Seberapa besar kawah yang dibuat asteroid

Sebuah lubang di gurun Arizona

Berkendaralah ke timur dari Flagstaff lewat Interstate 40, dan Anda akan melihat bibir rendah yang menyembul dari gurun datar. Naiklah ke tepinya, dan tanah menurun ke sebuah mangkuk selebar 1,2 km dan sedalam sekitar 170 m. Selama bertahun-tahun orang berdebat apakah gunung api yang membuatnya. Pada 1960 Eugene Shoemaker dan rekan-rekannya menemukan koesit di sana, bentuk kuarsa yang hanya muncul di bawah tekanan yang jauh melampaui apa pun yang bisa dihasilkan gunung api. Lubang itu digali oleh sepotong besi yang jatuh dari antariksa sekitar 50.000 tahun lalu.

Yang aneh adalah betapa kecilnya potongan itu. Collins, Melosh, dan Marcus, yang makalahnya tahun 2005 menjadi dasar pameran ini, memakai benda besi selebar 40 m sebagai contoh Meteor Crater. Batu seukuran rumah besar meninggalkan lubang tiga puluh kali lebih lebar daripada dirinya. Di pameran ini Anda memilih batunya dan melihat ke mana energinya pergi: ke udara, ke kilatan panas, ke gelombang kejut, dan ke dalam tanah.

Cara memakai model

Pilih ukuran dari 4 m sampai 20 km, sebuah bahan, kecepatan di puncak atmosfer, dan sudut terhadap tanah. Pilih juga tempat jatuhnya: batuan kristalin seperti granit, batuan sedimen berlapis, atau laut sedalam 4 km. Tekan "Jatuhkan lagi", dan batu itu menembus 100 km udara paling bawah lalu jatuh ke sekeping bentang alam bundar. Kepingan itu membesar atau mengecil sesuai peristiwanya, sehingga bola api seukuran Chelyabinsk ditampilkan di atas peta berjari-jari 20 km dan tumbukan seukuran Chicxulub di atas peta berjari-jari 1000 km. Ketinggian direntangkan agar kawah sedalam beberapa ratus meter tetap terlihat; panel di kiri atas memberi tahu seberapa besar.

Di bawah pameran ada daftar peristiwa nyata, semuanya 30. Memilih salah satunya menjatuhkan batu dengan ukuran, kecepatan, sudut, dan permukaan peristiwa itu. Ada juga peta. Pilih kota Anda sendiri, dan cincin-cincin batu yang sedang tampil digambar di sekelilingnya, beserta jarak dan arah ke setiap kasus dalam daftar.

Mengapa kecepatan lebih penting daripada ukuran

Semuanya berawal dari energi kinetik: setengah massa dikali kuadrat kecepatan. Ambil asteroid batu selebar 100 m. Batuan jenis ini punya kepadatan sekitar 2700 kg/m³, sehingga bola itu beratnya sekitar 1,4 miliar kg. Pada 20 km/s,

E = ½ × 1,41×10⁹ kg × (20.000 m/s)² = 2,8×10¹⁷ J

Itu kira-kira 68 megaton TNT. Menggandakan ukuran mengalikan massa, dan energinya, delapan kali. Menggandakan kecepatan mengalikan energi empat kali.

Paling lambat, asteroid bisa menabrak Bumi pada sekitar 11 km/s, kecepatan yang diperoleh benda apa pun hanya dengan jatuh ke Bumi dari tempat jauh. Paling cepat, untuk komet yang datang berhadapan, sekitar 72 km/s. Penggeser kecepatan mencakup seluruh rentang itu. Kebanyakan asteroid dekat Bumi tiba pada sekitar 17 sampai 20 km/s.

Pada 20 km/s udara adalah tembok

Udara tampak tipis, tetapi pada kecepatan ini ia menghantam bagian depan batu seperti palu. Tekanan di muka depan kira-kira sama dengan kepadatan udara dikali kuadrat kecepatan. Di ketinggian 60 km, udara dalam model kepadatannya sekitar 1/1800 dari udara di permukaan laut, tetapi pada 20 km/s hasilnya masih sekitar 0,2 MPa. Itu sudah sama dengan kekuatan yang diberikan Collins dan rekan-rekannya untuk benda batu (rumus mereka menempatkannya di 0,22 MPa). Asteroid kecil rapuh karena penuh retakan, sehingga batu itu pecah tinggi di langit.

Apa yang terjadi kemudian bergantung pada ukurannya. Setelah pecah, kepingan-kepingannya tetap melaju bersama tetapi menyebar ke samping seperti panekuk. Awan yang lebih lebar menemui lebih banyak udara dan lebih cepat melambat. Jika awan itu melebar sampai sekitar tujuh kali lebar awalnya sebelum mencapai tanah, makalah itu menganggap seluruh energinya dilepaskan di ketinggian tersebut. Itulah ledakan di udara. Grafik di kanan bawah panggung menunjukkan kecepatan yang turun seiring ketinggian untuk batu yang Anda jatuhkan.

Bahan mengubah ceritanya. Besi sekitar tiga kali lebih padat daripada batu dan jauh lebih kuat, sehingga benda besi 40 m bertahan sampai 17 km dan mencapai tanah dengan kecepatan sekitar 10 km/s. Batu seukuran itu meledak di 12 km dan sama sekali tidak meninggalkan kawah. Es komet dengan kepadatan 1000 kg/m³ adalah yang paling lemah dari keempat bahan; benda es 100 m meledak di sekitar 6 km.

Ledakan di udara: Chelyabinsk dan Tunguska

Pada 15 Februari 2013, batu berukuran sekitar 17 sampai 20 m masuk di atas Ural selatan dengan kecepatan 18,6 km/s pada lintasan landai. Sesaat ia lebih terang daripada Matahari. Sensor pemerintah AS menempatkan puncak kecerahan di 23,3 km dan energinya sekitar 440 kiloton. Satu atau dua menit kemudian gelombang kejut sampai di Chelyabinsk dan memecahkan jendela di seluruh kota, dan lebih dari 1500 orang terluka, kebanyakan oleh kaca yang beterbangan (kelompok benda kecil NASA menghitung lebih dari 1600).

Untuk angka-angka itu pameran memberi ledakan di 33 km dengan 490 kt. Energinya dekat; ketinggiannya lebih tinggi daripada yang dilihat sensor karena model memperlakukan batu itu sebagai satu benda dengan satu kekuatan, sedangkan batu sebenarnya pecah dalam beberapa tahap.

Tunguska, pada 30 Juni 1908, lebih besar: benda berukuran sekitar 40 sampai 100 m (halaman NASA menyebut sekitar 40 m dan juga 50 sampai 100 m) meledak beberapa kilometer di atas hutan Siberia dan merobohkan pohon di area sekitar 2150 km². Tidak ada kawah, yang membingungkan ekspedisi pertama pada 1927. Jika Anda menjatuhkan batu 60 m dengan kecepatan 20 km/s dan sudut 45°, model meledakkannya di sekitar 6 km, dan cincin biru, tempat rumah berangka kayu akan roboh, mencapai 12 km.

Bagaimana ukuran kawah dihitung

Batu yang mencapai tanah tidak melubangi tanah seukuran dirinya. Ia berhenti dalam jarak satu atau dua kali diameternya sendiri, dan hampir seluruh energinya berubah menjadi gelombang kejut di dalam tanah. Kejutan itu mendorong batuan ke bawah dan ke luar dan membuka mangkuk yang disebut kawah sementara. Collins dan rekan-rekannya memakai hukum penskalaan yang dicocokkan dengan eksperimen dan kawah ledakan:

D = 1,161 × (ρi/ρt)^(1/3) × L^0,78 × v^0,44 × g^(−0,22) × sin^(1/3)θ

Di sini ρi dan ρt adalah kepadatan batu dan tanah, L diameter batu, v kecepatan saat menyentuh tanah, g gravitasi, dan θ sudut. Pangkat-pangkatnya lebih kecil dari satu. Batu yang dua kali lebih lebar membuat kawah 1,7 kali lebih lebar, dan kecepatan dua kali lipat hanya melebarkannya 36%.

Kawah sementara tidak bertahan. Dindingnya yang curam longsor ke dalam. Di Bumi, mangkuk dengan lebar sampai sekitar 3,2 km tetap menjadi kawah sederhana: bibirnya melebar seperempat dan lensa batuan pecah mengisi separuh dasarnya. Meteor Crater adalah contoh buku pelajarannya. Di atas ukuran itu dasarnya memantul ke atas, seperti air setelah batu dijatuhkan, dan dindingnya runtuh bertingkat. Hasilnya kawah kompleks, lebar dan dangkal, sering dengan puncak tengah atau cincin puncak. Batu 400 m dalam model membuat kawah kompleks selebar 6,4 km dan hanya sedalam sekitar 700 m.

Panas dan gelombang kejut di udara

Di atas sekitar 15 km/s, tumbukan di darat menguapkan sebagian batu dan tanah, dan uap panas itu mengembang menjadi bola api. Makalah itu memberi jari-jarinya sebagai 0,002 kali akar pangkat tiga energi dalam joule, sekitar 5 km untuk batu 400 m. Sebagian energi itu keluar sebagai cahaya. Cincin kuning menandai sampai mana panasnya cukup untuk menyebabkan luka bakar tingkat dua pada kulit yang terbuka.

Gelombang kejut di udara dihitung dari data uji nuklir yang diskalakan menurut energi. Cincin biru adalah tekanan lebih 26,8 kPa, tempat rumah berangka kayu hampir seluruhnya roboh. Cincin biru muda adalah 6,9 kPa, tempat kaca jendela pecah. Cincin-cincin ini digambar tanpa bukit yang menghalangi dan tanpa kelengkungan Bumi untuk kejutannya, jadi ini panduan batas atas, bukan ramalan.

Ke laut

Sekitar tujuh per sepuluh permukaan Bumi adalah laut, jadi sebagian besar batu jatuh ke air. Bagi batu yang jatuh, air seperti lapisan udara yang sangat tebal: ia memperlambatnya dengan keras. Model membuka rongga di air dengan hukum penskalaan yang sama, lalu menghitung berapa kecepatan yang tersisa pada batu dalam perjalanan ke dasar. Batu 400 m di air sedalam 4 km membuka lubang selebar 8,4 km tetapi hanya sedalam sekitar 3 km dan hanya membuat cekungan kecil di dasar laut. Batu 10 km langsung menembus sampai dasar. Tumbukan Eltanin 2,5 juta tahun lalu di Samudra Selatan meninggalkan puing meteorit di lumpur dasar laut, tetapi belum ada yang menemukan kawahnya.

Model tidak menghitung tsunami. Tingginya bergantung pada bentuk pantai dan dasar laut, dan makalah itu hanya memberi perkiraan kasar.

Chicxulub dan akhir dinosaurus

Pada 1980 Luis dan Walter Alvarez serta timnya melaporkan lapisan tipis yang kaya iridium, logam yang langka di kerak Bumi tetapi umum di meteorit, pada batas antara batuan Kapur dan Paleogen di Italia. Mereka mengusulkan bahwa asteroid selebar sekitar 10 km telah menabrak 66 juta tahun lalu. Pada 1991 Alan Hildebrand dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa cincin terkubur selebar sekitar 180 km di bawah Semenanjung Yucatán, yang mula-mula terlihat dalam survei minyak, adalah kawahnya.

Collins dan rekan-rekannya memakai batu 18 km dengan kecepatan 20 km/s dan sudut 45° sebagai contoh seukuran Chicxulub, dan model memberi 186 km. Sebuah studi 2020 oleh Collins dan kawan-kawan, yang mencocokkan model komputer dengan bentuk kawah yang terkubur, mendapati sudut yang paling mungkin adalah 45 sampai 60°. Pilih Chicxulub di daftar untuk menjatuhkan kasus itu.

Kawah Korea di Hapcheon

Sawah Jeokjung dan Chogye di Hapcheon, Provinsi Gyeongsang Selatan, terletak di cekungan bundar selebar sekitar 7 km. Pada 2020 Institut Geosains dan Sumber Daya Mineral Korea (KIGAM) mengebor 142 m ke dasar cekungan dan menemukan kerucut pecah serta kuarsa dengan fitur deformasi planar, dua tanda yang hanya ditinggalkan tumbukan. Tim memperkirakan benda selebar sekitar 200 m dan umur sekitar 50.000 tahun dari arang di lumpur danau di atas batuan yang pecah. Studi 2023 atas inti bor kedua memakai nuklida kosmogenik dan mendapati lapisan bawahnya berumur sekitar 1,3 juta tahun, jadi umurnya masih diperdebatkan.

Dengan model ini, kawah 7 km memerlukan batu sekitar 400 m dengan kecepatan 20 km/s dan sudut 55°. Selisih dengan 200 m dari KIGAM menunjukkan betapa longgarnya perkiraan semacam ini. Ukuran kawah tumbuh lambat seiring ukuran batu, sehingga perubahan kecil pada lebar kawah atau hukum penskalaan menghasilkan perubahan besar pada batunya.

Pertahanan planet: apa yang ditunjukkan DART

Sebagian besar bahaya sudah diketahui sebelumnya. NASA dan badan lain telah menemukan sebagian besar asteroid dekat Bumi yang lebih besar dari 1 km, dan tidak satu pun berada di jalur yang menabrak Bumi pada abad berikutnya. Sasaran yang lebih sulit adalah batu berukuran 100 sampai 300 m, cukup besar untuk menghancurkan satu wilayah tetapi cukup redup untuk terlewat.

Pada 26 September 2022 wahana DART milik NASA, seberat sekitar 580 kg, menabrak Dimorphos dengan kecepatan 6,1 km/s. Dimorphos adalah bulan kecil selebar sekitar 150 m yang mengitari asteroid yang lebih besar, Didymos, setiap 11 jam 55 menit. Keduanya tidak mengancam Bumi, sehingga menjadi uji coba yang aman. Teleskop di Bumi mengukur waktu orbit bulan kecil itu sebelum dan sesudahnya: orbitnya memendek 33 menit, dengan selisih satu menit. Dorongannya 3,6 kali lebih besar daripada momentum wahana itu sendiri, karena batuan yang terlempar dari lokasi tumbukan terpental ke arah sebaliknya, seperti semburan roket.

Angka itu penting untuk perencanaan. Dorongan kecil yang diberikan lebih awal sudah cukup: perubahan kecepatan beberapa milimeter per detik, yang dilakukan bertahun-tahun sebelumnya, menjadi ribuan kilometer ketika batu itu kembali. Pilih Dimorphos di daftar untuk melihat apa yang akan dilakukan benda seukuran itu jika benar-benar menabrak. Apophis, selebar sekitar 340 m, akan lewat sekitar 32.000 km di atas permukaan pada 13 April 2029, lebih dekat daripada sebagian satelit cuaca; NASA telah menepis kemungkinan tumbukan setidaknya selama seratus tahun. Bennu, yang sampelnya diambil OSIRIS-REx, punya peluang sekitar 1 banding 1750 untuk menabrak Bumi sebelum tahun 2300.

Contoh hitungan: batu 1 km pada 20 km/s

Ambil bola batu berdiameter 1 km, ukuran yang dijadikan patokan oleh NASA dan badan lain dalam menetapkan target survei. Di pameran ini, ukuran itu dipilih di dekat ujung atas penggeser ukuran. Inilah hitungan yang pertama dilakukan model.

Volume bola adalah π/6 × d³, jadi π/6 × (1000 m)³ = 5,24×10⁸ m³. Pada 2700 kg/m³, massanya 1,41×10¹² kg, sekitar 1,4 miliar ton. Pada 20 km/s,

E = ½ × 1,41×10¹² kg × (20.000 m/s)² = 2,8×10²⁰ J

Bagi dengan 4,184×10¹⁵ J per megaton, dan hasilnya sekitar 68.000 Mt TNT. Sebagai pembanding, itu kira-kira 150.000 kali peristiwa Chelyabinsk (masing-masing 440 kt), atau sekitar 1400 kali bom uji Soviet 50 Mt, bom terbesar yang pernah diledakkan. Jika batunya sepuluh kali lebih lebar daripada contoh 100 m tadi, energinya menjadi seribu kali, dari 68 Mt menjadi 68.000 Mt, dan dalam hitungan hanya pangkat tiganya yang berubah.

Ada dua hal yang patut dicatat. Pertama, batu yang sama dari besi (pameran memakai 8000 kg/m³) membawa energi hampir tiga kali lipat, sekitar 200.000 Mt, karena massanya hampir tiga kali lipat. Kedua, model menganggap batu seukuran ini terlalu besar untuk diperlambat atau dipecahkan udara: ia tiba dengan kecepatan penuh. Energinya masuk ke tanah dan udara di titik tumbukan, bukan ke ledakan di ketinggian.

Patokan kasar untuk lebar kawah

Jika rumus kawah di atas dipakai untuk batu ini pada tanah kristalin (2750 kg/m³, gravitasi 9,81 m/s², 45°), kawah sementaranya berlebar sekitar 10,6 km. Itu sudah melewati batas 3,2 km untuk kawah sederhana, sehingga koreksi kawah kompleks dari makalah berlaku, dan cekungan akhirnya sekitar 14,5 km. Batunya 1 km, jadi kawahnya sekitar 14 kali lebih lebar.

Perbandingan itu bukan konstanta. Meteor Crater punya benda besi 40 m dan cekungan 1,2 km, sekitar 30 kali. Batu 18 km di Chicxulub dan kawahnya yang 186 km memberi sekitar 10 kali. Batu kecil membuat kawah yang relatif lebih besar karena tenggelam dalam pangkat 0,78 pada rumus: cekungan tumbuh lebih lambat daripada batunya. Tebakan cepat yang berguna: lebar kawah 10 sampai 20 kali lebar batu, untuk batu 200 m sampai 20 km pada kecepatan lazim, dan lebih besar lagi untuk batu yang sangat kecil dan padat. Anggaplah itu jawaban dengan selisih faktor dua, bukan ramalan.

Untuk memeriksanya di panggung, atur Diameter ke 1 km, Bahan ke Batu, 2700 kg/m³, Kecepatan masuk ke 20 km/s, Sudut masuk ke 45° dan Permukaan ke Batuan kristalin, lalu bandingkan angka Kawah akhir dengan bilangan-bilangan ini. Angka di layar dan hitungan cocok dalam selisih beberapa persen, sebab keduanya memakai persamaan yang sama.

Skala peringatan: Torino dan arti angkanya

Dua skala dipakai untuk membicarakan bahaya asteroid, dan keduanya mengukur hal yang berbeda. Skala Torino, yang diadopsi Persatuan Astronomi Internasional pada 1999, adalah bilangan bulat 0 sampai 10 yang menggabungkan peluang tumbukan dengan kerusakan yang akan ditimbulkannya, sehingga publik cukup mendengar satu angka untuk tiap benda. Tingkat 0 berarti peluang tabrakan nol atau sangat rendah sehingga setara nol. Tingkat 1 dan 2 untuk benda yang layak diperhatikan astronom tetapi belum oleh publik; keterangan NASA mencatat bahwa pengamatan baru sangat mungkin mengembalikannya ke 0. Tingkat 3 adalah lintasan dekat dengan peluang 1% atau lebih untuk tabrakan yang dapat menimbulkan kerusakan setempat, dan tingkat 4 peluang yang sama untuk kerusakan tingkat wilayah. Tingkat 8 sampai 10 berarti tabrakan pasti terjadi: kerusakan setempat pada 8, wilayah pada 9, bencana global pada 10.

Skala Palermo adalah angka kedua yang lebih teknis, yang membandingkan risiko satu benda dengan risiko latar semua batu seukuran itu atau lebih besar selama waktu yang tersisa sebelum perjumpaan. Para ahli memakainya untuk mengurutkan benda yang terlalu rendah untuk muncul di skala Torino.

Keduanya bergantung pada dua angka. Satu adalah energi, yang ditunjukkan pameran ini dan menentukan apa yang akan dilakukan sebuah tumbukan. Yang lain adalah peluang tumbukan, yang tidak dihitung pameran ini: itu berasal dari pengukuran orbit dengan teleskop, dan biasanya turun menjadi nol ketika pengamatan tambahan mempersempit ketidakpastian. Sistem Sentry NASA mendaftar benda yang belum bisa disingkirkan dan memperbaruinya secara otomatis.

Kesalahpahaman umum

“Asteroid terbakar habis di atmosfer, jadi hanya yang raksasa yang penting.” Batu yang lebih kecil dari sekitar 10 m biasanya begitu. Batu 20 m ke atas tiba dengan energi cukup untuk menimbulkan ledakan yang merusak, seperti ditunjukkan Chelyabinsk, dan pembakaran hanya sebagian kecil energinya. Yang memecahkan batu adalah tekanan udara di mukanya.

“Ledakan di udara tidak berbahaya karena tidak ada kawah.” Kerusakannya justru dari ledakan itu. Tunguska tidak punya kawah, tetapi merobohkan sekitar 2150 km² hutan, area yang lebih luas daripada Greater London. Chelyabinsk melukai lebih dari 1500 orang, kebanyakan karena kaca jendela pecah, akibat ledakan di ketinggian sekitar 23 km.

“Kawah besar berarti asteroid besar.” Hanya secara longgar. Lebar tumbuh menurut ukuran batu pangkat 0,78 dan kecepatannya pangkat 0,44, sehingga batu lambat yang kecil dan batu cepat yang lebih kecil bisa meninggalkan kawah selebar sama. Tambahkan sudut yang tidak diketahui dan jenis tanah, dan satu kawah cocok dengan rentang batu, seperti contoh Hapcheon.

“Kita tidak akan mendapat peringatan.” Sebagian besar benda besar sudah diketahui sebelumnya, dan tumbukan pada lintasan yang diketahui akan terlihat bertahun-tahun atau berdekade sebelumnya. Celah yang sebenarnya ada pada rentang 100 sampai 300 m dan pada komet, yang datang lebih cepat dan dengan peringatan lebih singkat.

“DART sudah menggeser asteroid, jadi masalahnya selesai.” DART menunjukkan bahwa pesawat antariksa dapat mengubah orbit bulan berdiameter 150 m sebesar 33 menit. Itu bukti konsep pada sasaran yang dipilih karena aman. Membelokkan batu yang lebih besar dan lebih sulit ditemukan memerlukan peringatan lebih lama, pesawat lebih berat, atau keduanya.

Yang bisa dicoba di panggung

Kontrol di bawah ini diberi nama sebagaimana tampil di panggung: Diameter, Bahan, Kecepatan masuk, Sudut masuk dan Permukaan. Angka yang dikutip dihitung dengan model pameran sendiri.

1. Biarkan Bahan, Kecepatan masuk dan Sudut masuk tetap, lalu naikkan Diameter menjadi sekitar dua kali. Angka Energi seharusnya naik sekitar 8 kali, dan Kawah akhir hanya sekitar 1,7 kali.
2. Atur Diameter ke 100 m, Bahan ke Batu, 2700 kg/m³, lalu ubah Kecepatan masuk dari 11 ke 20 km/s. Energi naik sekitar 3,3 kali. Angka Di udara memberi ketinggian pecah, sekitar 50 km pada 11 km/s dan sekitar 60 km pada 20 km/s. Batu ini tidak meledak di udara; ia mencapai tanah pada sekitar 3,6 km/s dan 6,1 km/s.
3. Atur Diameter ke 60 m pada 20 km/s dan bandingkan Batu, 2700 kg/m³ dengan Besi, 8000 kg/m³. Batu menghasilkan ledakan udara pada sekitar 5,7 km. Besi mencapai tanah pada sekitar 15,9 km/s dan menggali kawah.
4. Tekan Chelyabinsk di daftar tumbukan nyata, lalu Tunguska. Bandingkan angka Rumah roboh dan cincin biru, dan perhatikan betapa lebih besar milik Tunguska padahal tidak meninggalkan kawah.
5. Tekan Chicxulub, lalu pilih kota Anda di peta. Cincin batu itu digambar di sekeliling kota, dengan jarak dan arah ke setiap kasus dalam daftar.
6. Jatuhkan batu 400 m dengan Permukaan diatur ke Laut, dalam 4 km, lalu ke Batuan kristalin, dan bandingkan angka Kawah akhir. Angka itu menyebut kawah air untuk laut dan memberi ukuran kawah untuk daratan.

Yang tidak dicakup model

Model mengikuti persamaan dalam makalah, dan pameran memeriksa dirinya dengan contoh hitungan di dalamnya: benda besi 40 m, batu 1,75 km, dan batu 18 km semuanya cocok dengan ukuran kawah yang dipublikasikan dalam selisih beberapa persen. Beberapa hal lebih sederhana daripada di dunia nyata.

• Batunya satu bola dengan satu kekuatan. Asteroid sebenarnya sering berupa tumpukan puing yang longgar.
• Bentang alamnya rekaan, bukan medan sungguhan, dan kejutan serta panas merambat di atas tanah datar.
• Bentuk kawah digambar dari diameter dan kedalaman dalam makalah; dinding dan puncak tengahnya adalah gambaran, bukan hasil hitungan.
• Model masuk atmosfer dalam makalah hanya berlaku di bawah 1 km, jadi batu yang lebih besar tiba dengan kecepatan penuh.
• Lautnya hanya punya satu kedalaman (4 km), dan model menghitung kawah di dasar laut hanya bila rongga air mencapai dasar.
• Gempa bumi, tebal lontaran, tsunami, dan dampak iklim tidak dihitung.

Kawah dalam tujuh tahap

Linimasa memungkinkan Anda menelusuri satu tumbukan. Baris «Tahap» pada tabel menyebut setiap langkah beserta waktu modelnya. Sebelum tumbukan, jam menghitung mundur: batu melewati 100 km udara terakhir dalam beberapa detik, dihitung dari kurva kecepatan yang sama dengan grafik. Kontak dan pemampatan berlangsung kira-kira selama batu menempuh diameternya sendiri, beberapa milidetik untuk batu 40 m. Lalu gelombang kejut menggali kawah sementara, sebuah mangkuk yang lebarnya sekitar 2,8 kali kedalamannya. Model memperkirakan waktu penggalian sebesar 0,8 × √(D/g), dengan D diameter kawah sementara dan g gravitasi. Batu 1 km pada 20 km/s memerlukan sekitar 26 detik untuk menggali mangkuknya di Bumi.

Kelanjutannya bergantung pada ukuran. Mangkuk kecil mempertahankan bentuknya, tetapi batuan lepas meluncur dari dinding dan menumpuk di dasar sebagai lensa batuan pecah, disebut lensa breksi. Mangkuk besar tidak mampu menopang dirinya: dinding runtuh bertingkat dan dasar memantul ke atas menjadi puncak tengah, atau cincin puncak pada kawah terbesar. Selama tahap keruntuhan, mangkuk sementara yang dalam pada tampilan berubah menjadi kawah akhir yang lebih lebar dan datar. Dasar baru berpijar selagi lelehan mendingin. Pengatur kecepatan dapat memperlambat semuanya hingga sepersepuluh kecepatan normal.

Melihat ke dalam: penampang

Aktifkan penampang untuk menghilangkan separuh depan bentang tanah sepanjang garis melalui titik nol. Sisi potongan memperlihatkan lapisan batuan dengan pembesaran vertikal yang sama seperti permukaan. Di bawah kawah sederhana, lapisan melengkung ke bawah dan lensa breksi mengisi ruang antara dasar akhir dan mangkuk yang pertama digali. Di Meteor Crater, tebal lensa itu kira-kira sama dengan kedalaman kawah yang terlihat. Di bawah kawah kompleks, lapisan terdorong naik di pusat. Studi lapangan memperkirakan pengangkatan struktural ini sekitar sepersepuluh diameter akhir. Setengah lingkaran berbintik di bawah titik nol menandai batuan yang dimampatkan gelombang kejut hingga mineralnya berubah. Kuarsa terkejut dan koesit di dalamnya membantu ahli geologi memastikan bahwa cekungan bulat merupakan kawah tumbukan, bukan gunung api. Penampang ini menggambarkan zona-zona tersebut pada ukuran model, bukan survei kawah nyata.

Tanah, wilayah, dan globe

Tiga tombol di kiri bawah mengubah skala. «Tanah» menampilkan bentang tanah yang disesuaikan dengan kawah dan cincin terdekat. «Wilayah» memperluas peta dari 20 km hingga 2000 km agar cincin jendela dan selimut material lontaran tercakup. Jangkauan lontaran yang ditampilkan berakhir saat lapisannya menipis hingga sekitar satu milimeter. Makalah menuliskan ketebalannya sebagai D⁴ / (112 r³), dengan D diameter kawah sementara dan r jarak. «Globe» mengganti bentang lokal dengan seluruh Bumi. Setiap kawah dalam katalog menjadi titik berwarna menurut umur, sedangkan cincin tumbukan pilihan Anda digambar pada permukaan melengkung. Tumbukan seukuran Chicxulub masih mengendapkan satu milimeter puing lebih dari 4000 km jauhnya, dan cincin jendelanya mencakup sebagian besar planet. Ketuk titik untuk membuat ulang kawahnya.

Katalog kawah

Katalog memuat 96 struktur tumbukan terkonfirmasi, dari lubang Carancas selebar 13,5 m di Peru hingga struktur Vredefort selebar 160 km di Afrika Selatan. Nama, posisi, diameter bibir, dan umur berasal dari Earth Impact Database milik Planetary and Space Science Centre, Universitas New Brunswick, melalui salinan NASA Johnson Space Center. Hapcheon mengikuti makalah 2021 yang pertama menjelaskannya. Umur ditulis sesuai sumber: sebagian teliti hingga beberapa ratus ribu tahun, sebagian hanya memiliki batas atas atau bawah. «Buat ulang» menjalankan model secara terbalik, mencari diameter batu yang menghasilkan kawah akhir sesuai lebar terdaftar. Asumsinya batu pada 20 km/s dan 45°, atau besi untuk kawah di bawah 1,5 km karena benda batuan kecil pecah di udara. Ukuran itu nilai model. Penumbuk sebenarnya bisa lebih cepat, lebih lambat, atau lebih curam. Bibir kawah tua juga terkikis, sehingga diameter terdaftar belum tentu diameter aslinya.

Objek dekat Bumi

Daftar kedua memuat 29 asteroid yang diketahui melintas dekat Bumi, termasuk Apophis, Bennu, pasangan Didymos dan Dimorphos yang dikunjungi DART, serta 2024 YR4. Diameter berasal dari Small-Body Database JPL. Bila tidak ada pengukuran, ukuran diperkirakan dari kecerlangan dengan daya pantul lazim 0,14, dan kartu memberi keterangan. Lintasan terdekat adalah perlintasan paling dekat antara 1900 dan 2200 dalam data JPL. Kecepatan jauh dari Bumi bukan kecepatan tumbukan: selama sisa kejatuhan, gravitasi Bumi menambah energi batu, sehingga kecepatannya menjadi √(v∞² + 11,2²) km/s. Apophis yang bergerak 7,4 km/s relatif terhadap Bumi akan menghantam pada sekitar 13,4 km/s. Tidak ada objek di sini yang diketahui berada di jalur tabrakan. Tombol menunjukkan akibat tumbukan seukuran itu, bukan ramalan.

Bulan dan Mars

Pilihan benda langit menjatuhkan batu yang sama di Bulan atau Mars. Gravitasi g masuk ke persamaan kawah dengan pangkat −0,22. Di Bulan, dengan seperenam gravitasi Bumi, kawah sementara menjadi sekitar 1,49 kali lebih lebar. Tidak ada udara untuk memperlambat atau memecah batu, maupun gelombang ledakan udara. Karena itu, tabel tidak menampilkan cincin bola api, luka bakar, atau ledakan di sana. Udara pada permukaan Mars berkepadatan sekitar seperenam puluh udara Bumi, cukup untuk memperlambat batu kecil, tetapi jauh lebih lemah daripada di Bumi. Batas kawah sederhana dan kompleks juga berubah dengan gravitasi: sekitar 3,2 km di Bumi, 7 km di Mars, dan 15 km di Bulan. Itulah sebabnya kawah Bulan berukuran 10 km masih berupa mangkuk yang jelas.

Membelokkan batu

Baris «Uji pembelokan» menghitung seberapa jauh dorongan kecil menggeser titik kedatangan. Perubahan kecepatan Δv sepanjang orbit, dilakukan pada waktu t sebelum pertemuan, menggeser titik itu sekitar 3 Δv t. Setiap putaran membuat batu semakin mendahului atau tertinggal dari posisi lamanya. Satu sentimeter per detik, sepuluh tahun sebelumnya, menggeser batu sekitar 9500 km, kira-kira satu setengah jari-jari Bumi. Agar sepenuhnya meleset, pergeseran harus melampaui jari-jari Bumi yang diperbesar oleh pemfokusan gravitasi; pembesaran ini lebih besar bagi batu lambat. Untuk menyelamatkan satu kota, cukup bergeser ke luar cincin rumah robohnya. DART menunjukkan bahwa wahana dapat mengubah gerak asteroid: tumbukannya pada 2022 memperpendek periode Dimorphos mengelilingi Didymos sekitar 32 menit. Tantangan meminta Anda mencari berapa lama sebelumnya dorongan harus diberikan agar batu seukuran Apophis tidak mengenai Seoul.