Quando le comete si frantumano, i frammenti possono essere devastanti se colpiscono la terra


Le rotture delle comete sono un argomento di attualità in questo momento. E’ appena arrivata la comunicazione che la Cometa ATLAS si è spezzata in almeno 3-4 frammenti e anche La cometa interstellare 2I/Borisov si è da poco rotta in almeno due pezzi. E anche se la Borisov sta uscendo dal Sistema Solare in piena velocità e non sarà più vista, la maggior parte di loro non lascia il Sistema Solare. La maggior parte di loro orbita intorno al Sole, e ritorna sempre più spesso nel Sistema Solare interno.

Un nuovo documento esamina il potenziale pericolo per la Terra derivante dalle comete che si frantumano in più pezzi. L’autore sostiene che le rotture delle comete potrebbero aver contribuito a plasmare il flusso e il riflusso della vita sulla Terra.

Potrebbe accadere di nuovo.

Nella profonda storia del Sistema Solare, c’erano molte più comete di quante ce ne siano ora. Nessuno saprà mai quante, ma le comete contengono molta acqua ghiacciata, e gli scienziati sono generalmente d’accordo sul fatto che uno dei modi in cui la Terra ha ottenuto tutta la sua acqua proviene da una moltitudine di impatti di comete in un vasto periodo di tempo.

Un articolo del 2019 ha esaminato la minaccia moderna che le comete rappresentano per la Terra. Si intitola “The Hazard from Fragmenting Comets.”. L’articolo è pubblicato nei Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, e l’autore è W.M. Napier dell’Armagh Observatory and Planetarium, in Irlanda del Nord.

Napier si mette subito al lavoro nell’introduzione del saggio quando parla del Younger Dryas Boundary (YDB). Il Dryas più giovane è stato un periodo di raffreddamento che si è verificato circa 12.900-11.700 anni fa. Le prove geologiche mostrano un periodo di rapido raffreddamento in tutto l’emisfero settentrionale della Terra in quel periodo.

Questa immagine mostra le variazioni di temperatura, determinate come temperature proxy, prese dalla regione centrale della calotta glaciale della Groenlandia durante il tardo Pleistocene e l’inizio dell’Olocene.

Il Dryas più giovane è un periodo degno di nota nella storia della Terra. È stata una delle varie interruzioni del riscaldamento della Terra, e quel riscaldamento è iniziato circa 25.000 anni fa. I ricercatori si sono a lungo chiesti se ci fosse una causa celeste per il periodo di raffreddamento del Dryas più giovane, dovuta all’elevata quantità di polvere di platino nell’emisfero nord della Terra di quel periodo.

Come scrive Napier nel documento, la causa celeste “… è supportata dalla presenza di alte concentrazioni, al limite, di polvere ricca di platino in trenta siti in tutto l’emisfero settentrionale”. Egli nota anche la presenza di “proxy di impatto come microsfere vetrose, nanodiamanti, e si stima che dieci milioni di tonnellate di sfere magnetiche siano di origine da impatto”.

Nanodiamanti del cratere ad impatto di Popigai in Siberia, in Russia.

Napier menziona anche le prove di rapidi cambiamenti della flora e della fauna combinati con il platino e altre indicazioni di impatti celesti, e il rapido raffreddamento del clima. Cita anche le prove di incendi su larga scala, quando fino al 10% della biomassa terrestre è stata bruciata in un periodo di settimane, forse solo giorni.

In un certo senso, questa è solo la punta dell’iceberg delle prove a sostegno di un evento di impatto come causa del raffreddamento del Dryas più giovane. Napier cita molti altri studi nel suo lavoro.

Questo sfondo ci porta all’idea di fondo del suo lavoro: l’affermazione che le disgregazioni delle comete rappresentano una minaccia per la Terra, e che in passato sono state responsabili degli sconvolgimenti climatici. Napier non è il primo a fare questa ricerca. Ci sono molti lavori di ricerca sullo stesso argomento.

Napier stesso ha scritto altri articoli sull’argomento. Nel 2010 ha pubblicato il saggio “Palaeolithic extinctions and the Taurid Complex” su MNRAS. In quell’articolo ha presentato la prova che una grande cometa di 50-100 km si è frantumata, e una parte di essa ha colpito la Terra. L’impatto (o gli impatti, ha sostenuto, hanno causato un rapido raffreddamento, e anche lo sciamei di meteoriti chiamato Tauridi.

In quell’articolo ha anche scritto che “i corpi sotto il chilometro nei flussi di meteoridi possono presentare il maggior rischio di impatto regionale su scale temporali di interesse umano”.

Questa è ancora la sua preoccupazione, e il suo nuovo articolo la sostiene. Ma questo cerca di essere più specifico. Scrive:

“Lo scopo di questo articolo è quello di modellare la disintegrazione della cometa progenitrice in modo più dettagliato, per vedere se si può fare una corrispondenza plausibile tra l’ambiente astronomico di quel tempo e la registrazione terrestre; e quindi, più in generale, per discutere il ruolo di tali comete nelle variazioni climatiche del passato”.

Gran parte di questo tipo di ricerca riguarda la cometa Encke, alias 2P/Encke. È una cometa periodica registrata per la prima volta nel 1786. Molti ricercatori si sono chiesti se la Encke sia responsabile di eventi terrestri come il Raffreddamento del Dryas più giovane. C’è anche qualche prova che l’Evento di Tunguska è stato il risultato di una parte della cometa Encke che ha colpito la Terra, e che l’Encke che vediamo ora è solo una frazione della sua dimensione originaria.

Questa foto, realizzata dal telescopio spaziale Spitzer della NASA in luce infrarossa, mostra il nucleo incandescente della cometa Encke e una scia di polvere calda sparsa dalla cometa lungo il suo percorso orbitale.

Questo ci porta a una parte essenziale di questa ricerca. Le comete si disgregano, e noi lo sappiamo. Le comete non sono solidi pezzi di roccia. Contengono un gran numero di fratture e crepe, e in quei vuoti ci sono volatili congelati. Quando una cometa si avvicina al Sole, si riscalda. Mentre alcuni di questi volatili si sublimano in gas, una cometa può rompersi.

A seconda delle dimensioni e della traiettoria di una cometa quando si rompe, la sezione trasversale dei detriti che si spargono, o la lunghezza della scia, potrebbe diventare rapidamente più grande della Terra. Ciò significa che gli impatti con i detriti sono molto più probabili di quelli con il nucleo della cometa. Gli incontri con questi sciami di frammenti sono la discussione principale dello studio.

L’articolo di Napier si concentra su quelle che vengono chiamate comete della famiglia di Giove, di cui la cometa Encke è membro. (Encke è in realtà un membro di un sottogruppo chiamato comete di tipo Encke, le cui orbite non raggiungono Giove). Queste comete sono sotto l’influenza gravitazionale di Giove, e hanno orbite di 20 anni o meno. Encke stessa orbita intorno al Sole ogni 3,3 anni. Poiché queste comete compiono frequenti viaggi verso le regioni interne del Sistema Solare, sono un rischio maggiore per la Terra.

Napier ha creato modelli di comete della famiglia di Giove di 20 km, 50 km, 100 km e 150 km di diametro. I modelli hanno seguito l’evoluzione della cometa per 10.000 anni. Il documento sottolinea che, sebbene le comete perdano massa per sublimazione, la perdita di massa è di ordini di grandezza inferiori alla perdita di massa per frammentazione durante la simulazione del 100° secolo.

La coda del gas di una cometa e la coda della polvere sono separate l’una dall’altra.

Lo studio e i suoi modelli indicano che una cometa è più probabile che si rompa vicino al perielio, quando la cometa è riscaldata dal Sole.

Il risultato finale è questo: La maggior parte dei modelli prevedono qualcosa come 750-1500 eventi di scissione che danno origine ad ammassi di frammenti di massa > 1017 gm ciascuno, in un arco di tempo di ordine 6000 – 20.000 anni. Ad una velocità d’incontro di 30 km /sec , 1017 gm di detriti trasportano 107 megatoni di energia d’impatto.

A titolo di confronto, la bomba che gli Stati Uniti hanno sganciato su Hiroshima, in Giappone, era di soli 15 chilotoni.

In qualsiasi scenario probabile, tutti i detriti non avrebbero colpito la Terra. La scia di detriti si diffonderebbe durante il perielio, ma si ridurrebbe di nuovo durante l’afelio.

Evoluzione della lunghezza del percorso su dieci periodi orbitali (33 anni), per velocità massime di dispersione 10, 5 e 2 m s.1 (dall’alto verso il basso).

Le tracce di detriti si allungano nel tempo, vicino al perielio. Ma, allo stesso modo, l’energia d’impatto diminuisce man mano che la loro velocità diminuisce.

Con il tempo, l’energia d’impatto dei detriti della cometa si indebolisce.

In poche parole, lo studio di Napier mostra come le comete possano frammentarsi e perdere una massa considerevole durante gli incontri con il sistema solare interno. La scia di detriti può espandersi fino a raggiungere una sezione trasversale più grande della Terra, aumentando le probabilità di impatti con la Terra. Inoltre, i detriti hanno una notevole energia d’impatto. Ma col tempo, questa energia si indebolisce e la scia detritica si contrae di nuovo.

Secondo l’articolo di Napier, e secondo altre ricerche simili, la frammentazione delle comete non è rara, e rappresenta una vera e propria minaccia per l’umanità. Ci sono prove considerevoli che la disintegrazione delle comete ha già modellato il clima della Terra, come durante l’esordio del Dryas più giovane. Ed è possibile che la frammentazione delle comete abbia portato alla fine dell’Impero Accadico.

Nella conclusione del suo saggio, l’autore scrive:

“Ho modellato la disintegrazione di una grande cometa in un’orbita di breve durata, usando la cometa Encke come archetipo, e ho scoperto che c’è una ragionevole aspettativa di uno o più brevi “uragani” da meteorite, con intensità ben oltre l’esperienza moderna, nel corso della disintegrazione del progenitore”.

L’Impero Accadico intorno al 2250 a.C. È opinione diffusa che l’Impero accadiano sia crollato a causa del cambiamento climatico. Questo cambiamento climatico potrebbe essere stato innescato da impatti con detriti di comete.

Il fatto che una singola cometa possa produrre più “uragani meteorici” è preoccupante. E non sono solo gli impatti di grandi corpi celesti a costituire una minaccia. “Durante tali incontri si può creare abbastanza fumo meteorico da generare raffreddamenti improvvisi della durata di alcuni anni, insieme ad incendi diffusi”, scrive Napier.

La frase finale del suo articolo recita: “Gli sconvolgimenti terrestri all’inizio del confine del Dryas più giovane di 12.900 anni fa, e il simultaneo crollo delle prime civiltà intorno al 2350 a.C., potrebbero essere stati innescati da eventi di questo genere”.

La NASA e altre agenzie sono impegnate nella catalogazione di oggetti potenzialmente pericolosi che possono colpire la Terra, soprattutto asteroidi. E la prossima missione del Double Asteroid Redirection Test (DART) testerà le tecnologie per reindirizzare un asteroide potenzialmente pericoloso.

Ma gli asteroidi non tendono a rompersi come le comete. Ci sono state alcune ricerche su come affrontare le comete pericolose, soprattutto deviandole con i laser.

Ma per quanto riguarda la protezione della Terra dalla frammentazione delle comete e dei loro flussi detritici, c’è molto lavoro da fare.

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