Martin Jurek přednáška 2. 10. 2014
extraterestrické = mimozemské hazardy ve sluneční soustavě, které mohou ovlivnit krajinnou sféru na planetě Zemi: projevy sluneční činnosti (solární erupce, CME) dopady kosmických těles (asteroidů, meteoroidů)
koule žhavého plazmatu tvořená převážně vodíkem a heliem zdrojem energie jsou reakce tzv. termonukleární fúze: 4 H 11 He 24 + energie stáří 4,6 mld. let za asi 5 mld. let zánik: červený obr bílý trpaslík
diferenciální rotace u rovníku 25 dní, u pólů 34 dní rozdílná rychlost rotace jednotlivých části vyvolává solární dynamo původce celé řady projevů označovaných souhrnně jako sluneční činnost
sluneční skvrny (sunspots) sluneční erupce (solar flare) protuberance (solar prominence) koronální výron hmoty (coronal mass ejection)
chladnější oblasti povrchu Slunce projev přechodně zvýšené aktivity magnetického pole (diferenciální rotace komplikuje průběh siločar, což lokálně zpomaluje výstup horkého plazmatu k povrchu Slunce) známy od starověku (Čína), pravidelně sledovány od 17. stol.
ukazatel počtu slunečních skvrn R = K(10g + f) kde K konstanta závislá na podmínkách pozorovatele g počet skupin skvrn f počet jednotlivých skvrn (na viditelné polokouli) dnes sleduje středisko SIDC (Belgie) http://www.sidc.oma.be/
z průběhu hodnot Wolfova čísla patrný 11letý sluneční cyklus minimum počtu skvrn minimum aktivity magnetického pole při maximu dochází k přepólování magnetického pole Slunce
Schwabeho cyklus (11 let) Uvažují se i delší cykly (předmět pokračujícího výzkumu): Gleissbergův cyklus (87 let) Suessův cyklus (210 let) halštatský cyklus (cca 2 500 let) cyklus cca 6 000 let
velmi nízký výskyt slunečních skvrn v období 1645 1715 projev snížené sluneční aktivity, dává se do souvislosti s tzv. malou dobou ledovou
od 2008 cyklus 24, očekávané maximum 2012/2013, zatím slabé
náhlé uvolnění magnetické energie nahromaděné v atmosféře Slunce (nejčastěji v blízkosti slunečních skvrn) doprovázeny prudkým zvýšením intenzity záření a zesílený sluneční vítr může zasáhnout i Zemi (se zpožděním 1 2 dnů) trvají minuty až desítky minut výskyt: při slunečním maximu několik denně, při minimu méně než jednou za týden
výrony slunečního plazmatu podél siločar, často ve tvaru smyčky trvání dny až měsíce SOHO 14. 9. 1999
mohutný výtrysk slunečního plazmatu do koróny a mimo ni často doprovází jiné projevy sluneční činnosti výskyt: při slunečním maximu asi tři denně, při minimu asi jedna za pět dnů částice mohou zasáhnout Zemi a vyvolat geomagnetickou bouři
dipólové magnetické pole generované rozdílnou rychlostí rotace zemského jádra a pláště siločáry vytváří kolem planety magnetosféru (působí jako ochrana před částicemi slunečního větru) Zemi obklopují dva prstencovité Van Allenovy radiační pásy, v nichž se částice zachycují (hazard pro satelity) v polárních šířkách podél siločar pronikají částice až do nižší atmosféry (polární záře)
dočasné narušení magnetosféry Země vlivem zesíleného slunečního větru a působení magnetického pole Slunce dochází ke stlačení magnetosféry a přísunu zvýšeného množství energie zesiluje proudění plasmy v magnetosféře jejich výskyt kolísá se slunečním cyklem
narušení magnetických siločar (projeví se na střelce kompasu) zesílení polární záře a její projev v nižších zeměpisných šířkách narušení denní strany ionosféry výpadky v přenosu radiovln (problémy v komunikaci) narušení provozu dálkových telefonních linek (vč. podmořských) může dojít k poškození družic narušení satelitní komunikace a navigace může dojít k narušení dodávek elektrického proudu
1. 2. 9. 1859 nejsilnější historicky zaznamenaná geomagnetická bouře (tzv. Carrington Event), poškození telegrafního spojení 13. 3. 1989 jako důsledek CME, rychlý výpadek elektrického proudu v Québeku (na 9 h pro 6 mil. lidí, velké ekonomické ztráty) 29.10 2. 11. 2003 v důsledku série 17 velkých slunečních erupcí, rozsáhlé výpadky radiového spojení
pozemní pozorování, družicové mise SOHO, SDO, ACE, TRACE, STEREO, GOES vyhodnocování aktivity pomocí počtu slunečních skvrn, družicového snímkování Slunce v různých oborech spektra, monitorování geomagnetického pole aktuální informace na stránkách jednotlivých misí, nebo např. NOAA (Space Weather Prediction Center): http://www.swpc.noaa.gov/
Dopady vesmírných těles
Astroblémy tvary vzniklé dopadem meteoritů na zemský povrch před pliocénem (termín zaveden: R. S. Dietz, 1961) Meteoritické krátery pliocenní a kvartérní tvary vzniklé po dopadu vesmírných těles Vznik impaktního kráteru doprovází: tavení a odpařování hornin, šoková přeměna hornin za vysokého tlaku, zemětřesení. Impaktní krátery mají průměr od několika centimetrů do tisíce kilometrů
začátek: v okamžiku srážky impaktoru a zemského tělesa uvolnění kinetické energie šíření šokové vlny následně dochází k odpaření hornin v místě impaktu při teplotách kolem 10 000 ºC tavení hornin a vyvržení roztavených hornin konečná fáze: drcení hornin do velkých hloubek, gravitační sesuvy + ukládání impaktních produktů
Fáze formování jednoduchého ( ) a složitého ( ) kráteru
kráter Vredefort v Jižní Africe (průměr 300 km) kráter Sudbury v provincii Ontario v Kanadě (250 km) kráter Chicxulub na poloostrově Yucatán v Mexiku (180 km), objeven 1991 na základě měření odchylek lokálního magnetického pole, vznik byl datován do doby před 65,5 ± 0,6 milionu let kráter Popigai na Sibiři v Rusku (100 km) kráter Manicouagan (100 km) na severu Kanady, vznik je datován zhruba před 200 mil. let, v prstencové depresi přehradní jezero
největší prokázaný impaktní kráter na Zemi (průměr 300 km) vznik dopadem asteroidu o odhad. průměru 5 10 km stáří asi 2 mld. let Jižní Afrika
2. největší prokázaný impaktní kráter na Zemi (průměr 250 km) vznik dopadem asteroidu o odhad. průměru 10 15 km stáří asi 1,8 mld. let provincie Ontario, Canada bohaté naleziště rud barevných kovů (nikl, měď, aj.)
impaktní kráter spojovaný s katastrofickým vymřením dinosaurů (průměr 180 km) vznik dopadem asteroidu o odhad. průměru 10 km stáří 65,5 ± 0,6 mil. let Yucatán, Mexiko Poznámka čti [čikšulub]
impaktní kráter o průměru 100 km (erozí zmenšen: 72 km) vznik dopadem asteroidu o odhad. průměru 5 km stáří 214 ± 1 mil. let Québec, Kanada V 60. letech 20. století stavbou přehrady vytvořeno prstencové jezero
impaktní kráter o průměru 1 200 m vznik dopadem meteoroidu o odhad. průměru 50 m a hmotnosti 300 tis. tun stáří 50 tis. let Arizona, USA
impaktní kráter o průměru 24 km (erodován o úroveň asi 150 m) vznik dopadem tělesa o průměru asi 1,5 km stáří 14,5 mil. let Bavorsko, SRN je spojován s původem vltavínů v Českem masivu
Impakt tělesa 1,5 2 km v průměru by vyhubil ¼ lidské populace a existenčně ohrozil civilizace asteroid má ničivý potenciál i bez dopadu (průlet atmosférou) 6m asteroid zasáhne Zemi v průměru každoročně 200m asteroid jednou za 10 tis. let
objekty sluneční soustavy blízké Zemi Zahrnují asteroidy, komety a meteoroidy, které potenciálně mohou vejít do kolizní trajektorie s oběžnou dráhou Země V periheliu se přibližují ke Slunci na méně než 1,3 AU vymezují se komety blízké Zemi (NEC) a asteroidy blízké Zemi (NEA), z nichž se některé zařazují do skupiny potenciálně nebezpečných asteroidů (PHA)
mohou se při křížení zemské oběžné dráhy dostat blíže než 7,5 mil. km od Země průměr větší než 140 m (tzn. potenciál impaktem vyvolat regionální devastaci populace při dopadu na pevninu, popř. katastrofické tsunami při dopadu do oceánu) impakt nastává v průměru jednou za cca 10 tis. let
Dráhy známých PHA (stav poznání 2013)
NASA má cíl objevit do roku 2020 celkem 90 % NEO několik projektů sledování NEO: LINEAR, NEAT, Spacewatch, LONEOS, Catalina, Pan-STARRS aj. vyhodnocuje se riziko srážky během příštích 100 let (přehled podává Sentry Risk Table), míra hazardu se hodnotí pomocí škál Palermo Scale či Torino Scale
k 29. 9. 2014 je známo 94 komet blízkých Zemi (NEC) a dále 11 446 asteroidů blízkých Zemi (NEA; z nichž je 1505 v kategorii PHA), z toho 863 asteroidů větších než 1 km (z nichž 155 jsou PHA větší než 1 km) http://neo.jpl.nasa.gov/stats/ http://www.jpl.nasa.gov/multimedia/neo/index.cfm
asteroid v kategorii NEA (nikoli však PHA) s blízkým průletem okolo Země v únoru 2013 (objeven v únoru 2012) průměr 30 m, 15. 2. 2013 průlet 27 700 km od Země (blíže než dráhy geostacionárních družic)
v den očekávaného průletu objektu 2012 DA 14 kontakt předtím nedetekovaného asteroidu s atmosférou těleso o odhadovaném průměru 17 20 m, pod malým úhlem vstup do atmosféry rychlostí 18,6 km/s, zazářilo jako superbolid a ve výšce 23,3 km exploze nad Čeljabinskou oblastí v Rusku (15. 2. 2013 v 3:20 UTC, 9:20 lokálního času) bez impaktu, ovšem 1000 1500 zraněných v důsledku rázové vlny (tříštění oken, škody na cca 7 tis. budovách v 6 městech)