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 golpeara tierra o una masa de agua poco profunda, expulsaría una enorme cantidad de polvo, cenizas y otros materiales a la atmósfera , bloqueando la radiación del Sol . Esto provocaría que la temperatura global disminuyera drásticamente. [ cuantificar ] [2] [3] Si un asteroide o cometa con un diámetro de aproximadamente 5 km (3,1 millas) o más impactara en una gran masa de agua profunda o explotara antes de tocar la superficie, todavía habría una enorme cantidad de desechos expulsados a la atmósfera. [2] [3] [4] Se ha propuesto que un invierno de impacto podría provocar una extinción masiva , acabando con muchas de las especies existentes en el mundo. El evento de extinción del Cretácico-Paleógeno probablemente implicó un invierno de impacto y condujo a la extinción masiva de la mayoría de los tetrápodos que pesaban más de 25 kilogramos (55 libras). [5]
Cada año, la Tierra es golpeada por meteoritos de 5 m (16 pies) de diámetro que provocan una explosión a 50 km (31 millas) sobre la superficie con la potencia equivalente a un kilotón de TNT. [6] La Tierra es golpeada todos los días por un meteoro de menos de 5 m (16 pies) de diámetro que se desintegra antes de llegar a la superficie. Los meteoros que llegan a la superficie tienden a impactar en zonas despobladas y no causan ningún daño. Un ser humano tiene más probabilidades de morir en un incendio, una inundación u otro desastre natural que a causa del impacto de un asteroide o un cometa. [2] Otro estudio realizado en 1994 encontró una probabilidad de 1 entre 10.000 de que la Tierra sea golpeada por un gran asteroide o cometa con un diámetro de aproximadamente 2 km (1,2 millas) 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 una probabilidad del 0,005% 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 las órbitas se perfeccionan 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 en el caso de los cometas de período corto. La probabilidad de que estos impacten directamente la Tierra es mucho menor que la del impacto de 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 cruza 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 largos períodos de tiempo. Enfriamiento global a corto plazo que durará miles de años (que consideran similar en probabilidad a un impacto de 1 km). [8] [9] [10] [11]
La Tierra experimenta un aluvión interminable de desechos cósmicos. Las pequeñas partículas se queman al entrar en la atmósfera y son visibles como meteoros . Muchos de ellos pasan desapercibidos para el ciudadano medio, aunque no todos se queman antes de tocar la superficie de la Tierra. Los que impactan en la superficie se conocen como meteoritos . [4] Por lo tanto, no todos los objetos que golpeen 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 a 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 que plantean 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 de la Tierra. [4] Por ejemplo, se ha propuesto que el impacto del límite K/T 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 millas) de diámetro. Esto significa que golpeó con casi una fuerza de 100.000.000 TM (418 ZJ). [13] Eso es más de seis mil millones de veces mayor 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 millas) de diámetro. Con un objeto de este tamaño, el polvo y los escombros aún serían expulsados a la atmósfera incluso si golpeara el océano, que tiene solo 4 km (2,5 millas) de profundidad. [3] Un asteroide , meteoro o cometa permanecería intacto a través de la atmósfera en virtud de su gran masa. Sin embargo, un objeto de menos de 3 km (1,9 millas) 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 de composición diferentes para un asteroide o cometa: metálica , pedregosa y helada . La composición del objeto determina si llegará o no a la superficie de la Tierra en una sola pieza, se desintegrará antes de atravesar la atmósfera o se romperá y explotará justo antes de llegar a la superficie. [2] [4] Un objeto metálico tiende a estar formado por aleaciones de hierro y níquel . [2] Estos objetos metálicos son los que tienen más probabilidades de impactar la superficie porque resisten mejor las tensiones del aplanamiento y la fragmentación inducidos por la presión del ariete durante la desaceleración en la atmósfera . [2] Los objetos pedregosos, como los meteoritos condríticos, tienden a arder, romperse o explotar antes de abandonar la atmósfera superior. Aquellos 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 pedregoso que golpea a 20 kilómetros por segundo). (40.000 mph)). Los objetos porosos parecidos a cometas están formados por 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 muchas veces la fuerza explosiva de un volcán , los mecanismos de un impacto invernal son similares a los que ocurren después de un invierno volcánico inducido por una megaerupción volcánica . En este escenario, cantidades masivas de desechos inyectados en la atmósfera bloquearían parte de la radiación solar durante un período prolongado y reducirían la temperatura media global hasta 20 °C después de un año. [3] Los dos mecanismos principales que podrían provocar un impacto invernal son la eyección masiva 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 millas) de diámetro con una fuerza explosiva de aproximadamente 10 8 TM podría enviar hacia arriba aproximadamente 2,5 x 10 15 kg de partículas de aerosol de 1 μm de tamaño . a la atmósfera . Cualquier cosa más grande caería rápidamente 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 profundo oscurecimiento global . [3] [14] Se supone , de manera controvertida , que esto ocurrió después de la erupción de Toba .
Estas partículas de roca pulverizadas 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 solar podría no llegar a la superficie. [ ¿ por qué? ] Después de los primeros 20 días, la temperatura de la tierra podría descender rápidamente, unos 13 °C. Después de aproximadamente un año, la temperatura podría recuperarse unos 6 °C, pero para entonces alrededor de un tercio del hemisferio norte podría estar cubierto de hielo. [3]
Sin embargo, este efecto podría mitigarse en gran medida, e 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 golpeara un océano (que sería el caso de la mayoría de los impactos), el vapor de agua formaría la mayor parte de la materia eyectada y probablemente provocaría un importante efecto invernadero y un aumento neto de la temperatura. [ cita necesaria ]
Si el impacto es lo suficientemente energético, podría provocar una columna de manto (vulcanismo) en la antípoda (el lado opuesto del mundo). [15] Por lo tanto, este vulcanismo por sí solo podría crear un invierno volcánico , independientemente de los demás efectos del impacto.
En combinación con los escombros iniciales expulsados a la atmósfera , si el impactador es extremadamente grande (3 km (1,9 millas) o más), como el impactador límite K/T (estimado 10 km (6,2 millas)), podría producirse la ignición. de múltiples tormentas de fuego , posiblemente con un alcance global en todos los bosques densos y, por lo tanto, propensos a tormentas de fuego. Estos incendios de madera podrían liberar a la atmósfera cantidades suficientes de vapor de agua, cenizas, hollín, alquitrán y dióxido de carbono como para perturbar el clima por sí solos y hacer que la nube de polvo de roca pulverizada que bloquea el sol dure más tiempo. Alternativamente, podría hacer que dure mucho menos tiempo, ya que habría más vapor de agua para que las partículas rocosas del aerosol formen núcleos de condensación de nubes . Si hace que la nube de polvo dure más, prolongaría el tiempo de enfriamiento de la Tierra, lo que posiblemente provocaría la formación de capas de hielo más gruesas. [3] [14]
En 2016, un proyecto de perforación científica perforó profundamente el anillo del pico del cráter de impacto Chicxulub para obtener muestras de núcleos de roca del impacto mismo. Este cráter es uno de los cráteres de impacto más conocidos y fue el impacto responsable de la extinción de los dinosaurios .
Se consideró ampliamente que los descubrimientos confirmaban las teorías actuales relacionadas tanto con el impacto del cráter como con sus efectos. Confirmaron que la roca que formaba el anillo del pico había sido sometida a presiones y fuerzas inmensas, y había sido derretida por un calor inmenso y sacudida por una presión inmensa desde su estado habitual hasta su forma actual en sólo unos 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 fue expulsado a la superficie por las inmensas presiones del impacto. El yeso , una roca que contiene sulfatos y que suele estar presente en los fondos marinos poco profundos de la región, había sido eliminado casi por completo y, por lo tanto, debió vaporizarse casi por completo y entrar en 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 el tamaño de grano directamente encima del anillo de pico.
Estos apoyan firmemente la hipótesis de que el impactador fue lo suficientemente grande como para crear un anillo de pico de 120 millas, expulsar granito fundido desde las profundidades de la tierra, crear movimientos de agua colosales y expulsar una inmensa cantidad de roca vaporizada y sulfatos a la atmósfera, donde se habría persistido durante mucho tiempo. Esta dispersión global de polvo y sulfatos habría provocado un efecto repentino y catastrófico en el clima mundial al provocar grandes descensos de temperatura, devastando la cadena alimentaria . [16] [17]
Un invierno de impacto tendría un efecto devastador para los humanos, así como para el resto de 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 se encuentran 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 terrestre llena de polvo y otros materiales, la radiación del sol se refractaría y se dispersaría de regreso al espacio y sería absorbida por estos desechos. El primer efecto en la Tierra, después de la onda expansiva y las posibles múltiples tormentas de fuego , sería la muerte de la mayoría, si no de todas, las formas de vida fotosintéticas de la Tierra. Aquellos que sobrevivan en el océano posiblemente quedarían inactivos hasta que el sol volviera a salir. [3] [6] Los que están en tierra posiblemente podrían mantenerse vivos en microclimas subterráneos , siendo un ejemplo las cuevas de aragonito de Zbrašov . Los invernaderos en complejos subterráneos con centrales eléctricas de energía fósil o nuclear podrían posiblemente mantener encendidas las lámparas de luz solar artificial hasta que la atmósfera comenzara a aclararse. Mientras tanto, aquellos que estaban afuera y que no murieron por la falta de luz solar probablemente morirían o se mantendrían inactivos por el frío extremo del impacto invernal. Esta muerte de las plantas podría provocar un largo período de hambruna si suficientes personas sobrevivieran a la onda expansiva inicial y provocaría un aumento de los costos de los alimentos en los países subdesarrollados sólo unos meses después de las primeras pérdidas de cosechas. Los países desarrollados no sufrirían hambrunas a menos que el enfriamiento durara más de un año, debido a las mayores reservas de alimentos enlatados y cereales en estos países. Sin embargo, si el impactador fuera similar en tamaño al impactador del 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 morir de hambre sería que cada país acumulara alimentos para al menos un año para su gente. No muchos países tienen esto; Los niveles medios de existencias de cereales en el mundo representan sólo alrededor del 30% de la producción anual. [6] [20]
El costo de limpieza después del impacto de un asteroide o cometa costaría entre miles de millones y billones de dólares, dependiendo del lugar del impacto. [19] [20] Un impacto en la ciudad de Nueva York (la decimosexta 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 naturalmente específico sería extremadamente baja.
Al 20 de febrero de 2018 [actualizar], se conocen 17.841 objetos cercanos a la Tierra . Se conocen 8.059 objetos potencialmente peligrosos; Miden más de 140 m (460 pies) y pueden acercarse a la Tierra a menos de 20 veces la distancia de 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]