Un evento di impatto astronomico consiste nella collisione di un grosso meteoroide, asteroide, cometa, o altra classe di oggetto celeste contro la Terra o contro un altro pianeta. Nel corso della storia conosciuta, si sono verificati centinaia di eventi d'impatto "minori" (a parte i numerosissimi bolidi esplosi nell'atmosfera, noti come "stelle cadenti") e sono stati segnalati, in qualche caso causando danneggiamento alle proprietà o all'ambiente locale, ma molto raramente feriti e morti. Un impatto astronomico contro un oceano o mare può generare uno tsunami (una gigantesca onda), che può causare distruzione sia in mare (nei bassi fondali) che nelle zone costiere.
Mentre l'energia cinetica dei corpi che hanno colpito la Terra è stimabile con buona approssimazione, esistono molti interrogativi riguardo alle proprietà acide o basiche delle sostanze che costituiscono gli asteroidi e il loro effetto sulla flora e la fauna. Inoltre si ritiene che corpi particolarmente densi, come l'asteroide che formò il cratere di Chicxulub (contenente molto iridio), possano perforare la crosta terrestre, arrivando al mantello terrestre, dando luogo alla liberazione di acido solforico e conseguenti piogge acide massive. Anche gli effetti della caduta su diversi tipi di territorio (cordigliere con vulcani, deserti, foreste, ghiacciai, ecc.) non sono ben valutabili.
Gli eventi d'impatto astronomico sono stati usati spesso come soggetti della trama o della storia di sfondo a antefatto in romanzi e film di fantascienza.
La Luna: formata dal maggiore impatto astronomico contro la Terra La teoria più accreditata riguardo alla formazione della Luna è quella dell'impatto gigante, la quale sostiene che 4533 milioni di anni fa la Terra sia stata colpita da un planetoide delle dimensioni di Marte, denominato Theia; se si dovessero trovare ulteriori conferme di questa teoria, allora si tratterebbe del maggiore impatto mai subito dalla Terra. In questo impatto, il nucleo di ferro di Theia si unì al nucleo terrestre, mentre il mantello e la corteccia (in parte provenienti dalla crosta terrestre), formarono la Luna.
Oceani della Terra: formati dall'impatto di miriadi di comete Nella nebulosa protoplanetaria che diede origine alla Terra, non si poteva trovare acqua allo stato liquido, che sarebbe stata vaporizzata e poi scissa in idrogeno e ossigeno gassoso dalle potenti radiazioni solari. Si ritiene che impatti di miriadi di comete nel primo miliardo di anni nella storia della Terra abbiano portato alla formazione degli oceani (inizialmente si formava vapore d'acqua, che in parte veniva scisso in idrogeno che sfuggiva dall'alta atmosfera e in parte poteva dar luogo ad una debole concentrazione di ossigeno capace di sostenere la vita di qualche batterio primitivo), in seguito all'accumularsi di una imponente coltre di nubi atmosferiche (con i relativi lampi), la temperatura sarebbe calata al di sotto dei 100 gradi Celsius e lentamente sono cominciate le piogge, formando fiumi, laghi, mari e oceani, che con la loro inerzia termica hanno stabilizzato la temperatura del pianeta.
Le comete hanno portato la vita sulla Terra? Secondo quasi tutti gli scienziati le comete, oltre all'acqua, avrebbero portato i precursori della vita, costituiti da complesse sostanze carboniose come aminoacidi, acidi nucleici, acidi grassi, zuccheri, vitamine, ecc; che nei mari terrestri, colpiti da lampi, formarono il brodo primordiale, e successivamente micelle di fosfolipidi inanimati (teoria di Oparin, Miller e Urey) precursori dei primi archeobatteri viventi, contenenti forme di RNA o altri acidi nucleici primordiali.
Secondo la teoria della panspermia di Arrhenius le comete avrebbero portato forme di vita primitive oppure le loro "spore". Per l'astronomo Fred Hoyle, le comete e le meteoriti contenenti ammoniaca (come la condrite carbonacea di Murchison) conterrebbero anche forme di vita primordiali, simili ai funghi "pedomicrobium" presenti in rocce antichissime come nella selce nera del Minnesota. Teoria nota anche come esogenesi della vita sulla Terra.
Geologia degli eventi d'impatto sulla Terra
La Terra ha avuto durante la sua storia periodi di bruschi e catastrofici cambiamenti; alcuni sono stati causati da impatti di asteroidi e comete con il nostro pianeta. Qualcuno di tali impatti ha provocato sconvolgimenti climatici di grande portata e l'estinzione di un gran numero di specie animali e vegetali. Questo cambiamento di visione della storia della Terra è emerso solo recentemente, principalmente a causa della mancanza di prove dirette e della difficoltà nel riconoscere le tracce di antichi impatti a causa dell'erosione. Eventi su larga scala tali da produrre crateri come il cratere Barringer, localmente conosciuto come Meteor Crater, situato a Nord-Est della città di Flagstaff, in Arizona sono rari.
Inoltre si è ritenuto a lungo che i crateri sulla Terra fossero esclusivamente di origine vulcanica: il cratere Barringer, per esempio, è stato a lungo considerato causato da un'esplosione vulcanica preistorica, un'ipotesi non del tutto irragionevole, in considerazione che il vulcano San Francisco Peaks, è situato a soli 48 km a Ovest. In maniera similare i crateri della superficie lunare erano considerati di origine vulcanica.
È stato soltanto nel 1903-1905 che il Meteor Crater è stato correttamente identificato come un cratere di origine meteoritica, e solo dal 1963 gli studi condotti da Eugene Merle Shoemaker hanno definitivamente provato questa ipotesi. Le scoperte avvenute alla fine del XX secolo con l'esplorazione dello spazio e il lavoro di ricercatori come Shoemaker hanno dimostrato che il processo di craterizzazione è il più potente processo geologico che ha agito sui corpi con superficie solida del Sistema Solare.
Sistemi di osservazione e tracking automatico
A seguito dell'evento di Příbram (1959), altre nazioni stabilirono programmi di osservazione finalizzati allo studio delle caduta di meteoriti. Uno di questi fu il Prairie Network, operante dallo Smithsonian Astrophysical Observatory tra il 1963 e il 1975 nel Midwest degli Usa. Questo programma si occupò anche della caduta di un meteorite, la condrite Lost city, permettendo la sua scoperta e calcolando la sua orbita. Un altro programma fu stabilito in Canada, il Meteorite Observation and Recovery Project (MORP), e durò dal 1971 al 1985. Anche questo programma scoprì un meteorite, la Innisfree, nel 1977. Per finire, gli studi condotti dall'European Fireball Network, un discendente dell'originale programma ceco che aveva scoperto Příbram, consentirono di scoprire nel 2002 il meteorite Neuschwanstein, e di calcolarne l'orbita.
Frequenza e dimensioni La frequenza degli impatti, le dimensioni e la velocità di una classe di popolazione di corpi celesti correla a una curva gaussiana, che dipende dalle modalità di formazione e persistenza di questi corpi celesti. Ad esempio un asteroide tende a persistere nelle orbite interne a Giove, nella fascia degli asteroidi e in seguito a interazioni gravitazionali tende a spostarsi in orbite più interne nei pressi dei quattro pianeti rocciosi del sistema solare, lentamente assumendo un'orbita simile a quella di questi pianeti, riducendo la sua velocità relativa. Esistono alcuni oggetti NEO che si muovono su orbite intersecanti oppure simili a quella della Terra, e spesso assumono velocità relativamente basse rispetto a quella della traslazione della Terra intorno al Sole.
Le comete, che provengono dalla fascia di Kuiper (lo spazio oltre Nettuno), tendono a disperdere molta massa (espulsa dalle code cometarie) all'interno dell'orbita di Marte. Inoltre vengono facilmente spezzate, e quando colpiscono un corpo celeste lo fanno con elevata velocità relativa. Se colpiscono un pianeta dotato di atmosfera tendono ad esplodere ad alta quota, limitando così il danno dell'impatto al suolo rispetto all'energia complessiva posseduta. Esiste un limite inferiore di massa al di sotto del quale le comete non possono oltrepassare l'atmosfera terrestre e colpire il suolo.
Asteroidi e comete con diametro superiore a 5 km: ogni 10 milioni di anni
Basandosi sul tasso cumulativo di formazione dei crateri per la Luna, l'oggetto celeste più vicino alla Terra (caratterizzata da gravità minore; senza atmosfera; senza forte campo magnetico) ma geologicamente simile alla crosta terrestre (composta principalmente da granito e derivati del Sial), gli astrogeologi hanno stimato che durante gli ultimi 600 milioni di anni, la Terra sia stata colpita da 60 oggetti astronomici con un diametro di 5 km o anche di più. Il più piccolo di questi corpi, dotati di elevatissima energia cinetica rilascerebbe un'energia equivalente a milioni di megatoni di TNT e lascerebbe un cratere ampio circa 100 km. A confronto, la bomba Zar, la maggiore bomba termonucleare detonata nella storia, aveva una potenza di 50 megatoni, e combinando la potenza degli arsenali nucleari di Russia e Stati Uniti non si arriva alla potenza di 100.000 megatoni (pari a 100 Gigatoni).
Il cratere di Chicxulub è stato formato dall'ultimo grande impatto noto da parte di un oggetto con diametro superiore ai 10 km. Questo impatto è stato associato all'estinzione di massa del limite Cretaceo-Terziario che si verificò circa 65 milioni di anni fa. Più dibattuta è la coincidenza di crateri da impatto con altre estinzioni di massa, per esempio i crateri di Manicougan, Rochechouant, Saint Martin, Oblon' e Red Wing potrebbero avere tutti un'età di circa 200 milioni di anni (ma a seconda delle stime potrebbero variare anche di 20 milioni di anni) e attorno al limite tra il Triassico e il Giurassico si sarebbero trovati in allineamento pressoché perfetto, lasciando ipotizzare un impatto multiplo contemporaneo, magari di una cometa in disfacimento per le forze gravitazionali.
Asteroidi con diametro attorno a 1-5 km: ogni 1-10 milioni di anni Asteroidi con un diametro di circa 1 km colpiscono la Terra in media ogni 500.000 anni, mentre grandi collisioni con oggetti di 5 km (con un volume circa 100 volte superiore al precedente) accadono approssimativamente ogni dieci milioni di anni.
Studi su asteroidi di dimensioni superiori al kilometro, sono stati fatti riguardo a (29075) 1950 DA. A Dicembre 2015 le probabilità di impatto sono state riviste a 1 su 8000 (0,012%) rimuovendolo dalla Scala Torino in quanto essa è basata su eventi probabili non oltre i 100 anni nel futuro.
Eventi del tipo Tunguska: 10 Mt ogni 500 anni L'evento di Tunguska, avvenuto nel 1908, è consistito di un'esplosione nell'alta atmosfera di un frammento della cometa Encke, che liberò un'energia pari a 3-5 megaton (100-300 volte Hiroshima), spianando 2150 km quadrati di taiga nella Siberia orientale, regione del Tunguska Pietrosa. Sono oggetti con diametro superiore a 50 m, colpiscono la Terra circa ogni 1000 anni, producendo esplosioni della magnitudine della bomba termonucleare.
Al 29 Gennaio 2025, l'asteroide 2024 YR4 ha una probabilità di 1 su 83 (1,2%) di impattare sulla Terra il 22 dicembre 2032 (con un'incertezza di 1,7 giorni). 2024 YR4 ha un diametro compreso tra i 40 e i 100 metri. La probabilità di impatto è superiore all'1% ed è classificato con il valore 3 sulla scala di Torino.
Esplosioni dell'intensità di Hiroshima: 10-25 kt una volta all'anno