرژی آزاد شده شهاب سنگ ها

سرعت‌ برخورد شهاب سنگ های کوچک به سطح زمین برابر ۴ تا ۴۰ کیلومتر در ثانیه است. سرعت شهاب سنگ های بزرگ‌تر به هنگام عبور از جو زمین و وارد شدن نیروی اصطکاک به آن‌ها، تغییر محسوسی نخواهد کرد. بنابراین، با سرعت بالایی به سطح زمین برخورد می‌کنند. بر طبق محاسبات انجام شده، شهاب سنگی با قطر ۳۰ متر، وزنی برابر ۳۰۰۰۰۰ تن و سرعتی برابر ۱۵ کیلومتر بر ثانیه، انرژی برابر ۲۰ میلیون تن TNT آزاد می‌کند.

شهاب سنگ مشابهی در حدود ۴۹۰۰۰ سال قبل به آریزونا در آمریکا برخورد کرد و گودالی به قطر ۱۲۰۰ متر و عمق ۲۰۰ متر بر جا گذاشت. مقدار انرژی آزاد شده پس از برخورد، به اندازه شهاب سنگ و سرعت برخورد آن بستگی دارد:

$$E = \frac{1}{2} m v^2$$

در رابطه فوق، E انرژی، m جرم شهاب سنگ (به اندازه و چگالی آن بستگی دارد) و v سرعت حرکت آن است. قطر شهاب سنگی که در حدود ۶۹ میلیون سال قبل به زمین برخورد کرد و منجر به انقراض دایناسورها شد، در حدود ۱۸۰ کیلومتر تخمین زده شده است و انرژی آزاد شده پس از برخورد این شهاب سنگ برابر ۱۰۰ میلیون مگاتن TNT تخمین زده شده است. انرژی لازم برای ایجاد زمستان هسته‌ای در زمین برابر ۸۰۰۰ مگاتن برآورد می‌شود.

سطوح گودال ها

به سطح ماه نگاه کنید. شهاب سنگ های زیادی در طول سالیان متمادی به سطح ماه برخورد کرده‌اند و سطح آن را شکل داده‌اند.آیا زمین به اندازه ماه در معرض برخورد شهاب سنگ ها و اجرام فرازمینی قرار دارد؟ بله. شهاب سنگ ها با احتمال بیشتری به سطح زمین برخورد می‌کنند، زیرا اندازه زمین نسبت به ماه بزرگ‌تر و مقدار جاذبه آن از ماه بیشتر است. اما سطح زمین شبیه ماه نیست، زیرا سطح آن به‌ دلیل فرآیندهایی مانند خوردگی، پیوسته تغییر می‌کند. بنابراین، تنها گودال‌های قابل مشاهده بر روی زمین، بسیار جوان یا بسیار بزرگ هستند یا بر روی منطقه‌های قاره‌ای پایدار رخ می‌دهند که در معرض فرآیندهای اصلاح سطحی شدید قرار نگرفته‌اند. در حال حاضر، در حدود ۲۰۰ گودال که بر اثر برخورد شهاب سنگ ها به سطح زمین ایجاد شده‌اند، شناسایی شده است.

شکل و مکانیک گودال های ایجاد شده

پس از برخورد شهاب سنگ به زمین، گودالی در محل برخورد ایجاد خواهد شد. اندازه و عمق گودال به سرعت و جرم شهاب سنگ بستگی دارد. آیا تاکنون به شکل گودال‌های ایجاد شده پس از برخورد شهاب سنگ به زمین دقت کرده‌اید؟ به تصویر زیر دقت کنید. گودال ایجاد شده دارای دهانه بسیار بزرگی است و در قسمت مرکز کمی برآمده است.

گودال ایجاد شده

هنگامی که شهاب‌ سنگی با اندازه دلخواه وارد جو زمین می‌شود، برخورد اولیه آن با جو، سبب فشرده شدن اتمسفر و ایجاد موج ضربه‌ای و انتقال این موج در هوا خواهد شد. گرمای ایجاد شده در اثر اصطکاک، منجر به گرم شدن و درخشش جسم می‌شود. همچنین، ذوب و تبخیر شدن قسمت‌های بیرونی جسم آغاز خواهد شد. اما اگر جسم به اندازه کافی بزرگ باشد، تمام آن ذوب نمی‌شود و قسمت بیشتری از جسم در هنگام برخورد به سطح زمین در حالت جامد باقی می‌ماند.

برخورد شهاب سنگ های بزرک هرگز توسط انسان‌، مشاهده نشده است. بیشتر دانش انسان امروزه در مورد برخورد شهاب سنگ به زمین با انجام آزمایش‌های مقیاس‌بندی شده حاصل شده است. هنگامی که جسم جامدی با سرعت بسیار زیاد به سطح زمین برخورد می‌کند، سنگ‌ها را به منظور تشکیل گودال فشرده خواهد کرد. پس از برخورد، آبشاری از سنگ‌های خرد شده و گرد و غبار وارد جو زمین می‌شوند. به این مواد، مواد بیرون ریخته می‌گویند.

پس از برخورد، موج ضربه‌ای ایجاد می‌شود. این موج ضربه‌ای به سمت سنگ‌های لایه‌های زیرین حرکت خواهد کرد. این سنگ‌ها به تکه‌های کوچک‌تر تبدیل و سبب تشکیل برش می‌شوند. قسمتی از مواد بیرون ریخته بسیار داغ هستند و تبخیر می‌شوند. گرمای تولید شده پس از برخورد می‌تواند به‌قدری زیاد باشد که منجر به ذوب شدن سنگ‌ها در محل برخورد شود.

موج ضربه‌ای ایجاد شده پس از برخورد در ابتدا به صورت موج فشاری حرکت می‌کند (موج نوع P)، اما پس از عبور از موج فشاری، یک موج انبساطی به سمت سطح حرکت خواهد کرد. در اثر این حرکت، کف گودال به سمت بالا می‌آید. همچنین، سنگ‌های اطراف لبه گودال ممکن است به سمت بالا خم شوند. سنگ‌های اطراف گودال نیز ممکن است به شکل گسل در بیایند و منجر به بزرگ شدن دهانه شوند.

پس از برخورد شهاب سنگ چه اتفاقی می افتد

مواد بیرون ریخته به سطح زمین بازمی‌گردند و سطحی از این مواد در نزدیکی دهانه گودال تشکیل خواهد شد. این سطح در نزدیکی لبه ضخیم است و هر چه از لبه گودال دورتر می‌شویم، از ضخامت آن کاسته می‌شود. سنگ‌هایی که در لایه‌های زیرین گودال قرار گرفته‌اند و در اثر برخورد ذوب نشده‌اند، به‌شدت تغییر شکل می‌دهند. تمام اتفاق‌های ذکر شده در مدت زمان بسیار کوتاهی بین ۲ تا ۳ دقیقه رخ خواهند داد.

برخورد شهاب سنگ به زمین و انقراض دسته جمعی

برخورد شهاب سنگی با اندازه‌ای بزرگ‌تر از حدود یک کیلومتر به زمین در تمام سطح زمین احساس خواهد شد. برخورد شهاب سنگ های کوچک‌تر، همانند اثرهای فوران آتشفشانی، منجر به تخریب زیست‌بوم در نزدیکی محل برخورد می‌شود. اما برخورد شهاب سنگ های بزرگ‌تر می‌تواند اثر جهانی داشته باشد و بر زندگی بر روی سطح زمین تاثیر بگذارد. در ادامه، در مورد اثرهای برخورد و چگونگی انقراض گونه‌های مختلف بر روی سطح زمین صحبت خواهیم کرد.

برخورد شهاب سنگ به زمین

اثرهای منطقه ای و جهانی

انسان امروزی در مورد اثرهای ناشی از برخورد شهاب‌ سنگ هایی با اندازه‌های بزرگ‌تر از یک کیلومتر به زمین، اطلاعات و دانش کافی ندارد. اما با استفاده از محاسبات و شبیه‌سازی‌های دقیق و انجام آزمایش‌های گوناگون می‌توان اثرهای ایجاد شده پس از برخورد شهاب سنگ‌ های بزرگ را تخمین زد:

  • زمین‌لرزه‌های سهمگین تا بزرگی ۱۳ ریشتر رخ خواهند داد. پس‌لرز‌ه‌های بسیار بزرگ پس از هر زمین‌لرزه منجر به تخریب بسیاری از قسمت‌های زمین می‌شوند.
  • مقدار زیادی گرد و غبار وارد جو زمین خواهد شد. این گرد و غبار از رسیدن نور خورشید به زمین جلوگیری می‌کند. پس از گذشت چندین ماه، گرد و غبار بر روی سطح زمین می‌نشیند. در نتیجه، نور خورشید ماه‌ها به سطح زمین نمی‌رسد. اگر نور خورشید به زمین نرسد چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ زمین وارد فاز تاریکی ممتد می‌شود و دما در سراسر جهان افت چشم‌گیری می‌کند و پدیده‌ای شبیه زمستان هسته‌ای رخ می‌دهد. همچنین، نرسیدن نور خورشید به زمین منجر به کاهش فتوسنتز گیاهان خواهد شد. از آنجایی که فتوسنتز گیاهان یکی از بخش‌های اصلی زنجیره غذایی است، تمام زیست‌بوها از بین می‌روند.
  • گفتیم در اثر برخورد شهاب سنگ به زمین مقدار زیادی گرما تولید می‌شود که این گرمای تولید شده سبب تبخیر یا ذوب سنگ‌های محل برخورد خواهد شد. دود ناشی از تبخیر یا ذوب سنگ‌ها مانع دیگری از رسیدن نور خورشید به زمین است.
  • اگر شهاب سنگ به‌جای خشکی به اقیانوس یا دریا برخورد کند، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ در اثر این اتفاق، آب دریا یا اقیانوس به طور ناگهانی تبخیر و مقدار زیادی بخار تولید می‌شود. بخار آب و گاز دی‌اکسید‌کربن به مدت زیادی در جو زمین باقی می‌مانند. حتی پس از اتمام گرد و غبار در جو، این دو گاز باقی خواهند ماند. این گازهای گلخانه‌ای نور خورشید را پراکنده می‌کنند و منجر به گرمایش زمین می‌شوند. بنابراین، پس از زمستان جهانی، گرمایش جهانی برای سال‌های متمادی پس از برخورد، رخ می‌دهد.
  • گفتیم پس از برخورد شهاب سنگ به زمین، موج ضربه‌ای تولید می‌شود. در اثر این موج ضربه‌ای، مقدار زیادی اکسیدهای نیتروژن در اثر ترکیب نیتروژن و اکسیژن در جو زمین، تولید می‌شوند. این اکسیدهای نیتروژن با آب موجود در جو ترکیب می‌شوند و نیتریک اسید تولید خواهد شد. نیتریک اسید تولید شده به صورت باران اسیدی بر روی سطح زمین می‌بارد. در نتیجه، آب‌های سطحی اسیدی می‌شوند.
انقراض دایناسورها

انقراض دسته جمعی

اگر به تاریخچه جهان و زمین نگاهی بیندازیم، گونه‌ها و جانداران بسیاری پس از گذشت سالیان طولانی و زندگی بر روی سطح زمین، منقرض شده‌اند و جز فسیل اثر دیگری از آن‌ها بر روی زمین باقی نمانده است. دلیل‌های زیادی برای انقراض دسته‌جمعی گونه‌های مختلف بر روی سطح زمین وجود دارند:

  • فوران‌های آتشفشانی بزرگ
  • تغییرات شرایط آب‌وهوایی
  • تغییر سطح دریا
  • برخورد شهاب سنگ به زمین

در حالی‌که نظریه انقراض دسته‌جمعی در اثر برخورد شهاب‌ سنگ به زمین توسط بسیاری از دانشمندان پذیرفته شده است، هنوز جنجال‌ زیادی در میان دانشمندان وجود دارد. در اینجا، فرض می‌کنیم که برخورد شهاب سنگ به زمین با احتمال زیادی منجر به انقراض دسته‌جمعی حداقل گونه‌ای از جانداران بر روی سطح زمین شده است. انقراض‌های بزرگ عبارت هستند از:

  • انتهای دوره سوم، در حدود ۱/۶ میلیون سال قبل.
  • انتهای دوره «کرتاسه» (Cretaceous Period)، مرز بین دوره‌های کرتاسه و سوم (۶۵ میلیون سال قبل). زمین‌شناسان از حرف K برای دوره کرتاسه و از حرف T برای دوره سوم استفاده می‌کنند. بنابراین، به این مرز، مرز K-T گفته می‌شود.
  • انتهای دوره «تریاس» (Triassic، در حدود ۲۰۸ میلیون سال قبل.
  • انتهای دوره «پرمیان» (Permian)، در حدود ۲۴۵ میلیون سال قبل (در حدود ۹۶ درصد موجودات زنده در آن زمان، از بین رفتند).
  • انتهای دوره «دونین» (Devonian)، در حدود ۳۶۰ میلیون سال قبل.
  • انتهای دوره «اردوویسین» (Ordovician)، در حدود ۴۳۸ میلیون سال قبل.
  • انتهای دوره «کامبرین» (Cambrian)، در حدود ۵۰۵ میلیون سال قبل.

انقراض دسته‌جمعی در انتهای دوره «مزوزوئیک» (Mesozoic) (مرز K-T) در حدود ۶۵ میلیون سال قبل اتفاق افتاد. به‌ نظر می‌رسد که این انقراض در اثر برخورد شهاب سنگ به زمین رخ داده است. در اثر این اتفاق در حدود ۵۰ درصد از موجودات زنده بر روی زمین، از جمله دایناسورها، از بین رفتند. در سال ۱۹۷۸، گروهی از دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا به سرپرستی «والتر آلوارز» (Walter Alvarez) توانستند مرز K-T را به طور دقیق در لایه‌های آهکی نزدیک «گوبیو» (Gubbio)، تعیین کنند. در آنالیز شیمیایی خاک رس یافت شده در محل مرز، غلظت زیادی از عنصر کمیاب «ایریدیوم» (Iridium) یافت شد. مقدار این عنصر در سنگ‌های پوسته‌ای بسیار کم ، اما غلظت آن در شهاب سنگ‌ ها بسیار بالا است.

مواد آتشفشانی نیز حاوی مقدار زیادی ایریدیوم هستند. در سال‌های پس از ۱۹۷۸ میلادی، مرز K-T در مکان‌هان مختلفی در سراسر جهان تعیین شد. در تمام این مکان‌ها، غلظت ایریدیوم بسیار بالا است.

اما سوالی که ممکن است مطرح شود آن است که آیا دایناسورها در اثر برخورد شهاب سنگ به زمین منقرض شدند و از بین رفتند؟ چگونه این برخورد منجر به انقراض دسته‌جمعی موجودات شد؟ در ادامه، سعی داریم به این سوال پاسخ دهیم.

برخورد شهاب سنگ به زمین و انقراض دایناسورها

گفتیم والتر آلوارز توانست مرز K-T را به طور دقیق مشخص کند. او برای این کار موفق به دریافت جایزه نوبل در سال ۱۹۸۰ میلادی شد. او در مقاله‌ای که در همان سال به چاب رسید مطرح کرد که غلظت زیاد عنصر ایریدیوم در لایه خاک رس کشف شده در محل مرز K-T، به دلیل برخورد شهاب سنگ به زمین در میلیون‌ها سال قبل است. ویرانی لحظه‌ای و آنی در همسایگی مکان برخورد و و اثرات ثانویه پس از برخورد از مهم‌ترین دلیل‌های انقراض دایناسورها مطرح شده است.

والتر آلوارز
والتر آلوارز

همان‌ گونه که گفته شد، شهاب سنگ ها اجسامی سنگی هستند که به دور خورشید می‌چرخند. اندازه آن‌ها از چند سانتی‌متر تا چند صد متر متغیر است.

در ابتدا، فرضیه مطرح شده توسط آلوارز بسیار چالش‌برانگیز بود، اما این فرضیه اکنون یکی از پذیرفته شده‌ترین فرضیه‌ها در مورد انقراض دسته‌جمعی در انتهای دوره مزوزوئیک است.

در واقع، یکی از دلیل‌های اصلی قابل قبول بودن این فرضیه کشف گودال ایجاد شده پس از برخورد شهاب سنگ است. این گودال در زیر سطح دریا در سواحل مکزیک قرار گرفته است. سن گودال به طور دقیق برابر زمان انقراض دایناسورهای غیر پرنده است. محل برخورد در مرکز «یوکاتان پنینسولا» (Yucatan Peninsula) در مکزیک قرار دارد. به‌ نظر می‌رسد که اندازه شهاب سنگ موردنظر بین ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر بوده است. اما سرعت بسیار بالای آن منجر به ایجاد گودال بسیار بزرگی (گودالی با قطری برابر ۱۵۰ کیلومتر) شد. به این موضوع توجه کنید که اندازه و عمق گودال ایجاد شده بر روی سطح زمین، به جرم و سرعت شهاب سنگ وابسته است.

برخورد شهاب سنگ موردنظر منجر به تولید گرد و غبار بسیار زیاد در هوا، امواج جزر و مدی سهمگین در قاره آمریکا و آتش‌سوزی‌های قابل ملاحظه‌ای شد. تا مدت‌ها تصور می‌شد که دایناسورهای غیر پرنده در همان ۶۵ میلیون سال قبل منقرض شده‌اند، اما این گونه نبود.

دلیل انقراض دسته جمعی چیست؟

در حدود ۷۵ درصد حیوانات بر روی زمین، شامل دایناسورها، در نقطه مشابهی در زمان از بین رفتند. چرا؟

شهاب سنگ با سرعت بسیار بالایی به زمین برخورد کرد و تبخیر شد. در اثر برخورد، گودال بسیار بزرگی به وجود آمد و یک تخریب کلی در محل برخورد و تا کیلومترها اطراف آن رخ داد. در اثر برخورد، موج انفجاری و موج گرمایی تولید و مقدار زیادی ماده به فضا پرتاب شدند. درصد زیادی از جو زمین با این مواد پوشانده و از رسیدن درصد زیادی از نور خورشید به سطح زمین جلوگیری شد. بحث زیادی در مورد سازوکار از بین رفتن گونه‌های مختلف و مدت زمان آن در بین دانشمندان مختلف وجود دارد. سوالات بسیاری بی‌پاسخ مانده‌اند. اما نباید فراموش شود که این اتفاق تاثیر قابل‌ملاحظه‌ای بر روی زندگی بر روی زمین، از ریزموجودات تا دایناسورها، گذاشت.

شهاب سنگ ها و زندگی بر روی زمین

تغییرات آب و هوایی

آیا برخورد شهاب سنگ به زمین تنها دلیل نابودی گونه‌های مختلف گیاهی و جانوری است؟ خیر، دلیل‌های مختلفی برای این موضوع وجود دارند. قبل از برخورد شهاب سنگ به زمین، دوره‌ای از تغییرات آب و هوایی بر روی زمین در حال رخ دادن بود. میلیون‌ها سال قبل در مرکز هند، آتشفشان فعالی وجود داشت. این فعالیت آتشفشانی به برخورد شهاب سنگ به زمین ربطی نداشت، اما مشکلات متعددی برای زندگی بر روی زمین به وجود آورده بود. بر طبق گفته دانشمندان، فعالیت‌های آتشفشانی شدید به مدت دو میلیون سال ادامه یافت. در این مدت، مقدار زیادی از گازهای مختلف به فضا پرتاب شدند. در نتیجه، اثر زیادی بر روی تغییرات آب‌وهوایی داشتند.

اما تغییر بزرگ دیگری نیز در حال وقوع بود. قاره‌ها در حال حرکت و جدایی از یکدیگر و اقیانوس‌ها در حال بزرگ شدن بودند. بنابراین، الگوهای اتمسفری و اقیانوسی در اطراف جهان تغییر کردند. این تغییر الگوها اثر قابل‌توجهی بر روی آب‌وهوا و زندگی گیاهی گذاشت. آخرین دایناسورهای غیر پرنده در زمان تغییرات محیطی، زندگی می‌کردند.

اما سوالی که ممکن است مطرح شود آن است که پس از برخورد شهاب سنگ به زمین، چه گونه‌هایی زنده ماندند؟ گیاهان.

در دوران انقراض کرتاسه، گیاهان در مقایسه با حیوانات کمتر در معرض خطر و نابودی بودند، زیرا دانه‌ها و گرده‌های آن‌ها می‌توانند در شرایط سخت، بیشتر زنده بمانند. پس از انقراض دایناسورها، گیاهان گل‌دار گونه غالب بر روی زمین شدند و فرایندی را آغاز کردند که تا امروز ادامه یافته است. اما تمام حیوانات با وزن بیش از ۲۵۰ نیوتن و تمام دایناسورهای غیر پرنده از بین رفتند، اما دایناسورهای پرنده زنده ماندند، گرچه برخی از انواع پرندگان منقرض شدند.

در ابتدا، بازماندگان این اتفاق کوچک بودند و پرندگان نخستین گونه‌های جانوری بودند که تکامل به اندازه‌های بزرگ‌تر را تجربه کردند.

آیا دایناسورها می توانستند زنده بمانند؟

دایناسورها از بین رفتند، اما تکامل ادامه داشت. شاید این سوال برای شما مطرح شود که آیا دایناسورها می‌توانستند زنده بمانند؟ بر طبق پژوهش‌های انجام شده در سال‌های اخیر، اگر شهاب سنگ به نقطه دیگری بر روی زمین برخورد می‌کرد، زندگی بسیار متفاوت می‌بود. اگر شهاب سنگ تنها چند دقیقه دیرتر سقوط می‌کرد، ممکن بود به جای برخورد به سنگ‌ها و صخره‌ها، داخل آب اقیانوس می‌افتاد. در نتیجه، سنگ‌های کمتری تبخیر و وارد جو زمین می‌شدند و از رسیدن نور و گرمای خورشید به زمین جلوگیری نمی‌کردند. در این صورت، انقراض دسته‌جمعی با احتمال کمتری به وقوع می‌پیوست.

اما اگر جمعیت دایناسورها با برخورد شهاب سنگ به زمین از بین نمی‌رفت، گونه‌های جانوری متفاوتی (علاوه‌ بر پرندگان) در اطراف خود مشاهده می‌کردیم. تصویر زیر «تریسراتپس» (Triceraptos) یکی از آخرین دایناسورهای غیر پرنده را نشان می‌دهد. بنابراین، اگر شهاب سنگی به زمین برخورد نمی‌کرد، ممکن بود برخی از فرزندان این دایناسور را مشاهده می‌کردیم.

آخرین دایناسور غیر پرنده

 

شهاب سنگ ها هر چند وقت یک بار به زمین برخورد می کنند؟

در حالی‌ که احتمال برخورد شهاب سنگ های بزرگ به زمین بسیار کم است، احتمال برخورد شهاب سنگ‌ هایی با اندازه‌های بسیار کوچک‌تر به زمین بسیار زیاد خواهد بود و به طور تقریب این شهاب سنگ ها هر سال به سطح زمین برخورد می‌کنند. بیشتر این برخوردها غیر قابل‌پیش‌بینی هستند و بدون توجه از کنار آن‌ها رد می‌شویم.

به منظور درک بهتر برخوردهای شهاب سنگ ها به زمین، باید بدانیم که این تکه‌های سنگ از کجا می‌آیند. شهاب سنگ ها بقایای دنباله‌دارها یا سیارک‌هایی هستند که در خارج از جو زمین سرگردان هستند. اما هنگامی که این اجسام وارد جو زمین می‌شوند، به عنوان شهاب سنگ در نظر گرفته می‌شوند.

بارش شهاب سنگ

بیشتر (بین ۹۰ تا ۹۵ درصد) این شهاب سنگ ها به طور کامل در جو زمین می‌سوزند. این سوختن به صورت خط روشنی در آسمان شب دیده می شوند. اما ممکن است شهاب سنگ ها به سلامت از جو زمین عبور کنند و در نقطه‌ای دلخواه به زمین برخورد کنند. گاهی سرعت حرکت شهاب سنگ ها به ۲۱۲۴۳۳ کیلومتر بر ساعت می‌رسد. در نتیجه، در چنین سرعت بالایی شانس عبور از جو زمین و برخورد به آن بسیار کاهش خواهد یافت. در بیشتر موارد، شهاب سنگ های کوچک در ارتفاعی برابر ۸۰ کیلومتر از سطح زمین، تبخیر می‌شوند.

جرم بیشتر شهاب سنگ های کشف شده بر روی سطح زمین کمتر از ۰/۵ کیلوگرم است. در بیشتر موارد این تصور غالب است که شهاب سنگی به این کوچکی خسارتی ایجاد نخواهد کرد، اما شهاب سنگی با جرمی برابر ۰/۴۵ کیلوگرم که با سرعت ۳۲۲ کیلوگرم بر ساعت حرکت می‌کند، اگر به سقف ماشین یا خانه‌ای برخورد کند، خسارت زیادی را بر جای خواهد گذاشت. آیا می‌دانید انرژی جنبشی این شهاب سنگ چه مقدار است؟

برای محاسبه انرژی جنبشی شهاب سنگ، ابتدا سرعت آن را به متر بر ثانیه تبدیل می‌کنیم. ۳۲۲ کیلومتر بر ساعت معادل ۸۹/۵ متر بر ثانیه است. بنابراین، مقدار انرژی جنبشی شهاب سنگ برابر است با:

$$K = \frac{1}{2}m v^2 \\ K = \frac{1}{2} ( 0.45 \ kg) (89.5 \ \frac{m}{s})^2 = 1802 \ J$$

شهاب سنگ علاوه بر انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل نیز دارد.

به عنوان مثال، هنگامی که شهاب سنگ «گریمزبی» (Grimsby) در سال ۲۰۰۹ میلادی در «اونتاریو» (Ontario) در کشور کانادا به زمین برخورد کرد، شیشه خانه‌ای را شکست. در برخوردی دیگر در سال ۱۹۹۲ میلادی در نیویورک، به قسمت عقب ماشین شورلتی آسیب رساند. اما نکته مهم آن است که، تکه‌ سنگ‌‌هایی که به زمین برخورد می‌کنند، بزرگ‌ترین دغدغه در برخورد شهاب سنگ ها به زمین محسوب نمی‌شود. موج ضربه‌ای تولید شده توسط شهاب سنگ پس از قطعه قطعه شدن آن در جو زمین، بیشترین آسیب را ایجاد می‌کند. بنابراین، نگرانی اصلی موج ضربه‌ای است.

به عنوان مثال، شهاب سنگ «چلیابینسک» (Chelyabinsk) با اندازه‌ای برابر ساختمان شش طبقه، در ماه فوریه سال ۲۰۱۳ میلادی وارد جو زمین شد (کشور روسیه). این شهاب سنگ در ارتفاع ۲۴ کیلومتری از سطح زمین به قطعه‌های کوچک‌تر شکسته شد و موج ضربه‌ای معادل انفجار ۵۰۰ کیلوتنی تولید کرد. در حدود ۱۶۰۰ فرد در اثر این موج ضربه‌ای آسیب دیدند. تصویر زیر نمونه‌ای از شهاب سنگی که در واقعه چلیابینسک در روسیه کشف شد را نشان می‌دهد.

نمونه شهاب سنگ کشف شده در روسیه

برخورد مهم دیگر مربوط به شهاب سنگ «تونگوسکا» (Tunguska) بود. این شهاب سنگ در مقایسه با شهاب سنگ چلیابینسک بزرگ‌تر و در حدود ده برابر پرانرژی‌تر بود. این شهاب سنگ در ۳۰ ماه ژوئن سال ۱۹۰۸ میلادی بر فراز رودخانه تونگوسکا منفجر شد و در حدود ۵۰۰ هزار هکتار معادل ۲۴۰۰ کیلومتر مربع از جنگل‌های خالی از سکنه را از بین برد. به دلیل آن‌که این برخورد در مکانی خالی از سکنه رخ داد، تا مدت‌ها توجه کسی را به خود جلب نکرد. در مورد این برخورد سوالات و معماهای زیادی بر جای مانده است.

حتی این تصور وجود دارد که این واقعه در اثر برخورد شهاب سنگ به زمین رخ نداده است و گمانه‌زنی‌هایی در مورد حمله بشقاب‌پرنده‌ها به زمین وجود دارد. بر طبق محاسبات انجام شده توسط دانشمندان، انفجاری که پس از برخورد شهاب سنگ به این منطقه رخ داد، معادل انفجار ۱۰ تا ۲۰ مگاتن تی‌ان‌تی (۱۰۰۰ برابر قوی‌تر از بمب اتمی هیروشیما) بود.

از بین رفتن جنگل‌های تونگوسکا

نظریه پذیرفته‌ شده‌تر در مورد این انفجار برخورد شهاب سنگ به زمین است. اندازه این شهاب سنگ سال‌ها قبل در حدود ۳۰ متر تخمین‌زده شده بود، اما امروزه اندازه آن با استفاده از محاسبات پیشرفته‌تر، بسیار کوچک‌تر محاسبه شده است.

به طور کلی، ستاره‌شناسان قادر به پیش‌بینی دقیق برخوردهای شهاب سنگ ها به زمین نیستند. دلیل اصلی آن این است که اندازه شهاب سنگ‌ هایی که خارج از جو زمین قرار دارند برای آشکارسازی بسیار کوچک هستند. گرچه، حتی اگر اندازه شهاب سنگ ها بسیار بزرگ‌‌تر باشد، باز هم در مورد زمان برخورد آن‌ها به زمین نمی‌توان با قطعیت چیزی گفت. اگر شهاب سنگ با سرعت کمتری به زمین نزدیک شود، با احتمال بیشتری هنگام برخورد با جو زمین از بین نخواهد رفت. به بیان دیگر، شهاب سنگ به طور کامل نخواهد سوخت و قسمتی از باقی‌مانده‌های آن به زمین برخورد می‌کنند.

تعداد کمی از شهاب سنگ ها از ماه و مریخ می‌آیند. می‌دانیم زمین تنها جایی در منظومه شمسی نیست که شهاب سنگ ها به آن برخورد می‌کنند. این شهاب سنگ ها ممکن است به ماه یا مریخ نیز برخورد کنند. پس از برخورد قسمت‌هایی از سطح مریخ یا ماه جدا و به فضا پرتاب می‌شوند. این قطعه‌های جدا شده پس از آن‌که مدت‌ها در فضا باقی ماندند، در نهایت به زمین برخورد خواهند کرد.

شهاب سنگ هایی که از ماه یا مریخ می آیند

باید به این نکته توجه کرد که پیش‌بینی این اتفاق‌ها تقریبا غیرممکن است، اما دانشمندان تعداد شهاب سنگ‌ هایی که به سمت زمین سقوط می‌کنند را با استفاده از راه‌های مختلف اندازه می‌گیرند. به عنوان مثال، در مکان‌های غیر قابل‌سکونت مانند بیابان صحرا یا بالای یخچال‌های طبیعی در قطب جنوب، یافتن شهاب سنگ ها بر روی زمین بسیار آسان است. تاریخ این شهاب سنگ ها را می‌توان با استفاده از مقدار فرسایش آن‌ها در برابر هوا، تعیین کرد. از آنجایی که ناحیه‌های گفته شده خالی از سکنه و بدون مزاحم هستند، شهاب‌ سنگ های کشف شده در این نواحی اطلاعات مفیدی در مورد تعداد برخورد سنگ‌های فضایی به زمین در مدت زمانی مشخص، به دانشمندان می‌دهند.

مهم ترین برخوردهای شهاب سنگ ها به زمین

در سال ۲۰۱۲ میلادی، شهاب سنگی به نام DA14 از نزدیکی زمین بدون برخورد به آن، رد شد. اما آیا همیشه خوش‌شانس هستیم؟ دهانه‌ها یا گودال‌های موجود بر روی سطح زمین گواهی معتبری برای برخورد شهاب سنگ ها به سطح آن هستند. از تاریخ این گودال‌ها میلیون‌ها و حتی میلیاردها سال می‌گذرد، بنابراین تعیین دقیق اندازه شهاب سنگ‌هایی که سبب ایجاد آن‌ها شده‌اند، بسیار سخت خواهد بود. ده تا از مهم‌ترین و بزرگ‌ترین برخوردهای شهاب سنگ ها به زمین عبارت هستند از:

دهانه وردفورت

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود دو میلیارد سال قبل تخمین زده شده است. این گودال در آفریقای جنوبی قرار دارد. شعاع دهانه «وردفورت» (Vredefort) یا گنبد وردفورت در حدود ۱۹۰ کیلومتر است. این حفره یکی از بزرگ‌ترین حفره‌هایی است که بر روی زمین وجود دارد.

وردفورت

دهانه سادبری

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۱/۸ میلیارد سال قبل تخمین زده می‌شود. این گودال در اونتاریو در کشور کانادا قرار گرفته است. گودال «سادبری» (Sudbury) پس از وردفورت، بزرگ‌ترین گودال ایجاد شده در اثر برخورد شهاب سنگ به زمین و قطر آن برابر ۱۳۰ کیلومتر است.

حفره سادبری

دهانه آکرامن

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۵۸۰ میلیون سال قبل تخمین زده شده است. این گودال در جنوب استرالیا قرار دارد. قطر دهانه «آکرامن» (Acraman) در حدود ۹۰ کیلومتر است.

دهانه آکرامن

دهانه وودلی

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۳۶۴ میلیون سال قبل تخمین زده شده است. این گودال در غرب استرالیا قرار دارد. این حفره در سطح زمین قرار ندارد، بنابراین تخمین اندازه واقعی آن کار مشکلی خواهد بود. قطر دهانه «وودلی» (Woodleigh) بین ۴۰ تا ۱۲۰ کیلومتر اندازه گرفته شده است.

دهانه وودلی

دهانه منیکوگان

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۲۱۵ میلیون سال قبل تخمین زده شده است. این گودال در در شهر «کبک» (Quebec) در کشور کانادا قرار دارد. در محل این گودال دریاچه‌ای به نام «منیکوگان» (Manicouagan) تشکیل شده است. این گودال با وجود فرسایش، یکی از بزرگ‌ترین گودال‌های روی زمین در نظر گرفته می‌شود. قطر دهانه منیکوگان در حدود ۱۰۰ کیلومتر است.

دهانه موروکونگ

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۱۴۵ میلیون سال قبل محاسبه شده است. این گودال در شمال‌غربی آفریقای جنوبی در نزدیکی صحرای «کالاهاری» (Kalahari) قرار دارد.

گودال موروکونگ

گودال کارا

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۷۰/۳ میلیون سال قبل محاسبه شده است. این گودال در «ننتسیا» (Nenetsia) در روسیه قرار دارد. بخش بیشتر این حفره فرسوده شده است.

دهانه چیکسولوب

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۶۵ میلیون سال قبل تخمین زده شده است. این گودال در یوکاتان در مکزیک قرار دارد. بسیاری از دانشمندان بر این عقیده هستند که شهاب سنگی که به این ناحیه برخورد کرد منجر به انقراض دایناسورها شد. قطر دهانه این گودال بین ۱۷۰ تا ۳۰۰ کیلومتر محاسبه شده بود. بنابراین، اندازه این حفره حتی از حفره وردفورت نیز بزرگ‌تر است.

دهانه چیکسولوب

دهانه پاپیگای

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۳۵/۷ میلیون سال قبل تخمین زده شده است. این گودال در سیبری در مکزیک قرار دارد. بسیاری از دانشمندان روسی بر این عقیده هستند که در این حفره تریلیون‌ها قیراط الماس وجود دارد و یکی از بزرگ‌ترین معدن‌های الماس در جهان است.

دهانه پاپیگای

دهانه خلیج چساپیک

تاریخ برخورد شهاب سنگ در حدود ۳۵ میلیون سال قبل تخمین زده شده است. این گودال در ایالت ویرجینیا در آمریکا قرار دارد. گودال «چساپیک» (Chesapeake) در اوایل دهه ۸۰ میلادی کشف شد. این گودال با قطری در حدود ۸۵ کیلومتر در ۲۰۱ کیلومتری واشنگتن قرار گرفته است.

برای درک بهتر برخورد شهاب سنگ به زمین و اتفاق‌های بعد از آن، دیدن دوره‌های زیر توصیه می‌شوند:

پرسش‌ های جالب در مورد شهاب سنگ ها

سوالات زیادی در مورد شهاب سنگ ها و برخورد آن‌ها به زمین وجود دارند، در ادامه تعدادی از مهم‌ترین پرسش‌های پاسخ داده شده در این زمینه را مطرح می‌کنیم.

آیا شهاب سنگ ها خطرناک هستند؟

شهاب سنگ ها می‌توانند خطرناک باشند. برخورد یکی از آن‌ها به زمین منجر به انقراض دایناسورها در حدود ۶۵ میلیون سال قبل شد. اما توجه به این نکته مهم است که برخورد شهاب سنگ‌ های بزرگ به زمین هر چندین میلیون سال یک‌بار رخ می‌دهد.

آیا شهاب سنگ ها دوباره به زمین برخورد خواهند کرد؟

پاسخ به این سوال بله است. در سال ۲۰۱۳ میلادی، شهاب سنگی بر فراز چلیبانیسک در روسیه منفجر شد و در اثر این انفجار در حدود ۱۶۰۰ فرد مجروح شدند.

شهاب سنگ‌ ها از چه موادی ساخته شده اند؟

بیشتر شهاب سنگ ها از خاک رس و سیلیکات ساخته شده‌اند. برخی از آن‌ها سنگی و شامل عناصر نیکل و آهن هستند. تعداد کمی از شهاب سنگ‌ ها از فلزات گران‌بها ساخته شده‌اند.

کمربند اصلی شهاب سنگ ها در کجا قرار دارد؟

کمربند اصلی شهاب سنگ ها بین مریخ و مشتری قرار گرفته و از تعداد زیادی شهاب سنگ تشکیل شده است.

شهاب سنگ نزدیک به زمین چیست؟

در حدود ۲۵ هزار شهاب سنگ شناخته شده از نزدیکی زمین عبور می‌کنند که به آن‌ها شهاب سنگ های نزدیک به زمین می‌گوییم. برخی از آن‌ها به قدری نزدیک هستند که بین ما و ماه قرار گرفته‌اند.

آیا می‌توان شهاب سنگ‌ ها را استخراج کرد؟

در تکنولوژی‌های جدید، عنصرهای کمیاب نقش مهمی را ایفا می‌کنند. شهاب سنگ هایی که حاوی مقدار زیادی فلز هستند تریلیون‌ها دلار ارزش دارند. همچنین، کمپانی‌های زیادی به دنبال یافتن راهی مناسب برای استخراج این فلزها از شهاب سنگ ها هستند.

شهاب سنگ های تروجان چه هستند؟

مشتری یکی از بزرگ‌ترین سیاره‌های منظومه شمسی است. این سیاره دو گروه بزرگ از شهاب سنگ ها را در میدان جاذبه خود نگه داشته است که به آن‌ها شهاب سنگ های تروجان گفته می‌شود.

شهاب سنگ ها در کجا قرار گرفته اند؟

شهاب‌ سنگ ها در نقطه‌های مهمی در منظومه شمسی به دور خورشید می‌چرخند. کمربند اصلی شهاب سنگی پس از مریخ، یکی از مهم‌ترین نقاط است.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۸ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

«مهدیه یوسفی» دانش‌آموخته مقطع دکتری نانوفناوری است. از جمله مباحث مورد علاقه او فیزیک، نانوفناوری و نقاشی است. او در حال حاضر، در زمینه آموزش‌های فیزیک در مجله فرادرس می‌نویسد.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

مشاهده بیشتر