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    Apocalypse

    Scénario apocalyptique : quand un astéroïde donne rendez-vous à la Terre

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    Statistiquement il est pratiquement impossible de mourir de la chute d'un objet céleste. Selon les estimations approximatives, la probabilité de la chute d'une météorite d'environ 200 grammes directement sur un individu représente 1 contre 700 millions, sachant que la planète compte près de 7 milliards de personnes.

    Néanmoins, les craintes des scientifiques sont légitimes, car un seul événement de ce genre pourrait changer pour des millénaires l'atmosphère terrestre, d'impacter significativement la surface terrestre et de provoquer des incendies conséquents et des tsunamis dévastateurs.

    Un groupe de chercheurs de l'Institut d'astronomie affilié à l'Académie des sciences de Russie sous la direction du professeur Boris Choustov réalise une recherche pour évaluer les risques supposés et simuler les conséquences de la chute de différents objets célestes.

    D'après les scientifiques, en cas d'impact d'un objet de diamètre inférieur à 100 mètres (avec une énergie cinétique inférieure à 100 mégatonnes) les principaux effets sont l'onde de choc et sismique (tremblement de terre), le rayonnement lumineux (incendies) et le tsunami.

    Dans le cas d'un objet céleste de diamètre compris entre 10 et 100 mètres, le principal facteur devient seulement l'onde de choc, tandis que le rôle d'autres effets est insignifiant. Ainsi, avec la chute de la météorite de Tcheliabinsk de taille inférieure à 20 mètres, le nombre de blessés a dépassé 1.600 personnes, même si c'était sans gravité, mais le préjudice matériel était majeur.

    La vitesse typique d'entrée dans l'atmosphère des objets célestes ne dépasse pas 50 km/s (en moyenne 20 km/s). Autrement dit, l'énergie cinétique du projectile dépasse 100 kilotonnes TNT.

    L'émission de l'énergie de l'objet dans l'atmosphère entraîne des effets inhérents aux explosions aériennes: l'onde de choc se propage dans l'atmosphère, le rayonnement thermique arrive à la surface de la Terre. L'onde de choc reflétée par la surface terrestre crée une onde sismique.

    Des perturbations électromagnétiques, qui ne sont pas encore suffisamment étudiées, sont également envisageables. Certaines d'entre elles sont dangereuses, car elles exercent un impact très néfaste sur l'environnement, l'homme et l'infrastructure.

    L'onde de choc

    L'émission de l'énergie d'un objet céleste dans l'atmosphère engendre une onde de choc qui, lors de sa première approche, agit comme une onde d'explosion à partir d'une source d'énergie ponctuelle. C'est pourquoi les effets d'impact lors d'une chute d'objets célestes peuvent être évalués par la comparaison avec les explosions de la même énergie.

    Le rayonnement thermique — incendie

    Le rayonnement thermique d'une boule de feu qui se forme pendant le passage de l'objet par l'atmosphère et la collision avec la surface est évaluée selon les formules destinées à une explosion nucléaire en utilisant des valeurs caractéristiques de la part d'énergie perdue sous la forme du rayonnement. Mais le fait est que le panache (l'émission de gaz chaud et de vapeur) est très différent de la boule de feu d'une explosion nucléaire (notamment en termes de température). La comparaison des superficies touchées par l'onde de choc avec un rayonnement thermique peut être présentée sur l'exemple de l'incident de Toungouska du 30 juin 1908. Cette chute a provoqué un incendie sur près de 500 km², soit 4 fois de moins que la superficie de la forêt anéantie par les ondes de choc (2.000 km²). Cet incendie montre clairement le rôle du rayonnement lumineux.

    L'émission de poussière dans l'atmosphère

    En cas de chute sur la surface terrestre l'épaisseur de la couche des émissions du cratère dans la zone proche peut être évaluée de manière assez fiable selon les résultats des expériences de laboratoire et les observations obtenues pour les événements naturels. Cependant, le plus grand risque est représenté par les émissions des microparticules à vie longue dans la haute atmosphère qui peuvent entraîner aussi bien de brefs changements des caractéristiques optiques, chimiques et électriques de l'atmosphère terrestre (à titre d'exemple on peut citer les nuits éclairées après la catastrophe de Toungouska), que de longues conséquences météo-climatiques à long terme, qui ont été largement évoquées dans la littérature scientifique en raison d'une massive extinction des espèces entre le Crétacé et le Paléogène.

    L'émission d'eau dans l'atmosphère

    Plus des deux tiers de la surface terrestre sont recouverts par les mers et les océans, c'est pourquoi la majeure partie des objets célestes tombent dans l'eau. Sachant qu'une grande quantité de vapeurs et de gouttes d'eau est émise dans l'atmosphère, y compris dans la stratosphère et l'ionosphère.

    L'émission de substances climatiquement actives et toxiques

    Actuellement, l'émission de substances climatiquement actives et toxiques est considérée comme l'un des mécanismes les plus probables ayant conduit à l'extinction massive des espèces entre le Crétacé et le Paléogène. Plusieurs études scientifiques ont supposé qu'un impact pouvait conduire à la formation d'une grande quantité de gaz et de substances toxiques (CO2, CO, HCN, SO2, SO3, H2S, CS2, COS, C6H6, hydrocarbures, H2SO4).

    L'effet est déterminé aussi bien par la quantité totale des gaz et d'aérosols émis que par leur répartition dans l'atmosphère. La quantité des gaz émis peut être calculée seulement compte tenu des réactions chimiques, sachant qu'il est important également de tenir compte du lieu d'impact. La répartition des gaz dans l'atmosphère nécessite de résoudre le problème de circulation globale de l'atmosphère perturbée par le choc. Alors que la question relative à l'émission de gaz toxiques en cas d'impacts de différente ampleur et au risque associé reste sans réponse.

    Le tsunami

    Ces derniers temps le tsunami est considéré comme l'un des facteurs les plus importants du danger astéroïdal en cas d'impact d'objets célestes de diamètre compris entre 100 m et 1 km.

    tsunami
    CC0 / Pixabay

    Les perturbations électromagnétiques

    En cas de chute de grands objets célestes (près de 1 km) le nuage de poussière peut provoquer une sérieuse perturbation, voire une restructuration de la magnétosphère. La perturbation et le rétablissement qui s'en suit de la magnétosphère s'accompagneront d'une forte variabilité du champ géomagnétique qui peut notamment endommager et faire tomber en panne les lignes à haute tension aussi bien à la surface que souterraines. Les bruits électromagnétiques intensifs, les changements de la structure de l'ionosphère et de la magnétosphère pourraient perturber le fonctionnement des systèmes de radiocommunication et de radiolocalisation, ainsi qu'entraîner des erreurs significatives dans la détermination des coordonnées par le GPS.

    De tels effets pourraient s'avérer catastrophiques pour la civilisation contemporaine qui dépend des systèmes techniques et compliquer significativement les missions de sauvetage après une chute qui n'a pas pu être empêchée.

    Une telle perturbation électromagnétique a été constatée après la catastrophe de Toungouska à Irkoutsk. Une tempête magnétique d'intensité modérée était observée pendant quelques heures à 900 km de l'épicentre. Elle a été manifestement provoquée par le panache émis depuis la région de la Toungouska pierreuse le long de la trace de météorite.

    Les ondes acoustico-gravitationnelles

    Les chercheurs ont découvert que la chute d'un astéroïde de 15 km de diamètre (comme celui qui a provoqué l'apparition du cratère de Chicxulub) provoque la propagation d'une onde acoustico-gravitationnelle le long de toute la surface terrestre (onde de Lamb) derrière le front de laquelle la vitesse de l'air atteint 30-40 m/s. A son tour, cela entraîne des destructions majeures sur d'immenses territoires. Les ondes acoustico-gravitationnelles, qui se forment en cas de chute d'objets de taille réduite (diamètre inférieur à 1 km), peuvent visiblement provoquer des perturbations ionosphériques et des perturbations de radiocommunication. Cependant, à l'heure actuelle, cette question n'est pratiquement pas étudiée par les chercheurs.

    La formation d'un cratère

    Bien que la formation d'un cratère soit probablement l'effet le plus fort et de longue durée de l'impact d'un corps céleste relativement grand, du point de vue du danger d'astéroïde le cratère en soi n'est pas très important, car la zone de destructions majeures dépasse généralement largement la superficie du cratère en question.

    L'effet sismique

    L'effet sismique d'un impact de corps céleste avec la surface terrestre est souvent évalué selon la loi de Gutenberg-Richter en supposant que la part d'énergie cinétique d'un objet en chute passant à l'énergie d'onde sismique (efficacité sismique) s'élève à 10-4.

    En analysant le danger sismique pour cet objet il faut connaître la structure géologique autour de l'objet à des distances et des profondeurs relativement élevées, et examiner les différents endroits de son éventuelle chute. Il faut également prendre en compte la complexité des structures réelles et les processus comme la réflexion, la réfraction, l'orientation de la structure, ainsi que les caractéristiques du sol et les conditions géologiques locales.
    Actuellement, l'Institut d'astronomie travaille activement sur la construction des simulations mathématiques des conséquences sismiques d'un impact d'objets célestes de différentes tailles.

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    planète, étoiles, prédictions, apocalypse, astéroïde, Terre
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