Модель катастрофы: для чего ученые создали электронную версию Земли

Специалисты НАСА смоделировали на компьютере падение гигантского астероида на территорию Центральной Европы. Диаметр виртуального космического тела - более 100 метров. По сценарию, астрономам удалось засечь астероид за полгода до столкновения с Землей. Этого времени недостаточно для того, чтобы подготовиться к уничтожению объекта. В результате эксперты пришли к неутешительному выводу: единственное, что можно было бы предпринять в такой ситуации, - минимизировать последствия неизбежного удара и эвакуировать население. Что произойдет с нашей планетой, если в нее врежется астероид диаметром более 100 метров? И почему полгода - недостаточный срок для того, чтобы уничтожить опасного космического гостя? Об этом рассказывает программа «Загадки человечества» с Олегом Шишкиным на РЕН ТВ.

Изменение климата

Природных катастроф скоро станет больше. Причина - изменение климата. Такие выводы сделали гляциологи после изучения ледяных кернов в Гренландии.

«Керн - это лед, замерзший в виде цилиндра. И по нему можно определить, какая была температура в прошлые времена. Отсюда можно сделать вывод, как происходит глобальное потепление», - сказал кандидат физико-математических наук Дмитрий Ваулин.

Эксперты выяснили, как менялись температура, направление ветра, количество осадков и штормов каждый год вплоть до VIII века. Эти события прошлого позволили смоделировать возможное развитие климатических изменений в будущем.  

«В течение последних 100 лет количество катастроф растет. Многие ученые связывают это с глобальным потеплением, потому что одновременно наблюдается и увеличение средней температуры поверхности Земли, и рост числа катастроф. Это может быть связано с увеличением количества водяного пара в атмосфере и с увеличением температуры», - отметил Дмитрий Ваулин.

Проект «Цифровая Земля»

Расчеты показали, что к 2060 году основные воздушные потоки в Северной Атлантике сместятся к северу. Из-за этого более частыми станут засухи, пожары, ураганы и наводнения. Отслеживать изменения климата и предупреждать возможные негативные сценарии поможет проект «Цифровая Земля». Над точной электронной копией нашей планеты сейчас работают швейцарские ученые.

«Будет создана цифровая копия планеты с теми данными, входящими в математическую модель, которые есть на данный момент. И эти данные будут в реальном масштабе и времени дополняться. То есть это будет как принцип открытой архитектуры, туда будут добавляться все новые и новые материалы со всей Земли», - сказал инженер, робототехник Дмитрий Тюрин.

Эта модель нашей планеты будет максимально реалистично отображать все климатические процессы, происходящие на ее поверхности. Двойник Земли сможет моделировать изменение погодных условий и их последствия.

«Например, собирается ураган. С помощью математического моделирования можно предсказать его возникновение или попытаться это сделать по крайней мере. И важно попытаться предсказать, куда он пойдет, какой он будет силы, какие он причинит разрушения. И в то же время нужно рассчитывать строительство и эвакуацию таким образом, чтобы вред от этих разрушений был минимальным», - сказал Дмитрий Ваулин.

Первые математические модели и их ошибки

Первые подобные математические модели применяли еще в годы Первой мировой войны. С их помощью военачальники просчитывали тактику ведения боя и расстановку сил.

«Это как партия в шахматы: что мы делаем, а что – они. Единственное, чего данные модели не учитывают, - это поведение людей, то есть на что способны люди в данной ситуации. Моделирование может быть как наступательных боевых действий, так и оборонительных боевых действий. Оно рассчитано на множество целей, которые должна достигнуть армия или какое-то подразделение в данном случае», - отметил Дмитрий Тюрин.

В 1979 году из-за такой компьютерной модели чуть не началась Третья мировая война. Рано утром 9 ноября 1979 года советника президента США по национальной безопасности Збигнева Бжезинского разбудил телефонный звонок.

«Звонили ему из командного пункта системы ПВО Северо-Американского континента, называется NORAD и отвечает за весь Северо-Американский континент и территории Канады. Оперативный дежурный сообщил, что на Соединенные Штаты надвигается порядка 250 ядерных ракет с территории СССР», - сказал Дмитрий Тюрин.

Советник собирался доложить президенту Джимми Картеру о происходящем, а также напомнить о необходимости ответного удара. Но понял, что это бессмысленно.

«Бжезинский в своих мемуарах позже сообщил, что уже бежать куда-то было бессмысленно. И он думал: «Через полчаса нас накроет ядерный зонт. От нас останется дыра на планете. Мы все умрем. Будет весело, если я умру в замечательной компании», - рассказал Дмитрий Тюрин.

В этот момент Бжезинский получил еще один звонок - никакие другие системы ПВО не обнаружили признаков атаки. Позже выяснилось, что компьютерная сеть NORAD приняла свою собственную программу тренировок, имитирующую ядерную атаку Советского Союза, за настоящее нападение. Этот сценарий американский щит ПВО отрабатывал на протяжении всей холодной войны.

«То есть это единый щит, который на ранней стадии обеспечивает обнаружение и уничтожение всех нежелательных объектов, которые летят из космоса либо находятся высоко в небе, в атмосфере», - отметил Дмитрий Тюрин.

Катастрофа, произошедшая 66 миллионов лет назад

Недавно компьютеры смогли смоделировать еще одну разрушительную катастрофу, произошедшую на Земле 66 миллионов лет назад. В Имперском колледже Лондона воспроизвели траекторию падения астероида, уничтожившего динозавров. Выяснилось, небесное тело упало на Землю под углом 60 градусов. Это вызвало самые сокрушительные последствия.

«Виной всему оказался огромный астероид размером примерно 15 километров в диаметре, который упал на территорию нынешней Мексики, образовав при ударе огромный кратер, что дало в данном случае огромный выброс серных газов в атмосферу, и он убил все живое на планете Земля», - пояснил Дмитрий Тюрин.

По статистике, большие метеориты падают на планету раз в сто лет. Более крупные небесные объекты врезаются в Землю крайне редко, но риск есть всегда.

«Создается математическая модель. Она представляет из себя набор физических законов. В эту модель вносится в качестве начальных данных скорость астероида, его масса и движение всех окружающих небесных тел, включая Землю и другие небесные тела, которые своей гравитацией или излучением могут влиять на этот астероид», - сказал Дмитрий Ваулин.

План по уничтожению астероида

Уничтожать астероид на подлете к Земле планируется одним из трех способов. Небесное тело можно взорвать ядерной бомбой, частично испарить с помощью мощных лазеров либо отправить к нему аппарат «Камикадзе», который врежется в объект и изменит траекторию движения.

«Астероид тем опасней, чем больше его масса, поэтому, чтобы обезопасить себя от астероида, его надо отклонить от траектории столкновения с Землей. А чем больше масса астероида, тем большего его импульс, поэтому тем сложнее отклонить его от траектории. И нужно большее время для более массивного астероида», - сказал Дмитрий Ваулин.

Но оружие, способное предотвратить столкновение астероида с нашей планетой, появится в арсенале военных не раньше чем через 10 лет. А пока единственное, что могут сделать земляне в случае внезапной астероидной угрозы, - эвакуировать население из опасных районов.

О невероятных событиях истории и современности, об удивительных изобретениях и явлениях вы можете узнать в программе «Загадки человечества» с Олегом Шишкиным!