Un invierno de impacto es un período hipotético de clima frío prolongado debido al impacto de un gran asteroide o cometa en la superficie de la Tierra . Si un asteroide chocara contra la tierra o un cuerpo de agua poco profundo, expulsaría una enorme cantidad de polvo, ceniza y otros materiales a la atmósfera , bloqueando la radiación del Sol . Esto haría que la temperatura global disminuyera drásticamente. [ cuantificar ] [2] [3] Si un asteroide o cometa con un diámetro de aproximadamente 5 km (3,1 mi) o más impactara en un gran cuerpo de agua profundo o explotara antes de tocar la superficie, todavía habría una enorme cantidad de escombros expulsados a la atmósfera. [2] [3] [4] Se ha propuesto que un invierno de impacto podría conducir a una extinción masiva , acabando con muchas de las especies existentes en el mundo. El evento de extinción del Cretácico-Paleógeno probablemente involucró un invierno de impacto y condujo a la extinción masiva de la mayoría de los tetrápodos que pesan más de 25 kilogramos (55 libras). [5]
Cada año, la Tierra es golpeada por meteoritos de 5 m de diámetro que producen una explosión a 50 km de la superficie con una potencia equivalente a un kilotón de TNT. [6] La Tierra es golpeada todos los días por un meteorito de menos de 5 m de diámetro que se desintegra antes de alcanzar la superficie. Los meteoritos que llegan a la superficie tienden a golpear áreas despobladas y no causan daño. Es más probable que un ser humano muera en un incendio, inundación u otro desastre natural que a causa del impacto de un asteroide o un cometa. [2] Otro estudio de 1994 encontró una probabilidad de 1 en 10.000 de que la Tierra sea golpeada por un gran asteroide o cometa con un diámetro de unos 2 km durante el próximo siglo. Este objeto sería capaz de alterar la ecosfera y mataría a una gran fracción de la población mundial. [2] Uno de esos objetos, el asteroide 1950 DA , tiene actualmente un 0,005 % de posibilidades de colisionar con la Tierra en el año 2880, [7] aunque cuando se descubrió por primera vez la probabilidad era del 0,3 %. [6] La probabilidad disminuye a medida que se perfeccionan las órbitas con mediciones adicionales.
Más de 300 cometas de período corto pasan cerca de planetas más grandes, como Saturno y Júpiter , lo que puede cambiar las trayectorias de los cometas y potencialmente ponerlos en una órbita que cruce la Tierra. Esto también podría suceder con los cometas de período largo, pero la probabilidad es mayor para los cometas de período corto. La probabilidad de que estos impacten directamente con la Tierra es mucho menor que la de un impacto con un objeto cercano a la Tierra (NEO). Victor Clube y Bill Napier apoyan una teoría controvertida de que un cometa de período corto en una órbita que cruce la Tierra no necesita impactar para ser peligroso, ya que podría desintegrarse y causar un velo de polvo con posibilidades de un escenario de " invierno nuclear " con enfriamiento global a largo plazo que dure miles de años (lo que consideran similar en probabilidad a un impacto de 1 km). [8] [9] [10] [11]
La Tierra experimenta un bombardeo interminable de desechos cósmicos. Las partículas pequeñas se queman al entrar en la atmósfera y son visibles como meteoros . Muchos de ellos pasan desapercibidos para la persona promedio, aunque no todos se queman antes de golpear la superficie de la Tierra. Aquellos que golpean la superficie se conocen como meteoritos . [4] Por lo tanto, no todos los objetos que golpean la Tierra causarán un evento de nivel de extinción o incluso causarán algún daño real. Los objetos liberan la mayor parte de su energía cinética en la atmósfera y explotarán si experimentan una columna de atmósfera mayor o igual a su masa . [2] Los impactos de nivel de extinción en la Tierra ocurren aproximadamente cada 100 millones de años. [3] [4] [12] Aunque los eventos de extinción ocurren muy raramente, los proyectiles grandes pueden causar daños graves. [2] [12] Esta sección discutirá la naturaleza de los peligros planteados por los proyectiles en función de su tamaño y composición.
Un gran asteroide o cometa podría colisionar con la superficie de la Tierra con una fuerza de cientos a miles de veces la fuerza de todas las bombas nucleares sobre la Tierra. [4] Por ejemplo, se ha propuesto que la extinción del Cretácico-Paleógeno causó la extinción de todos los dinosaurios no aviares hace 66 millones de años. Las primeras estimaciones del tamaño de este asteroide lo sitúan en unos 10 km (6,2 mi) de diámetro. Esto significa que impactó con una fuerza de casi 100.000.000 MT (418 ZJ). [13] Eso es más de seis mil millones de veces más grande que el rendimiento de la bomba atómica (16 kilotones, 67 TJ) que se lanzó sobre Hiroshima durante la Segunda Guerra Mundial. Este impactador excavó el cráter Chicxulub que tiene 180 km (110 mi) de diámetro. Con un objeto de este tamaño, el polvo y los escombros seguirían siendo expulsados a la atmósfera incluso si impactara en el océano, que tiene solo 4 km (2,5 mi) de profundidad. [3] Un asteroide , meteorito o cometa permanecería intacto a través de la atmósfera en virtud de su gran masa. Sin embargo, un objeto más pequeño que 3 km (1,9 mi) tendría que tener una fuerte composición de hierro para atravesar la atmósfera inferior : la troposfera o los niveles inferiores de la estratosfera . [2]
Hay tres tipos diferentes de composición para un asteroide o cometa: metálico , rocoso y helado . La composición del objeto determina si llegará o no a la superficie de la Tierra en una sola pieza, se desintegrará antes de romper la atmósfera o se romperá y explotará justo antes de alcanzar la superficie. [2] [4] Un objeto metálico tiende a estar compuesto de aleaciones de hierro y níquel . [2] Estos objetos metálicos son los más propensos a impactar la superficie porque resisten mejor las tensiones de la presión de ariete inducida por el aplanamiento y la fragmentación durante la desaceleración en la atmósfera . [2] Los objetos rocosos, como los meteoritos condríticos, tienden a quemarse, romperse o explotar antes de salir de la atmósfera superior. Los que logran llegar a la superficie necesitan una energía mínima de aproximadamente 10 Mt (4 × 10 16 J ) o aproximadamente 50 m (160 pies) de diámetro para atravesar la atmósfera inferior (esto es para un objeto rocoso que impacta a 20 kilómetros por segundo (40.000 mph)). Los objetos porosos similares a cometas están compuestos de silicatos de baja densidad , compuestos orgánicos , hielo, volátiles y a menudo se queman en la atmósfera superior debido a su baja densidad aparente (≤1 g/cm 3 (60 lb/cu ft)). [2]
Aunque los asteroides y cometas que impactan la Tierra lo hacen con una fuerza explosiva muchas veces superior a la de un volcán , los mecanismos de un invierno de impacto son similares a los que se producen después de un invierno volcánico inducido por una megaerupción volcánica . En este escenario, cantidades masivas de escombros inyectados en la atmósfera bloquearían parte de la radiación del Sol durante un período prolongado de tiempo y reducirían la temperatura media global hasta en 20 °C después de un año. [3] Los dos mecanismos principales que podrían conducir a un invierno de impacto son la eyección de masa de regolito y múltiples tormentas de fuego .
En un estudio realizado por Curt Covey et al., se descubrió que un asteroide de unos 10 km (6,2 mi) de diámetro con una fuerza explosiva de aproximadamente 10 8 MT podría enviar hacia arriba alrededor de 2,5x10 15 kg de partículas de aerosol de tamaño de 1 μm a la atmósfera . Cualquier cosa más grande caería rápidamente de regreso a la superficie. [3] Estas partículas luego se esparcirían por toda la atmósfera y absorberían o refractarían la luz solar antes de que pueda alcanzar la superficie, enfriando el planeta de manera similar al aerosol sulfuroso que se eleva desde un megavolcán , produciendo un oscurecimiento global profundo . [3] [14] Se supone que esto ocurrió de manera controvertida después de la erupción de Toba .
Estas partículas de roca pulverizada permanecerían en la atmósfera hasta su deposición seca y, debido a su tamaño, también actuarían como núcleos de condensación de nubes y serían arrastradas por la deposición húmeda /precipitación, pero incluso entonces, alrededor del 15% de la radiación del sol podría no llegar a la superficie. [ ¿Por qué? ] Después de los primeros 20 días, la temperatura de la tierra podría caer rápidamente, unos 13 °C. Después de aproximadamente un año, la temperatura podría recuperarse unos 6 °C, pero para entonces aproximadamente un tercio del hemisferio norte podría estar cubierto de hielo. [3]
Sin embargo, este efecto podría mitigarse en gran medida, incluso revertirse, mediante una liberación de enormes cantidades de vapor de agua y dióxido de carbono causada por el pulso de calor global inicial después del impacto. Si el asteroide impactara un océano (lo que sucedería en la mayoría de los casos de impacto), el vapor de agua formaría la mayor parte de la materia expulsada y probablemente provocaría un importante efecto invernadero y un aumento neto de la temperatura. [ cita requerida ]
Si el evento de impacto es suficientemente energético, podría causar una columna de manto (vulcanismo) en el punto antípoda (el lado opuesto del mundo). [15] Por lo tanto, este vulcanismo podría por sí solo crear un invierno volcánico , independientemente de los otros efectos del impacto.
En combinación con los escombros iniciales expulsados a la atmósfera , si el impactador es extremadamente grande (3 km (1,9 mi) o más), como en el evento de extinción del Cretácico-Paleógeno (estimado 10 km (6,2 mi)), podría haber la ignición de múltiples tormentas de fuego , posiblemente con un alcance global en cada bosque denso y por lo tanto propenso a tormentas de fuego. Estos incendios de madera podrían liberar suficientes cantidades de vapor de agua, cenizas, hollín, alquitrán y dióxido de carbono a la atmósfera para perturbar el clima por sí solos y hacer que la nube de polvo de roca pulverizada que bloquea el sol dure más. Alternativamente, podría hacer que dure mucho menos tiempo, ya que habría más vapor de agua para que las partículas de aerosol rocosas formen núcleos de condensación de nubes . Si hace que la nube de polvo dure más, prolongaría el tiempo de enfriamiento de la Tierra, posiblemente causando que se formen capas de hielo más gruesas. [3] [14]
En 2016, un proyecto de perforación científica perforó profundamente el anillo de la cima del cráter de impacto de Chicxulub para obtener muestras de núcleos de roca del propio impacto. Este cráter es uno de los cráteres de impacto más conocidos y fue el responsable de la extinción de los dinosaurios no aviares .
Los descubrimientos fueron vistos ampliamente como una confirmación de las teorías actuales relacionadas tanto con el impacto del cráter como con sus efectos. Confirmaron que la roca que compone el anillo del pico había sido sometida a inmensas presiones y fuerzas, y se había derretido por un calor inmenso y sacudido por una inmensa presión desde su estado habitual a su forma actual en solo minutos. El hecho de que el anillo del pico estuviera hecho de granito también fue significativo, ya que el granito no es una roca que se encuentre en depósitos del fondo marino; se origina mucho más profundamente en la tierra y había sido expulsado a la superficie por las inmensas presiones del impacto. El yeso , una roca que contiene sulfato que generalmente está presente en el fondo marino poco profundo de la región, se había eliminado casi por completo y, por lo tanto, debe haberse vaporizado casi por completo y haber ingresado a la atmósfera, y que el evento fue seguido inmediatamente por un enorme megatsunami (un movimiento masivo de aguas marinas) suficiente para depositar la capa de arena más grande conocida separada por tamaño de grano directamente sobre el anillo del pico.
Estos datos respaldan firmemente la hipótesis de que el impacto fue lo suficientemente grande como para crear un anillo de picos de 190 kilómetros, expulsar granito fundido de las profundidades de la Tierra, crear movimientos de agua colosales y expulsar una inmensa cantidad de roca vaporizada y sulfatos a la atmósfera, donde habrían persistido durante mucho tiempo. Esta dispersión global de polvo y sulfatos habría provocado un efecto repentino y catastrófico en el clima mundial al causar grandes caídas de temperatura, devastando la cadena alimentaria . [16] [17]
Un invierno de impacto tendría un efecto devastador sobre los seres humanos, así como sobre las demás especies de la Tierra. Con la severa disminución de la radiación solar , las primeras especies en morir serían las plantas y los animales que sobreviven mediante el proceso de fotosíntesis . Esta falta de alimentos conduciría en última instancia a otras extinciones masivas de otros animales que están más arriba en la cadena alimentaria y posiblemente mataría hasta el 25% de la población humana. [6] Dependiendo de la ubicación y el tamaño del impacto inicial, el costo de los esfuerzos de limpieza podría ser tan alto como para causar una crisis económica para los sobrevivientes. [19] Estos factores harían que la vida en la Tierra, para los humanos, fuera extremadamente difícil.
Con la atmósfera de la Tierra llena de polvo y otros materiales, la radiación del sol se refractaría y se dispersaría de nuevo al espacio y sería absorbida por estos desechos. El primer efecto sobre la Tierra, después de la onda expansiva y las posibles tormentas de fuego múltiples , sería la muerte de la mayoría, si no todas, de las formas de vida fotosintéticas en la Tierra. Las que sobrevivieran en el océano posiblemente quedarían inactivas hasta que volviera a salir el sol. [3] [6] Las que están en la tierra posiblemente podrían mantenerse vivas en microclimas subterráneos , siendo un ejemplo de ello las cuevas de aragonito de Zbrašov . Los invernaderos en complejos subterráneos con centrales eléctricas de energía fósil o nuclear podrían concebiblemente mantener encendidas las lámparas de cultivo de luz solar artificial hasta que la atmósfera comenzara a despejarse. Mientras tanto, las que estuvieran afuera y no murieran por la falta de luz solar probablemente morirían o se mantendrían inactivas por el frío extremo del invierno de impacto. Esta muerte de plantas podría conducir a un largo período de hambruna si suficientes personas sobrevivieran a la onda expansiva inicial y daría como resultado un aumento de los costos de los alimentos en los países subdesarrollados solo unos meses después de las primeras cosechas fallidas. Los países desarrollados no sufrirían hambruna a menos que el enfriamiento durara más de un año, debido a que en esos países hay mayores reservas de alimentos enlatados y granos . Sin embargo, si el factor de impacto fuera de un tamaño similar al factor de impacto en el límite K/T, las pérdidas agrícolas podrían no compensarse con importaciones al hemisferio norte desde el hemisferio sur o viceversa. [6] [19] La única manera de evitar la hambruna sería que cada país acumulara al menos un año de alimentos para su población. No muchos países tienen esto; los niveles promedio de reservas de cereales del mundo son solo alrededor del 30% de la producción anual. [6] [20]
El costo de limpieza después del impacto de un asteroide o un cometa costaría miles de millones a billones de dólares, dependiendo del lugar impactado. [19] [20] Un impacto en la ciudad de Nueva York (la 16.ª ciudad más poblada del mundo) podría costar miles de millones de dólares en pérdidas financieras y el sector financiero (es decir, el mercado de valores ) podría tardar años en recuperarse. [19] Sin embargo, la probabilidad de un impacto tan específico y natural sería extremadamente baja.
Al 20 de febrero de 2018 [actualizar], se conocían 17.841 objetos cercanos a la Tierra . Se conocen 8.059 objetos potencialmente peligrosos; son más grandes que 140 m (460 pies) y pueden aproximarse a la Tierra a menos de 20 veces la distancia a la Luna . [6] Se han descubierto 888 NEA de más de 1 km, [21] o el 96,5% de un total estimado de aproximadamente 920. [22]