Главная Архивные документы
Исследования
КСЭ Лирика
Вернуться
К 90-летию Тунгусского феномена
Предисловие
Введение
Глава I. Первые сообщения о Тунгусском явлении
Глава II. В тайгу за метеоритом
Глава III. Объективные свидетельства катастрофы
Глава IV. Аномальное свечение неба
Глава V. Кометная гипотеза природы Тунгусского метеорита: первые шаги
Глава VI. Первые послевоенные исследования
Глава VII. Научные экспедиции 1958-1962 годов
ГЛАВА VIII. Возрождение кометной гипотезы
ГЛАВА IX. Вещество Тунгусского метеорита
ГЛАВА X. Дальнейшие экспедиционные исследования
ГЛАВА XI. Траектория и орбита Тунгусского метеорита
Глава XII. Ударные волны Тунгусского метеорита
ГЛАВА XIII. Теория прогрессивного дробления крупных тел
ГЛАВА XIV. Возрождение астероидальной гипотезы
Глава XV. Некоторые альтернативные гипотезы
Глава XVI. Бразильский двойник Тунгусского метеорита
Заключение
Список литературы
Метеоритологи
Указатель имен
Каталог
ГЛАВА X. Дальнейшие экспедиционные исследования
Карта сайта Версия для печати
Тунгусский феномен » Исследования » Монографии » Бронштэн В.А., Тунгусский метеорит » ГЛАВА X. Дальнейшие экспедиционные исследования

После 1963 г. все экспедиционные исследования в районе Тунгусской катастрофы возглавила Комиссия по метеоритам и космической пыли Сибирского отделения АН СССР (председатель Ю.А. Долгов, заместитель председателя Н.В. Васильев). Об их результатах частично говорилось выше. Все эти исследования отличались четким планированием и почти полным выполнением намеченного. Вслед за полевыми работами следовала камеральная обработка полученных материалов и публикация результатов.

В 1963 и 1967 гг. были опубликованы, благодаря поддержке Томского университета, два сборника статей под общим названием "Проблема Тунгусского метеорита" [305, 306]. Затем наступил восьмилетний период, когда выпустить новые сборники не удавалось. В 1976 г. Томский университет выпустил еще один сборник - "Вопросы метеоритики", а начиная с 1975 г. такие сборники стали выходить в Сибирском отделении издательства "Наука" (Новосибирск). Обязательным требованием издательства было чтобы каждый сборник имел другое название (нумеровать их не разрешалось). Составители сборников проявили немалую изобретательность в придумывании их названий. Всего за 15 лет (1975-1990 гг.) в "Науке" было выпущено 7 сборников.

Вообще всю деятельность КСЭ можно сравнить с многолетней работой крупного научного института с десятками сотрудников, но ... на общественных началах. Перейдем к изложению исследований по их тематике.

Вывал леса

Целью этих работ было, во-первых, определение формы и площади зоны сплошного вывала леса; во-вторых, замер направлений поваленных деревьев с целью изучения характера действия на них ударных волн (баллистической и взрывной), порожденных Тунгусским телом; в-третьих, определение координат эпицентра.

Большая часть этих задач была решена в ходе предшествующих исследований. Именно в 1963 г. В.Г. Фаст [352] опубликовал следующие координаты эпицентра: ( = 60°53,7', = 101°53,5').

В той же работе были опубликованы средние азимуты поваленных деревьев в 108 площадках (от 5 до 160 деревьев в каждой). В работе [353] на основе материалов экспедиций 1958—1965 гг. были представлены сведения уже по 869 площадкам, причем не только азимуты, но и количество поваленных деревьев разных диаметров, а также количество уцелевших деревьев, столбов и хлыстов (так были названы деревья с обломанными ветками, но устоявшим стволом). Статистический анализ этого богатейшего материала был выполнен в 1967 г. В.Г. Фастом [353]. В этой работе была окончательно вычислена площадь зоны сплошного вывала: 2150 ± 50 кв. км и уточнены координаты эпицентра: ( = 60°53'09", = 101°53'40" (эпицентр Фаста). Далее была оконтурена область вывала, получившая по своей форме название "бабочка". Ее ось симметрии была с полным основанием отождествлена с проекцией траектории Тунгусского тела, азимут был определен в 115° ± 2° (от севера к востоку).

Напомним, что впервые область вывала леса была детально изучена в работе [373] на основании работ экспедиции Академии наук 1961 г. Тогда же была получена "бабочка". Работа В.Г. Фаста подтвердила этот результат, но азимут оси симметрии был получен иной.

Работа [353] содержала и другие результаты статистической обработки поля вывала леса по экспедиционным измерениям.

Несмотря на всю тщательность выполнения работы [353], через 9 лет В.Г. Фаст, А.П. Баранник и С.А. Разин [356] провели новое исследование поля вывала, добавив данные еще по 170 точкам, полученные под руководством А.П. Бояркиной в экспедиции 1968 г. Была усовершенствована методика обработки материала. В результате азимут оси симметрии поля вывала был изменен на 99° (вместо 115°), были построены уточненные поля изоклин (линий равных азимутов деревьев) и изодинам (линий равного действия ударной волны). Было изучено также поле стандартных отклонений направлений повала деревьев от радиальных.

Трудно дать объяснение причин такого большого "поворота" проекции траектории Тунгусского тела (на 16°) по сравнению с работой [353]. Привлечение дополнительного материала и усовершенствование методики вряд ли могут объяснить этот результат, хотя формально дело заключается именно в этих двух факторах. Авторы [356] не анализируют этот вопрос. Зато в статье Н.В. Васильева, Д.В. Демина, В.Г. Фаста и др. [74] об этом говорится следующее:

Ось симметрии области вывала, построенная на основе исследования кривизны изолиний направлений повала (изоклин), имеет направление 295° (от истинного меридиана)1. Оно подтверждается и общей конфигурацией области вывала.

Внутренняя структура поля направлений повала обнаруживает наименьшую симметрию около оси с направлением 279°. Эта ось симметрии подтверждается конфигурацией изолиний таких полей, как поле стандартных отклонений направлений повала, поле плотности распределения старых живых деревьев и поле количества оставшихся на корню мертвых деревьев. Представляется, что направление 279° для оси симметрии вывала обосновано лучше, чем направление 295° и подтверждается рядом параметров вывала" [74].

Анализ этих и других определений азимутов проекции траектории Тунгусского тела будет дан в гл. XI.

Лучистый ожог

О том, что на деревьях в районе эпицентра взрыва имеются следы мгновенного ожога, было известно еще со времен экспедиций Л.А. Кулика [248, 251], однако должного изучения этого эффекта в те годы сделано не было. Поражения на живых деревьях постепенно зарастали и в конце концов были полностью скрыты свежими слоями древесины.

Экспедицией 1960 года (КСЭ-2) в районе эпицентра взрыва Тунгусского метеорита было обнаружено большое количество деревьев, переживших катастрофу [293]. Среди них преобладали лиственницы.

Летом 1961 г. на ветках лиственниц были найдены специфические поражения, являвшиеся следами первичного лучистого ожога от Тунгусского взрыва, и было начато их систематическое изучение [130, 133]. И.И. Журавлев [130] на основании фитопатологического анализа подтвердил, что найденные поражения действительно являются результатом теплового ожога. Г.М. Зенкин и А.Г. Ильин [133] определили по этим повреждениям координаты центра источника излучения:  = 60°52,8', = 101°55,3', h = 4800 м. (эпицентр Зенкина-Ильина).

Эта точка находится на расстоянии 1,5 км от эпицентра Фаста, координаты которого были приведены выше, к юго-востоку от него. Как отмечается в [133], линия, соединяющая оба эпицентра, идет вдоль оси симметрии с азимутом 115°. Их небольшое отличие друг от друга, помимо неизбежных погрешностей в ходе обработки исходных данных, может быть связано с различными направлениями воздействия потока излучения и ударной волны, повалившей деревья. Высота точки взрыва, по этим данным, составляла 4,8 км, в хорошем согласии с другими оценками.

Всего было исследовано 120 лиственниц с поражениями лучистым ожогом, и А.Г. Ильин составил их каталог2. Ю.А. Львов и Н.В. Васильев [263] составили карту области распространения лучистого ожога. Эта область имеет яйцевидную форму, причем большая ось ее совпадает с проекцией траектории. Длина этой области 18 км, ширина 12 км, тупой конец обращен на восток. Такая форма хорошо объясняется суммарным воздействием излучения взрывной волны и отсоединенной ударной волны, сопровождавшей Тунгусское тело. Интенсивность нарастала по мере его входа во все более плотные слои атмосферы, кроме того, она приближалась к земной поверхности. Поэтому область ожога с запада на восток расширялась постепенно. Область действия взрывной волны ограничена окружностью, восточный сектор которой и служит границей области ожога с востока. Азимут линии симметрии лучистого ожога по данным работы [263] равен 95°.

1 – ожог не обнаружен; 2 – максимальный диаметр обожженной ветки не превышает 5 мм; 3 - максимальный диаметр обожженной ветки лежит в интервале от 5 до 10 мм; 4 – обожжены ветки диаметром свыше 10 мм; 5 – границы области, в которой прослеживаются следы ожога; 6 - границы области, где имеются существенные следы ожога (обожжены ветки с максимальным диаметром не менее 5 мм); 7 – ось симметрии
Масштаб 1 : 200 000

Было предпринято несколько попыток оценить энергию источника лучистого ожога. В работе Г.М. Зенкина и А.Г. Ильина [133] был получен весьма широкий диапазон ее значений: от 1021 до 1023 эрг. В работе В.К. Журавлева [126], использовавшего данные о границах лучистого ожога, эта величина была оценена в 5,4х1021 - 2х1022 эрг. В.К. Журавлев, основываясь на показаниях очевидцев С.Б. Семенова и П.П. Косолапова из Ванавары, ощутивших мгновенный ожог без болезненных последствий, оценил импульс излучения в Ванаваре (65 км от места взрыва) от 0,4 до 12 Дж/см2 В 1988 г. М.Н. Цынбал и В.Э. Шнитке [386] пересмотрели оценки В.К. Журавлева в пользу нижнего предела (0,4 Дж/см2). Остановимся на этом значении. Полагая радиус огненного шара при взрыве равным 100 м и учтя поглощение излучения в атмосфере, уменьшающее поток излучения при весьма наклонном ходе луча в 10 раз, получим поток на границе шара 1,6х1013 эрг/см2 а умножив эту величину на поверхность сферы радиусом 100 м (1,25х109 см2), найдем общую энергию излучения равной 2х1022 эрг.

С другой стороны, в теоретическом исследовании В.П. Коробейникова, Б.В. Путятина, П.И. Чушкина и Л.В. Шуршалова [214] была получена оценка общей энергии взрыва 1023 эрг, из коих в излучение, по мнению этих авторов, должно перейти 20%, т. е. опять-таки 2х1022 эрг.

Конечно, существуют оценки общей энергии взрыва, превосходящие 1023 эрг (см. гл. XII). Но, с другой стороны, доля энергии взрыва, переходящая в излучение, по ряду оценок, меньше 20% и может составлять всего 1% [126, 214]. Таким образом, можно полагать, что часть энергии, перешедшей в излучение, имеет порядок 1022 эрг.

Рассчитаем теперь величину светового импульса, вызвавшего лучистое поражение деревьев. Расстояние от эпицентра до западной границы области ожога равно 8 км [126], а с учетом высоты взрыва (5 км) расстояние от точки взрыва до западной границы области ожога равно 9,5 км, т. е. в 6,8 раза меньше, чем расстояние от этой точки до Ванавары. Учтем также, что луч "точка взрыва - граница ожога" испытывает меньшее поглощение в атмосфере, чем луч "точка взрыва - Ванавара" (из-за более крутого падения). Тогда световой импульс на границе области ожога будет равен ~ 50 Дж/см2. Это более чем достаточно для поражения ветвей деревьев [126].

Аномальный прирост деревьев

Уже по данным экспедиции 1958 года был обнаружен эффект ускорения роста деревьев, переживших катастрофу [373]. В дальнейшем этот эффект подвергся пристальному исследованию. Экспедиция 1960 года поставила перед лесными отрядами задачи сбора специального материала для подтверждения и уточнения характера зафиксированных аномалий в росте деревьев. Результаты были опубликованы в нескольких работах [190, 274], Комплексная экспедиция 1961 года продолжила исследования на 43 пробных площадках по шестикилометровой сетке и по четырем направлениям. Скорость прироста деревьев по диаметру (или годовым кольцам) увеличилась после 1908 г. до 2,5-3 раз. Был отмечен и ускоренный прирост по высоте.

Сразу же возник вопрос о причинах этого явления. Были предложены два объяснения. Во-первых, значительное разреживание деревьев (после падения многих из них оставшиеся меньше угнетали друг друга, получая больше солнечных лучей).

Во-вторых, стимул к ускоренному росту могло дать внесение в почву золы от сгоревших деревьев и перегноя от упавших и разлагавшихся. Анализ этого вопроса в работе [77] показал, однако, что ни та, ни другая причина, ни обе вместе не могут объяснить всех особенностей ускорения роста деревьев. В качестве еще одной возможной причины В.И. Некрасов и Ю.М. Емельянов [274] указывают на омоложение крон деревьев после Тунгусского явления. Окончательного ответа на вопрос о причине аномального прироста деревьев пока нет. Действие излучения ударной волны не могло сказаться на росте в течение десятилетий: аномальный рост захватил не первые год-два после катастрофы, а именно десятилетия. Исследование этого вопроса в работах [28, 274-276] не привело к каким-либо окончательным выводам.

Летом 1966 г. сбор материала по приросту был продолжен. Было измерено 137 модельных деревьев с площади 500 км2. Вместе с ранее собранным материалом для обработки имелись данные по 221 модельному дереву. Математическая обработка этого материала была проведена Ю.М. Емельяновым с сотрудниками [121]. Были построены кривые равного прироста деревьев, которые имели форму эллипсов с общим центром и большой осью, имевшей азимут 96,4°. Однако центр системы изолиний по приросту лежит за пределами зоны вывала, в запад-северо-западном направлении, на расстоянии 20-25 км от эпицентра.

По материалам экспедиционных работ 1964-1965 гг. Н.В. Васильев и А.Г. Батищева [77] изучили как прирост, так и мутационные изменения пучков хвои сосны (см. ниже). Ускоренный прирост был зафиксирован не только у деревьев, начавших расти после катастрофы, но и у потомства. У наиболее молодых деревьев этот эффект отчетливее прослеживается вдоль проекции траектории. Факторы, вызвавшие ускоренный прирост (или хотя бы некоторые из них), продолжали действовать и в период полевых работ спустя почти 60 лет после Тунгусского явления. Это означало, что причины эффекта, названные выше (изменение радиационного режима и "послепожарная" стимуляция) не могут объяснить наблюдаемого прироста деревьев, тем более, что зона ускоренного роста не совпадает по конфигурации ни с зоной вывала, ни с зоной лучистого ожога или последовавшего за ним лесного пожара.

Весьма тщательное исследование динамики роста деревьев за 165 лет, правда, по четырем образцам, было выполнено В.Д. Несветайло [278]. Два дерева, находившихся в сомкнутых древостоях, показали сначала ослабление роста (1908-1912 гг.), а потом его резкий рост (до трех раз). Но после 1960 г. рост прекратился и сменился замедлением прироста. Два одиночно стоявших дерева ускорения роста не обнаружили.

В работе Н.В. Васильева, Л.К. Кухарской и др. [79] была сделана попытка объяснить ускоренный прирост деревьев привнесением в почву лантана, иттербия и иттрия, обнаруженных в почве химическим анализом. Вытяжка из этой почвы стимулировала рост пшеницы. Еще дальше в этом направлении пошли С.П. Голенецкий и В.В. Степанок [98], которые провели эксперименты на полях двух колхозов, удобряя их вытяжками, содержавшими редкие элементы, выявленные в почве в районе Тунгусской катастрофы. Урожайность пшеницы на этих полях была повышена по сравнению с контрольными площадками, куда вытяжки с редкими элементами не вносились [98].

В конце каждой из работ, посвященных эффекту аномального прироста деревьев в районе Тунгусской катастрофы, содержится пожелание дальнейших исследований этого эффекта. Таким же пожеланием завершим данный раздел и мы.

Мутационные изменения растительности

Первая попытка выявления нарушений естественного хода мутационного процесса в районе Тунгусской катастрофы была предпринята в 1963 г. Г.Ф. Плехановым [224, 294, 295]. В 1963-1969 гг. был получен надежный материал, послуживший фактической основой для расчетов с использованием математического аппарата популяционной генетики.

Как известно, деревья и кустарники, выращенные из семян подвергнутые действию ионизирующих излучений, имеют значительное количество соматических мутаций. Одним из характерных признаков соматической мутации у сосны является трех-хвойность ее пучка. По этому признаку и были сравнены деревья, произрастающие в районе Тунгусской катастрофы на разных расстояниях от эпицентра, а также в других районах Сибири.

Выяснилось, что частота встречаемости деревьев с повышенным количеством треххвойных пучков закономерно уменьшается с увеличением расстояния от эпицентра, достигая в 20 км от него фоновых значений. В местах старых гарей этот признак встречается чаще.

Влияние естественной радиоактивности горных пород обнаружило обратную зависимость: чем выше радиоактивность, тем меньшее количество деревьев имеет повышенное количество треххвойных пучков. Отсюда был сделан вывод, что увеличение треххвойности в районе Тунгусского взрыва 1908 года не может говорить о его ядерной природе.

По данным экспедиций 1963-1968 гг. была составлена карта распространения треххвойности у сосны. В основном зона высокой степени треххвойности совпала с зоной лучистого ожога [117], за исключением восточного участка, где зона треххвойности обрывается раньше, чем зона лучистого ожога, и хвоя там имеет двухлепестковую форму.

К середине 70-х годов выяснилось, однако, что треххвойность сосны далеко не всегда означает наличие мутаций, а порой связана с усиленным ростом деревьев. Поэтому методика работы была изменена.

В 1973-1981 гг. члены КСЭ совместно с сотрудниками Института цитологии и генетики СО АН СССР [117], применив к обработке материалов экспедиций математический аппарат популяционной генетики, показали, что, во-первых, мутационный фон вблизи эпицентра Тунгусского взрыва повышен и, во-вторых, максимум этого эффекта находится неподалеку от эпицентра.

Вопрос о причине эффекта оказался особенно трудным. Наиболее естественным представлялось объяснение этого эффекта действием канцерогенов - мутагенов, образующихся при сухой возгонке древесины во время лесного пожара. Поэтому, начиная с 1973 г., КСЭ совместно с Институтом леса и древесины СО АН CССР развернули работы по оконтуриванию зоны лесного пожара 1908 года [82]. Они представляли собой продолжение исследований, начатых в 1961 г. Н.П. Курбатским [252], который в составе экспедиции Комитета по метеоритам АН СССР на основе аэровизуальной съемки района и локальных наземных маршрутов ориентировочно оконтурил район лесного пожара 1908 года. В середине 70-х годов под руководством В.В. Фуряева [377] была проведена детальная наземная съемка. Ее итоги показали, что контуры области лесного пожара 1908 года и мутационных эффектов не совпадают. Первая более обширна, имеет двухлепестковую структуру и походит по форме на область вывала леса (хотя площадь последнего гораздо больше). Напротив, область распространения популяционно-генетических эффектов тяготеет к оси симметрии лесоповала, площадь ее гораздо меньше зоны пожара и она не имеет двухлепестковой структуры. Максимум эффекта наблюдается в районе горы Острой (Кларк) в месте пересечения траектории с земной поверхностью.

Были проведены исследования мутационных изменений у муравьев и таковые были найдены [78]. Но закономерности мутаций у муравьев неизвестны, поэтому какие-либо выводы из этого исследования делать преждевременно.

Как показал Т.Я. Гораздовский [101], быстрое разрушение кристаллической решетки ряда тел приводит к явлению, называемому реологическим взрывом, сопровождающемуся генерацией жесткого у-излучения. С другой стороны, М.И. Молоцкий 1272] показал, что при дроблении кристаллических тел образуются потоки электронов высоких энергий. Эти эффекты были зарегистрированы и в лабораторных условиях (1]. Есть косвенные признаки того, что механоэмиссия электронов происходит и при дроблении метеорных тел в атмосфере [49]. Могут ли эти эффекты быть ответственными за выявленные в Тунгусской тайге мутации, предстоит установить в ходе будущих исследований.


1 В этой работе азимуты отсчитываются от точки юга к западу. Значения 295° и 279° соответствуют азимутам 115° и 99° от точки севера.
2 Находится в архиве Томского отделения АГО (б. ВАГО).
© Томский научный центр СО РАН
Государственный архив Томской области
Институт систем информатики СО РАН
грант РГНФ №05-03-12324в
Главная | Архивные документы | Исследования | КСЭ | Лирика | Ссылки | Новости | Карта сайта | Паспорт