Keurusselän kokoluokan törmäyksen aiheuttamat tuhot

Asiapitoisempi artikkeli Keurusselän törmäysjäljestä löytyy täältä.

Alkuarvot

Olen tähän laskenut Keurusselän kokoluokan kraatterin synnyttävän asteroiditörmäyksen aiheuttamat tuhot jos vastaava sattuisi tänään. Tämä sopii myös Lappajärven kraatterin syntyyn, mutta esimerkkikaupungit olisivat silloin toiset. En ole tässä alkanut mässäilemään kuolonuhreilla, mutta käytännössä 50 km säteellä törmäyskohdasta hengissä selviäminen olisi aika epätodennäköistä ja vielä 100 km etäisyydellä kuolleita on enemmän kuin eloon jääneitä.

Vaikutukset on laskettu Arizonan yliopiston Earth Impact Effect Program nettisoveluksen avulla (EIEP jatkossa). 

EIEPn alkuarvoina on tässä käytetty seuraavia:

- Törmäävän kappaleen läpimitta 860 metriä.

- Kappaleen tiheys 3000 kg/m3 eli kivinen asteroidi

- Törmäysnopeus 20 km/s

- Törmäyskulma 80° vaakatasoon nähden eli lähes pystysuoraan.

- Törmäys tapahtuu lujaan kiteiseen peruskallioon. 

Syntyneen kraatterin ominaisuudet

EIEP antaa syntyneen kraatterin lopulliseksi läpimitaksi 15 km koska parametrin valittiin siihen sopivasti. Koska alkuperäistä kraatterin kokoa ei tiedetä, on se voinut olla tätäkin suurempi. Toinen peruste olisi voinut olla että kartoitettu 14 km alue edustaisi suurin piirtein kaivaumiskraatterin kokoa. Tällöin lopullisen kraatterin koko olisi ollut 21 km. 

Kraaterin lopullinen halkaisija näissä laskuissa olisi siis 15 km ja syvyys 0,7 km. Törmäysvaiheessa ns. kaivautumiskraatterin läpimitta olisi 10,9 km ja syvyys 3,86 km. Toisin sanoen Maapalloon syntyy hetkellisesti tuon kokoinen puolipallon muotoinen kuoppa. Tämä kaivautumiskraatteri muokkautuu hyvin pian lopulliseen kokoon gravitaation ja kallioperän litostaattisen paineen vaikutuksesta.

Törmäyksessä vapautuu energiaa 47 000 Mt TNTn verran vaikka kivinen kappale todennäköisesti hajoaa ilmakehässä ennen iskeytymistä maahan ryppääksi erikokoisia kappaleita. Tämän kokoluokan törmäyksiä on odotettavissa keskimäärin 440 000 vuoden välein.

Törmäyksessä sulaa ja kaasuuntuu noin 1,73 kuutiokilometriä kalliota. Puolet syntyneestä törmäyssulasta jää kraatteriin muodostaen keskimäärin 18,6 metriä paksun kerroksen törmäyssulaa. Osa tästä sulasta on sueviittisissa kivissä, joten varsinaisia sulakerroksia ei välttämättä edes synny. Törmäys synnyttää myös 23,2 km läpimittaisen tulipallon joka loistaa 151 sekuntia.

Vaikutukset eri etäisyyksillä törmäyskohdasta

Tässä ajateltu törmäyskohta sijaitsee Valkeaniemellä Keurusselän törmäysjäljen keskellä.

Tulipallon lämpösäteily Maanjäristys Heitteleet Paineaalto
Etäisyys

km paikkakunta

kertaa aurinko Sytyttää Aika

s

Voimakkuus

Mercalli-asteikko (I-XII)

Aika

s

Kerrospaksuus

m

Aika

s

Tuuli

m/s

Ääni

dB

0 törmäyskohta -

Tulipallon sisällä.

0 "XIII" 9,0 magnitudia (EIEP 7,7 magnitudia) 0 Kraatterissa 0 - -
7,5 kraatterin reuna 11000 1,5 X-IX: Suurin osa rakennuksista tuhoutuvat. Vesi loiskuu altaista. Railoja ja hiekkakraattereita syntyy. Mutalähteitä. Padot vahingoittuvat. Maanvyöryjä.
(7,5 km oikeampi arvo olisi XII)
39,1 229 22,7 3980 148
12 Keuruu 4320 Vaatteet, paperi, vaneri, lehtipuut ja ruoho syttyvät sekä ihmisille 3. palovammoja. 2,4 49,5 73,1 36,4 2320 138
30 Petäjävesi 687 6,0 78,5 4,68 90,9 789 121
43 Jämsä 332 8,6 94,0 1,59 130 502 114
60 Jyväskylä 168 12 VIII-VII: Vaikea seistä. Autolla ajo vaikeaa. Isoja vahinkoja heikoille rakeksille. Puiden oksat katkeavat. 111 0,58 182 320 107
85 Tampere 81 17 133 0,21 258 191 101
120 Seinäjoki 38 Paperi, vaneri, lehtipuut ja ruoho syttyvät sekä ihmisille 3. palovammoja. 24 VII-VI: Kaikki huomaavat. Vaikeaa seistä ja kävellä.  Rappaukset murtuvat ja heikot savupiiput sortuvat. Puut heiluvat. Aaltoja vedessä. 158 0,07 364 111 95
150 Mikkeli 22,4 Paperi,  lehtipuut ja ruoho syttyvät sekä ihmisille 3. palovammoja. 30 177 0,04 455 77,4 92
220 Helsinki 7,63 Ihmisille 3. palovammoja 44 216 0,01 667 41,9 86
275 Kajaani 3,14 Ei vaikutusta 55 243 < 0,01

Ei peittävä kerros. Pieniä muruja ja isompia kappaleita.

833 29,6 82
320 Oulu 1,2 64 263 970 23,6 80
400 Kemi

Tulipallo jää horisontin taakse

80 V-IV: Tuntuu selvästi. Esineet liikkuvat. 296 1210 17,1 78
490 Rovaniemi 98 331 1480 13,0 75
590 Sodankylä 118 IV-III: Kuin suuri rekka ajaisi ohi. Paikat nitisevät ja astiat kilisevät. 366 Vain pölyä ja satunnaisia kappaleita 1790 10,2 73
900 Nuorgam 180 II-I: Tuntuu heikosti tai ei lainkaan. 465 2730 6,03 68

  

Kaksi havainnollistavaa karttaa

 

Impaktin synnyttämän maanjäristyksen voimakkuus.

Keltainen pallo on impaktin tulipallon koko maksimissaan (23 km).

Impaktin synnyttämän heittelekerroksen paksuus metriä.

Musta ympyrä on törmäyskraatterin todellinen koko (14 km).

Muita vaikutuksia

Tässä ei ole erikseen huomioitu että lentoliikenne häiriintyisi ainakin 500 km säteellä törmäyskohdasta. Käytännössä lähes kaikki ilmassa olevat lentolaitteet joutuvat heittelepilveen ja ovat suuressa vaarassa pudota moottorien tukkeutuessa. Esimerkin tapauksessa Rovaniemen kohdalla lentävän koneen tulisi pystyä laskeutua minuuteissa että välttäisi välittömän vaaran. Lähempänä törmäyskohtaa tulipallon lämpösäteily aiheuttaisi lentokoneonnettomuuksia välittömästi törmäyshetkellä ja siitä sekä heitteleestä selviytyneet lentokoneet kokevat vielä paineaallon laajalla alueella. Tämän jälkeen ilmakehään jää paljon pölyä joka voi haitata lentoliikennettä laajalla alueella pitkäänkin vähän samaan tapaan kuin Islannin tulivuoren purkaus huhtikuussa 2010, joka sulki Pohjois-Euroopan lentokentät päiviksi.  

Ilmastoon tämän kokoisella törmäyksellä ei kuitenkaan ole selviä vaikutuksia vaikka ilmaan noussut pöly aiheuttaa pientä putoamista lämpötiloissa aivan kuten suuret tulivuorenpurkauksetkin tekevät.

Tuulen nopeudesta

Taulukkoon on lihavoitu tuulennopeudet jotka ylittävät äänennopeuden ilmassa. Paineaallon saapumisajat eivät myöskään pidä paikkaansa Jyväskylää lähempänä törmäyskohtaa. Paineaalto etenee yliäänennopeudella, joten jos vasta Jyväskylässä tuulennopeus vasta alittaa äänennopeuden, niin voidaan olettaa että paineaalto muuttuu puhtaaksi ääniaalloksi sillä etäisyydellä. 60 km matka äänennopeudella kestää taulukossa mainitun 182 sekuntia, mutta sitä lähempänä oleviin kohteisiin paineaalto saapuu taulukon arvoja nopeammin.  

Törmäyksen synnyttämästä maanjäristyksestä

EIEP antaa törmäyksen synnyttämälle maanjäristykselle voimakkuudeksi vain 7,7 magnitudia. Tämä ei pidä paikkaansa. Vertailuna voisi todeta 1960 räjäytetyn 50Mt ydinpommin Tsar Bomban vapautuneen energian vastanneen 7,1 maanjäristystä. Pommi aiheutti 5- 5,25 järistyksen mutta se räjäytettiin 4 km korkeudessa joten kaikki energia ei siirtynyt seismisiin aaltoihin. Koska 1 yksikön voimakkuuden kasvu magnitudiasteikolla vastaa energian kasvamista 32 kertaiseksi niin esimerkin törmäyksen oikeampi järistysvoimakkuus olisi noin 2 magnitudia suurempi eli luokkaa 9,1. Tämä olisi siis suurinpiirtein sama kuin Intian valtameren tsunamin synnyttänyt maanjäristys 26.12.2004. Myös eräät muut lähteet kertovat 47 Gt energian vastaavan noin 9-9,1 maanjäristystä.

Järistyksen voimakkuutta arvioitaessa täytyisi tietää tarkemmin paljonko törmäyksessä vapautuvaa energiaa siirtyy maan liikkeisiin eli järistykseen. Törmäyksessä energiaa siirtyy seismisten aaltojen lisäksi huomattavasti myös lämmöksi. Lisäksi on hyvä muistaa että törmäys on tavallaan täysin maanpinnan tapahtuma kun taas maanjäristykset yleensä tapahtuvat matalimmillaan muutaman kilometrin syvyydessä, toisinaan jopa kymmenien kilometrien syvyydessä. 

EIEP antaa maanjäristyksen vaikutuksen Mercalli asteikolla joka kuvaa lähinnä miltä järistys tuntuu ja mitä tuhoja se tekee. Ohjelma antoi kraatterin reunalle arvoksi vain X-IX ja tämä johtuu varmaan hyvin pitkälle liian pieneksi lasketusta järistysvoimakkuudesta (7,7 magnitudia). Jos katsotaan Mercalli asteikon kuvauksia niin voidaan todeta että oikeampi arvo esim. kraatterin reunalle olisi asteikon maksimi eli XII tai oikeastaan jopa yli asteikon sillä Mercalli asteikossa ei oikeastaan ole arvoa olosuhteille mitkä tapahtuvat kraatterin reunalla saatika sen sisällä. Merkkasin siksi "XIII" törmäyskohdalle taulukkoon kuvaamaan tilannetta jossa tuho on täydellistä ja kallioperä kokee shokkimetamorfoosin ja osin jopa kaasuuntuu.