Книга: Космос

Что взорвалось над тунгусской тайгой 30 июня 1908 года?

Что взорвалось над тунгусской тайгой 30 июня 1908 года?

Дольше века этот вопрос не даёт покоя учёным и всем любознательным людям. За это время было высказано множество гипотез, пытающихся объяснить одну из самых интригующих загадок. Часто новые гипотезы появляются по мере развития науки и техники.

Вот некоторые из предположений.

Это было движение и взрыв шаровой молнии необычайных размеров.

30 июня 1908 г. Земля столкнулась со сгустком космической пыли.

Взорвался и воспламенил всё вокруг выброс огромной массы природного газа, подожжённый молнией.

С Землёй столкнулась небольшая комета, ядро которой взорвалось, не долетев до земной поверхности.

Это был каменный метеорит, влетевший с космической скоростью и раздробившийся при резком торможении в земной атмосфере.

В земную атмосферу влетел сгусток металлического водорода, который, перемешавшись с кислородом воздуха, взорвался как гремучая смесь.

Космическое тело весьма полого и с большой скоростью вошло в атмосферу нашей планеты. Ударная волна уплотнённого воздуха произвела известные разрушения, а «космический гость», срикошетив, либо снова «выскочил» в космос, либо упал и затерялся вдали от места, где его уже столько лет ищут.

Произошёл аннигиляционный взрыв, т.к. с земным веществом столкнулся сгусток антивещества.

То был удар луча космического лазера.

В то утро Земля встретилась с небольшой чёрной дырой.

Это был взрыв электромагнитной природы: положительно заряженный железный метеорит, двигаясь с космической скоростью, индуцировал отрицательный заряд земной поверхности. При сближении до расстояния 1 5–20 км начался интенсивный электрический разряд, который и вызвал все разрушения.

^{Василий Григорьевич Фесенков}

Это лишь часть гипотез, пытавшихся объяснить причину того страшного взрыва. Их так много потому, что природа катастрофы до сих пор выяснена не до конца. Ни одна из гипотез не смогла полностью объяснить все явления и последствия, связанные с тунгусской катастрофой. А интерес к проблеме как в среде научной общественности, так и у широкой публики по-прежнему сохраняется.

И всё же одно предположение принимает большая часть специалистов, занимающихся тунгусской проблемой.

Итак, некое тело рано утром 30 июня 1908 г. вторгается в атмосферу Земли, сверкая ярче Солнца. Оно мчится по небу и, пролетев за считанные мгновения несколько сот километров, не коснувшись земной поверхности, взрывается на высоте около 10 км. Пылевое облако, сопровождавшее космический объект, почему-то асимметрично вытянуто на запад.

Еще Л.А. Кулик высказывал предположение, что Тунгусский метеорит был частью кометы Понса-Виннеке. Эта идея заинтересовала американского астронома Харлоу Шепли. В его вышедшей в 1930 г. книге «Полёты из хаоса. Обзор материальных систем от атомов до галактик» можно было прочесть и о предположении Кулика, и мнение самого автора: «Если бы Тунгусская масса наблюдалась бы за пределами земной атмосферы, она, вероятно, рассматривалась бы как очень маленькая комета и математическая обработка её движения позволила бы получить орбиту, подобную орбите кометы Понса-Виннеке». Таким образом, можно считать, что фактическими соавторами кометной гипотезы природы тунгусской катастрофы были Л.А. Кулик и X. Шепли.

Независимо от них, в 1934 г. кометную гипотезу предложил английский метеоролог Френсис Уиппл. Английский учёный полагал, что только опустившийся вместе с метеоритом пылевой хвост мог породить наблюдавшиеся далеко от места взрыва светлые ночи. Значит, Тунгусский метеорит представлял собой маленькую комету.

В начале 1960-х г. объяснению природы тунгусского взрыва большое внимание уделял академик В.Г. Фесенков. Он не только поддержал кометную гипотезу, но и обосновал её. Механизм взрыва ядра кометы разработал профессор К.П. Станюкович. Позднее свою версию кометной гипотезы и взрыва выдвинул академик Г.И. Петров.

Автору в свое время при разных обстоятельствах довелось беседовать с этими учёными о проблеме Тунгусского метеорита. Познакомимся с сутью их взглядов на природу тунгусского феномена.

Так случилось, что 30 июня 1908 г. начинающий астроном Василий Фесенков должен был вести ночные наблюдения на обсерватории в Ташкенте. Но сделать ему это так и не удалось — ночь не наступила. Спустя почти полвека сотрудник Комитета по метеоритам И.Т Зоткин по заданию председателя Комитета академика Василия Григорьевича Фесенкова едва ли не по всему свету собирал сведения о той замечательной ночи. Все получаемые данные наносили на карту мира. Оказалось, что к западу от Иркутского меридиана вплоть до Ирландии и на юг до линии Ташкент — Тбилиси — Бордо в ночь с 30 июня на 1 июля небо было необычайно светлым. В.Г. Фесенков пришёл к выводу, что 30 июня вторгшееся небесное тело притащило с собой целый шлейф тонкозернистого пылевого вещества, вытянувшегося в западном направлении. Этим небесным телом могла быть небольшая комета. Ядро кометы, согласно вычислениям Фесенкова, имело массу порядка миллиона тонн и поперечник до ста метров. То есть по сравнению с другими известными кометами была просто крошечной. При этом В.Г. Фесенков исходил из того, что ядро кометы «состояло из множества мелких частиц специфического строения и состава и, очевидно, не отличалось однородностью…» Подобные кометные ядра, писал В.Г. Фесенков, «не могут, как правило, преодолеть сопротивление земной атмосферы… Тунгусское тело не смогло достичь земной поверхности. Как показывают расчёты, его плотность была меньше плотности воды, в результате чего оно должно было испытывать очень большое торможение». В результате резкого торможения почти вся энергия быстро двигавшейся кометы превратилась в тепло, что привело в какой-то момент практически к мгновенному испарению, то есть взрыву вещества кометы. Взрыв вызвал, в частности, радиальный вывал вековой тайги. Под самим взорвавшимся телом деревья либо остались стоять, поскольку удар пришёлся сверху, либо всё-таки были повалены в полном беспорядке. Вот почему и образовалась в эпицентре взрыва так называемая зона безразличия с редким «телеграфным лесом».

В рамках кометной гипотезы становится понятным, почему светлые ночи наблюдались к западу от района катастрофы, но не были отмечены к востоку от него. Солнце утром находилось на востоке, а пылевой хвост кометы под действием солнечных лучей и частиц, как мы помним, вытягивается в противоположном от него направлении: в данном случае к западу. Кометная пыль, рассеивая и отражая идущие из-за горизонта солнечные лучи, делала ночи после катастрофы таким светлыми.

Физические процессы, которые могли привести к взрыву кометного ядра в атмосфере, описали К.П. Станюкович и его аспирант В.П. Шалимов.

Мы уже знаем, что, тормозясь в атмосфере, при трении о воздух космическое тело любого состава с поверхности сильно разогревается. Если падает каменный или железный метеорит, то за короткое время торможения тепло с его поверхности не успевает проникнуть внутрь. У ледяного тела теплопроводность ещё меньше. И казалось бы, в этом случае тем более тепло не может передаваться внутрь ядра кометы. Но лёд, в отличие от каменных или железных масс, прозрачен для излучения. Именно передача тепла излучением может за время движения ледяного ядра в атмосфере разогреть всё его тело до некоторой критической температуры, при которой лёд практически одномоментно закипит и испарится. Этот фазовый переход учёные назвали тепловым взрывом.

^{Район катастрофы, на заднем плане Сусловская воронка} 

Другой механизм взрыва в 1970-е г. разрабатывал первый директор Института космических исследований академик Георгий Иванович Петров. Учёный, видный специалист в области механики и газовой динамики, иначе описал характер происходивших процессов и явлений. Учёный исходил из предположения, что ядро кометы, вошедшее в атмосферу с космической скоростью, представляло собой очень рыхлую слабо связанную массу замёрзших газов и воды, напоминавшую огромный снежный ком. Эта масса, хоть и была «загрязнена» железистыми и силикатными частицами, имела аномально низкую плотность — меньше 0,01 г/см². Как показывали расчёты, только при этом допущении мог осуществиться «сценарий», предложенный академиком Петровым. Созданная быстро движущимся телом уплотнённая воздушная волна долгое время, как в мешке, удерживала «ком» от рассеивания. Так и продолжала эта масса свое движение, до высоты 5–10 км, где «снежный ком» резко затормозился и произошёл отрыв от него ударной волны. «Убежавшая» вперёд ударная волна ударила о земную поверхность. При этом она не только вызвала огромные разрушения, но распалась и сама, образно говоря, «выпустив джина из бутылки», перестала удерживать космическое тело. > Рыхлое ядро кометы, к тому времени уже разделённое сопротивлением воздуха на части, было настолько разогрето снаружи и изнутри силой трения, что за короткие мгновения испарилось, неимоверно увеличившись в объёме. Это и был тунгусский взрыв.

Всё расчёты были верны и с математической стороны, и со стороны механики. Только астрономическая сторона проблемы не была взята в расчёт. Космических объектов столь низкой плотности внутри орбиты Юпитера существовать не может в принципе. Плотность только что выпавшего снега и то в несколько раз выше — около 0,07 г/см³. Даже если тело с такой плотностью создать искусственным путём, то ещё в межпланетном пространстве под действием солнечного излучения, приливных сил Солнца и больших планет оно будет разрушено и прекратит свое существование. Тем более столь рыхлый космический объект, не выдержав сопротивления атмосферы, рассеется и испарится на высотах около 100 км, где «сгорают» метеоры.

Тем не менее концепция академика Петрова была поддержана некоторыми авторами за рубежом.

Решению загадки Тунгусского метеорита может помочь поиск и исследование его вещества. Этот поиск ведётся начиная с первых экспедиций Л.А. Кулика и до настоящего времени. Только теперь в основном ищут не фрагменты метеорита, а рассеянные продукты того страшного взрыва. Здесь применяют несколько различных методов.

^{Приток Подкаменной Тунгуски}

Участникам экспедиции КСЭ из Томского университета удалось обнаружить, так сказать, природное хранилище вещества 1908 г. Это были отложения верховых сфагновых болот. Оказалось, что ежегодно откладывается новый слой отмирающих жёлтых сфагновых мхов. Исследователи смогли определить глубину залегания мохового слоя 1908 г. С 1960-х гг. по этому методу были вырезаны и изучены многие сотни колонок торфа на площади свыше 10 тыс. км². Их послойное изучение дало ценнейшие результаты.

Изучение аэрозолей, осаждённых из воздуха в разные годы и в разных местах, показало, что именно в районе катастрофы в слое торфа 1908 г. на глубине 25–35 см число застывших капель силикатного и металлического расплава в сотни и тысячи раз больше, чем в слоях другого возраста. Размер частиц космического вещества от 7 до 100 мкм. Была определена общая масса вещества Тунгусского тела, рассеянного в виде таких сферул. Она составляет около 3,5 т. (Основная масса Тунгусского тела, превратившись в водяной пар и газы, растворилась в воздухе.)

Помимо торфяников было найдено другое природное хранилище внеземного вещества — смола деревьев, переживших тунгусскую катастрофу. Дело в том, что ежегодно нарастают новые смолистые слои, на которые из воздуха осаждаются различные включения. По годичным кольцам можно выделить слои смолы нужного возраста и исследовать их. Это позволило в слое 1908 г. найти аномально высокое число силикатных и магнетитовых шариков размером около 20 мкм.

Успешно ведут работы по извлечению из торфяников и анализу вещества Тунгусского космического тела под руководством профессора Е.М. Колесникова на Геологическом факультете МГУ. Исследование проходит в сотрудничестве с сибиряками и с немецкими учёными, которые используют современные методы и инструменты. Уже на первом этапе удалось обнаружить в «околокатастрофных» слоях повышенное содержание иридия, характерное, как мы помним, для внеземного вещества. Труднее было установить, что вещество, осевшее в слоях торфяника после взрыва 1908 г., принадлежало телу именно кометной природы. Напомним, что основная масса ядра кометы состоит из замёрзших летучих соединений водорода, углерода, азота и кислорода. Но именно эти же химические элементы широко распространены в земных почвах и растениях. Е.М. Колесников предложил выделять кометное вещество по присутствию соответствующих изотопов водорода и углерода. Этот метод оказался своего рода нитью Ариадны, который позволил найти осевшее кометное вещество в нескольких местах эпицентра взрыва в «околокатастрофных» слоях торфяных отложений. Достоверность метода подтверждает практически полное совпадение степени концентрации исследуемого изотопа углерода и космического иридия в зависимости от глубины залегания в колонке грунта из Северного торфяника. В «околокатастрофных» слоях учёные группы Е.М. Колесникова отметили резкое увеличение концентрации и некоторых других веществ. Например, содержание легколетучих щелочных металлов лития и натрия увеличено почти в 800 раз по сравнению со слоями, лежащими ниже и выше. Концентрация натрия достигает 11%, что хорошо согласуется с содержанием этого металла в найденных там же крупных силикатных шариках. Отметим, что натрий обнаружен в спектрах метеоров, которые в основном произошли при разрушении комет. В период действия многих метеорных потоков на высотах, где они тормозятся и сгорают, давно отмечено повышение содержания натрия. В то же время в предполагаемом кометном веществе снижено содержание железа и других элементов, характерное для метеоритов. Микроскопические шарики в газовой фазе, как считает Е.М. Колесников, больше всего похожи на образцы лунного грунта, взятые в области лунных кратеров Декарт и Шорти. Примечательно, что, по мнению астрономов-селенологов, оба кратера своим происхождением связаны с ударами комет. Всё это лишний раз свидетельствует в пользу кометной природы Тунгусского тела.

Подчеркнём, что ещё в 1969 г. известный исследователь проблемы И.Т. Зоткин обратил внимание, что координаты точки на небесной сфере, откуда появился Тунгусский метеорит, близки к координатам радианта метеорного потока Таурид, который своим происхождением связан с кометой Энке. В настоящее время именно Тауриды изучены наиболее подробно. Исследования этого комплекса показали, что наряду с метеорными частицами различной массы он включает в себя метеороиды массой 10⁵ г и астероиды (возможно, угасшие кометы) с массами от 10⁹ до 10¹⁷ г. Напомним, что масса Тунгусского тела оценивается в 10¹¹ г. Более того, по времени дата тунгусской катастрофы и день максимума активности этого метеорного потока отличаются друг от друга всего на сутки. Следовательно, можно было предположить, что Тунгусское тело — часть ядра кометы Энке. В дальнейшем чешский астроном Л. Кресак математически обосновал гипотезу о связи Тунгусского метеорита с кометой Энке. Вычисленная возможная в таком случае орбита Тунгусского метеорита показывает, что он, пройдя перигелий, стал догонять Землю со стороны Солнца. Поэтому в его лучах приближающуюся небольшую комету, даже если она имела хвост, нельзя было увидеть в течение полутора месяцев до встречи. В.А. Бронштэн, проанализировав все имеющиеся данные и полученные результаты, пришёл к выводу, что Тунгусское тело приближалось по орбите, характерной для короткопериодических комет, и имело в это время скорость около 30 км/с.

Известный сейсмолог профессор И.П. Пасечник повторно проанализировал записи барограмм и сейсмограмм, зарегистрировавших силу воздушной волны и землетрясения, порождённых тунгусским взрывом. Затем учёный сопоставил эти записи с последствиями известных ядерных взрывов. Это позволило уточнить энергию, выделившуюся во время катастрофы 1908 г. Она была близка к 40 мегатоннам, то есть более чем в 2 тысячи раз (!) превышала силу взрыва американской атомной бомбы, уничтожившей японский город Хиросиму в августе 1945 г. Аналогичные результаты по энергетике тунгусской катастрофы получены в Израиле сейсмологом А. Бен-Менахемом. Нетрудно установить: случись эта встреча Земли с небесным объектом в тот же день, но на 4 часа позднее, космическая катастрофа обрушилась бы на столичный Санкт-Петербург. Страшно подумать, к каким последствиям это могло привести.

Наряду с выявлением рассеянного космического вещества продолжается поиск тектитов. Тектиты («тектос» по-гречески — оплавленный) — оплавленные тёмно-серого и тёмно-зелёного цвета полупрозрачные стекловидные округлого вида «камешки». Их природа до сих пор остается загадкой. Тектиты находят в некоторых местах земного шара.

^{Игорь Тимофеевич Зоткин}

^{Молодые исследователи А. Решетников и Д. Чичмарь}

Возможно, они продукт переработки импактным взрывом вещества земных пород и космического «ударника». В нескольких местах Земли обнаружены эллипсы рассеяния «тектитных дождей», вероятно, выпавших из космоса. Не зря же их в народе называют лунными или солнечными шарами, слезинками неба и т.п.

До сих пор остаются необъяснёнными некоторые последствия тунгусской катастрофы, выявленные ещё первыми послевоенными экспедициями. Например, после взрыва отмечен ускоренный рост деревьев. Это хорошо заметно по толщине годовых колец на спилах деревьев, переживших бедствие.

Предполагали, что это связано с удобрением почвы продуктами гниения поваленных деревьев и золой от возникших тогда пожаров. Объясняли это явление и тем, что оставшиеся деревья теперь росли не в таежной тесноте, а свободно, вдали друг от друга. У них теперь не было необходимости тянуться к свету вверх, и они стали расти вширь. Но только этими причинами объяснить эффект ускоренного роста деревьев нельзя, так как он продолжается уже больше 60 лет, причём и за пределами сплошного вывала. Удалось выявить ускоренный рост и у потомства деревьев, переживших катастрофу. Он был установлен не только в районе эпицентра взрыва, но и потраектории пролёта Тунгусского болида. Сторонники идеи А. Казанцева о катастрофе космического корабля с ядерным двигателем ускоренный рост деревьев и некоторые мутационные изменения растений объясняли действием радиации. Исследователи КСЭ предположили, что причиной ускоренного роста является обогащение среды рассеянными продуктами взрыва Тунгусского тела. Для проверки этой гипотезы исследователи внесли на хлебные поля двух колхозов вытяжки почвы, включающие редкие элементы — лантан, иттрий и иттербий, обнаруженные в районе катастрофы. На полях, обогащенных «космическими удобрениями», урожай зерновых оказался заметно выше.

Мутационные изменения заключаются в том, что у сосны в зоне лучистого ожога вблизи эпицентра взрыва часто встречаются пучки не с обычными двумя, а с тремя хвоинками. Природа этих изменений не ясна. Установлено, правда, что они не связаны с уровнем радиации. В областях, где природный фон радиации повышен, этот эффект не замечен. Ещё оказалось, что есть определённые мутационные изменения у муравьев. Но природа их также остается невыясненной.

Учёные и любители науки из разных стран продолжают исследования в надежде узнать новое о природе тунгусской катастрофы. Ведутся теоретические исследования, ежегодно десятки энтузиастов устремляются к месту события в Сибирскую тайгу, написаны тысячи статей и сотни книг, проходят международные конференции, специально посвященные этой проблеме.

^{На спиле 180-летней лиственницы по толщине колец хорошо заметен ускоренный прирост древесины после катастрофы 1908 г.}