Komeetta C/2013 A1 (Siding Spring)

Mars-planeetta. Kuva Nasa.

Maaliskuun 28. päivänä kirjoitin artikkelin mahdollisesti Marsiin törmäävästä komeetasta. Tässä artikkelissa syvennän hieman komeetasta saatuja tietoja.

Komeetan C/2013 A1 (Siding Spring) havaitsi ensimmäisenä Robert H. McNaught tammikuun 3. päivänä tänä vuonna. Komeetta oli kylläkin kuvattu jo joulukuun 8. päivänä 2012 Catalina Sky Survey havainto-ohjelman valokuviin. Marsiin törmäämisen havaitsi Leonid Elenin helmikuun 27., jolloin näytti siltä, että Marsin ohitus tapahtuisi noin 41 300 km etäisyydeltä Marsin keskipisteestä mitattuna. Pan-STARRS etsintäohjelman kuvista lokakuun 4. päivältä 2012 komeetta myös löytyi maaliskuu 3. päivänä, joten komeetan rata oli tunnettu jo 148 vuorokauden ajalta. Tässä vaiheessa komeetta oli vielä 7,2 au:n etäisyydellä Auringosta.

Komeetta C/2013 A1 (Siding Spring) etäisyys Marsiin tulee olemaan lyhin vuonna 2014 lokakuun 19. päivän iltana Suomen aikaa. Nyt kun havaintoja on kertynyt 185 vuorokaudelta (13.4.2013) komeetta ohittaa Marsin 107 712 km etäisyydeltä. Epävarmuus on edelleen suuri, joten laskennallisesti rata sijoittuisi johonkin 8 976–299 200 km väliin Marsin keskipisteestä. Etäisyys olisi lyhin kello 18.51 UT aikaa. Silloin Suomessa ollaan vielä kesäajassa, joten kello näyttäisi 21.51 aikaa.

Suurta mielenkiintoa on herättänyt kysymys siitä, mitä tapahtuisi Marsissa jos komeetta todella törmäisi Marsiin? Törmäys aiheuttaisi uuden kraatterin syntymisen, Marsin ilmakehään kohoaisi melkoinen määrä höyrystynyttä kiveä ja pölyä, jonka vaikutuksia on hieman hankala arvioida. Arviot vaihtelevat laaja-alaisesti lähes olemattomasta aina voimakkaisiin ilmastollisiin vaikutuksiin asti. Huomattavasti helpommin arvioitavissa on törmäyskraatterin koko.

Netistä löytyy laskuri (http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/), jolla kraatterin kokoa voi laskea, jos olettaa joitakin arvoja. Ensimmäinen näistä arvioista on etäisyys törmäyspisteeseen. Tämä voi valita mielivaltaisesti, sillä tuskin siellä kukaan on paikanpäällä katselemassa törmäystä. Valitaanpa arvoksi vaikkapa 100 km.

Seuraavakin arvo täytyy arvata, siinä kun tarvitaan törmäävän kappaleen koko. Komeetat ovat kooltaan yleensä muutaman kilometrin luokkaa, joten voimme hyvänä arvauksena heittää tähän kohtaa vaikkapa 3 km. Komeettojen tiheys on pieni, onhan suurin osa aineesta vesijäätä. Siihen on sekoittuneena jonkin verran kevyempiä ja herkemmin haihtuvia kaasuja mutta vastapainoksi myös kiviaineista pölyä. Joten arvioidaan komeetan tiheydeksi sama kuin vedellä, siis 1 000 kg/m³.

Ratalaskelma antaa komeetalle Marsin kohtaamisnopeudeksi 56 km/s.

Edetään laskentakoneen syötössä kohtaan iskeytymisen kulmasta. Ratalaskelma on jonkin verran epävarma, mutta todennäköisyys sille, että komeetta meneekin Marsin ohi, on hyvin suuri. Tästä voimme tehdä sen päätelmän, että jos komeetta törmää Marsin pintaan, niin iskeytymiskulma tulisi olemana hyvin pinnan suuntainen. Näin ollen 5° voisi olla aika lähellä totuutta.

Lopuksi laskentakone haluaa tietää, millaiseen maastoon komeetta törmäisi. Marsin pinta on mitä ilmeisimmin tiheydeltään maapallon sedimenttikiveä vastaavaa, joten valitaan se. Muut vaihtoehdot olisivat olleet vesi tai kiteytynyt kallio kuten basaltti tai graniitti. Tämän jälkeen laskenta voidaan käynnistää.

Tulokset ovat suuntaa antavia Maassa, joten Marsissa ne eivät voi olla sen tarkempia, pikemminkin päinvastoin, johtuen Marsin paljon pienemmästä koosta ja massasta.

Vapautuva energia olisi noin 5,3 biljoonaa tonnia TNT-räjähdettä. Maassa vastaavia törmäyksiä esiintyisi kerran kymmenessä miljoonassa vuodessa. Mars-planeettaan vaikutukset olisivat hyvin minimaalisia, joten sen radalta suistumista (tarkemmin ratamuutosta) ei tarvitse pelätä!

Kaavio törmäyskrraaterien muodonmuutoksesta
törmäyksen jälkeen. Kuva on artikkelista Gareth S. Collins,
H. Jay Melosh ja Robert Marcus: Earth Impact Program:
A Web-based computer program for caculating
the regional environmental consequences of
a meteoroid impact on Earth. Artikkeli on julkaistu
Meteoritics & Planetary Science 40, Nr 6, 817–840 (2005)
lehdessä.

Törmäyskraatterin koko olisi noin 13,2 km ja syvyys 4,67 km. Tällaisena kraatteri ei kuitenkaan säily, vaan heti kun lämpö- ja painevaikutus katoavat, kraatterissa tapahtuu muodonmuutoksia. Sen reunavalli romahtaa sisäänpäin ja kraatteri laajenee 18,6 km kokoiseksi. Kraatteri mataloituu reunavallien täyttäessä sitä ja lopulliseksi syvyyseksi tulisi noin 713 metriä. Rakenteellisesti kraatteri olisi kompleksi, jossa on keskusvuori ja reunat terassimaisia.

Törmäys tuottaisi sulanutta ja höyrystynyttä kiveä noin 11 km³ verran. Noin puolet tästä kiviaineksesta putoaisi kuitenkin kraatteriin ja sulakivikerros muodostuisi noin 81 metrin vahvuiseksi. Toinen puoli leviäisi heitteenä kraatterin ympäristöön kymmenien tai satojen kilometrin etäisyyteen saakka.

Marsin ja Maan väliset erot niin rakenteessa, koossa kuin ilmakehän tiheydessä ovat niin suuria, että laskurin antamat tiedot eivät ole kovinkaan tarkkoja. Jokainen voi itse käydä tekemässä vastaavat laskelmat ja lukea seurauksista – maapallolla!