Impacto inverno -Impact winter

Um inverno de impacto é um período hipotético de tempo frio prolongado devido ao impacto de um grande asteróide ou cometa na superfície da Terra . Se um asteróide atingisse a terra ou um corpo de água raso, ele ejetaria uma enorme quantidade de poeira, cinzas e outros materiais na atmosfera , bloqueando a radiação do Sol .. Isso faria com que a temperatura global diminuísse drasticamente. Se um asteróide ou cometa com o diâmetro de cerca de 5 km (3,1 milhas) ou mais atingisse um grande corpo de água profundo ou explodisse antes de atingir a superfície, ainda haveria uma enorme quantidade de detritos ejetados na atmosfera. Foi proposto que um inverno de impacto poderia levar à extinção em massa , eliminando muitas das espécies existentes no mundo. O evento de extinção Cretáceo-Paleogeno provavelmente envolveu um inverno de impacto e levou à extinção em massa da maioria dos tetrápodes pesando mais de 25 kg (55 libras).

Possibilidade de impacto

A cada ano, a Terra é atingida por meteoróides de 5 m (16 pés) de diâmetro que produzem uma explosão 50 km (31 milhas) acima da superfície com a potência equivalente a um quiloton de TNT. A Terra é atingida todos os dias por um meteoro com menos de 5 m (16 pés) de diâmetro que se desintegra antes de atingir a superfície. Os meteoros que chegam à superfície tendem a atingir áreas despovoadas e não causam danos. É mais provável que um ser humano morra em um incêndio, inundação ou outro desastre natural do que por causa de um impacto de asteroide ou cometa. Outro estudo em 1994 encontrou uma chance de 1 em 10.000 de que a Terra seja atingida por um grande asteróide ou cometa com um diâmetro de cerca de 2 km (1,2 mi) durante o próximo século. Este objeto seria capaz de perturbar a ecosfera e mataria uma grande fração da população mundial. Um desses objetos, o Asteroid 1950 DA , atualmente tem 0,005% de chance de colidir com a Terra no ano de 2880, embora quando descoberto pela primeira vez a probabilidade fosse de 0,3%. A probabilidade diminui à medida que as órbitas são refinadas com medições adicionais.

Mais de 300 cometas de curto período passam perto de planetas maiores, como Saturno e Júpiter , que podem mudar as trajetórias dos cometas e potencialmente colocá-los em uma órbita de travessia da Terra. Isso pode acontecer também para cometas de período longo, mas a chance é maior para cometas de período curto. A chance de estes impactarem diretamente a Terra é muito menor do que um impacto de objeto próximo à Terra (NEO). Victor Clube e Bill Napier defendem uma teoria controversa de que um cometa de curto período em uma órbita de passagem da Terra não precisa impactar para ser perigoso, pois pode se desintegrar e causar um véu de poeira com possibilidades de um cenário de " inverno nuclear " com longo resfriamento global de longo prazo com duração de milhares de anos (que eles consideram ser semelhante em probabilidade a um impacto de 1 km).

Fatores de impacto necessários

A Terra experimenta uma enxurrada interminável de detritos cósmicos. Pequenas partículas queimam quando entram na atmosfera e são visíveis como meteoros . Muitos deles passam despercebidos pela pessoa comum, embora nem todos queimem antes de atingir a superfície da Terra. Aqueles que atingem a superfície são conhecidos como meteoritos . Assim, nem todo objeto que atinge a Terra causará um evento de nível de extinção ou mesmo causará algum dano real. Os objetos liberam a maior parte de sua energia cinética na atmosfera e explodirão se experimentarem uma coluna de atmosfera maior ou igual à sua massa . Impactos em nível de extinção na Terra ocorrem a cada 100 milhões de anos. Embora os eventos de extinção aconteçam muito raramente, grandes projéteis podem causar danos graves. Esta seção discutirá a natureza dos perigos apresentados pelos projéteis em função de seu tamanho e composição.

Tamanho

Um grande asteróide ou cometa poderia colidir com a superfície da Terra com a força de centenas a milhares de vezes a força de todas as bombas nucleares na Terra. Por exemplo, foi proposto que o impacto da fronteira K/T causou a extinção de todos os dinossauros não-aviários há 66 milhões de anos. As primeiras estimativas do tamanho deste asteróide o colocam em cerca de 10 km (6,2 milhas) de diâmetro. Isso significa que atingiu com quase uma força de 100.000.000 MT (418 ZJ). Isso é mais de seis bilhões de vezes maior do que o rendimento da bomba atômica (16 quilotons, 67 TJ) que foi lançada em Hiroshima durante a Segunda Guerra Mundial. Este impactor escavou a cratera Chicxulub que tem 180 km (110 milhas) de diâmetro. Com um objeto desse tamanho, poeira e detritos ainda seriam ejetados na atmosfera , mesmo que atingisse o oceano, que tem apenas 4 km (2,5 milhas) de profundidade. Um asteróide , meteoro ou cometa permaneceria intacto na atmosfera em virtude de sua massa. No entanto, um objeto menor que 3 km (1,9 mi) teria que ter uma forte composição de ferro para romper a baixa atmosfera - a troposfera ou os níveis mais baixos da estratosfera .

Composição

Existem três tipos diferentes de composição para um asteroide ou cometa: metálico , pedregoso e gelado . A composição do objeto determina se ele chegará ou não à superfície da Terra inteiro, se desintegrará antes de romper a atmosfera ou se romperá e explodirá pouco antes de atingir a superfície. Um objeto metálico tende a ser feito de ligas de ferro e níquel . Esses objetos metálicos são os mais propensos a impactar a superfície porque eles resistem melhor às tensões do achatamento e fragmentação induzidos pela pressão de aríete durante a desaceleração na atmosfera . Os objetos pedregosos, como meteoritos condríticos, tendem a queimar, quebrar ou explodir antes de deixar a atmosfera superior. Aqueles que chegam à superfície precisam de uma energia mínima de cerca de 10  Mt (4 × 10 16 J ) ou cerca de 50 m (160 pés) de diâmetro para romper a baixa atmosfera (isso é para um objeto pedregoso atingindo 20 quilômetros por segundo (40.000 km/h)). Os objetos porosos semelhantes a cometas são compostos de silicatos de baixa densidade , orgânicos , gelo, voláteis e muitas vezes queimam na atmosfera superior devido à sua baixa densidade aparente (≤1 g/cm 3 (60 lb/cu ft)).  

Possíveis mecanismos

Embora os asteróides e cometas que impactam a Terra atinjam muitas vezes a força explosiva de um vulcão , os mecanismos de um inverno de impacto são semelhantes aos que ocorrem após um inverno vulcânico induzido por uma mega- erupção vulcânica . Nesse cenário, grandes quantidades de detritos injetados na atmosfera bloqueariam parte da radiação do sol por um longo período de tempo e reduziriam a temperatura média global em até 20°C após um ano. Os dois principais mecanismos que podem levar a um inverno de impacto são a ejeção em massa de regolito e múltiplas tempestades de fogo .

Ejeção em massa de regolito

Este diagrama mostra a distribuição de tamanho em micrômetros de vários tipos de partículas atmosféricas .

Em um estudo conduzido por Curt Covey et al., descobriu-se que um asteróide de cerca de 10 km (6,2 mi) de diâmetro com a força explosiva de cerca de 10 8  MT poderia enviar para cima cerca de 2,5 x 10 15  kg de  partículas de aerossol de 1 µm de tamanho na atmosfera . Qualquer coisa maior cairia rapidamente de volta à superfície. Essas partículas então se espalhariam por toda a atmosfera e absorveriam ou refratariam a luz do sol antes que ela chegasse à superfície, resfriando o planeta de maneira semelhante ao aerossol sulfuroso subindo de um megavulcão , produzindo um profundo escurecimento global . Isto é controversamente suposto ter ocorrido após a erupção de Toba .

Essas partículas de rocha pulverizada permaneceriam na atmosfera até a deposição seca e devido ao seu tamanho, também atuariam como núcleos de condensação de nuvens e seriam lavados por deposição úmida /precipitação, mas mesmo assim, cerca de 15% da radiação solar pode não chegar à superfície. Após os primeiros 20 dias, a temperatura da terra pode cair rapidamente, cerca de 13° C. Após cerca de um ano, a temperatura pode se recuperar em cerca de 6° C, mas a essa altura cerca de um terço do Hemisfério Norte pode estar coberto de gelo.

No entanto, esse efeito pode ser amplamente mitigado, até mesmo revertido, por uma liberação de enormes quantidades de vapor d'água e dióxido de carbono causados ​​pelo pulso de calor global inicial após o impacto. Se o asteróide atingisse um oceano (o que seria o caso da maioria dos eventos de impacto), o vapor de água formaria a maior parte de qualquer matéria ejetada e provavelmente resultaria em um grande efeito estufa e um aumento líquido na temperatura.

Se o evento de impacto for suficientemente energético, pode causar pluma mantélica (vulcanismo) no ponto antípoda (o lado oposto do mundo). Este vulcanismo poderia, por si só, criar um inverno vulcânico , independentemente dos outros efeitos de impacto.

Várias tempestades de fogo

Em combinação com os detritos iniciais ejetados na atmosfera , se o impactor for extremamente grande (3 km (1,9 mi) ou mais), como o impactor de limite K/T (estimado em 10 km (6,2 mi)), pode haver a ignição de múltiplas tempestades de fogo , possivelmente com alcance global em cada floresta densa e, portanto, propensa a tempestades de fogo. Esses incêndios de madeira podem liberar quantidades suficientes de vapor de água, cinzas, fuligem, alcatrão e dióxido de carbono na atmosfera para perturbar o clima por conta própria e fazer com que a nuvem de poeira de rocha pulverizada que bloqueia o sol dure mais. Alternativamente, poderia fazer com que durasse muito menos tempo, pois haveria mais vapor de água para as partículas rochosas do aerossol formarem núcleos de condensação de nuvens . Se isso fizer com que a nuvem de poeira dure mais, prolongaria o tempo de resfriamento da Terra, possivelmente causando a formação de camadas de gelo mais espessas.

Eventos passados

Em 2016, um projeto de perfuração científica perfurou profundamente o anel de pico da cratera de impacto de Chicxulub para obter amostras de núcleo de rocha do próprio impacto. Esta cratera é uma das crateras de impacto mais conhecidas e foi o impacto responsável pela extinção dos dinossauros .

As descobertas foram amplamente vistas como confirmando as teorias atuais relacionadas ao impacto da cratera e seus efeitos. Eles confirmaram que a rocha que compunha o anel de pico havia sido submetida a imensas pressões e forças, e havia sido derretida por imenso calor e chocada por imensa pressão de seu estado usual para sua forma atual em apenas alguns minutos. O fato de o anel de pico ser feito de granito também foi significativo, já que o granito não é uma rocha encontrada em depósitos do fundo do mar – ele se origina muito mais profundamente na terra e havia sido ejetado à superfície pelas imensas pressões do impacto. O gesso , uma rocha contendo sulfato que normalmente está presente no fundo do mar raso da região, havia sido quase totalmente removido e, portanto, deve ter sido quase totalmente vaporizado e entrado na atmosfera, e que o evento foi imediatamente seguido por um enorme megatsunami (um movimento maciço das águas do mar) suficiente para estabelecer a maior camada conhecida de areia separada pelo tamanho do grão diretamente acima do anel de pico.

Estes apoiam fortemente a hipótese de que o impactor era grande o suficiente para criar um anel de pico de 120 milhas, ejetar granito derretido das profundezas da terra, criar movimentos colossais de água e ejetar uma imensa quantidade de rocha vaporizada e sulfatos na atmosfera, onde eles persistiria por muito tempo. Essa dispersão global de poeira e sulfatos teria levado a um efeito súbito e catastrófico no clima mundial ao causar grandes quedas de temperatura, devastando a cadeia alimentar .

Impacto nos seres humanos

Um inverno de impacto teria um efeito devastador nos humanos, assim como nas outras espécies da Terra. Com a radiação do sol sendo severamente diminuída, as primeiras espécies a morrer seriam plantas e animais que sobrevivem através do processo de fotossíntese . Essa falta de comida acabaria levando a outras extinções em massa de outros animais que estão mais acima na cadeia alimentar e possivelmente matariam até 25% da população humana. Dependendo da localização e tamanho do impacto inicial, o custo dos esforços de limpeza pode ser tão alto a ponto de causar uma crise econômica para os sobreviventes. Esses fatores tornariam a vida na Terra, para os humanos, extremamente difícil.

Agricultura

Com a atmosfera da Terra cheia de poeira e outros materiais, a radiação do sol seria refratada e espalhada de volta ao espaço e absorvida por esses detritos. O primeiro efeito na Terra, após a onda de choque e as potenciais tempestades de fogo , seria a morte da maioria, se não de todas, as formas de vida fotossintéticas na Terra. Aqueles no oceano que sobrevivem possivelmente ficariam adormecidos até que o sol saísse novamente. Aqueles em terra possivelmente poderiam ser mantidos vivos em microclimas subterrâneos , com um exemplo sendo as cavernas de aragonita de Zbrašov . Estufas em complexos subterrâneos com usinas de energia fóssil ou nuclear poderiam manter lâmpadas de cultivo de luz solar artificial acesas até que a atmosfera começasse a clarear. Enquanto isso, aqueles do lado de fora que não foram mortos pela falta de luz solar provavelmente seriam mortos ou mantidos adormecidos pelo frio extremo do inverno de impacto. Essa morte de plantas pode levar a um longo período de fome se um número suficiente de pessoas sobrevivesse à onda de choque inicial e resultaria em aumento dos custos de alimentos em países subdesenvolvidos apenas alguns meses após o fracasso das primeiras colheitas. Os países desenvolvidos não enfrentariam fome a menos que o evento de resfriamento durasse mais de um ano, devido aos maiores estoques de alimentos enlatados e grãos nesses países. No entanto, se o pêndulo for semelhante em tamanho ao pêndulo de limite K/T, as perdas agrícolas podem não ser compensadas com importações para o hemisfério norte do hemisfério sul ou vice-versa. A única maneira de evitar a fome seria que cada país acumulasse pelo menos um ano de alimentos para seu povo. Não são muitos os países que têm isso; os níveis médios de estoque de cereais do mundo são apenas cerca de 30% da produção anual.

Economia

O custo para limpar após o impacto de um asteroide ou cometa custaria bilhões a trilhões de dólares, dependendo do local impactado. Um impacto na cidade de Nova York (a 16ª cidade mais populosa do mundo) pode custar bilhões de dólares em perdas financeiras e pode levar anos para o setor financeiro (ou seja , o mercado de ações ) se recuperar. No entanto, a probabilidade de um impacto tão naturalmente direcionado seria extremamente baixa.

Capacidade de sobrevivência

Em 20 de fevereiro de 2018, existem 17.841 objetos próximos da Terra conhecidos. 8.059 objetos potencialmente perigosos são conhecidos; eles são maiores que 140 m (460 pés) e podem se aproximar da Terra a menos de 20 vezes a distância da Lua . 888 NEAs maiores que 1 km foram descobertos, ou 96,5% de um total estimado de cerca de 920.

Veja também

Referências

links externos