Un caffè col fisico

Coffee Break “Chez Jasmine”: Impatti d’asteroidi!

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Oggi il caffè delle cinque lo beviamo da Jasmine, la caffetteria dell’Università di Ginevra ormai ben conosciuta dagli assidui lettori di questa rubrica.

In attesa dell’eclissi totale (in realtà per noi europei di bassa latitudine solo parziale) di venerdì mattina

oggi parliamo di un altro evento astronomico : l’impatto di asteroidi di vari dimensioni sul suolo terrestre.

Che allegria!

Direte voi, ma in realtà dovete sapere che, nonostante quello che voglia farci credere Hollywood con tutti i film catastrofici che coinvolgono asteroidi assassini, come per esempio Armageddon, non tutti gli impatti vengono per nuocere.

Armageddon

Infatti, tali impatti vengono spesso considerati come possibile spiegazione, per esempio, della formazione del sistema Terra-Luna, la cui conformazione particolarmente stabile rende possibile la vita sulla Terra, o anche della comparsa dell’acqua sulla Terra.

L’impatto più famoso sulla Terra è ovviamente quello che viene fatto risalire a 66 milioni di anni fa, si pensa infatti che un asteroide di almeno 10 km di diametro abbia spazzato via l’intero ramo evolutivo dei dinosauri, alla presenza dei quali, probabilmente, l’uomo non avrebbe potuto prosperare con la stessa tranquillità di cui godiamo oggi.

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Comunque, siccome qui si parla di fisica, mi sembra d’obbligo spendere due parole sul metodo, a grandi linee, utilizzato per cercare di fare una previsione su quale sia la probabilità che la Terra venga colpita da un asteroide di determinate dimensioni.

Credo sia un problema interessante soprattutto perché spesso gli eventi statistici sono preda di facili misinterpretazioni e capovolgimenti logici tra causa ed effetto che stravolgono completamente il senso del risultato statistico.

Cerchiamo quindi di analizzare il problema passo passo utilizzando il metodo scientifico.

Dunque, l’evento che vogliamo cercare di predire è l’impatto di un asteroide con un diametro D sulla Terra.

Siccome ovviamente non possiamo tener conto di tutti i moti degli oggetti celesti presenti nell’Universo, la previsione non potrà essere deterministica, cioè non potremo mai dire “l’asteroide D impatterà la Terra il giorno XX del mese YY dell’anno ZZ”, ma probabilistica, cioè ci potremo limitare a valutare quanto l’evento abbia occasione di accadere o no in un certo lasso di tempo.

Per determinare tale probabilità, si parte ovviamente dalle osservazioni, cioè dall’evidenza che abbiamo ad oggi di precedenti impatti sia sul suolo terrestre, sia sul suolo di altri pianeti, o satelliti, che siamo in grado di misurare.

Per esempio, una cosa semplice da fare è registrare gli impatti di asteroidi di piccoli dimensioni sulla Terra, che non hanno avuto alcun effetto perché disintegrati dall’atmosfera.

E sarete sorpresi forse, come lo sono rimasto io, dal sapere che sono decisamente tanti

SmallAsteroidImpacts-Frequency-Bolide-20141114Per “small asteroids” si intendono asteroidi di diametro da 1 a 20 metri.

Un’altra quantità osservabile è l’effetto degli impatti di asteroidi sulla luna: infatti, come ben sapete, la superficie della luna è cosparsa di crateri. Il motivo di tanta abbondanza è semplicemente che la luna è sprovvista di atmosfera, dunque non ha nessun “filtro” in grado di disintegrare gli asteroidi prima che impattino con il suolo.

copernicus

Ovviamente essendo la Terra più grande della luna, i dati di quest’ultima andranno riscalati in modo da tenere conto del fatto, appunto, che un oggetto più grande è più facile colpire.

Se così non fosse, colpire un elefante a dieci metri di distanza avrebbe la stessa difficoltà di colpire un topo alla stessa distanza.

Vi sono anche alcuni eventi più grossi accaduti “di recente” alla Terra, come per esempio l’asteroide che colpì la Siberia nel 1908, tutti eventi che sono stati registrati e coi quali si è oggi in grado di stimare la frequenza media con cui un asteroide di una certa dimensione colpisce la Terra.

Da questi dati emerge un andamento che in un certo senso ci potevamo aspettare: c’è una relazione inversa tra il diametro di un asteroide e la frequenza media con cui questo impatta con la terra, cioè asteroidi più grossi colpiscono la Terra con meno frequenza.

In particolare l’analisi dei crateri sulla luna ha mostrato che la frequenza media decade come uno sul diametro al cubo del cratere formato dall’asteroide.

Ce lo potevamo aspettare per due motivi:

1) E’ sensato aspettarsi che ci sia una quantità elevata di piccoli asteroidi, dunque essendocene tanti è più probabile che qualcuno colpisca proprio noi. Viceversa, ci si può aspettare che asteroidi molto grandi sono rari anche perché proprio perché sono grandi avranno una grossa probabilità di impattare con qualcosa, disintegrandosi in pezzi più piccoli.

2) Siamo ancora vivi.

In ogni caso, se volete divertirvi, qui trovate un sito che fa il calcolo della frequenza media d’impatto dati il diametro, la velocità di arrivo e un paio di altri dati di un asteroide.

Abbiamo quindi finito? Possiamo stare tranquilli visto che un asteroide di 1 km di diametro, cioè dieci volte meno quello ritenuto responsabile dell’estinzione dei dinosauri, che arrivi a 17 chilometri al secondo con un angolo di 45 gradi sulla Terra ha una frequenza media di 1 ogni 440 mila anni?

Ovviamente no!

Si tratta di un evento probabilistico, dunque in sostanza al singolo asteroide non gli può fregar di meno che la frequenza media degli asteroidi come lui è di ogni 440 mila anni, se lui si sta avvicinando alla Terra oggi, non avrà intenzione di fermarsi al semaforo e aspettare quel tempo, potrebbe arrivare domani.

Il “tempo d’attesa” tra un asteroide e un altro è distribuito statisticamente con una funzione detta esponenziale negativa.

Per esempio, se vogliamo calcolare la probabilità che un asteroide di 1 chilometro di diametro ci colpisca entro i prossimi cent’anni, sapendo che la frequenza media è di 1 ogni 440 mila anni, otteniamo lo 0.02%. Significa che c’è una possibilità su 50 mila che avvenga.

Mica poco!

Chiudo con un aspetto interessante di questa distribuzione statistica, che ovviamente è un modello teorico al comportamento dell’impatto degli asteroidi, ma ben supportato dai dati.

Tale distribuzione è “senza memoria”: praticamente, anche sapendo che negli ultimi 5 mila anni nessun meteorite del diametro di un chilometro ha impattato la Terra, questo non significa che sia più probabile che verremo colpiti nei futuri 5 mila anni.

Ecco, questo è quanto per oggi, c’è molta documentazione su questo argomento visto…l’interesse che abbiamo di non essere spazzati via da un asteroide, quindi se volete approfondire, non dovete far altro che chiedere a Mr. Google, lui ha sempre la risposta pronta.

E non perdete l’eclissi totale di domani, ricordandovi di comprare gli occhiali appositi per osservarla!

Alla prossima!

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