Текст книги "Тунгусский метеорит"

Дальнейшие исследования

Изучение проблемы ТМ, как считает Н.В.Васильев, академик АМН СССР, руководитель Комиссии по метеоритам Сибирского отделения АН СССР и комплексных самодеятельных экспедиций (КСЭ), можно разделить на несколько этапов.

Первый, начавшийся в 20-е годы, связан в основном с именем Л.А.Кулика и его ближайших помощников. Экспедиции Кулика на место падения ТМ – навсегда вошли в историю, как пример самоотверженности и подвижничества, как образец преданности ученого научной идее. К сожалению, фанатическая убежденность и одержимость первого руководителя тунгусских экспедиций, с невиданной настойчивостью искавшего остатки железного метеорита, не позволили ему уже на первых порах провести всесторонние исследования различных обстоятельств катастрофы.

Второй этап начался в 1958 г. Здесь прежде всего следует отметить К.П.Флоренского, ученика академика В.И.Вернадского. Именно под руководством Флоренского в 1958, 1961 и 1962 гг. были проведены экспедиции АН СССР в район падения ТМ.

Экспедиция 1958 г. обследовала обширный район лесовала и составила его карту. При этом ни в Южном болоте, ни в других местах не были обнаружены метеоритные кратеры. Окончательно была установлена термокарстовая природа воронок. Найденные в пробах почвы металлические вкрапления уже не приписывались метеориту: такие шарики были обнаружены и под Москвой, и под Ленинградом, и в Антарктиде, к даже на дне океана. Это, как выяснилось, была обычная космическая пыль или фрагменты земного происхождения.

Все данные экспедиции Флоренского свидетельствовали о том, что метеорит не достиг земной поверхности, а взорвался в воздухе. Не обнаружив в районе катастрофы метеоритного вещества, эта экспедиция установила совершенно новое явление – аномально быстрый прирост деревьев.

За дело взялись молодые ученые. Молодежь уже не могла удовлетворяться пассивными обсуждениями известных материалов и выдвижением умозрительных гипотез. Именно поэтому группа научных работников, аспирантов и студентов томских вузов решила предпринять экспедицию в районе тунгусской катастрофы. Руководителем этой группы был физик и врач Г.Плеханов.

После длительной подготовки 10 парней и 2 девушки 30 июня 1959 г. Впервые прибыли на место катастрофы. Этот день стал датой рождения КСЭ. Первая экспедиция КСЭ была и самой многоплановой: Шло изучение вывалов леса и района пожара, искали вещество, проводили магнито– и радиометрическую съемку. Последнюю особенно активно вела группа А.Золотова, геофизика из Башкирии. Скажем сразу, исследования не увенчались успехом, но этой экспедицией были заложены принципы работы, направления поисков, которые углубляются и развиваются до сегодняшнего дня. КСЭ объединяет и координирует сегодня усилия ясех, кто занимается в нащей стране ТМ. «Фактически это неформальное учреждение, которое выполняет крупную межведомственную программу по данной проблеме», – считает руководитель КСЭ Н.Васильев.

Успешно продолжила КСЭ свои работы ив 1960 г. Параллельно с ней работали Экспедиция молодых инженеров из КБ С.Королева, в состав которой входил будущий космонавт Г.Гречко, а также группа Золотова. Программу работ которой поддержали академики Л.Арцимович, М.Келдыш, Е.Федоров и др. С этого же года в проведении исследовательских работ КСЭ начале активно помогать Сибирское отделение АН СССР.

В 1961 и 1962 гг. на место падения ТКТ Академией наук были направлены новые экспедиции, руководителем которых был Флоренский. Участники КСЭ совместно работали с этими экспедициями по единой согласованной программе.

Основными результатами исследований этого периода (1958 – 1962 г. г.) являлись:

– определение площади сплошного вывала леса;

– составление карт района вывала леса) области лучистого ожоги зоны «телеграфного леса», границ лесного пожара;

– подтверждение ранее сделанных выводов об отсутствии в данном районе метеоритных кратеров и железных осколков метеорита;

– изучение мутации (изменения) растительности и ускоренный рост леса.

Второй этап исследований ТМ (1958 – 1962 гг.) позволил воссоздать физическую картину тунгусского взрыва, но две важнейшие проблемы – механизм разрушения и состав ТКТ – остались нерешенными.

Третий этап исследований длился с 1964 по,1969 г. За этот период были разработаны более оперативные и точные методы выделения космического вещества (метеорной пыли) из различных природных объектов, проведены серьезные теоретические исследования и модельные опыты.

В 1965 г. было высказано предположение, что вывал леса в районе падения метеорита обусловлен не только взрывной, но и баллистической волной. Это обстоятельство привело, в частности, к появлению разнообразных работ как поисковых в тунгусской тайге, так и экспериментально-теоретических в лабораторных условиях. Полевые исследования, не прекращавшиеся из года в год, расширили и уточнили, например, представления об энергии световой вспышки Тунгусского взрыва и его ударных воздействиях. Все это создало в итоге предпосылки для четвертого (с 1969 г.) этапа, когда на первый план выдвинулись поиски, сбор и анализ мелкораздробленного вещества метеорита, а также обобщение и синтез данных о физике тунгусского взрыва. Нужно сказать, что этот этап практически продолжается и по настоящее время.

Что сегодня известно?

В заключение этой части брошюры приведем достаточно краткую и, естественно, не полную характеристику тунгусской катастрофы.

Характер взрыва. Установлено, что в месте взрыва ТМ (в 70 км к северо-западу от фактории Ванавара) нет сколько-нибудь заметного кратера, который неизбежно появляется при ударе о поверхность планеты космического тела.

Это обстоятельство свидетельствует с том, что ТКТ не достигло земной поверхности, а разрушилось (взорвалось) на высоте, примерно, 5– 7 км. Взрыв не был мгновенным, TKТ двигались в атмосфере, интенсивно разрушаясь, на протяжении почти 18-км.

Необходимо также отметить, что ТМ «занесло» в необычный район – район интенсивного древнего вулканизма, и эпицентр взрыва почти идеально совпадает с центром кратера – жерла гигантского вулкана, функционировавшего в триасовом периоде.

Энергетика взрыва. Большинство исследователей катастрофы оценивают ее энергию в пределах 10^23 – 10^24 эрг. Она соответствует взрыву 500 – 2000 атомных бомб, сброшенных на Хиросиму, или взрыву 10 – 40 Мт тротила. Часть этой энергии превратилась в световую вспышку, а остальная породила барические и сейсмические явления.

Масса метеорита оценивается различными исследователями от 100 тыс. т до 1 млн. т. Последние подсчеты ближе к первой цифре.

Картина вывала леса. Ударная волна разрушила лесной массив на площади 2150 км. Эта область по форме напоминает «бабочку», распластанную на поверхности земли, с осью симметрии, ориентированной по направлениям на запад или юго-запад.

Специфична и структура повала леса. В целом он повален по радиусу от центра, но в этой картине центральной симметрии имеются асимметричные отклонения.

Энергия световой вспышки. Для понимания физики взрыва принципиальный характер имеет вопрос, какая часть его энергии приходится на световую вспышку? В качестве объекта исследований в данном случае выступали длинные заросшие лентовидные «засмолы» на лиственницах, которые отождествлялись со следами лучистого ожога. Область тайги, где прослеживаются эти «засмолы», занимает площадь около 250 км. Контуры ее напоминают эллипс, большая ocь которого примерно совпадает с проекцией траектории полета тела. Эллипсоидальная область ожога заставляет думать, что источник свечения имел форму капли, вытянутой вдоль траектории. Энергия световой вспышки, по оценкам, достигала 10^23 эрг, т. е. составляла до 10% энергии взрыва.

От мощной световой вспышки воспламенилась, лесная подстилка. Вспыхнул пожар, отличающийся от обычных лесных пожаров тем, что лес загорелся одновременно на большой площади. Но пламя тут же было сбито ударной волной. Затем вновь возникли очаги пожара, которые слились, при этом горел не стоячий лес, а лес поваленный. Причем горение происходило не сплошь, а отдельными очагами.

Биологические последствия взрыва. Они связаны с существенными изменениями наследственности растений (в частности, сосен) в этом районе. Там вырос лес, возобновилась флора и фауна. Однако лес в районе катастрофы растет необычно быстро, причем не только молодняк, но и 200 – 300-летние деревья, случайно уцелевшие после взрыва. Максимум таких изменений совпадает с проекцией траектории полета ТКТ. Кажется, причина ускоренного прироста действует и в настоящее время.

Чем это вызвано? Пожарами, которые расчистили местность и добавили минеральные удобрения в почву? Какими-то физиологическими или генетическими стимуляционными эффектами? На эти вопросы ответов пока нет.

Параметры траектории полета. Для уяснения физических процессов, вызвавших взрыв ТКТ, очень важно знать направление его полета, а также угол наклона траектории к плоскости горизонта и, конечно, скорость. По всем известным до 1964 г. материалам ТКТ двигалось по наклонной траектории почти точно с юга на север (южный вариант). Но после тщательного изучении вывала леса был сделан другой вывод: проекция траектории полета направлена с востока-юго-востока на запад-северо-запад (восточный вариант). При этом непосредственно перед взрывом ТКТ двигалось почти строго с востока на запад (азимут траектории 90—95°).

В связи с тем что расхождение направлений двух вариантов траекторий достигает 35°, то можно предположить: направление движения ТМ в ходе его полета изменялось.

Большинство специалистов склоняются к мысли, что угол наклона восточной траектории к горизонту, как и южной, был относительно пологим и не превышал величины 10—20°. Называются также значения 30 – 35° и 40 – 45°. Вполне возможно, что наклон траектории также менялся в процессе движения ТКТ.

Различны и высказывания о скорости полета ТМ. Здесь тоже две различные точки зрения: единицы и десятки километров в секунду.

Вещество ТМ. После установления факта взрыва над землей утратил свою остроту поиск крупных осколков метеорита. Поиски же «мелкораздробленного вещества» ТМ начались с 1958 г., но упорные попытки обнаружить в районе катастрофы какое-либо рассеяное вещество ТКТ не увенчались успехом и до настоящего времени.

Дело в том, что в почвах и торфах: района катастрофы удалось выявить до пяти видов мелких частиц космического происхождения (в том числе силикатные и железоникелевые), однако отнести их к ТМ не представляется пока возможным. Они скорее всего представляют собой следы фоновых выпадений космической пыли, которые происходят повсеместно и постоянно.

Здесь нужно учитывать и то, что наличие в районе катастрофы большого количества древних лавовых потоков, скоплений вулканического пепла и т. д. создает чрезвычайно неоднородный геохимический фон, что, естественно, значительно осложняет поиски вещества ТМ.

Геомагнитный эффект. Спустя несколько минут после взрыва началась магнитная буря, которая продолжалась более 4 часов. Это похоже на геомагнитные возмущения, наблюдавшиеся после высотных взрывов ядерных устройств.

Тунгусский взрыв вызвал и ярко выраженное перемагничивание почв в радиусе примерно 30 км вокруг центра взрыва. Так, например, если за пределами района взрыва вектор намагниченности закономерно ориентирован с юга на север, то около эпицентра направленность его практически теряется. Достоверного объяснения такой «магнитной аномалии» сегодня не имеется…

Помимо вышеперечисленных, зафиксированы и некоторые другие аномалии и обстоятельства, которые или являются следствием взрыва ТМ, или результатом вполне возможных случайных совпадений.

В проблеме ТМ обычно выделяют два наиболее главных вопроса: как это было и что это было? На первый из них можно получить определенное представление из вышеприведенных материалов, а вот ответить на второй не так-то просто. Для получения соответствующего ответа необходимо, хотя бы кратко, ознакомиться с многочисленными гипотезами, версиями и предположениями.

Гипотезы, версии, предположения.

После полувекового юбилея

Нередко говорят, что о природе ТМ высказано более сотни гипотез. В действительности никаких ста гипотез не существует и не существовало, поскольку нельзя возводить в ранг гипотез цепочку самых фантастические предположений, связанных с ТКТ, которые, завораживая умы непосвященных, оттесняли в сторону попытки ученых дать научное объяснение тунгусской катастрофы.

В данном случае можно вести разговор лишь о нескольких (не более трех) гипотезах происхождения ТМ, каждая из которых разрабатывалась или разрабатывается в нескольких вариантах. А все остальное – это версии, предположения, идеи. Дело в том, что научная гипотеза, как считают ученые, должна отвечать двум по крайней мере требованиям: во-первых, не противоречить фактам и законам естествознания, во-вторых, предполагать (или допускать) возможность проверки. Из всех ныне существующих гипотез, многие из которых мы подробно будем рассматривать в дальнейшем, только некоторые удовлетворяют вышеуказанный требованиям. Остальные, к сожалению, нет. И тем не менее в процессе дальнейшего изложения текста мы будем пользоваться достаточно свободно словами «гипотеза», «версия», «предположение», считая их взаимозаменяемыми и равнозначными по смыслу. Рассматривать же историю изучения ТМ мы будем, следуя повременным вехам. Начнем с 50-летия тунгусской катастрофы.

Желая заинтриговать читателя, популяризацией Тунгусской проблемы делали акцент на имеющихся в ней неясностях. У читателя могло создаться впечатление, что, несмотря на 50 лет исследовательских работ ничего толком еще не установлено. На самом же деле к настоящему времени можно достаточно точно нарисовать физическую картину Тунгусского взрыва и высказать предположение, например, о его метеоритной природе. Следует констатировать, что в довоенные и послевоенные годы это событие интерпретировалось исключительно с позиций господствовавших тогда в метеоритике этого представления.

Считалось, в частности, что ТКТ было очень крупным железным или каменным метеоритом, который упал на поверхность Земли в виде одной или нескольких глыб. Такого мнения пpидepживались вплоть до 1958 г., хотя уже экспедиции Кулика показали уязвимость подобной точки зрения. Ведь согласно этой гипотезе, в эпицентре катастрофы должен был образоваться крупный метеоритный кратер, который, как известно, обнаружить не удалось.

Исследования 1958 – 1959 гг. позволили сделать вывод: взрыв произошел не на земле, а в воздухе. В 1962 г. после работ экспедиций Флоренского (АН СССР) и Плеханова (КСЭ) стало совершенно очевидным, что кратера в районе катастрофы нет. Тогда же было доказано, что взрыв произошел на высоте 5 – 7 км. Это никак не вязалось с его метеоритным происхождением. Казалось бы, метеоритная гипотеза потерпела полное фиаско, но не будем спешить… Мы вернемся в дальнейшем к ней еще раз.

Среди различных гипотез о природе ТМ наиболее достоверна кометная гипотеза, которая, как принято считать, была впервые высказана в 1934 г. английским метеорологом Ф. Уипплом, а затем И. Астаповичем в Советском Союзе. Однако, если ознакомиться с книгой американского астронома Х.Шепли «От атома до млечных путей», вышедшей в 1930 г. и переведенной на русский язык в 1934 г., то в ней можно найти утверждение, что в 1908 г. Земля столкнулась с кометой Понса-Виннеке. Кстати, гипотезу о связи ТМ с кометой Понса-Виннеке высказал еще Кулик в 1926 г., но в дальнейшем эта гипотеза не подтвердилась, и первоисследователь тунгусского явления от нее отказался.

В 1961 – 1964 гг. кометную гипотезу обновил и детализировал академик В. Фесенков, предположивший, что в тунгусской тайге взорвалась небольшая комета, которая с огромной скоростью вошла в плотные слои земной атмосферы. Исходя из предпосылок Фесенкова, известный газодинамик К.Станюкович и аспирант В.Шалимов разработали схему теплового взрыва ледяного ядра. Они интерпретировали взрыв как результат дробления и испарения кометкого льда, что объясняло отсутствие кратера и крупных осколков.

С позиций кометной гипотезы Фесенков объяснил и свечение неба в июле 1908 г. Оно могло быть вызвано распылением хвоста кометы, частицы которого отклонились к западу под давлением солнечных лучей. Правда, и в данном случае объяснить некоторые геофизические явления было сложно. Так, например, физический механизм взрыва не был выяснен до конца.

Именно поэтому были сделаны попытки объяснить природу ТМ с нетрадиционных позиций первоначально в популярной, а затем и в научной литературе. Например, геофизик А.Золотой, несколько раз посетивший место падения ТМ, разработал гипотезу о ядерной природе тунгусского взрыва, которая достаточно полно была им изложена в «Докладах АН СССР» (1961. – Т. 136. – №1), а также в монографии «Проблема Тунгусской катастрофы», изданной в 1970 г.

Начиная с 60-х годов Золотов проводил исследования ТМ по программе, одобренной рядом известных академиков. Им было проведено послойное исследование срезов стволов тунгусских деревьев. Результаты этих работ, как утверждал Золотов, показывали, что большинство деревьев, переживших катастрофу, имеет повышенное значение радиоактивносги в слоях древесины, появившихся после 1908 г. Однако, несмотря на то что по выделенной энергии Тунгусский взрыв действительно может быть сравним с ядерным, следов остаточной радиоактивности 1908 г. найдено не было. Несколько групп ученых провели соответствующие измерения с более точными приборами, чем были у Золотова, и не подтвердили его результатов. Гипотеза «ядерного взрыва» совершенно не объясняет «светлых ночей» лета 1908 г. и трудно совместима с представлением о протяженном характере тунгусского взрыва, если, конечно, искать аналогии с теми ядерными взрывами, какие науке известны.

Кроме того, группа томских физиков и врачей просмотрела архивы местных медучреждений, опросила свидетелей взрыва, старейших жителей и врачей, а также произвела эксгумации трупов эвенков, умерших вскоре после июня 1908 г. Никаких признаков неизвестных (лучевых) заболеваний, никаких продуктов радиораспада в скелетах эвенков найдено не было. Все эти факты опять же опровергают гипотезу «ядерного взрыва».

Кроме этих основных, наиболее ярких гипотез, в 60-е годы существовало еще огромное количество фантастических идей и предположений. Их было так много, что даже кратко рассказать о всех невозможно. Поэтому перейдем к следующей вехе – отметим 60-летие ТМ.

Был ли маневр над Тунгуской?

В июльском номере журнала «Техника – молодежи» за 1969 г. Появилась статья доцента Ф. Зигеля, поднимавшая вопросе двух траекториях полета ТМ. В ней говорилось следующее.

Опираясь на свидетельства очевидцев и данные о гиперсейсмах (сотрясениях почвы), самые убедительные обоснования южного варианта привел профессор И. Астапович. По совокупности сведений выходило, что азимут этого варианта траектории вряд ли превышал 10° к западу от меридиана. Этот результат хорошо согласовывался с ранними заключениями А.Вознесенского и Л. Кулика, полученными по «свежим следам» катастрофы.

Вначале южную траекторию считали наиболее вероятной, но когда тщательно изучили и описали каждый гектар местности, где произошла катастрофа, неожиданно выяснилось, что азимут траектории полета не 10° к западу от меридиана, а 115° к востоку от него. Это обстоятельство обнаружилось при изучении расположения стволов на земле, что, как известно, определяется действием взрывной и баллистической волн.

Для уяснения физических процессов, вызвавших взрыв ТКТ, очень важно знать угол наклона траектории к плоскости горизонта. Скажем сразу: по самым разным выводам угол наклона как южной, так и восточной траектории к горизонту невелик и вряд ли превышал 10°.

В свое время И.Зоткин и М.Цикулин провели серию опытов и получили сходство в контурах поврежденной лесной зоны при угле наклона, близком к 30°. Однако их моделирование полета и взрыва Тунгусского тела вряд ли доказательно. Эти и другие факты наводят на мысль, что ТКТ маневрировало при полете как по азимуту, так и по высоте, двигаясь не с монотонно убывающей, а со сложно меняющейся скоростью, Следовательно, обе траектории, южная и восточная, не исключают одна другую. По-видимому, считает Зигель, ТМ двигался по обеим траекториям и где-то сманеврировал.

А такой маневр естественный объект проделать не может. Поэтому, если гипотеза о переходе ТКТ с одной траектории на другую верна, она является решающим аргументом в пользу его искусственной природы.