Столкновение Луны с Землёй¶

Столкновение Луны с Землёй — гипотетический астрономический сценарий, при котором естественный спутник Земли по тем или иным причинам сходит с орбиты и падает на планету. Согласно современным астрономическим данным, Луна неуклонно отдаляется от Земли (примерно на 3,8 см в год), поэтому столкновение в обозримом будущем не предполагается. Тем не менее расчётные модели позволяют оценить последствия подобного события.

¶Астрономическая невозможность в текущих условиях

Луна находится в устойчивой орбитальной резонансной конфигурации с Землёй. Среднее расстояние до неё составляет около 384 400 км, орбитальная скорость — примерно 1,022 км/с. Энергия, необходимая для снятия Луны с орбиты, колоссальна: расчёт показывает, что для перенаправления спутника на столкновение с Землёй потребовалось бы затратить энергию порядка 10²⁹ джоулей, что сопоставимо с полной энергией, которую Солнце излучает за несколько секунд.

Из-за приливного взаимодействия Луна медленно, но неуклонно удаляется от Земли. Этот процесс, открытый в XIX веке, означает, что вероятность столкновения с течением времени только уменьшается. Естественных механизмов, способных обрушить Луну на Землю в пределах солнечной системы, астрономы не обнаружили.

¶Гипотетические сценарии схода с орбиты

Теоретически сход Луны с орбиты возможен при нескольких сценариях:

• Гравитационное возмущение от массивного тела. Сближение с крупной кометой или коричневым карликом могло бы нарушить орбиту. Однако вероятность подобного события в ближайшие миллиарды лет практически нулевая.
• Исчезновение или резкое изменение массы Земли. Если бы масса Земли резко уменьшилась, орбита Луны стала бы неравновесной.
• Внешнее воздействие сверхцивилизации. В фантастике и гипотетических расчётах рассматривается возможность искусственного схода Луны с орбиты — например, в романе «Манхэттенский проект» Алексея Толстого (1926) лунная база используется для уничтожения Земли.

¶Стадии падения

Если бы Луна всё же начала падать, процесс прошёл бы ряд стадий.

¶Нарушение орбитальной устойчивости

При сходе с орбиты Луна начала бы сближаться со скоростью, близкой к первой космической для соответствующего радиуса. По мере приближения сила тяжести нарастала бы, а орбита вырождалась в вытянутую эллиптическую траекторию.

¶Приливные эффекты

Наиболее драматичные последствия начались бы задолго до контакта. Когда расстояние сократилось бы до нескольких десятков тысяч километров, приливные силы стали бы разрушительными:

• Приливные напряжения превысили бы прочность горных пород, вызвав глобальные землетрясения и извержения вулканов по всему шару.
• Приливный нагрев деформировал бы мантию, потенциально приводя к частичному плавлению коры.
• Океанские приливы достигали бы высот в десятки и сотни километров, сметая всё с поверхности континентов.

¶Процесс слияния

При контакте Луна не «упала бы» в привычном смысле. Её радиус — 1737 км — соизмерим с земным. Скорость столкновения составила бы от 11 км/с (вторая космическая скорость Земли) и выше. Расчётные модели показывают, что при подобном ударе:

• Кинетическая энергия удара оценивается в 10²⁹–10³⁰ джоулей, что на порядки превосходит энергию всех ядерных зарядов, когда-либо созданных человечеством.
• Земная кора и мантия были бы полностью разрушены, вещество частично испарилось бы.
• Образовалось бы расплавленное «магматическое океанообразующее» тело, состоящее из смеси вещества обеих планет.

¶Долгосрочные последствия

¶Образование диска и новая Луна

Наиболее вероятный итог — не слияние в единую сферу, а образование вокруг Земли протопланетного диска из разрушенного вещества. Из этого диска в течение сотен тысяч лет могла бы сформироваться новая Луна — с иным составом, массой и орбитой. Подобный сценарий соответствует гипотезе гигантского удара, согласно которой нынешняя Луна образовалась около 4,5 млрд лет назад из обломков, выброшенных при столкновении прото-Земли с телом размером с Марс (Тейя).

¶Уничтожение биосферы

Жизнь на Земле была бы уничтожена полностью. Поверхность планеты на протяжении миллионов лет оставалась бы расплавленной, атмосфера — парогазовой. Температура поверхности превысила бы 1000 °C.

¶Изменение системы Земля — Луна

После стабилизации новая система могла бы обрести иные параметры: изменение наклона оси, утрату нынешней стабилизации сезонов, другие приливные циклы. Для повторного появления сложной жизни потребовалось бы, по оценкам, не менее 1–2 млрд лет.

¶В культуре и науке

Сценарий падения Луны многократно обыгрывался в фантастике. Помимо «Манхэттенского проекта» А. Толстого, разрушительные последствия лунного сближения описаны в фильме «Миссия невыполнима: Фантомная протокол» (сцена с базой на Луне) и в комиксах. В научном плане изучение подобных сценариев имеет значение для понимания формирования планетных систем, оценки рисков астероидной опасности и моделирования процессов аккреции.

¶См. также

• Гипотеза гигантского удара
• Приливные силы
• Астероидная опасность

¶Источники

• «Астрономия: учебник для вузов» — под ред. В. Г. Сурдина
• «Планетология» — В. С. Тюрин
• Публикации NASA по вопросам лунной динамики и приливной эволюции
• «Манхэттенский проект» — А. Н. Толстой, 1926