Что происходит с почвой при ударе метеорита?
Когда метеорит с огромной скоростью падает на Землю, на поверхности, как правило, остается гигантский кратер. А что происходит с почвой, на которую действует такая колоссальная сила? Чтобы выяснить это, ученые разработали особую методику моделирования, которая показала, что гранулированные материалы, такие как почва и песок, на самом деле становятся крепче.
При ударе на высокой скорости энергия проходит через почву настолько быстро, что ее частицы сталкиваются друг с другом. Этот процесс можно сравнить с попыткой пробраться через толпу людей — если двигаться быстрее, чем вам смогут уступать дорогу, это приведет лишь к тому, что вы будете врезаться в людей, но не проберетесь дальше. Для имитации высокоскоростного удара исследователи «уронили» закругленный металлический снаряд с высоты 2,3 метра в яму с шариками, имитирующими песок.
Кинетическая энергия при ударе передается на шарики, а затем рассеивается — после того, как спрессованные друг с другом шарики поглотят силу удара. Для визуализации этих процессов ученые использовали прозрачный пластик, пропускающий свет по-разному в зависимости от степени деформации. При осмотре шариков сквозь поляризационные фильтры в тех областях, которые испытывали наибольшее напряжение, были заметны силовые цепи — «молнии», проходящие через шарики.
Снаряд падал в яму со скоростью около 6 м/с, но с помощью шариков различной твердости физики могли имитировать скорость свыше 250 м/с. Используя высокоскоростную видеосъемку, ученые обнаружили, что силовые цепи видоизменялись в зависимости от диапазона скоростей удара. На высоких скоростях силовые цепи быстро уходят вглубь поверхности, что приводит к эффекту укрепления материала.
