Approfondimento sugli asteroidi e i loro effetti sulla Terra

1. Impatti di Asteroidi:
una minaccia per la vita sulla Terra ?
Anna L. Daniele

2. Il Sistema Solare
Sole
Pianeti (Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno)
Corpi Minori (Pianeti Nani, Satelliti dei pianeti, Asteroidi, Comete)
Terra
Distribuzione della massa: Sole: 99.85 % Pianeti: 0.13 % Corpi Minori: 0.02 %

3. TerraSole
Raggio del Sole = 696.000 km
Il raggio del Sole è 109 volte quello della Terra

4. Il Sole nasce dalla contrazione di
una Nebulosa (probabilmente causata
dall’esplosione di una “Supernova”)
Origine del Sole e del Sistema Solare
Formazione del Sole
 inizio: 4.6 miliardi di anni fa
 durata: circa 100.000 anni
Intorno al Sole si formò un
“disco” di materia
Dal disco (in circa 100 milioni
di anni) si formarono i pianeti
e i corpi minori

5. I pianeti si sono formati per
“accrescimento” dal disco
Le prime fasi di vita del Sistema
Solare sono state caratterizzate da
un gran numero di “urti”
Gran parte dei corpi più piccoli
andavano a cadere su quelli più
grandi
Per i suoi primi 700 milioni di anni la
Terra è stata soggetta a un intensissimo
“bombardamento” da parte di piccoli
corpi, che andavano ad accrescere le sue
dimensioni

6. Le orbite dei pianeti
Sole
Mercurio
Venere
Terra
Marte
Giove
Nettuno
Saturno
Urano
149.597.870 km = 1 UA

7. Gli Asteroidi (o “Pianetini”)
Fascia degli
Asteroidi
Orbitano principalmente tra
Marte e Giove (fascia degli
Asteroidi, 2.1-3.3 UA)
Il più grande è Cerere
(diametro = 933 km) scoperto
nel 1801
La loro massa totale è di circa
1/1000 la massa della Terra
Se ne conoscono oltre 100.000,
ma si stima che ne esistano
almeno un milione con diametro
maggiore di 1 km
Orbita di Giove
Orbita di Marte
Orbita della Terra

8. NEAs e PHAs
Terra
NEA
PHA
Alcuni, i NEAs, hanno
orbite con distanza dal
Sole al perielio minore di
1.3 UA e possono quindi
avvicinarsi notevolmente
alla Terra
Quelli che si avvicinano
a meno di 0.05 UA dalla
Terra sono detti PHAs

9. Eros
33x13x13 km
Marzo 2000
La sonda NEAR
orbita intorno a
EROS
Mathilde Gaspra Ida
59x47 km 19x12x11 km 58x23 km
Gaspra

10. West (1976)
Swift-Tuttle (1992)
Hyakutake (1996)
Le Comete
Conosciute ~ 4000
Periodiche ~ 250 (P < 200 anni)
Origine:
Fascia di Kuiper (breve periodo)
Nube di Oort (lungo periodo)
NComete ~ 1012; MComete < MTerra)

11. Struttura delle Comete
Composizione: gas ghiacciati e materiale roccioso
Dimensioni: da 100 m a qualche decina di km
Il nucleo della cometa di Halley fotografato
dalla sonda dell’ESA ‘’Giotto’’ (13 Marzo 1986)
50-100
milioni di km
8 x 7 x 16 km

12. Il nucleo della cometa “Wild 2”
Gennaio 2004
Foto ottenute dalla sonda “Stardust”
distanza 236 km, risoluzione 20m
5 km

13. Immagine ripresa dalla sonda
che si dirigeva verso la cometa
5 minuti prima dell’impatto
Nucleo
5 x 7 km
“Deep Impact” osserva “Tempel 1”
Il nucleo 67 secondi
dopo l’impatto

14. Quando una Cometa si avvicina al Sole il ghiaccio
“sublima” e si formano le “Code”
La Coda si presenta sempre in direzione opposta al Sole
Può avere dimensioni fino a 100 milioni di km ed è divisa
in due parti (coda di polveri e coda di gas)
Coda di polveri
Coda di gasCometa
Hale-Bopp

15. Crateri da impatto
Luna
(faccia “nascosta”)
Mimas
Mercurio
Ganimede

16. Giove e la Cometa Shoemaker-Levy
16 – 20 Luglio 1994
20 impatti
Dmax = 2 km
v = 60 km/s

17. La Terra è soggetta a un continuo “bombardamento” da parte di
“piccoli” corpi del Sistema Solare (40.000 ton/anno)
La Terra, gli Asteroidi e le Comete
x 100
x 1/3
Una frazione del tutto
trascurabile (6.7  10-18) della
massa della Terra

18. La Terra è soggetta a un continuo “bombardamento” da parte di
“piccoli” corpi del Sistema Solare (40.000 ton/anno)
La Terra, gli Asteroidi e le Comete
Dimensioni Frequenza Effetti
1 cm 10 / h meteore
2 cm 1 / h si disintegrano nell’atmosfera
4 m 10 / anno meteoriti
10 m 1 / anno possono raggiungere la superficie
9 Ottobre 1992
massa iniziale del
meteorite ~ 12 ton

19. Meteor Crater
Wolf Creek (Australia)
età ~ 300.000 anni Diametro = 850m
Attualmente sono oltre 170 i crateri da impatto identificati
Diametro del meteorite = 25-30 m Velocità di impatto ~ 13 km/s
Diametro = 1186 m Profondità = 200 m Età = circa 49.000 anni

20. Tunguska - 30 Giugno 1908
Asteroide (o Cometa), con un diametro
di circa 60 m, esploso a 6 km dal suolo
La distruzione fu totale in un raggio di
circa 30 km
Il boato generato dall’esplosione fu
avvertito fino a Londra (20.000 km)
P = 1/1.000 anni
Dimensioni Frequenza Effetti
100 m 1 / 10.000 anni distruzioni su scala “locale”
1 km 1 / 1.000.000 anni distruzioni su scala “planetaria”
10 km 1 / 50.000.000 anni estinzioni di massa

21. Le estinzioni di massa
Ne sono state identificate almeno 5;
si pensa che sono state causate da
grandi catastrofi naturali o da
notevoli e rapidi cambiamenti climatici
Sono eventi improvvisi che comportano una notevole riduzione delle
specie viventi
 Hanno luogo su tutto il pianeta
 Coinvolgono un gran numero di specie anche molto diverse tra loro
 Avvengono in un lasso di tempo “breve”
Tardo Ordoviciano (-438)
Tardo Devoniano (-360)
Fine Permiano (-245)
Tardo Triassico (-208)
Fine Cretaceo (-65)

22. Ipotizza che 65 milioni di anni fa la Terra sia stata colpita da un
“Asteroide” o da una “Cometa” con diametro di circa 10 km
La teoria “dell’impatto”
L’estinzione di massa K-T, nel corso della quale scomparvero circa il
65% delle specie viventi, è stato l’ultimo evento di questo tipo
registrato sul nostro pianeta
L’urto non modificò in modo sensibile l’orbita o l’asse di inclinazione
della Terra, ma ebbe delle conseguenze disastrose sull’ecosistema

23. La teoria fu proposta nel 1980 da Luis e Walter Alvarez
Si basa sullo studio dei depositi sedimentari (lo strato “K-T”) databili
tra la fine del Cretaceo e l’inizio del Terziario (circa -65 milioni di anni)
Lo strato K-T mostra un’elevata concentrazione di:
 Iridio (Ir), un elemento rarissimo nella crosta terrestre ma molto
abbondante nei meteoriti
 Biossido di Silicio e Tectide, forme di quarzo che si creano solo in
presenza di alte temperature e pressioni
 Ceneri di origine vegetale (per oltre 70 miliardi di tonnellate)
Lo strato K-T si trova in tutte le regioni della Terra e nessun fossile
dei grandi dinosauri è mai stato trovato al di sopra di esso

24. Il “Dino-Killer”
Dimensioni Energia “x Hiroshima”
100 m 50 MT 3500
1 km 50.000 MT 3,5 milioni
10 km 50 milioni MT 3,5 miliardi
Cratere di Chicxulub
(Yucatan – Messico)
Età ~ 65 milioni di anni
Diametro ~ 180 km
Dimensioni Asteroide ~ 14 km

26. Effetti dell’impatto
L’impatto di un Asteroide con oltre 10 km di diametro distrugge
totalmente un’area molto vasta, ma come può causare estinzioni di
massa su tutto il pianeta ?
1) Polvere e detriti nell’atmosfera: bloccano la luce solare per molti
mesi causando una diminuzione globale della temperatura
2) Incendi: causati da detriti caldi e dal calore generato nell’impatto
possono distruggere circa metà delle foreste
3) Tempeste, Piogge acide, Maremoti, Attività sismica, Attività
vulcanica

27. Gli organismi incapaci di adattarsi a questi cambiamenti, in particolare i
grandi animali quali i dinosauri, iniziarono un rapido declino che portò
all’estinzione in poche migliaia di anni
La quantità di vegetazione risultò
ridotta per numerosi anni (sia per
la diminuzione della temperatura
che per gli incendi)…
La catena alimentare risultò
sconvolta
ed ebbe come conseguenza una
variazione della composizione
chimica sia dell’atmosfera che
dei mari, con ulteriori effetti sul
plankton e sulle piante marine

28. Collaborazione internazionale per l’identificazione e lo studio dei ‘’Near
Earth Asteroids’’ (NEA) e in particolare dei “Potentially Hazardous
Asteroids” (PHA), corpi più grandi di 150 m che possono avvicinarsi alla
Terra a meno di 7.480.000 km (= 0.05 UA)
E’ molto difficile identificare NEA con D < 50 m
Si pensa ne esistano circa 50.000
NEAT
(Near-Earth Asteroid Tracking system)
Fino ad oggi sono stati scoperti 9409 NEA, di questi 859 hanno un
diametro maggiore di 1 km
I PHA attualmente conosciuti sono 1354 (154 hanno un diametro
maggiore di 1 km), tra questi il più “pericoloso” è Apophis (D ~ 390 m),
che potrebbe colpire la Terra nel 2036 (molto più probabilmente sarà
deviato nel prossimo passaggio in prossimità della Terra, 36350 km,
del 13 Aprile 2029)
http://neo.jpl.nasa.gov/neo/

29. Siamo certi che uno ci colpirà, che fare ?
Cattiva notizia: più sono grandi più sono pericolosi
Cattiva notizia: tutto quello che avete visto nei film NON funziona
(non potete piazzarvi sopra un asteroide e fare un buco….)
Alcune idee:
 Aumentare il flusso di radiazione solare incidente
 Dipingerli di bianco
 ‘’Spingerli’’ fuori traiettoria
Buona notizia: più sono grandi più sono rari e più tempo avremo
Buona notizia: non dovete farli andare dall’altra parte dell’Universo
o distruggerli completamente, l’importante è non ci colpiscano