¿Qué tamaño y probabilidad de un impacto ET destruiría una región del tamaño de un condado pequeño pero no nuestra especie?

Motivación

La pregunta está inspirada en la preimpresión de la revista de astronomía publicada hoy, titulada: De refugiados de impacto a estados desterritorializados: ¿previsión de casos extremos de política legal en escenarios de impacto de asteroides? . El resumen de ese artículo comienza:

A lo largo de la historia registrada, los humanos han cruzado las fronteras nacionales para buscar seguridad en países cercanos. Los motivos del desplazamiento han sido generados por fenómenos de origen terrestre, pero la exposición a amenazas extraterrestres inesperadas plantea un escenario diferente. Un aviso de impacto de asteroide implica un cambio de paradigma que supondría un precedente histórico.

El escenario que considera es uno cuando un asteroide u otro objeto extraterrestre impacta en la Tierra y no podemos usar métodos de defensa planetaria para evitar que golpee la tierra poblada en la Tierra que tiene cientos de miles o muchos millones de personas.

Pero, en el escenario que considere, podemos determinar dónde golpeará, habrá al menos suficiente tiempo para permitir que muchas personas evacuen la zona de impacto, y no será tan malo que no sea sobrevivible para otros. grandes regiones del planeta.

Por lo tanto, un impacto que crea la necesidad de una evacuación masiva y un evento de refugiados masivos, pero que solo causa un bache en el camino en el destino a largo plazo de nuestra especie o civilización global en su conjunto.

Escala de eventos

Mucho más pequeño que

Estoy considerando un impacto mucho más pequeño que el asociado con el impacto de Chicxulub con un diámetro estimado de 11 a 81 kilómetros que causó el evento de extinción del Cretácico-Terciario (K-T) ca. Hace 66 millones de años terminó con los dinosaurios, y también más pequeño que el evento asumido en la hipótesis del impacto Younger Dryas que "plantea que los fragmentos de un asteroide o cometa grande (más de 4 kilómetros de diámetro) que se desintegró golpeó América del Norte, América del Sur, Europa , y Asia occidental hace unos 12.800 años" creando un resurgimiento masivo de las condiciones asociadas con el Último Máximo Glacial ca. 20.000 justo cuando estaba terminando.

De manera similar, estoy buscando un impacto que tenga un rango geográfico y un efecto climático más pequeños que la erupción volcánica de Toba ca. Hace 75.000 años que causó mil años de enfriamiento global y dejó escombros desde el sur de la India hasta Indonesia y en gran parte del sudeste asiático que "hicieron una contribución considerable al complejo de caldera de 100 × 35 km" con una estimación de equivalente de roca densa (DRE) de 2.800 km 3 (alrededor de 7×10 15 kg) de magma en erupción, de los cuales 800 km 3 se depositaron como caída de ceniza. En términos de escala:

La masa erupcionada fue, como mínimo, 12 veces mayor que la de la erupción volcánica más grande de la historia reciente, la erupción del Monte Tambora en Indonesia en 1815, que provocó el "Año sin verano" de 1816 en el hemisferio norte. La masa en erupción de Toba depositó una capa de ceniza de unos 15 centímetros (5,9 pulgadas) de espesor sobre todo el sur de Asia. También se depositó un manto de ceniza volcánica sobre el Océano Índico, el Mar Arábigo y el Mar de China Meridional. Los núcleos de aguas profundas recuperados del Mar de China Meridional han ampliado el alcance conocido de la erupción, lo que sugiere que los 2.800 km 3el cálculo de la masa erupcionada es un valor mínimo o incluso una subestimación. Basado en nuevos métodos (modelo computacional de dispersión de cenizas que utiliza un modelo de dispersión de tefra dependiente del tiempo en 3D, un conjunto de campos de viento y varias decenas de mediciones de espesor del depósito de tefra YTT), el Complejo Toba Caldera posiblemente entró en erupción hasta 13,200 km 3 en volumen total a granel.

Esta pregunta es similar a la pregunta existente de Worldbuilding.SE: ¿ Qué tamaño de objeto podría causar estragos en un mundo pero no destruirlo? . Pero, a diferencia de esa pregunta, estoy interesado en un impacto extraterrestre real, en lugar de un accidente cercano, y con un evento de una escala mucho menos extrema.

Más grande que

Pero, estoy considerando un evento significativamente más grande que el evento de Tungsuka del 30 de junio de 1908, que generalmente se atribuye a la explosión atmosférica de un meteorito rocoso de unos 50 a 60 metros de tamaño que es el evento de impacto más grande en la Tierra en la historia registrada. o con el hipotético meteorito cósmico de estallido aéreo alrededor de 1650 a. C. hipotéticamente asociado con la historia bíblica hebrea de Sodoma y Gomorra.

Estoy buscando un impacto que sea al menos algo peor que la erupción del Monte Tambora en 1815 , la erupción volcánica más poderosa en la historia humana registrada, en términos de su alcance geográfico y la magnitud general del daño causado.

Acerca de este grande

Por ejemplo, estoy pensando en un impacto que mataría a la gran mayoría de las personas que no se trasladaron en el impacto inmediato y los primeros días que siguieron, en un área geográfica comparable en escala a Chipre o Singapur, o Bélgica, o Irlanda del Norte, o las partes más densamente pobladas de Liberia.

(Mi escenario excluiría impactos en países geográficamente lo suficientemente grandes como para responder completamente con migraciones internas como Australia, Estados Unidos, Rusia o Indonesia, razón por la cual no uso países más grandes en mis ejemplos anteriores, pero ese detalle en realidad no es relevante para la respuesta a esta pregunta).

Tal vez un enjambre de impactadores más pequeños

Pero no pretendo excluir la posibilidad de un enjambre de muchos meteoritos del tamaño de un evento de Tungsuka en un área geográfica bastante compacta, tal vez debido a un esfuerzo de defensa planetaria imperfecto similar a los que está considerando la NASA, que desbarata una situación que, de otro modo, sería peor . impacto (y posiblemente desvía parte, pero no toda, de la masa que de otro modo impactaría en la Tierra).

Pregunta de fondo

En particular, pregunto:

¿Cuál sería (1) la escala (es decir, qué tan grande es un objeto en metros, y/o qué tan grande en metros, y cuántos objetos, para un enjambre de objetos en estrecha proximidad geográfica entre sí) y (2) probabilidad (es decir, una vez cada cuántos años en promedio), de un evento que podría producir este resultado mucho menos extremo (idealmente con un rango de valores o intervalo de confianza)?

Ingenuamente, esperaría que un evento de este tipo involucrara un impactador de cien a mil quinientos metros de tamaño, y una probabilidad de menor frecuencia que cada dos mil años, pero más frecuente que cada doscientos mil años, pero realmente no lo sé. tener algo sólido para respaldar eso.

También espero, pero no sé, que el tamaño del objeto de impacto tenga una distribución similar a la de la magnitud absoluta del terremoto o el tamaño absoluto de la inundación con la frecuencia y el tamaño relacionados de manera similar.

Mi objetivo es tener un punto de partida basado en la astronomía científica bastante específico para el tipo de escenario que el nuevo artículo de la revista científica está considerando desde una perspectiva geopolítica y legal, que yo mismo podría desarrollar en otras direcciones.

Pregunta de bonificación relacionada opcional

Las siguientes dos preguntas podrían ser mejores como preguntas de seguimiento a esta, anótelas en caso de que una respuesta a las preguntas principales haga que la respuesta a estas preguntas sea trivial o al menos mucho más fácil de responder, por ejemplo, porque se basan en el mismas fuentes.

¿Cuál sería la duración probable y la magnitud del impacto climático global de un impacto extraterrestre de esta escala ?

Tiene que ser un evento altamente catastrófico para eliminar la especie humana (más que Chicxulub, en mi humilde opinión). Hubo una serie de preguntas y debates al respecto en este sitio. ¿Quiere establecer un criterio más estrecho para los efectos del impacto?
@Alexander Es "un impacto que mataría a la gran mayoría de las personas que no se mudaron en el impacto inmediato y los primeros días que siguieron, en un área geográfica comparable en escala a Chipre, Singapur, Bélgica o Irlanda del Norte, o las partes más densamente pobladas de Liberia" no es lo suficientemente específico?
El impacto de @ohwilleke Tunguska podría matar a la mayoría de las personas en Singapur. El impacto de Chicxulub se ajustará a tus criterios para otros lugares, y probablemente podamos ir más allá. Pero siento que quieres una respuesta más específica, ¿verdad?
@Alexander "El impacto de Tunguska podría matar a la mayoría de las personas en Singapur", si es así, esa podría ser una respuesta parcial. "El impacto de Chicxulub se ajustará a sus criterios para otros lugares y probablemente podamos ir más grande", definitivamente mucho, mucho más pequeño que eso. No busco algo de clase de extinción masiva. Peor daño que un gran piso o huracán, probablemente con menos impacto que la erupción de Toba. en.wikipedia.org/wiki/Toba_catastrophe_theory
@ohwilleke Entonces ya tienes tu respuesta: "Más grande que Tunguska, más pequeño que Toba". ¿Desea calcular el tamaño del impactador equivalente a Toba?
@Alexander Sí, y más críticamente, una mejor estimación de cuán comunes son tales impactadores.
Una nota a tener en cuenta. La ubicación/tipografía del impacto tiene un papel muy importante en los resultados del evento. Por ejemplo. Muchos artículos han hablado de que el impactador K/T no tiene casi el mismo efecto que tuvo si no hubiera golpeado donde lo hizo. En un cuerpo de agua poco profundo pero grande con un alto contenido de azufre en el lecho rocoso de piedra caliza.
@Gillgamesh Una advertencia apropiada para incluir en cualquier respuesta.
Además, un poco de lectura obligatoria para libros sobre impacto extraterrestre. Martillo de Lucifer. Por Larry Niven y Jerry Pournelle. Encuentra la parte en la que un programa de entrevistas presenta a un grupo de autores de novelas de ciencia ficción (nerds) para hablar sobre el inminente impacto de un cometa. Helado de chocolate caliente. La conclusión es que puedes recibir un golpe cercano / de refilón de un cometa. Una especie de Dial-a-impact, elija cuánto de un casi accidente desea y obtenga el efecto que desea.
@ohwilleke con { "Más grande que Tunguska, más pequeño que Toba" y, lo que es más importante, una mejor estimación de qué tan comunes son tales impactadores, básicamente nos está pidiendo que ingresemos la información en una calculadora y que escribamos la respuesta por usted. ¿Qué es lo que no puedes hacer de lo anterior?
@ L.Dutch Estoy llegando al límite de mis capacidades científicas en mi pregunta y no confío en que mis suposiciones sean sólidas. Podría estar perdiéndome algo importante, o simplemente podría estar equivocado en algo. Tengo meras conjeturas y busco información más confiable que mis meras conjeturas.
No estoy preparado para dar una respuesta, pero tengo una pregunta: ¿está familiarizado con esta calculadora ?
@Alexander No. Me encanta. Gracias. Hice una búsqueda superficial de una calculadora, pero no encontré ninguna. Debo haber usado los términos de búsqueda incorrectos.

Respuestas (1)

Hay muchas variables que coinciden con una respuesta definitiva aquí, por lo tanto, solo describiré el flujo de trabajo para determinar una respuesta para un conjunto dado de parámetros, luego jugaré con él cambiándolos.

En primer lugar, dijo que desea que su evento sea más grande que el evento de Tunguska y más pequeño que la erupción de Tambora. El evento de Tunguska se estima en alrededor de 15 megatones, mientras que la erupción de Tambora se estima en 33 gigatones.

Usemos esta calculadora para estimar algunos números y supongamos los parámetros para el impacto de la siguiente manera:

  • Distancia desde el impacto: 500,00 km ( = 311,00 millas )
  • Diámetro del proyectil: 500,00 metros ( = 1640,00 pies )
  • Densidad del proyectil: 8000 kg/m3
  • Velocidad de impacto: 18,00 km por segundo (= 11,20 millas por segundo)
  • Ángulo de impacto: 90 grados
  • Densidad objetivo: 2750 kg/m3
  • Tipo de objetivo: Roca cristalina

El cálculo conduce a

  • Energía antes de la entrada a la atmósfera: 8.48 × 10 19 julios = 2.03 × 10 4 Megatoneladas TNT
  • El intervalo promedio entre impactos de este tamaño en algún lugar de la Tierra durante los últimos 4 mil millones de años es 2.3 × 10 5 años

por el cráter

  • La forma del cráter es normal a pesar del aplastamiento atmosférico; los fragmentos no están significativamente dispersos.

  • Diámetro del cráter transitorio: 9,51 km (= 5,91 millas)

  • Profundidad del cráter transitorio: 3,36 km (= 2,09 millas)

  • Diámetro final del cráter: 12,8 km (= 7,97 millas)

  • Profundidad final del cráter: 638 metros (= 2090 pies)

  • El cráter formado es un cráter complejo.

  • El volumen del objetivo derretido o vaporizado es 0.75 k metro 3 = 0,18 metro i yo mi s 3 Aproximadamente la mitad del derretimiento permanece en el cráter, donde su espesor promedio es de 10,6 metros (= 34,6 pies)

Por el efecto sísmico

  • La mayor sacudida sísmica llegará aproximadamente 1,67 minutos después del impacto.

  • Escala de Richter Magnitud: 7.5

  • Escala de Mercalli Intensidad a una distancia de 500 km:

    • tercero Sentido bastante perceptiblemente por personas en el interior, especialmente en los pisos superiores de los edificios. Muchas personas no lo reconocen como un terremoto. Los automóviles parados pueden balancearse levemente. Vibraciones similares al paso de un camión.

    • IV. Sentido adentro por muchos, afuera por pocos durante el día. Por la noche, algunos despertaron. Platos, ventanas, puertas perturbadas; las paredes hacen un sonido de crujido. Sensación como un camión pesado golpeando un edificio. Los automóviles de pie se balancearon notablemente.

Para la eyección

  • La eyección llegará aproximadamente 5,57 minutos después del impacto.
  • En su posición hay una fina capa de eyección con fragmentos ocasionales más grandes.
  • Grosor medio de la eyección: 585 micras (= 23,1 milésimas de pulgada)
  • Diámetro medio del fragmento: 1,15 mm (= 0,452 décimas de pulgada)

Como puedes ver, con este primer intento estamos cerca del límite superior de tu rango de energía, con 20 Gigatoneladas. Dado que hay que ajustar varios parámetros (tamaño, densidad y velocidad del impactador, geometría y ubicación del impacto), juegue usted mismo y vea cómo cambian los efectos estimados.

"y más pequeño que la erupción de Tambora" En realidad, estaba buscando uno más grande que ambos. Mi fase debe haber sido poco clara, por lo que agregué encabezados para aclarar.