Как могут и как не могут падать метеориты

Метеориты довольно часто бывают героями фантастических фильмов. Причем, чаще всего героями отрицательными.

Многие сюжеты таких фильмов не претендуют на «научность», ведь не это главное при оценке ленты зрителями. Но все же интересно выяснить, соответствует ли поведение метеоритов в кино их поведению в реальности.

Для начала определимся с терминами.

В Солнечной системе кроме планет, их спутников и комет, достаточно всякого „мусора“, по большей части неучтенного. Тела, размером больше нескольких метров – астероиды, причем самые большие имеют шарообразную форму и по размерам соизмеримы с самыми крупными спутниками планет. Астероиды поменьше имеют неправильную форму.

Те, что меньше астероида, но больше молекулы называются метеороидами или метеорными телами. Некоторые из них генетически связаны с астероидами и имеют схожие орбиты. Другие, в основном мелкие, порождены кометами, и составляют как бы ее „свиту“.

Иногда Земля и метеороид „встречаются“, и тогда при входе последнего в атмосферу он раскаляется, возникает световое явление, и метеороид чаще всего полностью испаряется. Это световое явление, похожее на падающую звезду называют метеором. Яркие метеоры, вызванные крупными метеороидами называются болидами.
Когда метеороид не испаряется полностью, то его остаток, достигающий поверхности Земли – метеорит.

Как же падает метеорит?

Не будем рассматривать уникальные случаи падения очень крупных тел. Ограничимся, например метеоритами, не более футбольного мяча.

Метеороиды, входящие в атмосферу Земли, могут иметь самые различные направления движения и скорости от 11 до 72 км/сек. Казалось бы, также, под различными углами и с различной скоростью метеориты должны достигать поверхности Земли. Однако, атмосфера планеты очень сильно влияет на движение падающих тел.

Рассмотрим следующий случай. На плоту, плавающем на озере глубиной 20 м стоят три человека. Один стреляет из ружья круглой пулей отвесно, то есть перпендикулярно поверхности воды. Второй из такого же ружья, заряженного таким же патроном стреляет по настильной траектории, то есть под острым углом к поверхности. А третий просто роняет такую же пулю в воду. Так вот, на дно все три пули упадут совершенно отвесно и с одинаковой скоростью. Гидродинамическое сопротивление воды полностью погасит начальный вектор скорости пуль, выпущенных из ружей, и через доли секунды они будут падать только под действием сил тяжести и сопротивления. У всех пуль наступит равновесие этих сил, поэтому скорость падения станет постоянной.

Если вместо пуль использовать дробь, конечная скорость дробинок будет, конечно, меньше, чем у пуль. С другой стороны, снаряд из танкового орудия ударит в дно, сохранив в значительной степени высокую скорость и настильность траектории.

Атмосфера Земли действует на небольшие метеориты также, как и толща воды на пули и дробь. Не зря атмосферу называют воздушной броней планеты.
Этим и определяется следующие особенности движения небольших метеоритов перед их выпадением.

Во-первых, небольшие метеориты падают на землю отвесно. Они не могут, например, залететь в форточку. Во-вторых, они падают со сравнительно небольшой скоростью – порядка десятков метров в секунду. И скорость их падения зависит только от размеров, формы и плотности.

Кроме того, метеориты не падают раскаленными, как вулканические бомбы. Хотя значительная их часть расплавляется и испаряется на скоростном участке траектории, но этот участок они преодолевают за несколько секунд, и не успевают прогреться во всей толще. Затем, во время более длительного падения с небольшой скоростью они не нагреваются, а скорее наоборот остывают за счет теплообмена с воздухом. Поэтому метеорит, хоть и имеет оплавленную поверхность, но не раскаленный, а всего лишь теплый или горячий, и не может, например, вызвать пожара.

Однако, бывают особые случаи. В феврале 1949 года на месте выпадения Сихотэ-Алиньского метеоритного дождя было обнаружено множество мелких метеоритов, глубоко застрявших в стволах деревьев. Объясняется это тем, что эти обломки отделялись на от основного, крупного метеорита, которое за счет своих размеров падало с большой скоростью. Отделение происходило на небольшой высоте, поэтому скорость обломков не успевала погаснуть.

Более крупные метеорные тела, размером порядка метров и более, могут сохранить свою скорость до самой поверхности, и вызвать значительные разрушения. Например, крупный фрагмент Сихотэ-Алиньского тела имел массу около полутора тонн и при падении образовал воронку (ударный кратер) диаметром 25 метром. А около 30 (по другим оценкам около 15) тысяч лет назад в Аризонской пустыне упал железно-никелевый метеорит размером около 35 метров и массой порядка 60 тысяч тонн. Произошел взрыв, мощность которого оценивают в 3,5 мегатонны тротила. Образовавшийся кратер сохранился до сих пор и имеет размеры 1300 метров в диаметре и около 200 метров в глубину.

К счастью, встречи Земли с телами такого размера происходят не часто. Следующего случая „пришлось ждать“ до лета 1908 года, до Тунгусского взрыва, который имел на порядок большую мощность, чем Аризонский.

Можно отметить также явление, состоявшееся сегодня, 15 февраля 2013 года, на территории России. Речь о так называемом челябинском метеорите, падение которого сопровождалось отчетливыми трассирующими следами в атмосфере, яркой вспышкой и чередой взрывов.

15.02.2013