隕石

隕石
大きさ800mで重さ14億tの隕石が時速1440kmで地球に衝突したら
どうなりますか？また今の人類の科学力で防ぐことはできるのでしょうか？

No.10 回答者： mk57pvls 回答日時： 2010/08/31 11:26

こんにちは

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> 地球に衝突したらどうなりますか？
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衝突の影響予想に関しては他の方々の回答にお任せするとして・・・
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> また今の人類の科学力で防ぐことはできるのでしょうか？
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2006年にNASAが"Near-Earth Object Survey and Deflection
Study（地球近傍の物体<天体>の発見と軌道修正に関するスタディ）"
という報告書を議会に提出しています。（↓ 注：英文PDF）
http://www.b612foundation.org/papers/NASA-finalr …
それによりますと
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軌道修正に関していくつもの選択肢があり、それらを検討および評価
してみた。
おそらくその中で最も単純なのが衝突体を用いる方法で、衝突体をPHO
（危険を及ぼす可能性のある物体<天体>）に直接衝突させ、その軌道
を修正することにより、PHOが地球に衝突するのを回避するという案。
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またさらに軌道修正に通常型爆薬による爆発、あるいは核兵器を用い
ることで、衝突体の効力を増加させることが可能だ。
(中略)
そのほか、複数の「スロープッシュ」技術（爆発などで瞬時に天体
を動かすのでなく、弱い力を長期間加えて軌道を変える技術）、
たとえば小惑星にランデブーして牽引する"宇宙タグボート"なども
ありえるであろう。
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との内容でした。
そのうち核（兵器）を用いる方法は、その後もう少し具体的に検討
された様で（↓ 参照）
http://www.flightglobal.com/articles/2007/08/03/ …
6個の核弾頭を搭載した迎撃船を使い、衝突の2年前!までにコイツを
打ち上げれば、直径100～500mの天体であれば軌道修正は可能だろう
という予想をしていたようです。
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とは言え実際は、ものすごい高速で飛行する物体を、かなり遠方から
補足し、その軌道を正確に計算し、次いで迎撃点を予測し、そこまで
迎撃プラットフォームを確実に持ってゆく、のは ちょっと考えただけ
でも至難の技でしょう。
現在のMD（ミサイル防衛）を大幅に凌駕する高度な技術の開発と、膨大
なリソースの投入が必要でしょうね。

No.9 回答者： isa-98 回答日時： 2010/08/26 19:54

回答の続きですが、

隕石の最終衝突速度Vを、

１１．２ｋｍ/ｓ～７１．２ｋｍ/s程度と試算された方がいます。

地球公転速度は３０ｋｍ/s
これをEとすると、

２E（１１．２）＝７１．２程度と算出されます。
（小惑星が地球と同じ公転速度を持つと計算した物。）

いい加減なようですが、実質の値で考査すると、
イ
カルスの「平均」軌道速度２８．６９ｋｍ/s
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%82%AB% …

ほぼ正確なようです。
７１．２/１１．２＝６．３６
６．３６＾２＝４０．４
衝突速度（衝突コース）によって１～約４０倍のエネルギー差を生みます。

No.8 回答者： isa-98 回答日時： 2010/08/26 19:02

＃７様、いつも参考にし、拝見しております。

物理のカテではないけど、

SPEED　スカラー量。
velocity　ベクトル量。

だから。

No.7 回答者： ultraCS 回答日時： 2010/08/25 21:59

こちらにSimulatorがありますから、やってみてください。

解釈の違いがあり、ちょっと納得できない点もありますが、まあ、概要はつかめるかと
http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/

直径800メートルの石質隕石(比重3)が1400Km/h(0.4Km/sこの設定は既にあるように不合理ですが)で堆積岩質(要するに平野部)に直角に衝突した場合。
えぐる穴の直径は1.9Km、深さは676m、最小的なクレーターの直径は2.4m、深さ500mで、バリンジャー隕石孔くより二回り大生きいですね。
生物にはともかく、地球にとっては蚊に刺されたくらいでしょう。

で、衝突速度を第二宇宙速度(11.2Km/s)にすると

穴は8Km×3Km、クレーターとしては11Km×700mです。
恐竜絶滅の引き金とされるユカタン半島のクレーター(隕石径10-15Km)に比べれば、そよ風と言ってもいい規模ですが、それでも、生物には広範囲な影響があるでしょうね。

The Earth is not strongly disturbed by the impact and loses negligible mass.
The impact does not make a noticeable change in the tilt of Earth's axis (< 5 hundreths of a degree).
The impact does not shift the Earth's orbit noticeably.

あとは、適当にパラメーターをいじっていけば、最後には地球が割れ足り、公転軌道からはじき飛ばされるという状況まで至ります。

現在の科学でも早く見つけて総力を上げれば、何とかなる範囲だと思いますよ、800mであれば、100-200m
の小天体をぶつけてもかなり軌道が動きますから。

No.6 回答者： Kunfu 回答日時： 2010/08/25 19:36

そのくらいの規模の隕石となると「衝突の冬」が訪れる可能性があります。

これはカール・セーガン博士らの核戦争による「核の冬」にちなんで名づけられました。

直接的な衝突エネルギーよりも二次的な影響のほうが大きいと考えられています。
粉塵や衝突に伴う都市や山林火災等によるススが地球を多い太陽光を遮ることによって、植物の生育、農業に壊滅的被害をもたらすでしょう。
多くの生物と人類は滅亡の危機に瀕すると思われます。
６５００万年前の隕石よりはかなり小ぶりですが、落ちどころによっては危険な大きさです。

ちなみに衝突のスピードは他の方が書かれているように、秒速２０km、時速で７万２千kmくらいでしょう。


衝突の回避は、現在の技術では非常に困難ですが数十年のうちに衝突が予想されるこのクラスの天体はありません。
回避方法ですが、映画『アルマゲドン』みたいに核爆弾で破壊すればいいという科学者もいることはいるそうです。
たぶん、映画みたいにいきなり出現したらその方法しかないと思われます。
しかしながら、実際にはそのクラスの天体が衝突するのは数十年前にはわかると思われます。

たぶん、その規模だと鉄分はそんなに多くないと思います。
想定の天体ほど比重の大きいものはないでしょう。
そうすると、敵は巨大な「汚れた雪だるま」のようなものです。
太陽光をレンズか反射鏡で巨大雪だるまに集光して天体の一部を溶かし、ガスを噴出させて軌道をずらす。
「はやぶさ」のイオンエンジンや「イカロス」のようなソーラーセイルで時間をかけて軌道をずらす方法が取られると思います。
日本スペースガード協会理事長だった故：磯部琇三氏は核による破壊には否定的な見解を示されておられました。

日本スペースガード協会
http://www.spaceguard.or.jp/ja/index.html
スペースガード
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%9A% …

No.5 回答者： isa-98 回答日時： 2010/08/25 17:48

まだ詳しく教えてなかったな。

無限遠点にある質点Aのエネルギーは、ｍｇｈ

ｍｇｈ＝１/2ｍV＾２

アイザックニュートンの法則
ｍｇ＝GMｍ/ｒ＾２

より、

ｍｇｈに置ける位置
U=－GMｍ/ｒ（ｒ＝ｈ）

１/2ｍV＾２－GMｍ/ｒ＝０であるので第二宇宙速度１１．２ｋｍ/ｓを得る事が出来る。

元に戻り、
ｍｇｈ＝１/2ｍV＾２であるので、１１．２ｋｍ/sが隕石の得る自由落エネルギーである。
（SPEED　スカラー量。抗力係数を０とした。）

地球の公転速度＋天体の持つ位置エネルギー＋天体の持つ運動量
が隕石の持つ速度エネルギーV（ベクトル量）となる。

No.4 回答者： M_51 回答日時： 2010/08/25 10:39

大きさ800ｍを直径800ｍの球とすると、体積は4/3πｒ^3です。

4/3π400^3で268百万立方ｍになります。重さ14億ｔとすると比重は5.2程度。隕石の比重は３程度ですからちょっと重い。でも鉄を多く含んでいたら、このくらいの重さになっても不思議ではない。

ただ、時速1440km（秒速400ｍ）はあまりにも遅すぎます。地球の引力を振り切るためには、秒速11km必要です。逆に地球の引力に捕らえられたら、地球衝突時には秒速11km加速されます。
つまり、隕石は秒速11km以上で地球に衝突します。

衝突エネルギーは、「質量×速度の自乗÷２」です。速度が10倍になるとエネルギーは100倍になります。
仮に、時速1440kmとすると1.12×10^17ジュール（10^17は1に0が17個付いた数）で広島原爆（8.4×10^13ジュール）の約1,300倍です。
比較的遅い流星の速度（秒速20km）では、広島原爆の約332万倍、史上最大の水爆の約1,300倍です。
地球の生態系は、ただではすみません。

では、今の人類の科学力でこれを防ぐことができるのか？
私はできると考えます。小惑星イトカワは、平面的に見ると地球の軌道と交差しています。（立体的に見て交差していなければ衝突しませんが。）そのイトカワに着陸しています。国際宇宙ステーションのような巨大な人工衛星も作っています。小惑星の軌道を変えるために必要な技術はすでに持っています。予算と時間さえ許せば、小惑星の軌道を変えることは可能です。

No.3 回答者： staratras 回答日時： 2010/08/25 06:10

>今の人類の科学力で防ぐことはできるのでしょうか？

衝突することがわかってから衝突するまでの時間次第だと思います。

例えば、「あす衝突する」とわかってもどうしようもありません。衝突が予測される地域が人口密集地であれば、（計算された軌道の精度によって衝突予測地にある程度の誤差（広がり）が出ますので）住民を全員避難させることさえ困難でしょう。また逆に人があまり住んでいない地域であれば、散在する住民全員に情報を伝達することが難しくなります。

しかし「１００年後に衝突する」ことがわかったのであれば、衝突を防ぐことができる可能性はあります。全地球規模の協力体制を作り、優秀な人材と豊富な資源・資金を集めて対策を検討して計画的に実行するのです。考え方としては、隕石の軌道を変えて地球と衝突しないようにするか、地上に到達するまでに燃え尽きてしまうサイズにまですべて粉砕するかのいずれかだと思います。どちらも容易ではないことは確かですが、仮にきょう「１００年後に衝突する」ことがわかったとしても、今後１００年間に科学技術が進歩することも考え合わせれば、有効な対策が実行されて衝突を回避できる可能性は十分あると考えますがいかがでしょうか。

No.2 回答者： Ohgimachi 回答日時： 2010/08/25 05:15

>大きさ800mで重さ14億tの隕石が時速1440kmで地球に衝突したらどうなりますか？

大きさ８００ｍで球形だとすると1,608,495,439立方ｍになるから１４億ｔはずいぶん軽いな…氷なのかな？

運動エネルギーは
0.5*1.4E+9 * (1440/60/60E+3)^2 = 1.12E+14 [J]
TNT火薬１トンの熱量は１E+9カロリーで、１J ≒　0.24カロリーだからTNT火薬換算で

(1.12E+14 * 0.24) * 1E-9 = 2.688e+4 トン

長崎型の原爆が２０Ktと言われているので、それを３割上回るぐらいでしょう。
ただし、原爆みたいに空中で爆発しないし、エネルギーが電磁波にはならないから#1のjelfeさんがおっしゃるような巨大クレーターができるでしょうね。

>また今の人類の科学力で防ぐことはできるのでしょうか？

なんの本で読んだか忘れてしまったのですが、現在の弾道ミサイルは宇宙空間へ飛ばすのが目的ではないので、地球の重力を振り切る第二宇宙速度まで出ないらしい。そうすると昔のサターンロケット並の迎撃ミサイルが必要ということですね。その製造と維持の費用を誰が負担するのかという問題があるから、科学的に可能かどうかは判りませんが、経済的には無理なのでは？

No.1 回答者： jelfe 回答日時： 2010/08/25 04:44

違ったらすみません。

時速に関しては(本当にそうなるのかとか)分かりませんが、
10Kmほどのクレーターと、100Km弱ほどの範囲に直接的な被害が出ると思います。

そんなのが飛んできたら即座に観測されて壊されると思います。