Simulation eines Asteroiden-Impakts vor der Küste von New York
von David Crawford, Sandia National Laboratories, USA
Diese Simulation stellt den Einschlag eines Asteroiden im Atlantischen Ozean etwa 25 km südlich von Brooklyn, New York, dar. Dies ist ein Beispiel für einen fast streifschussartigen Impakt: Der Asteroid nähert sich dem Ozean in einem horizontalen Winkel von nur 15 Grad.
Abb. 1 In der letzten Sekunde vor dem Einschlag schießt der Impaktor als gleißender Feuerstreif durch die Atmosphäre. An seiner Vorderseite entsteht Reibungshitze mit Temperaturen bei etwa 10 000 Grad: Ein blendend greller Blitz von mehrfacher Sonnenhelligkeit.
Die Simulation setzt ein, wenn sich der Asteroid 50 km südlich des Einschlag-Punktes in einer Höhe von 14 km über der Wasseroberfläche befindet (Abb.1). Sein Durchmesser beträgt 1,4 km, und er bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 20 km/s. (er verfügt somit über die selbe Impakt-Energie wie der Shoemaker-Levy 9 auf dem Jupiter). Das Ereignis eines Impakts dieser Größenordnung ist auf der Erde etwa ein mal in 300 000 Jahren zu erwarten und liegt gerade an der Schwelle zur globalen Katastrophe. Der Asteroid ist in diesem Modell dunitisch (in seiner Zusammensetzung dem Erdmantel und vielen Meteoriten entsprechend). Der Boden besteht [am Einschlagpunkt; d. R.] aus Granit. Wasser und Atmosphäre werden mit einbezogen.
Abb. 2 Bereits 0, 66 Sekunden nach dem Impakt erreichen die Frontausläufer der Druckwelle in Form hocherhitzter und -komprimierter Gase (vor allem verdampfte Partikel des Asteroiden) die ca. 25 km vom Einschlagpunkt enfernte Küste.
Auf den Bildern wird Wasser blau, Land dunkelgrün (durch den Impakt ausgeworfenes Land ist braun), Wasserdampf wird weiß und heißes Material (über 5000 Grad Celsius) wird orange dargestellt. Natürlich ist das Äußere des Asteroiden in dieser Simulation niemals 'kalt', also sehen wir Asteroiden-Material immer in orange. Der Beobachtungs-Punkt befindet sich in orbitaler Höhe, an einem Standort etwa 100 km westlich von New York City, mit Blickrichtung nach Osten. Long Island verschwindet in der Entfernung hinter dem Horizont. Im Vordergrund liegen Manhattan und Staten Islands, der Long Island Sund und die Küstenlinie von Connecticut befinden sich links.
Abb. 3 2, 91 Sekunden nach dem Impakt ist die mit rasender Geschwindigkeit expandierende Explosionswolke in Einschlagrichtung bereits ca. 75 Kilometer vorgedrungen.
Abb. 4 3, 91 Sekunden nach dem Impakt schießen die verdampften Wassermassen des Atlantik in die Stratosphäre, und der Frontkeil aus vaporisiertem Asteroidenmaterial und Wasserdampf stößt mit über 1000 km/h ins Innere des Kontinents vor.
Die Berechnung erfolgte auf dem Intel-Teraflops-Computer von Sandia und war Bestandteil der Funktionstests der Maschine. Es lief unter Verwendung des Shock Physics Hydrocode (CTH) der bei Sandia für Analysen von Waffen-Sicherheit und -Wirkungen entwickelt wurde und verwendet wird. Die Kalkulation nahm 100 Millionen Computer-Zellen in Anspruch und benötigte ungefähr 18 Stunden bis zur Fertigstellung, wobei 91% des gesamten Geräts ausgelastet waren.
Kontakt zum Autor:
David Crawford, MS0820, Sandia National Laboratories
E-Mail: dacrawf@sandia.gov (Korrespondenz in Englisch)
Anmerkungen und Quellen
Dieser Beitrag von David Crawford © erschien online erstmals unter http://sherpa.sandia.gov/planet-impact/asteroid/ ; Übersetzung ins Deutsche sowie redaktionelle Bearbeitung durch Atlantisforschung.de
Bild-Quelle
Alle Grafiken und Animationen: http://sherpa.sandia.gov/planet-impact/asteroid/
