Tunguska
30 июня около 7 часов утра над обширной территорией Центральной Сибири в междуречье Нижней Тунгуски и Лены, приблизительно в северо-западном направлении, пролетел гигантский шар-болид. Его полет сопровождался звуковыми и световыми эффектами и закончился мощным взрывом с последующим сплошным повалом тайги в междуречье Кимчу и Хушмо - притоков Подкаменной Тунгуски. Взрыв произошел на высоте около 5-10 километров в 7 часов 14 минуты местного времени, сопровождался землетрясением и воздушной волной. В непосредственной близости к району взрыва из людей находились эвенки: братья Чучанча и семья Ивана Петрова (приблизительно в 40 км от эпицентра).
В ночь с 30 июня на 1 июля, и в ряде последующих, в десятках населенных пунктов Западной Европы и России наблюдалось интенсивное свечение неба, ночные светящиеся облака и необычайно красочные сумерки. По спектральным наблюдениям, проведенным в Германии и Англии, данное свечение не относилось к полярному сиянию. В связи, с чем французский астроном, исследователь оптических аномалий Фелликс де Руа первый высказал предположение о том, что вероятно 30 июня Земля столкнулась с облаком космической пыли.
Завтра исполняется 101 год со дня падения.
Основные характеристики
Опросы свидетелей, установленные на месте факты и анализ материалов позволили установить достоверные характеристики Тунгусского метеорита:
Болид проделал путь в атмосфере от северной части Байкала до района Подкаменной Тунгуски (примерно 1400 км).
Он летел по очень пологой траектории с углом наклона 10-15°.
Взрыв произошел на высоте 6-10 км.
Сила взрыва - около 40 Мт тротила, что соответствует взрыву 2000 атомных бомб «калибра Хиросимы».
Выделившаяся энергия 1023-1024 эрг пошла на световую вспышку, ударную воздушную и сейсмическую волны.
Оцененная масса метеорита - больше 1 млн т.
Взрыв вызвал магнитную бурю, перемагничивание пород в радиусе 30 км, серебристые облака и белые ночи (в течение двух-трех последующих суток) на большом пространстве к западу от взрыва, наследственные изменения растительности.
Никаких фрагментов метеорита в окрестностях взрыва найдено не было, его вещественный состав неизвестен.
Многие факты «второго уровня» (микроскопические шарики в почве, анализ повреждений деревьев, данные по магнитным и радиоактивным измерениям) дополняли, хотя и с меньшей достоверностью, «облик» Тунгусского метеорита. Были и третий, и четвертый «уровни» (вплоть до откровенных слухов), к которым надо было относиться с большой осторожностью. Из этой массы данных надо было воссоздать картину явления и указать «виновника».
Гипотезы и сценарии
Первое предположение высказал Л.А.Кулик: приход на Землю железного метеорита, более крупного, чем все доселе известные. Но появились и другие, даже не связанные с космосом, варианты «тунгусского чуда». Кто-то подсчитал их общее число - 77, - что отражает небывалый интерес и удивительную изобретательность исследователей. Можно выделить следующие группы гипотез.
Метеоритная. Первоначально Л.А.Кулик считал, что на месте катастрофы «выпал рой обломков железного метеорита, связанных с кометой Понса-Виннике». Гипотеза встретила серьезные трудности. Она не могла ответить на вопросы: почему произошел высотный взрыв? Где остатки метеорита? Что вызвало западные белые ночи? Ее надо было дополнить или даже сильно изменить, чем и занялись последователи ученого (К.П.Флоренский, Г.И.Покровский, К.П.Станюкович и др.). Пришел, по-видимому, не обычный метеорит, а каменный, который в воздухе распался на мелкие фрагменты.
Кометная. Известный английский космофизик Ф.Уипл предположил, что Земля столкнулась с небольшой кометой. Ядро кометы - это, по выражению ученого, «комок грязного снега», который полностью испарился в атмосфере, не оставив следа. Но как могла комета подкрасться незамеченной? Обычно, приближаясь к Солнцу, эти объекты выкидывают большой, отражающий солнечный свет хвост. И еще важный аргумент против: комета не могла проникнуть так глубоко в атмосферу.
Похожую модель предложили француз Ф.де Руа и академик В.И.Вернадский, считавшие, что Земля столкнулась с облаком космической пыли.
Рикошетная. Вторгшееся в земную атмосферу под малым углом к горизонту тело (ядро кометы или метеорит), не достигнув Земли, раскололось и испытало рикошет, поднявшись на сотню километров вверх. Осколки, потеряв скорость, выпали уже совсем в другом месте. Гипотеза объясняла отсутствие вещественных улик, белые ночи и другие побочные явления, но расчеты ее не подтверждали. Очень странный рикошет такого крупного тела. Может ли произойти рикошет булыжника о поверхность воды?
Геофизическая. Геологи, геофизики, вулканологи тоже не остались в стороне, высказав свою версию. Не было никакого «небесного гостя», а произошел большой выброс газа, подожженный молнией. Действительно, место взрыва - район ярко выраженного грязевого вулканизма, и найденные Куликом кратеры, которые позднее исчезли, могли быть неударного происхождения. Подсчитывалось необходимое количество газа, рассматривались способы образования взрывчатой смеси с кислородом и т.д., но на многие вопросы гипотеза не давала ответа. Что такое огненный болид? Почему белые ночи? Чем вызваны изменения магнитного поля?
Со временем эта модель обросла дополнительными предположениями (особый вид вулканической активности, магнитные монополи, вылетающие из земных недр, и пр.). Очень непроизводительно пытаться объяснить одно непонятное явление другим, столь же непонятным. А ведь еще Ньютон призывал не заниматься сочинительством гипотез («hypotheses non fingo»)!
Антивещественная. Американский физик Л.Лапаз (1948 г.), а позднее нобелевские лауреаты К.Коуэн и У.Либби предположили, что Тунгусский метеорит - это кусок антивещества, испытавший аннигиляцию в атмосфере, т.е. полностью превратившийся за счет ядерных процессов в излучение. Аннигиляция, однако, должна была произойти еще в верхних слоях, и совершенно непонятно, как метеорит смог проникнуть так глубоко в атмосферу.
На возможный антивещественный состав метеоритных потоков указал академик Б.П.Константинов, под руководством которого в 60-х гг. была проведена серия экспериментов на высотных аэростатах. Продукты аннигиляции - нейтроны и гамма-кванты - искались в совпадении с метеоритами, но обнаружить веские свидетельства таких совпадений не удалось.
В настоящее время большинство физиков считают, что заметных (макроскопических) скоплений антивещества в природе нет - ни в Солнечной системе, ни в Галактике. Вся Вселенная вещественна, объяснение этому удивительному факту было дано А.Д.Сахаровым в его статье в 1967 г.
Научно-фантастическая. Вмешались в дело и писатели, и любители научной фантастики. В 1946 г.
А.П.Казанцев в рассказе, опубликованном в журнале «Вокруг света», описал атомный взрыв космического корабля над тунгусской тайгой. Напрашивалась прямая аналогия между внешним проявлением Тунгусского метеорита и взрывами атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки. Эта тема дальше разрабатывалась геофизиком А.В.Золотовым и др., усложняясь и обрастая забавными подробностями. Уже не один корабль, а два НЛО, прилетевшие с Марса, или три контейнера с информацией, направляемой на Землю, и т.д. Отсутствие следов жизни на Марсе несколько остановило этот поток, но он и сейчас продолжает фонтанировать. Заметного превышения уровня радиации в кольцах деревьев за 1908 г., что обязательно должен был вызвать атомный взрыв, не обнаружили.
Привлекались к объяснению Тунгусского метеорита и шаровые молнии, и необычные электрические разряды, и черные дыры, и «обратный ход времени». Правильное, объясняющее все детали дела, решение было найдено не в экзотических гипотезах, а на пути рационального уточнения и строгих расчетов метеорной модели.
Гигантский каменный метеорит
В начале 90-х гг. в научной печати появились расчеты разрушения каменного метеорита большой массы в атмосфере. Согласно им тело распадается на много фрагментов, но, как известно, ни один осколок не был обнаружен на территории Южного Болота, куда должны были упасть остатки метеорита. Выход из затруднения был найден сотрудником Института динамики геосфер РАН В.В.Светсовым, проведшим точные расчеты на ЭВМ тел большой массы (10-20 Мт), влетающих с высокой скоростью в атмосферу.
В отличие от маломассивных метеоритов (» 1000 т), тормозящихся еще в верхних слоях атмосферы и достигающих поверхности Земли, тело массой около 1 Мт ведет себя совершенно по-другому. Оно проникает глубоко в атмосферу, не сбросив достаточно скорость, и в плотных слоях испытывает огромные аэродинамические нагрузки, которые полностью разрушают его, превращая в рой мелких (диаметром не больше 1 см) осколков, погруженных в радиационное поле высокой интенсивности. Происходит тепловой взрыв и полное испарение-распыление вещества, называемое абляцией. Такой сценарий, основанный на расчетах В.В.Светсова, докладывался на ряде Международных конференций по Тунгусскому метеориту и на конференции 1996 г. и был признан как окончательное решение проблемы: астероид (или новый термин - метеороид) диаметром приблизительно 30 м разрушился и испытал взрыв с абляцией вещества на высоте около 8 км. На рисунке показан воссозданный вид Тунгусского метеорита на конечной стадии разрушения и взрыва.
Остатки вещества, как пыль, развеялись в западном направлении, по вектору полета. Они-то и образовали серебристые облака над Европой и Атлантикой, вызвавшие необычные белые ночи, пока циркуляционные потоки в атмосфере не разнесли их по всему земному шару.
По оценкам, массивный метеороид сталкивается с Землей не чаще, чем раз в 10 тыс. лет. Все наблюдаемые свойства Тунгусского метеорита нашли наконец естественное объяснение. Можно считать, что его тайна раскрыта, и дальнейшие исследования имеют совсем другие цели (прогноз подобных катастроф, экологические последствия, влияние на коренное население).
В ночь с 30 июня на 1 июля, и в ряде последующих, в десятках населенных пунктов Западной Европы и России наблюдалось интенсивное свечение неба, ночные светящиеся облака и необычайно красочные сумерки. По спектральным наблюдениям, проведенным в Германии и Англии, данное свечение не относилось к полярному сиянию. В связи, с чем французский астроном, исследователь оптических аномалий Фелликс де Руа первый высказал предположение о том, что вероятно 30 июня Земля столкнулась с облаком космической пыли.
Завтра исполняется 101 год со дня падения.
Основные характеристики
Опросы свидетелей, установленные на месте факты и анализ материалов позволили установить достоверные характеристики Тунгусского метеорита:
Болид проделал путь в атмосфере от северной части Байкала до района Подкаменной Тунгуски (примерно 1400 км).
Он летел по очень пологой траектории с углом наклона 10-15°.
Взрыв произошел на высоте 6-10 км.
Сила взрыва - около 40 Мт тротила, что соответствует взрыву 2000 атомных бомб «калибра Хиросимы».
Выделившаяся энергия 1023-1024 эрг пошла на световую вспышку, ударную воздушную и сейсмическую волны.
Оцененная масса метеорита - больше 1 млн т.
Взрыв вызвал магнитную бурю, перемагничивание пород в радиусе 30 км, серебристые облака и белые ночи (в течение двух-трех последующих суток) на большом пространстве к западу от взрыва, наследственные изменения растительности.
Никаких фрагментов метеорита в окрестностях взрыва найдено не было, его вещественный состав неизвестен.
Многие факты «второго уровня» (микроскопические шарики в почве, анализ повреждений деревьев, данные по магнитным и радиоактивным измерениям) дополняли, хотя и с меньшей достоверностью, «облик» Тунгусского метеорита. Были и третий, и четвертый «уровни» (вплоть до откровенных слухов), к которым надо было относиться с большой осторожностью. Из этой массы данных надо было воссоздать картину явления и указать «виновника».
Гипотезы и сценарии
Первое предположение высказал Л.А.Кулик: приход на Землю железного метеорита, более крупного, чем все доселе известные. Но появились и другие, даже не связанные с космосом, варианты «тунгусского чуда». Кто-то подсчитал их общее число - 77, - что отражает небывалый интерес и удивительную изобретательность исследователей. Можно выделить следующие группы гипотез.
Метеоритная. Первоначально Л.А.Кулик считал, что на месте катастрофы «выпал рой обломков железного метеорита, связанных с кометой Понса-Виннике». Гипотеза встретила серьезные трудности. Она не могла ответить на вопросы: почему произошел высотный взрыв? Где остатки метеорита? Что вызвало западные белые ночи? Ее надо было дополнить или даже сильно изменить, чем и занялись последователи ученого (К.П.Флоренский, Г.И.Покровский, К.П.Станюкович и др.). Пришел, по-видимому, не обычный метеорит, а каменный, который в воздухе распался на мелкие фрагменты.
Кометная. Известный английский космофизик Ф.Уипл предположил, что Земля столкнулась с небольшой кометой. Ядро кометы - это, по выражению ученого, «комок грязного снега», который полностью испарился в атмосфере, не оставив следа. Но как могла комета подкрасться незамеченной? Обычно, приближаясь к Солнцу, эти объекты выкидывают большой, отражающий солнечный свет хвост. И еще важный аргумент против: комета не могла проникнуть так глубоко в атмосферу.
Похожую модель предложили француз Ф.де Руа и академик В.И.Вернадский, считавшие, что Земля столкнулась с облаком космической пыли.
Рикошетная. Вторгшееся в земную атмосферу под малым углом к горизонту тело (ядро кометы или метеорит), не достигнув Земли, раскололось и испытало рикошет, поднявшись на сотню километров вверх. Осколки, потеряв скорость, выпали уже совсем в другом месте. Гипотеза объясняла отсутствие вещественных улик, белые ночи и другие побочные явления, но расчеты ее не подтверждали. Очень странный рикошет такого крупного тела. Может ли произойти рикошет булыжника о поверхность воды?
Геофизическая. Геологи, геофизики, вулканологи тоже не остались в стороне, высказав свою версию. Не было никакого «небесного гостя», а произошел большой выброс газа, подожженный молнией. Действительно, место взрыва - район ярко выраженного грязевого вулканизма, и найденные Куликом кратеры, которые позднее исчезли, могли быть неударного происхождения. Подсчитывалось необходимое количество газа, рассматривались способы образования взрывчатой смеси с кислородом и т.д., но на многие вопросы гипотеза не давала ответа. Что такое огненный болид? Почему белые ночи? Чем вызваны изменения магнитного поля?
Со временем эта модель обросла дополнительными предположениями (особый вид вулканической активности, магнитные монополи, вылетающие из земных недр, и пр.). Очень непроизводительно пытаться объяснить одно непонятное явление другим, столь же непонятным. А ведь еще Ньютон призывал не заниматься сочинительством гипотез («hypotheses non fingo»)!
Антивещественная. Американский физик Л.Лапаз (1948 г.), а позднее нобелевские лауреаты К.Коуэн и У.Либби предположили, что Тунгусский метеорит - это кусок антивещества, испытавший аннигиляцию в атмосфере, т.е. полностью превратившийся за счет ядерных процессов в излучение. Аннигиляция, однако, должна была произойти еще в верхних слоях, и совершенно непонятно, как метеорит смог проникнуть так глубоко в атмосферу.
На возможный антивещественный состав метеоритных потоков указал академик Б.П.Константинов, под руководством которого в 60-х гг. была проведена серия экспериментов на высотных аэростатах. Продукты аннигиляции - нейтроны и гамма-кванты - искались в совпадении с метеоритами, но обнаружить веские свидетельства таких совпадений не удалось.
В настоящее время большинство физиков считают, что заметных (макроскопических) скоплений антивещества в природе нет - ни в Солнечной системе, ни в Галактике. Вся Вселенная вещественна, объяснение этому удивительному факту было дано А.Д.Сахаровым в его статье в 1967 г.
Научно-фантастическая. Вмешались в дело и писатели, и любители научной фантастики. В 1946 г.
А.П.Казанцев в рассказе, опубликованном в журнале «Вокруг света», описал атомный взрыв космического корабля над тунгусской тайгой. Напрашивалась прямая аналогия между внешним проявлением Тунгусского метеорита и взрывами атомных бомб над Хиросимой и Нагасаки. Эта тема дальше разрабатывалась геофизиком А.В.Золотовым и др., усложняясь и обрастая забавными подробностями. Уже не один корабль, а два НЛО, прилетевшие с Марса, или три контейнера с информацией, направляемой на Землю, и т.д. Отсутствие следов жизни на Марсе несколько остановило этот поток, но он и сейчас продолжает фонтанировать. Заметного превышения уровня радиации в кольцах деревьев за 1908 г., что обязательно должен был вызвать атомный взрыв, не обнаружили.
Привлекались к объяснению Тунгусского метеорита и шаровые молнии, и необычные электрические разряды, и черные дыры, и «обратный ход времени». Правильное, объясняющее все детали дела, решение было найдено не в экзотических гипотезах, а на пути рационального уточнения и строгих расчетов метеорной модели.
Гигантский каменный метеорит
В начале 90-х гг. в научной печати появились расчеты разрушения каменного метеорита большой массы в атмосфере. Согласно им тело распадается на много фрагментов, но, как известно, ни один осколок не был обнаружен на территории Южного Болота, куда должны были упасть остатки метеорита. Выход из затруднения был найден сотрудником Института динамики геосфер РАН В.В.Светсовым, проведшим точные расчеты на ЭВМ тел большой массы (10-20 Мт), влетающих с высокой скоростью в атмосферу.
В отличие от маломассивных метеоритов (» 1000 т), тормозящихся еще в верхних слоях атмосферы и достигающих поверхности Земли, тело массой около 1 Мт ведет себя совершенно по-другому. Оно проникает глубоко в атмосферу, не сбросив достаточно скорость, и в плотных слоях испытывает огромные аэродинамические нагрузки, которые полностью разрушают его, превращая в рой мелких (диаметром не больше 1 см) осколков, погруженных в радиационное поле высокой интенсивности. Происходит тепловой взрыв и полное испарение-распыление вещества, называемое абляцией. Такой сценарий, основанный на расчетах В.В.Светсова, докладывался на ряде Международных конференций по Тунгусскому метеориту и на конференции 1996 г. и был признан как окончательное решение проблемы: астероид (или новый термин - метеороид) диаметром приблизительно 30 м разрушился и испытал взрыв с абляцией вещества на высоте около 8 км. На рисунке показан воссозданный вид Тунгусского метеорита на конечной стадии разрушения и взрыва.
Остатки вещества, как пыль, развеялись в западном направлении, по вектору полета. Они-то и образовали серебристые облака над Европой и Атлантикой, вызвавшие необычные белые ночи, пока циркуляционные потоки в атмосфере не разнесли их по всему земному шару.
По оценкам, массивный метеороид сталкивается с Землей не чаще, чем раз в 10 тыс. лет. Все наблюдаемые свойства Тунгусского метеорита нашли наконец естественное объяснение. Можно считать, что его тайна раскрыта, и дальнейшие исследования имеют совсем другие цели (прогноз подобных катастроф, экологические последствия, влияние на коренное население).