Scénář dopadu asteroidu pro 16. března 2880

Oceány a moře pokrývají přes 70% povrchu naší planety. Zasáhne-li Zemi těleso z vesmíru, je pravděpodobné, že dopadne do vody. Obrovské vlny tsunami, které se od místa dopadu šíří stejně jako vlny na rybníce, do kterého vhodíte kámen, mohou zasáhnout hustě obydlené pobřežní oblasti některého z kontinentů. Počítačový model simulující vznik, vývoj a šíření těchto vln, který vyvinuli vědci z University of California, Santa Cruz (UCSC), ukazuje tsunami dosahující výšek až 120 m zasahující atlantické pobřeží Spojených států.

Simulace, jejímiž autory jsou Steven Ward¹ a Erik Asphaug² a jejíž výsledky byly zveřejněny v červnovém čísle Geophysical Journal International, je založena na reálném nebezpečí, které pro Zemi představuje asteroid s označením 1950 DA. Ten se na své dráze přiblíží k Zemi zhruba za 880 let – 16. března 2880. Jeho průměr je odhadován na 1200 m. Setkání bude dokonce tak těsné, že předem nelze vyloučit ani možnost srážky. V takovém případě by planetka dopadla do Atlantského oceánu rychlostí kolem 17 km.s^-1. Pravděpodobnost střetu je sice velmi nízká, ale to nic nemění na faktu, že v průběhu milionů let geologické historie Země se srážky s podobnými nebo dokonce většími tělesy odehrávají, a to s katastrofickými následky. Podobný střet například ukončil před 65 miliony let éru dinosaurů³. Z pohledu geologické historie naší planety jsou srážky s objekty o velikosti srovnatelné s 1950 DA poměrně časté. Od doby dinosaurů se taková událost odehrála nejméně 600 krát.

Studie provedené S. Wardem a E. Asphaugem je součástí snahy vědců z celého světa odhadnout na základě fyzikálních modelů rizika spojená s dopadem asteroidů do moře. E. Asphaug k tomu říká: „O rizika spojená s blízkozemními planetkami se zajímáme, protože přes velmi malou pravděpodobnost přímého střetu mohou být potenciální následky enormní. Co je ale důležitější, zákony nebeské mechaniky nám umožňují případnou kolizi předpovědět v případě, že známe dráhu nebezpečného tělesa s dostatečným předstihem.“ A k tomu dodává: „Je to jako bychom dopředu znali přesné datum a čas, kdy dojde k erupci sopky. Existuje cesta, jak se s přirozenými riziky z vesmíru vyrovnat, a to prohloubit naše znalosti o Zemi a jejím okolí. Jedině tak můžeme změnit bezmocný strach, který známe z pláten kin v něco, co máme pevně ve svých rukou.“

Přestože pravděpodobnost, že asteroid 1950 DA nakonec do Země opravdu narazí je jen kolem 0,3%, je zároveň dosud jediným známým tělesem, které pro jeho potencionální hrozbu prostě nemůžeme ‘pustit z dohledu’. Studie zabývající se výpočty pravděpodobnosti střetu planetky 1950 AD se Zemí, byla zveřejněna 5. dubna 2002 v časopise Science a jejími autory jsou vědci pracující pro NASA – JPL.

E. Asphaug ji komentuje slovy: „Riziko střetu je opravdu velmi nízké, ve skutečnosti je dokonce nižší než pravděpodobnost, že nás do té doby zasáhne jiné těleso stejné velikosti, které ještě nebylo objeveno.“ Ale zároveň dodává: „Přesto nám to poskytlo dobrý materiál pro naši analýzu. Pro simulace bylo vybráno místo dopadu, které přesně odpovídá poloze a orientaci Země v době předpokládané srážky.“

Místo se nachází v Atlantském oceánu asi 600 km od pobřeží Spojených států. Dopadající asteroid způsobí výbuch odpovídající 60 gigatunám TNT, při kterém se téměř celý odpaří. Navíc vytvoří v oceánu 18 km širokou prohlubeň, odkud ustoupí voda. Dutina bude dosahovat až ke dnu, které se v tomto místě nachází asi 5 km hluboko. Výbuch tedy částečně naruší také podloží. Následně mořská voda prohlubeň opět zaplaví, a to povede ke vzniku vln, které se budou šířit v podobě kružnic směrem od epicentra. Jelikož se vlny vyšších frekvencí šíří po oceánu rychleji, přemění se počáteční impuls v sérii vln tsunami s různými vlnovými délkami. K tomuto závěru S. Ward poznamenává: „Ve filmech vám často ukazují jedinou obrovskou tsunami, ale ve skutečnosti to může skončit až u několika desítek různě mohutných vln. První jsou poměrně malé, další však postupně narůstají do enormních výšek a přicházejí v intervalu 3 až 4 minut.“

Vlny postupně prostoupí celý Atlantický oceán i karibskou oblast. Jejich výška bude postupně klesat se vzdáleností od místa dopadu. Oblasti poblíž epicentra budou tedy zasaženy nejvyššími vlnami. Asi 2 hodiny po srážce budou pláže na Cape Cod a Cape Hatteras (východní pobřeží USA) zasaženy vlnou o výšce kolem 120 m. Po čtyřech hodinách zažije východní pobřeží USA další tsunami, tentokrát 60 m vysokou. Než příboj dorazí až do Evropy bude to trvat alespoň 8 hodin. Výška vlnobití tam však bude již jen kolem 10 – 15 m.

Simulace však nedává vědcům jen lepší představu o potenciálním nebezpečí dopadu planetky do oceánu, ale umožňuje také interpretovat indicie o podobných událostech v minulosti. Geologové nalezli mnoho stop, svědčících nejen o dopadu asteroidů, ale i o jimi vyvolaných vlnách tsunami. Jsou to například nezvyklé vrstvy sedimentů hluboko ve vnitrozemí, porušená oceánská podloží nebo přeházené vrstvy usazenin na mořském dně, které dobře korelují s krátery, nálezy úlomků meteoritů a jinými nepřímými důkazy.

Důležitou vlastností modelu je také možnost spočítat rychlost proudění vody nad mořským dnem. Ta se totiž ještě ve vzdálenosti několik set km od epicentra pohybuje kolem 1 m.s^-1. Pohyb je vyvolán vlnami tsunami. „Je to jako divoká řeka. Tím jak tyto proudy procházejí oceánem, rozrušují dno a způsobují erozi sedimentů na svazích podmořských hor. Díky tomu můžeme být schopni identifikovat místa, kde k něčemu podobnému v minulosti došlo,“ říká Ward.

Tyto proudy mohou rovněž destabilizovat podmořské svahy a vyvolat tak sesuvy hornin, které vedou ke druhotnému vlnění na hladině oceánu. Simulace vln tsunami, vyvolaných sesuvem horniny pod hladinou moře byly provedeny rovněž. Ukázalo se, že kolaps vulkanického svahu na Kanárských ostrovech může způsobit mohutné vlnobití u pobřeží Spojených států.

Pro oblast Tichého oceánu již funguje systém varování před tsunami. Jeho úkolem je zhodnotit sílu zemětřesení a stanovit jeho potenciál takovou vlnu vytvořit. Vlny vytvořené při dopadu planetky mohou být v budoucnosti do podobného systému zahrnuty také. K tomu S. Ward říká: „Vlny tsunami sice postupují velmi rychle, ale je to stále málo vzhledem k rozloze oceánu. Takže, kdyby někam do oceánu dopadl malý nebo středně velký asteroid, stále bychom mohli mít několik hodin k dobru pro včasné varování, než vlny dosáhnou pobřežních oblastí.“

Pokud jde o planetky samotné, je snaha vědců z celého světa také na dobré cestě. Kampaň NASA, která si vytkla za cíl objevit do roku 2008 90% planetek, které ohrožují Zemi a jsou větší než 1 km, je zhruba ve své polovině. „Dokud nebudeme znát všechna velká tělesa a jejich dráhy, můžeme být kdykoliv zasaženi bez varování. S vyhledávacími projekty nové generace bychom měli asi do roku 2030 znát 90% objektů, které můžou způsobit globální katastrofu,“ říká k tomu E. Asphaug.

Bohužel planetky nejsou jedinými tělesy, která nám mohou zasadit ‘smrtící ránu’. Tou nejméně očekávanou hrozbou se mohou stát kometární jádra, která poprvé navštěvují vnitřní části sluneční soustavy. Nemohou být totiž detekována s dostatečným předstihem. Stejně tak nám zůstává skryta spousta malých asteroidů, které sami o sobě mohou způsobit nemalé škody. Na to říká E. Asphaug: „To jsou prostě rizika, se kterými se musíme naučit žít.“

¹ pracuje pro Institut geofyziky a planetární fyziky UCSC
² profesor přírodních věd
³ tehdy se však jednalo o těleso cca 5–krát větší