Тунгусская катастрофа: что на самом деле произошло на месте падения метеорита

https://inosmi.ru/20220918/tungusskiy-meteorit-256161144.html

Тунгусская катастрофа: что на самом деле произошло на месте падения метеорита

Тунгусская катастрофа: что на самом деле произошло на месте падения метеорита

Тунгусская катастрофа: что на самом деле произошло на месте падения метеорита

В 1908 сибирскую тайгу потряс чудовищной силы взрыв. Ученые долгое время спорили о природе явление, которое назвали Тунгусским феноменом. После десятилетий… | 18.09.2022, ИноСМИ

2022-09-18T03:33

2022-09-18T03:33

2022-09-19T12:45

big think

экология

метеорит

наука

тунгуска

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn1.inosmi.ru/img/23859/19/238591905_0:0:2949:1658_1920x0_80_0_0_83395380d2b54f2489690171f5004b36.jpg

Тим Бринкхоф (Tim Brinkhof)Утром 30 июня 1908 года над безлюдной сибирской тайгой прогремел взрыв мощностью свыше 10 мегатонн. Что стоит за так называемым Тунгусским феноменом?Основные моменты:В 1908 году жители российской глуши сообщили о громких взрывах — небо запылало, а ударная волна сбивала с ног. После десятилетий научных изысканий исследователи заключили, что Тунгусский феномен вызван так называемым космическим взрывом. Это редчайшее явление исключительной разрушительной силы. В этой связи ученые предлагают усилить защиту Земли от космических объектов.Некоторые стихийные бедствия повторяются регулярно, через равные промежутки времени. Так, Япония простирается вдоль Тихоокеанского сейсмического пояса, и на ее жителей каждый год обрушивается от четырех до семи крупных землетрясений, причем после некоторых возникают не менее разрушительные цунами. В США участились ураганы и лесные пожары (до 14 и 70 000 в год соответственно) — по всей видимости, из-за глобального потепления.Однако другие бедствия — например, извержения вулканов, — случаются гораздо реже. После крупнейшего в истории человечества извержения вулкана Тамбура в 1815 году глобальная температура упала на 5,4 градуса. Настал «год без лета» — по совпадению, это сильно спутало карты Наполеону Бонапарту и его военным кампаниям. Столь же необычны вулканические озера Камеруна, взрывающиеся из-за скопления двуокиси углерода.По статистике, однако, самое редкое и гибельное стихийное бедствие произошло над рекой Подкаменной Тунгуской 30 июня 1908 года. Это бедствие, получившее название Тунгусская катастрофа, подробно описано со слов очевидцев, которым довелось оказаться в этом безлюдном районе восточно-сибирской тайги.Когда запылало небоМестный промысловик С. Семёнов, чей рассказ записал русский минералог Леонид Кулик в составе экспедиции 1930 года, завтракал на фактории Ванавара, в 65 км к югу от реки, когда небо «раздвоилось» и «широко и высоко над лесом раскинулся огонь». «В этот момент мне стало так горячо, словно на мне загорелась рубашка. Я хотел разорвать и сбросить ее с себя, но небо захлопнулось и раздался сильный удар», — добавил он.Директор красноярского музея А.Ю. Тугаринов огня не видел, но слышал «три-четыре последовательных глухих хлопка, напоминающих далекие артиллерийские выстрелы». Когда несколько недель спустя Тугаринов приехал в поселок Туруханск, местные жители сказали, что тоже слышали хлопки, но сравнили их скорее с «громом», чем с артиллерийским обстрелом.Явления, связанные с Тунгусским феноменом, отмечались по всему миру. Всего через несколько мгновений после того, как Семенова сбило с ног, целый ряд сейсмических станций в Евразии зафиксировали исходившие из Сибири толчки силой в 5 баллов. Воздушные волны дошли до Хорватии, Германии, Батавии, Голландской Ост-Индии и даже Вашингтона, округ Колумбия.Первые экспедицииХотя Тунгусская катастрофа многих в России насторожила, ее власти не спешили с расследованием — по ряду причин. Во-первых, событие произошло в отдаленном районе страны, куда было тяжело добраться, не говоря уже о том, чтобы доставить исследовательское оборудование. Во-вторых, России предстояло целое десятилетие политической нестабильности под знаком революции и кровавых усобиц.Первая официальная экспедиция состоялась в 1921 году, незадолго до окончания Гражданской войны. Ее возглавил Кулик, отправившись в бассейн реки Тунгуски для геологической съемки для Академии наук СССР. Из разговоров с местными вроде того же Семенова Кулик сделал вывод, что это было падение метеорита.Запросив у советского правительства дополнительные средства, Кулик вернулся в бассейн реки, чтобы найти кратер от удара. Однако к удивлению Кулика, помощники из местных охотников ничего не нашли. Зато обнаружили участок леса с поваленными горелыми деревьями, обращенными в разные стороны от эпицентра.Объяснение Тунгусского феноменаИсследования на Тунгуске продолжались в 1950-х и 60-х годах. Ученые обнаружили, что почва в бассейне реки содержит следы силикатов и магнетита, а эти минералы обычно встречаются в метеоритах. В то же время в близлежащих торфяных болотах обнаружилось большое количество иридия: этот металл, также присутствующий в горных породах, — свидетель мел-палеогенового вымирания.Эти открытия дополнили исследования Кулика 1920-х годов. Получается, что на Тунгуске произошел космический взрыв, а не падение метеорита. Они случаются, когда астероиды, кометы и другие тела из космоса взрываются при входе во внешние слои атмосферы Земли.Типичные характеристики космических взрывов — ударная волна, повышение температуры и отсутствие ударного кратера — вполне сочетаются с тем, что мы знаем о Тунгусском феномене. Исследователи заключили, что вспышки, которые описал Семёнов, были светом, проходившим сквозь частицы высотного льда, а последующее падение прозрачности атмосферы они связали с увеличением концентрации пыли.Космические взрывыПо разным оценкам, каждый день на Землю падает до 25 миллионов метеоритов. К счастью для нас, подавляющее их большинство невероятно крошечные, а те, что побольше, сгорают в атмосфере из-за давления воздуха, не успевая достичь поверхности Земли.Тунгусская катастрофа мощностью от 10 до 40 мегатонн стала крупнейшим космическим взрывом в истории человечества, хотя и не единственным. В 2013 году над Уралом взорвался Челябинский метеорит, в результате чего пострадало 1 500 человек и было повреждено 7 200 зданий. Движущийся со скоростью 68 700 км/ч метеор диаметром 20 метров создал взрыв, сопоставимый с 500 килотоннами тротила.Для справки: сровнявшая с землей Хиросиму атомная бомба «Малыш» имела мощность 16 килотонн. Несмотря на их редкость, неоспоримая разрушительная мощь космических взрывов убедила многих ученых и политиков в необходимости крепить оборону Земли. Так, в 2020 году инженеры Массачусетского технологического института разработали механизм, который поможет нам отклонить летящие к Земле метеориты задолго до сближения с планетой.Так что в будущем повторения Тунгусской катастрофы, возможно, удастся избежать.

/20200523/247479264.html

/20160703/237058293.html

россия

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

2022

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

Новости

ru-RU

https://inosmi.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

ИноСМИ

[email protected] ru

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn1.inosmi.ru/img/23859/19/238591905_0:0:2211:1658_1920x0_80_0_0_41585fce45f3163a3281b4b3f2f16edc.jpg

1920

1920

true

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

ИноСМИ

[email protected]

+7 495 645 66 01

ФГУП МИА «Россия сегодня»

big think, экология, метеорит, наука, тунгуска, россия

Ученые нашли объяснение Тунгусской катастрофе

Тунгусский метеорит был не ледяным, а железным, войдя в атмосферу, он не упал, а улетел обратно в космос. Сибирские ученые, проведя расчеты, нашли новое объяснение Тунгусской катастрофе.

Российские ученые предложили новое объяснение феномену Тунгсусской катастрофы, волнующей исследоватлей уже более века. По их расчетам, значительные разрушения в районе Подкаменной Тунгуски связаны не с падением космического объекта на Землю, а с ударными волнами, возникшими при сквозном прохождении железного астероида сквозь атмосферу Земли. Новая версия объясняет отсутствие на поверхности Земли метеоритных фрагментов.

Таинственный взрыв в районе реки Подкаменная Тунгуска утром 30 июня 1908 года считается крупнейшим падением небесного тела на Землю в новейшей истории. Привлекает он ученых множеством необъяснимых деталей — например, достоверных крупных осколков «метеорита» так и не нашли, несмотря на долгие поиски и множество экспедиций.

Большим энтузиастом изучения Тунгусского феномена стал советский ученый Леонид Кулик. В 1927–1939 годах он организовал и возглавил несколько экспедиций, основной целью которых считались поиски остатков «метеорита».

Именно экспедиции Кулика позволили установить, что в месте предполагаемого падения метеорита на значительной площади (около 2000 км²) повален лес, причем в эпицентре деревья остались стоять, лишенные ветвей и коры.

Основываясь на расчетах траектории и массы космического объекта, внешних сил и изменений начальной скорости, ученые Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН при участии коллег из нескольких российских академических институтов и университетов представили новое объяснение Тунгусского феномена. Они показали, что разрушения, созданные Тунгусским космическим телом, могли быть вызваны ударной волной.

Взрывной удар мог возникнуть при прохождении космического тела через атмосферу Земли при условии, что оно состояло не из льда, как кометные ядра, а из железа.

В качестве примера ученые приводят Аризонский метеорит с начальным размером более 50 метров, который образовал 50 тыс. лет назад в месте падения кратер диаметром 1200 и глубиной 200 метров.

close

100%

«Мы рассчитали траекторные характеристики для космических объектов диаметром от 200 до 50 метров, состоящих из железа, льда или каменных пород, таких как кварц и лунный грунт. Модель показывает, что Тунгусское тело не могло состоять из камня или льда, поскольку низкая прочность этих внутренне неоднородных материалов, в отличие от железа, приводит к быстрому разрушению таких тел в атмосфере в условиях колоссального аэродинамического давления», — рассказал руководитель проекта Сергей Карпов, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физики им Л. В. Киренского КНЦ СО РАН.

Основываясь на результатах моделирования, исследователи показали, что Тунгусский феномен был вызван железным астероидом с наиболее вероятным размером от 100 до 200 метров. Этот астероид прошел сквозь атмосферу Земли на минимальной высоте полета 10–15 километров со скоростью около 20 километров в секунду, при этом угол вхождения в атмосферу должен был быть меньше 115.

При этом он не упал на Землю, а продолжил свое движение по околосолнечной орбите, потеряв около половины своей начальной массы, которая могла превышать три миллиона тонн, сохранив при этом свою целостность.

«Если мы допустим полную потерю массы вскоре после прохождения эпицентра или близко к нему, то доказательством этому было присутствие капель метеоритного железа на земной поверхности вдоль траектории и вокруг нее», — пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Расчеты показали, что возникновение ударной волны связано с резким увеличением скорости испарения тела при приближении к эпицентру в верхних слоях тропосферы — для двухсотметрового тела — до 500 тысяч тонн в секунду из-за сильного нагрева его поверхности. Именно эта огромная масса может мгновенно расширяться в виде высокотемпературной плазмы, создавая эффект взрыва.

Другая загадка Тунгусского феномена — причина пожаров, охвативших район эпицентра площадью более 160 квадратных километров.

О возникшем при падении тела жаре Семен Семенов, житель фактории Ванавара (в 70 км на юго-востоке от эпицентра взрыва), рассказывал так: «…вдруг на севере небо раздвоилось, и в нем широко и высоко над лесом появился огонь, который охватил всю северную часть неба. В этот момент мне стало так горячо, словно на мне загорелась рубашка. Я хотел разорвать и сбросить с себя рубашку, но небо захлопнулось, и раздался сильный удар. Меня сбросило с крыльца сажени на три».

Объяснение этого явления связано с действием светового излучения высокой интенсивности, порождаемого головой болида с температурой излучающей поверхности свыше 10000 градусов на минимальной высоте полета.

Ученым предстоит выяснить еще ряд вопросов в рамках предложенной модели. К ним, в частности, относятся расчеты амплитуды ударной волны в районе эпицентра в разных условиях и изменение температуры поверхности астероида на длине траектории, развитие во времени процесса прохождения тела в атмосфере, включая его разрушение.

Тайна Тунгуски — 100 лет спустя

Примечание редактора: эта история была первоначально напечатана в июньском номере Scientific American за 2008 год.

30 июня 1908 г., 7:14 утра, Средняя Сибирь — Семен Семенов, местный крестьянин, увидел, как «небо раскололось надвое. Огонь показался высоко и широко над лесом…. От… того места, где был огонь, пришел сильный жар… Потом небо сомкнулось, и раздался сильный удар, и меня отбросило на несколько ярдов… После этого появился такой шум, как будто. . . стреляли пушки, земля тряслась…»

Таково душераздирающее свидетельство одного из ближайших очевидцев того, что ученые называют Тунгусским событием, крупнейшим столкновением космического тела с Землей за всю современную историю человечества. Семенов пережил бушующий пожар примерно в 65 километрах (40 миль) от эпицентра, но последствия взрыва распространились далеко на Северную Европу и Среднюю Азию. Некоторые люди видели массивные серебристые облака и блестящие разноцветные закаты на горизонте, в то время как другие видели светящееся небо ночью — лондонцы, например, могли ясно читать газетную бумагу в полночь без искусственного освещения. Геофизические обсерватории разместили источник зарегистрированных ими аномальных сейсмических волн и волн давления в отдаленном районе Сибири. Эпицентр находился недалеко от реки Подкаменная Тунгуска, незаселенного участка заболоченного таежного леса, который остается замороженным в течение восьми или девяти месяцев в году.

После Тунгусского события ученые и энтузиасты-любители задавались вопросом, что его вызвало. Хотя большинство наблюдателей в целом признают, что в небе над Сибирью взорвалось какое-то космическое тело, то ли астероид, то ли комета, никто еще не нашел ни фрагментов объекта, ни каких-либо ударных кратеров в районе поражения.

Тайна остается неразгаданной, но наша исследовательская группа, только последняя из непрерывного потока следователей, прочесывавших этот район, может приблизиться к открытию, которое изменит наше понимание того, что произошло в то судьбоносное утро.

Изучение Тунгусского события важно, потому что прошлые столкновения с внеземными телами оказали большое влияние на эволюцию Земли. Около 4,4 миллиарда лет назад, например, планетоид размером с Марс столкнулся с нашей молодой планетой, выбросив достаточно обломков, чтобы создать нашу Луну. И большое воздействие могло вызвать вымирание динозавров 65 миллионов лет назад. Даже сегодня космические воздействия очевидны. В июле 1994 года несколько астрономических обсерваторий зафиксировали впечатляющее падение кометы на Юпитер. И только в сентябре прошлого года перуанские сельские жители с трепетом и страхом наблюдали, как небесный объект пронесся по небу и с громким хлопком приземлился недалеко, оставив зияющую яму глубиной 4,5 метра и шириной 13 метров.

Используя спутниковые наблюдения за метеоритными «вспышками» в атмосфере («падающие звезды») и акустические данные, фиксирующие космические столкновения с поверхностью земли, Питер Браун и его сотрудники из Университета Западного Онтарио и Лос-Аламосского национального Лаборатория оценила скорость меньших воздействий. Исследователи также экстраполировали свои выводы на более крупные, но более редкие инциденты, такие как Тунгусское событие. Средняя частота столкновений Тунгускоподобных астероидов колеблется от одного случая в 200 лет до одного случая в 1000 лет. Таким образом, вполне вероятно, что подобный удар мог произойти при нашей жизни. К счастью, удар Тунгуски произошел в безлюдном уголке земного шара. Если что-то подобное взорвется над Нью-Йорком, весь мегаполис будет стерт с лица земли. Понимание Тунгусского события могло бы помочь нам подготовиться к такому повороту событий и, возможно, даже предпринять шаги, чтобы вообще избежать его возникновения.

Первым шагом в нашей подготовке будет решить, был ли космический объект, поразивший Сибирь, астероидом или кометой. Хотя последствия в обоих случаях примерно сопоставимы, важным отличием является то, что объекты в Солнечной системе, которые вращаются далеко от Солнца по долгопериодическим орбитам, прежде чем вернуться, например кометы, столкнутся с Землей с гораздо большей скоростью, чем близкие. вращающиеся (короткопериодические) тела, такие как астероиды. Таким образом, комета, которая значительно меньше астероида, может высвободить такую ​​же кинетическую энергию при таком столкновении. И наблюдателям гораздо труднее обнаружить долгопериодические объекты до того, как они войдут во внутреннюю часть Солнечной системы. Кроме того, вероятность пересечения орбиты Земли такими объектами мала по сравнению с вероятностью пересечения астероидами. По этим причинам подтвержденные столкновения комет с Землей до сих пор неизвестны. Следовательно, если бы Тунгусское событие действительно было вызвано кометой, это было бы скорее уникальным явлением, чем важным исследованием известного класса явлений. С другой стороны, если в то июньское утро в сибирском небе действительно взорвался астероид, то почему до сих пор никто не нашел его фрагментов?

Первая экспедиция
Часть непреходящей тайны Тунгусского события восходит к абсолютной физической изоляции центральной Сибири и политическим беспорядкам, бушевавшим в России в начале 20-го века, времени, когда царская империя пала и возник Советский Союз. Эти два фактора задержали научные полевые исследования почти на 20 лет. Только в 1927 году на Тунгусскую стоянку добралась экспедиция Леонида Кулика, специалиста по метеоритам Российской академии наук. Когда Кулик добрался до места, он столкнулся с какими-то почти невероятными пейзажами. Удивительно, но взрыв повалил миллионы деревьев на широкую полосу в форме бабочки, покрывающую более 2000 квадратных километров (775 квадратных миль). Кроме того, стволы деревьев падали радиально, простираясь на километры от центральной области, где все еще оставались «телеграфные столбы», одинокая кучка частично сгоревших пней. Кулик интерпретировал этот опустошенный пейзаж как последствия падения железного метеорита. Затем он начал искать образовавшийся кратер или осколки метеорита.

Кулик возглавил еще три экспедиции в район Тунгуски в конце 1920-х и 1930-х годах, а затем еще несколько экспедиций, но ни одна из них не обнаружила четко очерченных ударных кратеров или обломков того, что попало в этот район. Отсутствие доказательств на месте породило различные объяснительные гипотезы. В 1946 году, например, писатель-фантаст Александр Казанцев объяснил загадочную сцену, предложив сценарий взрыва инопланетного космического корабля в атмосфере. В течение нескольких лет теория взрыва в воздухе получила научную поддержку и впоследствии ограничила дальнейшие предположения. Распад космического объекта в атмосфере на высоте от 5 до 10 километров над поверхностью мог бы объяснить большинство особенностей, наблюдаемых исследователями на Земле. Записи сейсмической обсерватории вместе с размерами разрушений позволили исследователям оценить энергию и высоту взрыва.

Отсутствие ударного кратера также позволяет предположить, что объект мог быть не прочным железным метеоритом, а более хрупким объектом, например, относительно редким каменистым астероидом или небольшой кометой. Российские ученые предпочли последнюю гипотезу, потому что комета состоит из частиц пыли и льда, которые не могли бы образовать ударный кратер.

Другое объяснение беспорядков в районе Тунгуски утверждало, что разрушения произошли в результате быстрого сгорания газа метана, выделившегося из болотистой земли в воздух.

Лабораторные модели
В 1975 году Ари Бен-Менахем, сейсмолог из Научного института Вейцмана в Реховоте, Израиль, проанализировал сейсмические волны, вызванные Тунгусским событием, и подсчитал, что энергия, высвобожденная при взрыве, составляет от 10 до 15 мегатонн, что эквивалентно 1000 атомных бомб на Хиросиму.

С тех пор астрофизики создали численное моделирование Тунгусского события, чтобы попытаться выбрать одну из конкурирующих гипотез. Воздушный взрыв каменистого астероида является ведущей интерпретацией. Модели Кристофера Ф. Чайба, тогда работавшего в Исследовательском центре Эймса НАСА, и его коллеги, предложенные в 1993, что астероид имел диаметр несколько десятков метров и что он взорвался в нескольких километрах над землей. Сравнение последствий ядерных испытательных воздушных взрывов с уплощенным рисунком Тунгусского леса, кажется, подтверждает это предположение.

Более поздние расчеты Н. А. Артемьевой и В. В. Шувалова из Института динамики геосфер в Москве показали, что астероид аналогичного размера испаряется в пяти-десяти километрах над Тунгуской. В их модели образовавшиеся мелкие обломки и распространяющаяся вниз газовая струя затем рассеялись по обширным участкам атмосферы. Эти симуляции, однако, не исключают возможности того, что осколки метрового размера могли пережить взрыв и удариться о землю недалеко от места взрыва.

В конце прошлого года Марк Бослоу и его группа из Sandia National Laboratories пришли к выводу, что Тунгусское событие могло быть спровоцировано гораздо меньшим объектом, чем предполагалось ранее. Их суперкомпьютерное моделирование показало, что масса падающего космического тела превратилась в расширяющуюся струю высокотемпературного газа, движущуюся со сверхзвуковой скоростью. Модель также указывала на то, что ударник сначала был сжат увеличивающимся сопротивлением земной атмосферы. По мере того, как опускающееся тело проникало глубже, сопротивление воздуха, вероятно, заставило его взорваться в воздушном взрыве с сильным потоком нагретого газа, который был унесен вниз его огромной инерцией.

По словам Бослоу, поскольку огненный шар перенес бы дополнительную энергию на поверхность, то, что ученые считали взрывом мощностью от 10 до 20 мегатонн, было более вероятным только от трех до пяти мегатонн. Вся эта работа по моделированию только усилила (и продолжает укреплять) наше желание провести полевые исследования на Тунгусской площадке.

Поездка в Сибирь
Наше участие в Тунгусском событии началось в 1991 году, когда один из нас (Лонго) принял участие в первой итальянской экспедиции на это место, в ходе которой он искал микрочастицы от взрыва, которые могли застрять в древесной смоле. Позже мы наткнулись на две малоизвестные статьи российских ученых, В. А. Кошелева и К. П. Флоренского, в которых сообщалось об открытии ими небольшого водоема, озера Чеко, примерно в восьми километрах от предполагаемого эпицентра явления. В 1960 Кошелев предположил, что озеро Чеко могло быть ударным кратером, но Флоренский отверг эту идею. Вместо этого Флоренский полагал, что озеро старше Тунгусского события, основываясь на том, что он обнаружил рыхлые отложения толщиной до семи метров ниже дна озера.

Известие о том, что озеро находилось недалеко от эпицентра, пробудило в нас интерес к организации экспедиции туда, потому что донные отложения озера могут хранить подробную запись событий, произошедших в окружающем регионе, что является основой палеолимнологических исследований. Хотя наша команда мало знала об озере Чеко, мы думали, что, возможно, сможем применить палеолимнологические методы и найти в отложениях озера ключи к разгадке тайны Тунгуски, как если бы озеро было черным ящиком разбившегося авиалайнера.

Несколько лет спустя мы летели в Россию в грузовом отсеке винтового самолета Ил-20М, бывшего воздушного шпиона времен холодной войны. Найдя необходимые средства и организовав наше предприятие в сотрудничестве с исследовательскими группами МГУ и Томского государственного университета в России (при содействии бывшего космонавта Георгия Михайловича Гречко), мы, наконец, отправились в район Тунгуски. После того, как транспорт доставил большую часть нашей итальянской команды и ее оборудование на военную базу под Москвой, мы вылетели ночью в Красноярск, в центральную Сибирь. Затем мы переместили наше оборудование и себя, а также нескольких исследователей из Томского госуниверситета в брюхо огромного тяжелого вертолета Ми-26 (ранее использовавшегося военными). Шесть часов мы сидели на корточках среди нашего оборудования, оглушенные спаренными турбовальными двигателями вертолета, пока, наконец, не достигли нашей далекой цели посреди бескрайней тайги.
Осторожно обогнув темные воды озера, вертолет ненадежно завис над болотистым берегом озера (который был слишком мягким для посадки), когда мы прыгали вниз посреди проливного ливня. С восемью лопастями, яростно вращающимися над нашими головами, образовавшийся ураган воздуха и воды, казалось, был готов снести нас прочь, когда, наконец, нам удалось выгрузить наш тяжелый груз. Судно с ревом понеслось вверх, и мы, промокшие и измученные, остались у края озера, внезапно погрузившись в глубокую тишину сибирской глуши. Любое маленькое облегчение, которое мы чувствовали, когда дождь прекращался, тут же забывалось, когда тучи прожорливых комаров обрушивались на нас, словно многочисленные эскадрильи крошечных пикирующих бомбардировщиков.

Исследования на месте
Следующие два дня мы потратили на организацию лагеря, сборку нашего исследовательского катера (катамарана) и тестирование снаряжения. Нашим исследованиям потребуется ряд технологий, таких как акустические эхолоты, магнитометр, поддонные акустические профилографы, георадар, устройства для извлечения керна отложений, подводная телевизионная камера и набор приемников GPS, чтобы исследовательские группы могли отслеживать их положение с разрешением менее метра.

В течение двух недель после этого наша группа обследовала озеро с катамарана, все время терзаемая полчищами комаров и слепней. Эти усилия были сосредоточены на изучении отложений и структуры дна озера. Другие члены команды тем временем занимались своими делами. С помощью своего георадара Микеле Пипан, геофизик из Университета Триеста, постепенно нанес на карту подповерхностные структуры (глубиной около трех-четырех метров) ниже 500-метрового периметра берега. Евгений Колесников, геохимик Московского государственного университета, и его коллеги прорыли траншеи в торфяных отложениях у озера, что было непростой задачей, учитывая сопротивление твердого слоя вечной мерзлоты под поверхностью. Команда Колесникова искала в торфяных слоях химические маркеры Тунгусского события. В то же время Романо Серра из Болонского университета и Валерий Несветайло из Томской области собрали образцы керна из близлежащих стволов деревьев, чтобы изучить возможные аномалии в годичных кольцах деревьев. Тем временем высоко над нами вернулся самолет, доставивший нас в Красноярск, и облетел район, чтобы сделать аэрофотоснимки, чтобы мы могли сравнить их с теми, что Кулик сделал лет 60 назад.

Мы предполагали, что донные отложения озера могут содержать маркеры Тунгусского события. После выполнения всего нескольких проходов через озеро Чеко с помощью нашего акустического профилографа высокого разрешения стало ясно, что отложения, покрывающие дно озера, имеют толщину более 10 метров. Некоторые частицы наносов были принесены в озеро ветром, но большинство из них попало с притоком небольшой реки Кимчу, питавшей озеро Чеко. Мы подсчитали, что отложение наносов в небольшом водоеме, который остается замороженным большую часть года, вероятно, не превысит нескольких сантиметров в год, поэтому такой толстый слой наносов может означать, что озеро существовало до 19 века. 08.

С другой стороны, чем больше мы профилировали дно озера, тем больше недоумевали. Оказалось, что озеро глубиной около 50 метров (165 футов) посередине и с крутыми склонами имеет форму воронки или перевернутого конуса, структуру, которую трудно объяснить. Если бы озеру было тысячи лет, у него, вероятно, было бы плоское дно в результате постепенного заполнения его мелкими отложениями. Нам также было трудно объяснить форму воронки, используя типичные процессы эрозии-отложения, которые происходят, когда небольшая река извивается по относительно ровному ландшафту. Вся наша команда обсуждала эти вопросы вечерами, сидя под тентом от дождя и обедая вкусной русской кашей, обильно приправленной трупами дохлых комаров.
Вскоре наше пребывание в Тунгуске подходило к концу. Последний день участники экспедиции лихорадочно разбирали лодку, упаковывали снаряжение и демонтировали лагерь. Когда вертолет прибыл в полдень следующего дня, мы поспешили загрузить все свои вещи и себя в парящий вертолет среди бури антропогенной турбулентности и, наконец, начали наше возвращение.

Захватывающие доказательства
Вернувшись в наши лаборатории в Италии, мы втроем завершили обработку наших батиметрических данных, которые подтвердили, что форма дна озера Чеко значительно отличается от формы дна других сибирских озер, которые обычно имеют плоское дно. Большинство озер в регионе образуются, когда вода заполняет впадины, оставшиеся после таяния вездесущего слоя вечной мерзлоты. Воронкообразная форма озера Чеко, напротив, напоминает формы известных ударных кратеров аналогичного размера — например, так называемый Одесский кратер, образовавшийся 25 000 лет назад в результате падения небольшого астероида на территории современной Одессы, штат Техас.

Мысль о том, что озеро Чеко могло заполнить ударный кратер, стала для нас более привлекательной. Но если озеро действительно представляет собой кратер, выкопанный фрагментом Тунгусского космического тела, то оно не могло образоваться ранее 1908 года. Мы искали доказательства того, что маленькое озеро существовало до этого события. Надежные карты этого необитаемого региона Сибири до 1908 года найти нелегко, но мы нашли царскую военную карту 1883 года, на которой озеро не показано. Свидетельства местных эвенков также утверждают, что озеро образовано в 19 веке.08 взрыв. Но если озеро не образовалось до 1908 года, то как можно объяснить толщину отложений, покрывающих его дно? Наши данные сейсморазведки выявили две отчетливые зоны в отложениях озера: тонкий, примерно метровой толщины, верхний слой слоистых, тонких отложений, типичных для спокойного отложения, покрывающий нижнюю область неслоистых, хаотических отложений.

Недавнее исследование, проведенное двумя итальянскими палеоботаниками, Карлой Альбертой Аккорси из Университета Модены и Луизой Форлани из Университета Болоньи, однако, показало, что, хотя верхние слои отложений содержат многочисленные следы водных растений, эти признаки полностью отсутствуют в нижние хаотические отложения, содержащие большое количество пыльцы лесных деревьев. Таким образом, похоже, что истинные отложения озера имеют толщину всего около метра, что совместимо с гипотезой о молодом возрасте озера. Там, кажется, вырос лес на сырой земле еще до того, как образовалось озеро.
Наша исследовательская группа также наблюдала с помощью подводной видеосъемки полузасыпанные остатки стволов деревьев в более глубокой части озера. А высокочастотные акустические волны, отраженные от той же зоны, имели характерный «волосатый» рисунок, который мог быть результатом наличия остатков стволов и ветвей. Возможно, эти результаты — следы леса, уничтоженного ударом.

Форма подозрительного озера
Чтобы объяснить более низкие хаотические отложения, мы можем представить космическое тело, ударившееся о сырую землю, покрывающую слой вечной мерзлоты толщиной в несколько десятков метров. Кинетическая энергия ударника преобразуется в тепло, которое плавит вечную мерзлоту, высвобождая метан и водяной пар и увеличивая размер образовавшегося кратера на четверть. В то же время в результате удара ранее существовавшие речные и болотные отложения оказались на склонах ударного кратера, где они позже будут отображаться в виде хаотических отложений на наших профилях акустического эха.

Наиболее интригующим является то, что тщательный анализ сейсмических профилей отражения, которые мы получили по всему озеру, выявил в нескольких метрах ниже самой глубокой точки в центре сильный акустический отражатель, вероятно, эхо плотного каменного объекта метрового размера. Этот результат подтверждается обнаружением небольшой магнитной аномалии над тем же пятном во время нашей магнитометрической съемки. Это признаки фрагмента тунгусского тела?
Нам не терпится узнать. В настоящее время наша команда готовится вернуться в конце этого года, чтобы попытаться пробурить центр озера, чтобы добраться до плотного сейсмического отражателя. 2008 год – столетие Тунгусского события. Мы надеемся, что это также будет год раскрытия тайны Тунгуски.

Возможный ударный кратер Тунгусского события 1908 года

Озеро Чеко и Тунгусское событие: удар или без удара?

1908 Siberia Взрыв: реконструкция астероидного воздействия на счетах Eywitness


Проект астрономического искусства, Наука и История (в прогрессе). © William K. Hartmann


Кратко:

В 7:17 утра 30 июня 1908 августа в небе над Сибирью произошел загадочный взрыв. Он был вызван ударом и разрушением большого метеорита на высоте примерно шести километров в атмосфере. Реалистичные фотографии события недоступны. Однако российские ученые собрали свидетельства очевидцев этого события. Я считаю, что теперь мы знаем достаточно о крупных столкновениях, чтобы «расшифровать» субъективные описания свидетелей и создать реалистичные представления об этом историческом столкновении с астероидом, наблюдаемом с разных расстояний.


Что мы знаем о взрыве?

Вы можете получить представление о масштабах этого события, сравнив наблюдения, сделанные на разных расстояниях. Сейсмические колебания регистрировались чувствительными приборами на расстоянии до 1000 км (600 миль). На высоте 500 км (300 миль) наблюдатели сообщили о «оглушительных ударах» и огненном облаке на горизонте. Примерно в 170 км (110 миль) от взрыва объект был виден в безоблачном дневном небе как яркий солнечный огненный шар; были слышны громовые звуки. На расстоянии около 60 км людей бросало на землю или даже теряло сознание; окна были разбиты, посуда сбита с полок. Вероятно, ближайшими наблюдателями были несколько оленеводов, спящих в своих палатках в нескольких стоянках примерно в 30 км (20 миль) от места. Их подбросило в воздух, и они потеряли сознание; один мужчина был ветром в дерево и позже умер. «Все вокруг было окутано дымом и туманом от горящих поваленных деревьев».


Мои картины события

Несколько лет назад я решил использовать свидетельства очевидцев, собранные российскими учеными десятилетия назад, подобные приведенным ниже, чтобы реконструировать внешний вид события из разных мест и в разные моменты времени. Вот описание моей работы на данный момент.


400 км к юго-востоку от Ground Zero


Вид из Киренска, за две секунды до взрыва.
Картина © Уильям К. Хартманн

Очевидцы в городе Киренск и близлежащих городах на том же расстоянии вспоминали промелькнувший в небе огненный шар в следующих выражениях:

«Огненный шар. .. приближается вниз наискось. Через несколько минут [мы услышали] отдельные оглушительные удары, похожие на раскаты грома… за которыми последовали восемь громких ударов, похожих на выстрелы».

«В небе появился огненный шар… Когда он приблизился к земле, он принял сплющенную форму…»

«Летящая звезда с огненным хвостом; хвост исчез в воздухе.»

После того, как этот объект прошел по небу, он приблизился к горизонту, где он последовательно описывался с этого расстояния в 400 км, как «огненный столп», затем замененный «облаком дыма, поднимающимся над землей, или «облако пепла… на горизонте», или «огромное облако черного дыма». С более близкого расстояния около 200 км несколько свидетелей дали лучшее описание самого объекта. Его называли рассеянным светлым шаром, в два-три раза больше Солнца, но не таким ярким; след представлял собой «огненно-белую полосу». Упоминались несовместимые цвета: белый, красный, огненный, голубовато-белый. Возможно, оно имело пламенную радужность. Я использовал эти описания в этой картине, но компенсировал вдвое большее расстояние. Я использовал поездку в штат Вашингтон как возможность найти пейзаж, который в целом соответствовал фотографиям из Сибири, а затем нарисовал эту сцену соснового леса с натуры, добавив огненный шар из приведенных выше описаний.


60 км к югу от Ground Zero


Вид с торгового поста Ванавары в момент взрыва.
Картина © Уильям К. Хартманн

Русские собрали ряд показаний очевидцев на фактории, которая, вероятно, была ближайшим постоянным жильем. Среди них:

«Сижу на крыльце дома на фактории, смотрю на север. Вдруг на севере… небо раскололось надвое, и высоко над лесом показалась вся северная часть неба Я почувствовал сильный жар, как будто моя рубашка загорелась… В этот момент в небе раздался хлопок, и сильный треск. .. Меня отбросило на двадцать футов от крыльца, и я потерял сознание на мгновенье… За грохотом последовал шум, как будто с неба падают камни или пушечные выстрелы… Земля дрогнула… В тот момент, когда небо раскрылось, горячий ветер, как из пушки, дунул мимо хижин с севера. Он повредил насаждения лука. Позже мы обнаружили, что многие стекла в окнах были выбиты, а железная скоба в двери амбара сломана».

Второй свидетель сказал:

«Я видел, как небо на севере разверзлось до земли и оттуда полился огонь. Огонь был ярче солнца. Мы были в ужасе, но небо снова закрылось, и сразу после этого раздались хлопки, похожие на выстрелы. были слышны. Мы думали, что падают камни… Я бежал с опущенной головой и укрылся, потому что боялся, что на нее могут упасть камни».

В этой картине я попытался показать момент, когда «небо разверзлось и загорелось». Я использовал более отдаленные отчеты о том, как огненный шар расширяется и сплющивается в конце своей траектории, чтобы придать форму огненного следа и взрывающегося огненного шара. Я нарисовал базовый пейзаж с натуры в сибирском пейзаже за пределами Флагстаффа, штат Аризона, взяв за основу структуры старых фотографий из экспедиций в сибирскую зону удара.


15 KM from Ground Zero


A few minutes after the explosion
Painting © William K. Hartmann

Because the object exploded up in the atmosphere, instead ударившись о землю, он не оставил кратера. Воздействие на землю ограничилось опустошением большого лесного массива. В эпицентре ветки деревьев были сорваны, а стволы остались стоять. Но на расстоянии примерно от 3 до 10 миль деревья были снесены ветром, лежа верхушками в сторону от взрыва. Никто не был известен так близко к месту взрыва. Ближайшими людьми, вероятно, были пастухи, жившие в палатках примерно в 30 км от эпицентра. Они связаны:

«Рано утром, когда все спали в палатке, она взорвалась в воздухе вместе с обитателями. Некоторые потеряли сознание. Очнувшись, они услышали сильный шум и увидели горящий вокруг лес. , большая часть его опустошена».

«Земля тряслась и слышался невероятно продолжительный рев. Все вокруг было окутано дымом и туманом от горящих, падающих деревьев. Наконец шум стих, и ветер стих, но лес продолжал гореть. Многие олени бросились прочь и были потерял.»

Сообщается, что один пожилой мужчина, находившийся примерно на этом расстоянии, был отброшен ветром на дерево примерно на сорок футов, что привело к сложному перелому руки, и вскоре он умер. Сотни оленей пастухов были убиты на общей территории вокруг эпицентра. Многие кемпинги и складские хижины, разбросанные в этом районе, были разрушены. Во время семинара Международной ассоциации астрономического искусства я нарисовал этот вид на гору Сент-Хеленс в Вашингтоне, где опустошенный район имеет сверхъестественное сходство с фотографиями места взрыва. И на сибирском участке, и на горе Сент-Хеленс есть виды, где не видно ничего, кроме поваленных деревьев, миля за милей, на далеких склонах холмов. Кратковременная тепловая вспышка от огненного шара ощущалась свидетелями в Ванаваре, и, по-видимому, в пределах примерно 30 км она была достаточно сильной, чтобы зажечь небольшие временные пожары в лесу и коре опаленных деревьев. Я основывал вид облака в небе на отдаленных сообщениях о пепельном облаке дыма, образовавшемся на месте взрыва; вероятно, через несколько минут к нему добавился дым от горящего леса. Струи дыма от фрагментированного материала вскоре рассеются в воздушных потоках.


170 км к юго -западу от земли ноль


Дым на горизонте
. дыма на горизонте. В общих чертах указано, что это вертикальный столбец. Один наблюдатель сказал: «Там, где тело исчезло за горизонтом, поднялся столб темного дыма». Из сообщений кажется неясным, было ли это (а) грибовидным облаком от взрыва огненного шара, поднявшимся над ландшафтом и вытянувшим дым из сгоревшего леса, (б) дымом от лесного пожара или (в) от какого-то направления, ссылка на инверсионный след, который будет вертикальным, если смотреть под траекторией полета. Я задавался вопросом, мог ли темный цвет быть результатом дыма взрыва, содержащего черные, закопченные углеродсодержащие частицы, точно так же, как облака взрыва на Юпитере от удара кометы Шумейкера-Леви 9были очень темными. На этом снимке изображена сцена из деревни вдоль реки Ангара, примерно в 170 км к юго-западу от места взрыва. Оригинал был нарисован среди домиков в государственном парке в штате Орегон.


Что это был за взрыв?

Поскольку метеорит не ударился о землю и не образовал кратер, ранние исследователи предположили, что объект может быть слабым ледяным фрагментом кометы, который со взрывом испарился в воздухе и не оставил следов на земле. Однако у современных планетологов есть гораздо лучшие инструменты для понимания взрыва метеорита в атмосфере. Когда метеорит врезается в атмосферу со скоростью 12–20 км/сек и более, он испытывает сильный механический удар, как ныряльщик, плюхнувшийся в воду животом. Это может разбить камни определенного размера, которые взрываются, а не падают на землю. Некоторые из них сбрасывают на землю осколки размером с кирпич, но другие, такие как тот, что поразил Сибирь, могут произвести прежде всего огненный шар и облако мелкой пыли и крошечных осколков. В 1993 исследователя Крис Чайба, Пол Томас и Кевин Занле изучили сибирский взрыв и пришли к выводу, что он был такого типа — каменный метеорит, взорвавшийся в атмосфере. Этот вывод подтвердился, когда российские исследователи обнаружили крошечные каменные частицы, вкрапленные в деревья на месте столкновения, соответствующие составу обычных каменных метеоритов. Первоначальный фрагмент астероида мог иметь диаметр примерно 50-60 метров (50-60 ярдов).


Если астероиды столкнутся с Землей, почему мы не увидим больше таких взрывов?

Многие фрагменты астероидов вращаются вокруг Солнца; Сибирский объект был просто самым большим, столкнувшимся с Землей за последнее столетие или около того. Если бы он попал в населенный пункт, разрушения были бы огромными. Если осколков астероидов много, почему мы не видим больше попаданий? Мы делаем! Проблема в том, что они не были поняты до недавнего времени. Текущие исследования показывают, что такие взрывы могут происходить каждые пару столетий; однако шесть из семи происходят над океаном, и лишь немногие — над населенной сушей. Ключ к феномену заключается в следующем: чем сильнее воздействие, тем оно реже. Спутник ВВС в 1990-х зафиксировали меньший взрыв над Тихим океаном. В 1972 году 1000-тонный объект пролетел по касательной сквозь атмосферу Земли над горами Гранд-Титон в Вайоминге, а затем улетел обратно в космос, как камень, отскакивающий от воды. Его сфотографировали туристы и засекли спутники ВВС. Если бы он продолжился в атмосфере, он мог бы вызвать взрыв масштаба Хиросимы над Канадой, несколько меньший, чем взрыв в Сибири. На Землю сталкивались и более крупные объекты, но они были более редкими. Например, фрагмент железного астероида диаметром около 100 м врезался в Аризону около 20 000 лет назад, оставив «Аризонский метеоритный кратер» шириной в километр, который открыт для посетителей; и 10-километровый астероид упал на Землю 65 миллионов лет назад, положив конец правлению динозавров. Каждый год с неба в разных местах падают межпланетные камни размером с кирпич. За последние десятилетия пострадали несколько домов и автомобиль. Крошечные пылинки встречаются еще чаще; их можно увидеть каждую ночь, если смотреть достаточно долго; это яркие полосы света, которые иногда называют «падающими звездами». Межпланетное пространство содержит множество мелких тел разных размеров. Все они движутся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца, как предписано Кеплером. Иногда их орбиты пересекаются с орбитами планет, что приводит к столкновению. Достаточно крупные тела оставляют значительные кратеры на планетах или спутниках. Это объясняет, почему ударные кратеры присутствуют на поверхности планет и лун по всей Солнечной системе. Если мы продолжим изучать астероиды и построим больше телескопов для их обнаружения и отслеживания, у нас будет больше информации о частоте таких столкновений с астероидами и больше шансов получить предупреждение о надвигающихся столкновениях.


Вопрос

Взрывы размером с Тунгуску происходят на Земле примерно раз в столетие, а более крупные взрывы размером с самые большие водородные бомбы происходят примерно раз в тысячелетие. Многие из них взрываются в атмосфере и вызывают разрушения на десятки километров, но не оставляют долговременных кратеров. Вспомним, что 1/6 часть Земли покрыта сушей, и предположим, что примерно половина поверхности суши была заселена за последние 12 000 лет, с тех пор как люди переселились в Америку. Используя эти факты, прокомментируйте, могли ли взрывы метеоритов такого масштаба породить легенды о гневных или своенравных небесных богах, которые могли пролить на Землю огненный дождь, как, например, в легенде об уничтожении Содома и Гоморры небесным огнем. Примите во внимание, что устные традиции, такие как ассоциации некоторых звездных узоров с созвездиями, такими как Большая Медведица (Большая Медведица), по-видимому, могут передаваться из поколения в поколение на протяжении тысячелетий.

Ответ:

Давайте воспользуемся тем, что ученые называют оценкой «порядка величины» или «обратной стороной конверта». Если представить впечатляющие катастрофические взрывы размером больше Тунгуски, происходящие каждые 300 лет и имеющие последствия, видимые на расстоянии более 100 км от эпицентра, то один над сушей будет происходить примерно каждые 1800 лет, а, возможно, один над населенной территорией каждые 3600 лет или так. Таким образом, кажется правдоподобным, что за 12 000 лет устной традиции и около 4 000 лет письменных записей в некоторых культурах мог произойти один или несколько взрывов, значительно более крупных, чем Тунгусское событие. По той же логике, если события тунгусского масштаба случаются раз в столетие, их могло быть несколько всего за последние несколько, разбросанных по населенным территориям мира за последние 3600 лет.

Таким образом, представляется по меньшей мере правдоподобным, что крупные взрывы метеоритных объектов были среди небесных явлений (наряду с ударами меньших метеоритов, полярными сияниями, ураганами, штормами и наводнениями), которые породили веру в капризные богоподобные силы, действующие из небо.


Проблема

Недавние научные исследования исследователя метеоритов Кристофера Чайбы показали, что Тунгусское событие могло быть вызвано взрывом каменного метеороида диаметром около 30 метров, движущегося со скоростью около 15 км/с. Сравните энергию, выделяемую таким объектом, с энергией атомной бомбы, сброшенной на Японию во время Второй мировой войны.

Ответ:

Здесь снова мы можем сделать простой расчет «порядка величины».

Во-первых, мы должны знать энергию, выделяемую атомной бомбой. Бомба в Хиросиме израсходовала энергию примерно в десять тысяч тонн тротила, или 18 «килотонн» на военном языке. Одна килотонна (1 кт) составляет примерно 4,2 x 10 90 259 12 90 260 джоулей (джоуль — это единица измерения энергии в Международном стандарте, или «СИ», набор научных единиц). Таким образом, бомба Хиросимы представляла примерно 8 x 10 90 259 13 джоулей энергии.

Теперь нам осталось вычислить энергию метеороида. На курсах физики для первокурсников вы узнаете, что кинетическая энергия движущегося объекта составляет 1/2 мВ 2 .

Хитрость при использовании любого уравнения, подобного этому, заключается в том, чтобы использовать правильные единицы измерения. В СИ единицами измерения являются метры, килограммы и секунды, поэтому масса m должна быть выражена в килограммах, а скорость V должна быть выражена в метрах в секунду.

Таким образом, сразу можно сказать, что V в уравнении будет V = 15 км/с или 1,5 х 10 4 м/с.

Чтобы получить массу, мы должны вычислить массу камня шириной 30 метров. Горная порода имеет плотность около 3000 кг на кубический метр, поэтому нам нужно рассчитать объем горной породы и умножить на эту плотность. Таким образом, мы имеем

м = (4/3) PI R 3 (3000 кг/м 3 ) = (4/3) PI (15 м) 3 (3000) = 4,2 x 10 7 кг.

Таким образом, общая энергия равна

E=1/2 (4,2 x 10 7 кг) (1,5 x 10 4 м/с) 2 = 4,8 х 10 15 джоулей.

На всякий случай представим, что половина кинетической энергии теряется из-за шума, замедления и фрагментации метеороида, прежде чем он взорвется. Это по-прежнему оставляет примерно 2 x 10 90 259 15 90 260 джоулей для взрыва Тунгуски по сравнению с примерно 3 x 10 90 259 13 90 260 джоулей для атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму.