Så drabbar ett asteroidnedslag

Ett stort antal kratrar över hela vår planet visar att jorden under historiens gång träffats av asteroider. Hur illa följderna har blivit har berott på olika faktorer – i vilken hastighet och med vilken vinkel asteroiden har kommit, om den landat på land eller vatten, samt naturligtvis storleken.
Nu har forskare kört simuleringar för att se vad som egentligen händer vid ett större nedslag, vilka effekter som är värst och hur vi möjligen skulle kunna minska omfattningen av en sådan katastrof.

Alla vet vad den troligaste orsaken till dinosauriernas utdöende var. Ett skräckscenario är att mänskligheten går ett liknande öde till mötes, att en större asteroid som träffar oss får så katastrofala följder att civilisationen går under och mänskligheten utplånas. Men enligt Nasa och andra som kartlägger hotfulla stenblock i rymden så är den risken liten. I alla fall om man mäter tiden med mänskliga mått.

De asteroider som hotar oss kallas för PHA, ­Potentially Hazardous Asteroids, av Nasa. År 2013 framställde de en karta över dessa, där ­omloppsbanorna för drygt 1 400 asteroider finns utritade. Idag har listan över PHA växt till omkring 1 800. Nasa betonar dock att det är asteroider som på sikt kan vara farliga, och att det alltså inte handlar om hot inom den närmaste tiden. De kommande 100 åren behöver vi inte oroa oss så mycket för någon av dessa. Jokrarna i leken är oupptäckta asteroider, samt kometer och annat som kommer längre ut från solsystemet och kan störa befintliga asteroiders banor.

Anledningen till att man trots att risken är liten betraktar dessa asteroider som hot är att de passerar nära jorden, vilket i sammanhanget betyder närmare än 7,5 miljoner kilometer, och att de är 140 meter eller mer i diameter.

Att det finns en ständig hotbild är alldeles klart, även om det sannolikt inte handlar om nedslag som riskerar att utplåna oss. Astronomerna spanar ständigt ut i rymden för att i tid upptäcka asteroider som kan ställa till det för oss. Asteroiden som den 15 februari 2013 exploderade över ­Ryssland blev en påminnelse om att hotet finns. Och enorma nedslagskratrar på olika håll över planetens yta är konkreta bevis för att jorden ­under sin långa historia har träffats riktigt hårt.

Nu intresserar sig forskarna alltmer för vad som egentligen skulle hända – inte så mycket om, utan snarare – när det sker igen. För att det kommer att ske är alldeles klart. Och vilka följderna blir är naturligtvis kopplat till hur stor ­asteroiden är och var den träffar.

Ett av Nasas koncept för att ändra banan för en asteroid är att rikta koncentrerat solljus mot den med hjälp av speglar och linser. ­Hettan som uppstår i ljusets fokuspunkt förångar ytan på asteroiden och får den att ändra sin bana. Bild: Nasa

Ett av Nasas koncept för att ändra banan för en asteroid är att rikta koncentrerat solljus mot den med hjälp av speglar och linser. ­Hettan som uppstår i ljusets fokuspunkt förångar ytan på asteroiden och får den att ändra sin bana. Bild: Nasa

Sju effekter

Vid ett asteroidnedslag händer flera saker. När stenen går in i atmosfären utvecklas en enorm hetta och ofta sprängs den i mindre bitar i en jättelik explosion. Handlar det om en större asteroid så överlever merparten och ­träffar marken eller vattnet i hög hastighet. En chockvåg når jorden strax före nedslaget och sprider sig sedan åt alla håll i atmosfären. En seismisk chockvåg sprider sig genom jordens inre, enorma vindar blåser bort hus och människor. Landar den i vattnet ger det upphov till tsunamivågor.

En forskargrupp vid engelska University of Southampton har nu gjort simuleringar av vad som händer, och vilka effekter som är värst. De tittade på sju olika effekter – chockvåg, vindstöt, ­hetta, flygande materia av olika slag, ­kraterbildning, seismologisk chockvåg och tsunami­våg. Totalt gjorde de 50 000 simuleringar med olika parametrar som nedslagsplats och storlek. Storleken på de simulerade asteroiderna rörde sig mellan 15 och 400 meter i diameter, ­vilket motsvarar de vanligaste storlekarna som träffat oss historiskt.

Det första forskarna konstaterade var att en asteroid ska ha en diameter på minst 18 meter för att klassificeras som ett dödligt hot. Det motsvarar på ett ungefär asteroiden (alternativt meteoriten) som exploderade över Tjeljabinsk 2013.

En asteroid som går in i atmosfären i hög hastighet bryts sönder, men stora delar kan slå ner på jorden intakta. Så här tänker sig Nasa att den asteroid som ­utplånade ­dinosaurierna såg ut. Bild: Nasa

En asteroid som går in i atmosfären i hög hastighet bryts sönder, men stora delar kan slå ner på jorden intakta. Så här tänker sig Nasa att den asteroid som ­utplånade ­dinosaurierna såg ut. Bild: Nasa

Sedan beräknade forskarteamet ­procentantalet döda för varje effekt, och kom fram till att chockvågen och vindstöten antagligen är de mest ­för­ödande momenten i nedslaget. Tillsammans krävde dessa båda mer än 60 procent av de ­simulerade katastrofernas samtliga offer, med vindstöten som den allra största boven i dramat.

Chockvågen dödar omedelbart människor som befinner sig nära nedslagsplatsen, medan den på längre avstånd orsakar skador på inre organ och en långsammare död. Den orsakar även indirekta skador när hus, byggnader och strukturer ­faller samman. De våldsamma orkanvindarna som uppstår är dock värre – de har tillräcklig kraft för att slunga iväg människor, bilar, hus och annat.

Den fruktansvärda hettan som ett nedslag gene­rerar ansvarade för närmare 30 procent av dödsfallen, medan tsunamivågor orsakade de flesta dödsfall som återstod när de mest betydande ­effekterna gjort sitt.

Kringflygande splitter, kraterbildning och den seismologiska chockvågen stod sammanlagt för mindre än två procent av dödsfallen.

Nu inträffar dessbättre asteroidnedslag med förödande konsekvenser relativt sällan. Jorden ­träffas av en asteroid med en diameter på omkring 60 meter ungefär en gång på 1 500 år. En asteroid med en diameter på omkring 400 meter slår ned ungefär en gång på 100 000 år. Men när det väl händer blir konsekvenserna desto större.

Nedslag på land är normalt farligare än i havet, där dock en tsunami kan bli följden. Når denna jättevåg befolkade kustområden innebär det ändå färre offer än om den träffar fast mark. En landträff beräknas vara tio gånger dödligare.

Att spränga en asteroid med kärnvapen är en idé. Nackdelen är att den ändå kan träffa jorden, men i fler och totalt sett ännu farligare fragment.

Att spränga en asteroid med kärnvapen är en idé. Nackdelen är att den ändå kan träffa jorden, men i fler och totalt sett ännu farligare fragment.

Att stoppa asteroider i tid

Studien, som första gången publicerades i Geo­physical Research Letters, syftar just till att hitta strategier för att lindra följderna av asteroidnedslag så mycket som möjligt. Om vi vet vad som händer och vilka effekter som är dödligast, så kan rätt resurser sättas in.

Får vi en förvarning om ett nedslag kan en eventuell evakuering göras på ett så effektivt sätt som möjligt. Eftersom vindarna är det största hotet kan till exempel geografin vara till hjälp genom att låta människor ta skydd bakom berg.

Det bästa alternativet är förstås om en hotande asteroid aldrig slår ner, utan missar vår planet. Men den kan behöva hjälp med att missa jorden.

Forskarna för en ständigt pågående diskussion kring hur man bäst får en hotande asteroid ur kurs och bort från jorden. Det finns flera möjliga alternativ som det spekuleras kring. Att spränga en kärnladdning på ett lämpligt avstånd från ­objektet är ett, solsegel för att låta trycket från solljuset påverka banan är ett annat. Det har även talats om att värma upp en yta på asteroiden med laser, ­eller med speglar som reflekterar ­solljuset, och på så sätt få material att spruta upp från ­asteroidens yta och trycka den ur kurs. Samma sak skulle kunna åstadkommas med kraftiga ­raketmotorer som landas på asteroiden.

En Nasa-simulering av en 20 meter stor asteroid som träffar atmosfären i en hastighet av 20 kilometer i sekunden.  Bild: Nasa

En Nasa-simulering av en 20 meter stor asteroid som träffar atmosfären i en hastighet av 20 kilometer i sekunden. Bild: Nasa

De flesta är dock skeptiska till hur pass realis­tiska dessa åtgärder är idag, men ­förhoppningsvis har vi tid nog på oss att hinna utveckla en ­fungerande metod.

Det kan ju till exempel vara bra att ha den klar till den 16 mars 2880 då asteroiden 1950 DA ­korsar jordens bana på så nära håll att sannolikheten för att den ska slå ned beräknas till en på 4 000. Det låter kanske som goda odds för att vi ska klara oss, men det är en så stor risk att forskare redan idag sitter och klurar över hur man bäst kan få den ur kurs.

1950 DA är omkring en kilometer bred och har en hastighet på ungefär 14,5 kilometer per sekund, så träffar den oss så blir det en explosion motsvarande 44 800 megaton TNT.

Människans fortsatta existens på jorden skulle sannolikt var hotad. En riskbedömning handlar alltså inte bara om sanno­likheten för att vi ska träffas, utan också hur svåra följderna skulle bli.

Asteroiden, som upptäcktes 1950, passerar för övrigt redan 2032, men då på ett mer betryggande avstånd om 11,3 miljoner kilometer.

Men det finns förstås fler jordnära objekt att ta hänsyn till både före och efter. Astronomerna har upptäckt fler än 16 000 sådana, men nya upptäcks hela tiden och man beräknar det verkliga antalet till flera miljoner. Emellertid tror man sig ha identifierat omkring 95 procent av de objekt som skulle kunna bli ett hot mot jorden och mänskligheten – och inget av dessa kommer enligt beräkningarna att träffa oss inom en överskådlig framtid.

Men det otäcka med hotet från asteroider är att det inte går att göra några exakta förutsägelser. Dels är det svårt att beräkna deras banor så exakt att en träff helt kan uteslutas, och dels dyker det då och då upp objekt som ingen visste existerade och passerar jorden på nära håll.

Fakta: 
De stora kratrarna bär vittnesmål om nadslagen
Vredefortkratern i Sydafrika är den största kända kratern på jorden. Enligt beräkningar uppstod den när en 10-15 kilometer stor asteroid ­träffade jorden.

Vredefortkratern i Sydafrika är den största kända kratern på jorden. Enligt beräkningar uppstod den när en 10-15 kilometer stor asteroid ­träffade jorden.

Mänskligheten är i förhållande till jorden ännu mycket ung, och då det statistiskt sett dröjer flera miljoner år mellan de verkligt stora asteroidnedslagen har vi svårt att få in dem i vår tids­uppfattning. Under vår historia har vi aldrig råkat ut för något riktigt stort nedslag.
Men geologiska undersökningar visar att det skett flera gånger under jordens historia, bland annat i det som nu är Sverige. Siljans­ringen i Dalarna med sjöarna Siljan, Orsasjön och Skatt­ungen bildades vid ett nedslag för 360 miljoner år sedan. Rester av den gamla kraterstrukturen finns kvar i berggrunden, och ännu idag kan man på sina håll plocka granitstycken från marken och smula sönder dem mellan fingrarna då chockvågen från explosionen var så stark att stenen förstördes. Siljansringen kvalar dock inte in bland kratrarna efter de allra största nedslagen i världen. Till exempel:

• Vredefortkratern i Free State, Sydafrika. Uppskattningsvis två miljarder år gammal och med en ursprungsradie på 200 – 300 kilometer. Kratern är upptagen på Unescos världsarvslista.
• Sudbury Basin i Ontario, Kanada. Omkring 1,8 miljarder år och med en diameter på ungefär 130 kilometer.

• Acramankratern i Lake Acraman, South Australia, Australien. Uppskattningsvis 580 miljoner år gammal och med en dia­meter på 90 kilometer.

• Chicxulubkratern under Yucatánhalvön i Mexiko, som uppstod när den för dinosaurierna så ödesdigra asteroiden slog ner för 65 miljoner år sedan. Forskarna kan dock inte enas om storleken, men bedömningarna varierar från 170 kilometer till 300 kilometer. Stämmer det senare är den tveklöst en av världens allra största.

Explosionen över Tjeljabinsk - överraskande objekt
Glasmästarna i Tjeljabinsk hade att göra efter meteoritnedslaget. Bild: Nikita Plekhanov

Glasmästarna i Tjeljabinsk hade att göra efter meteoritnedslaget. Bild: Nikita Plekhanov

Asteroiden eller meteoriten – viss oenighet råder om dess storlek – som den 15 februari 2013 vid 09:20 på morgonen lokal tid exploderade över staden Tjeljabinsk i Ryssland hade inte upptäckts innan den nådde atmosfären. Hastigheten var då 18 kilometer per sekund, motsvarande 65 000 kilometer i timmen eller ungefär 44 gånger ljudets hastighet. Nasa beräknar att objektet hade en diameter på 17 meter, vägde 9 070 000 kilo och vid explosionen på mellan 30 och 50 kilometers höjd släppte loss en energi på omkring 500 kiloton TNT, motsvarande 30 gånger atombomben över Hiroshima 1945. Asteroidens­/meteoritens storlek motsvarar på ett ungefär den nedre gränsen i studien för ett potentiellt dödligt rymdobjekt, och chockvågen den genererade slog sönder oräkneliga fönster. Fler än 1 000 människor skadades av kringflygande glas­splitter, men ingen omkom.

Asteroider, meteorider och meteoriter

Asteroider kallas klippblock som är större än omkring tio meter i diameter och som svävar i rymden.
Meteorider är stenblock som är under tio meter i diameter, ända ner till sandkornsstorlek, som svävar i rymden.
Meteoriter är det vi hittar på marken, alltså ­meteorider som överlevt ­färden genom ­atmosfären.
Meteorer kallas stenar som glöder i atmosfären, vilket bara handlar om ett par sekunder.

PHA och NEO

PHA, Potentially Hazardous Asteroids, är en grupp asteroider som kartlagts och anses kunna utgöra ett hot mot jorden. Omkring 1 800 sådana finns på listan.
NEO, Near Earth Objects, är olika slags objekt – asteroider, meteorider, kometer – som rör sig i banor nära jordens bana. Omkring 16 000 sådana finns listade, men de flesta anses vara ofarliga.

Material från
Allt om Vetenskap nr 7 - 2017

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter