Главная Архивные документы
Исследования
КСЭ Лирика
Вернуться
Е.М. Колесников и др., ОБНАРУЖЕНИЕ ВЕРОЯТНЫХ СЛЕДОВ ТУНГУССКОЙ КОМЕТЫ: ...
И.К.Дорошин ВЕЩЕСТВО ТУНГУССКОГО МЕТЕОРИТА. МЕТОДИЧЕСКИЙ АСПЕКТ.
Д.В.Дёмин, О ВОЗМОЖНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ СТРУКТУРЫ ЭНЕРГОАКТИВНОЙ ЗОНЫ ТУНГУССКОГО ВЗРЫВА
Э.Н.Линд, НОВАЯ МЕТОДИКА ПОИСКА ПЕРЕМАГНИЧЕННЫХ ПОРОД В РАЙОНЕ ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ
Б.Ф.Бидюков, ПАРАДОКС РАДИОАКТИВНОСТИ: ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ МЕТОД
Г.А.Сальникова, О ПОИСКЕ УГЛИСТОГО МАТЕРИАЛА В РАЙОНЕ ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ
В.О.Красавчиков, В.К.Журавлев, ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТ ПО ПРОГРАММЕ «АНОМАЛИЯ» В РАЙОНЕ ТУНГУССКОГО ВЗРЫВА
Г.А.Иванов, КОМЕТНЫЙ ЛЕДОХОД НАД ЕВРАЗИЕЙ
Каталог
Г.А.Сальникова, О ПОИСКЕ УГЛИСТОГО МАТЕРИАЛА В РАЙОНЕ ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ
Карта сайта Версия для печати
Тунгусский феномен » Исследования » Конференции » 90 ЛЕТ ТУНГУССКОЙ ПРОБЛЕМЫ. 30 ИЮНЯ - 2 ИЮЛЯ 1998, Красноярск » МЕСТО СОБЫТИЯ » Г.А.Сальникова, О ПОИСКЕ УГЛИСТОГО МАТЕРИАЛА В РАЙОНЕ ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ

Галина Андреевна Сальникова
Москва

Вопрос о веществе Тунгусского метеорита имеет первостепенную важность в решении проблемы природы тела, так как любая модель Тунгусского взрыва определяется характером его материальных следов.

Характерной особенностью проявления эффектов Тунгусского взрыва (ожог ветвей, картина распространения пожара, плотность вывала и наличие деревьев, переживших катастрофу) является “мозаичность” их распределения на площади эпицентра взрыва.

Отсутствие сколько-нибудь значимого количества вещества Тунгусского метеорита, найденного за все годы исследований, вызвало появление еще одной методики поиска в почве частиц, прямо или косвенно связанных с Тунгусским падением.

Такие частицы с большой вероятностью могли сохраниться под стволами деревьев, упавших в 1908 году. Вывороченные с корнем деревья сначала опирались на сучья и крону, затем постепенно опустились и прикрыли стволом материал, выпавший на землю с взрывной волной, а также в виде аэрозоля спустя некоторое время после взрыва. Всего было отобрано более 100 почвенных проб.

Пробу отбирали, вырубая в середине ствола лежащего дерева, идентифицированного как вывал 1908 года, кусок древесины длиной до полуметра. Осторожно вынув вырубленный кусок, очищали площадку под ним от остатков коры, веток и крупных камешков. На участке размером 20х20 кв. см на глубине от 0 до 5 см отбиралась проба почвы и помещалась в полиэтиленовый мешок с маркировкой. Рядом с деревом для сравнения отбиралась контрольная проба на таком же участке.

Просушенную пробу рассеивали на ситах с отверстиями от 0,2 до 10 мм. Материал, попавший на отдельные сита, просматривали визуально или под лупой. Поиск вели, ориентируясь, во-первых, на обнаружение частиц необычного вида, и, во-вторых, “мертвого” углерода, который в случае взрыва небольшой кометы должен был в изобилии выпасть на землю.

Вторым объектом для поиска стали природные ловушки космогенного материала, в роли которых выступали так называемые “карманы” - расщелины в камнях на вершинах и склонах сопок, расположенных в эпицентральной зоне (Вюльфинг, Фаррингтон, Острая, Стойкович, скалы ручья Чургим и др. объекты). Установлено, что найденный в “карманах” материал практически идентичен материалу, собранному под вывалом 1908 года.

В качестве объектов для просмотра под бинокулярной лупой были отобраны следующие частицы:
1. Крупные пористые частицы размером от 0,5 до 2 см черного цвета со стеклянным блеском и острыми кромками слоистой структуры, одновременно похожие на спекшуюся золу и смолу органического происхождения; характерной особенностью этих частиц были твердость, хрупкость и отсутствие черного следа на бумаге; за высокую зольность (до 60%) они получили название “стекла”.
2. Частицы размером от 1 до 5 мм и более черного цвета неправильной формы, твердые и хрупкие, со стеклянным блеском и острыми режущими гранями, нередко оставляющими черную черту на бумаге; эти частицы получили условное название “коксы” и в ряде случаев позволяли обнаружить глазом переход структуры сначала в древесный уголь, а затем в древесину или кору.
3. Черные пористые частицы размером от 1 до 10 мм, имеющие слоистую структуру, рисующие на бумаге жирную черную черту; эти частицы представляли собой древесный уголь, образовавшийся при горении древесины или коры - “угольки”.
4. Мелкие частицы черного цвета округлой, зачастую причудливой, формы с матовой шероховатой поверхностью, получившие название “корольки”.
5. Темные шарики размером от 0,2 до 1,7 мм правильной круглой формы, иногда сросшиеся по двое и даже по трое, а также их осколки, очень пористые в изломе; основная масса шариков имела размеры от 0,4 до 0,7 мм; крупных шариков было намного меньше. На фотографиях, снятых при увеличении в 200 раз, хорошо видна ячеистая радиально-лучистая структура шариков; ячейки, сообщающиеся с поверхностью, открывались в виде пор, напоминая губку и обеспечивая высокую сорбционную способность. Растертый в порошок шарик пачкал бумагу, как сажа. Свойства шариков подробно описаны в работе[1].

Каждый из видов найденных частиц проходил предварительную “экспертизу” на отжиг в закрытом платиновом тигле в муфельной печи при температуре 700-850 С в течение 30 минут. Навеска взвешивалась на аналитических весах до и после отжига, затем определялась зольность образца для отнесения к одному из видов материала (табл. 1).

Таблица 1 Характеристика углеродсодержащих частиц


п/п
Наименование
материала
Зольность,
% мас.
Характеристика зольного остатка
1 Стекла 30-60 Окрашен в красно-коричневый или желтый цвет; тонкая однородная или полосчатая структура.
2 Коксы 8-10 Рыхлый комок спекшегося стекловидного вещества с тонкими рваными стенками зеленовато-желтого цвета.
3 Угольки до 3 Рыхлый комок зеленовато-серого стекловидного вещества.
4 Темные шарики 5-11 Цвет золы от серо-белого до рыжевато-золотистого; сохраняется круглая форма
5 Корольки до 97 Красновато-желтая поверхность песчанника.

Ясно, что ни один из материалов не является углеродом в чистом виде, а скорее продуктом (за исключением “корольков”) термического превращения углеродсодержащих растительных остатков. Высокая зольность “стекол”, представляющих собой пакеты очень тонких волокон красновато-бурого или желтого цвета, позволила подозревать их в “космическом” происхождении.

Анализ кусочка “стекла” размером 0,5х1,5 см, найденного под вывалом 1908 года на склоне г. Половинка, выполненный С.П.Голенецким, обнаружил большое сходство “стекла” и почвы в районе взрыва ТКТ (табл.2).

Таблица 2 Сравнительный состав Тунгусского “стекла” и почвы [2] в эпицентре взрыва(в % мас)

Химический
элемент

“Стекло” *
С1

Почва
С2

Отношение
С1/С2

Алюминий

4,41

нет данных

 

Кремний

13,70

нет данных

 

Калий

0,444

1,5

 

Кальций

2,620

 3,0

 

Железо

5,515

5,8

 

Титан

0,603

0,7

 

Марганец

3,68

0,18

20,44

Цинк

0,0815

0,02

4,08

Стронций

0,007

0,016

 

Фосфор

2,35

нет данных

 

Никель

0,0059

0,006

 

Кобальт

нет

0,003

 

Сера

0,046

нет данных

 

Хлор

нет

нет данных

 

Ванадий

нет

0,026

 

Бром

0,0018

нет данных

 

Свинец

0,0029

нет данных

 

Рубидий

0,0023

нет данных

 

Иттрий

0,006

нет данных

 

Цирконий

0,007

0,008

 

Ниобий

0,0007

нет данных

 

Хром

0,0108

0,008

 

*Зольность “стекла” около 60%.

Как видно из таблицы 2, Тунгусское “стекло” содержит повышенное количество железа, титана и марганца, что может быть связано с присутствием в почвах эпицентра магнетита, титаномагнетита и мартита[3]. Можно предположить, что Тунгусские “стекла” генетически связаны с минералами почвы и образовались при контакте вещества ТКТ с основными породами мишени при охлаждении смешанных ударных расплавов.

Характерной особенностью практически всего материала (включая мелкую гальку, крупные валуны, а также некоторые участки “камня Джона”) оказалось присутствие на его поверхности одинакового стекловидного налета желтого цвета микронной толщины. Исследование некоторых “коксов” под бинокулярной лупой позволило обнаружить вспененные капли темного стекла, впаянные в “кокс”, которые, вероятно, явились причиной коксования древесины. Так как пиролиз древесины и торфа протекает уже при 300-400 С и завершается коксованием при 500-800 С, наличие в некоторых образцах одновременно кокса, древесного угля и несгоревшей древесины говорит о том, что воздействие высокой температуры было слишком кратковременным, чтобы довести процесс коксообразования до конца.

Цынбал М.Н. и Шнитке В.Э. считают[4], что в момент основного взрыва вся масса кометного тела не успела испариться, и взрывная волна, дойдя до Земли, разбросала куски конденсированной части вещества, которое, догорая на Земле, привело к возникновению локальных очагов пожара. Можно предполагать, что образование стеклоподобной корочки на углистых частицах и каменистом материале, а также выпадение мелкодисперсного углерода, давшего изотопную аномалию, происходило в момент таких контактов кометного вещества с Землей. Эти же авторы рассчитали, что продукты взрыва парогазовой смеси при объемном взрыве кометного вещества, достигнув Земли, имеют температуру 900-1000 С, что обеспечивает доставку на Землю легкоплавких стекол в жидком виде. В 1988 году в воронке на Малом Северном острове Южного болота был найден березовый корень, спекшийся под действием молнии или другого остронаправленного теплового воздействия так, что внутри заключенного в кору корня образовалась целая россыпь “псевдотектитов” - черных стекол с характерным блеском и твердостью. Зольность “псевдотектитов” оказалась равной 10%, что выше, чем у древесного угля, и примерно соответствует зольности кокса. В 1996 году Ромейко В.А.[5] в лесу вблизи Южного болота обнаружил повреждения деревьев в виде следов поражения молнией. Деревья с такими повреждениями составляли от 15 до 60% всех деревьев.

Второй вид поражений представлял собой круглые и овальные обожженные каверны размером от 10 до 40 см в диаметре или серию поврежденных участков вдоль ствола. Если предположить, что эти повреждения вызваны контактом с расплавом минеральной составляющей кометного вещества, будущие находки Тунгусских “стекол”, возможно, будут сделаны под деревьями с лентовидным ожогом либо прямо на деревьях.

Исследование состава темных шариков, найденных в междуречье Хушмо-Кимчу повсеместно в слое почвы от 0 до 5 см, показало биофильный характер этих образований ( С 45,16%, Н 4,3%, N 1,3%, О 38,54% при зольности 10,7%). Анализ другого набора шариков дал более высокое содержание углерода (53%), что указывает на различную степень пиролиза материала.

Характерно, что все мелкие и средние шарики (0,4-0,7 мм) растворялись в азотной кислоте с выделением пузырьков газа и образованием бурого коллоидного раствора, возможно связанного с переходом соединений железа в растворимое состояние.

Большие шарики и их обломки в азотной кислоте не растворялись. Известно, что чистый углерод весьма стоек к действию щелочей, кислот и различных органических растворителей, обладает малой чувствительностью к действию света, кислорода воздуха, высоких и низких температур. Так же, как и “стекла”, зола шариков, исследованная методом атомно-абсорбционного анализа, обнаружила тенденцию к обогащению легкими и летучими химическими элементами ( Si 32,2%, Al 24,6%, Ca 36,5%, Fe 4,95%, Cu 1,7%).

Вероятно, пути образования крупных и мелких шариков различны. Часть шариков, не растворимых в азотной кислоте, могла образоваться при горении торфа и смолистых веществ, выделяющихся из древесины, при температурах 600-800С с образованием пористых продуктов с высоким содержанием углерода.

Другая часть шариков, подхваченная отраженной ударной волной, сконденсировала на своей поверхности расплавленный аэрозоль кометного вещества и покрылась желтой стеклоподобной коркой. В таблице 3 приведены сравнительные данные содержания микроэлементов, найденных в темных шариках [1], местной терригенной пыли, фоновом веществе торфа и, предположительно, в ТКТ [6]. Шарики, собранные в районе горы Острой, представлены материалом из “карманов” и почвы под горой; некоторое различие в содержании элементов в этих пробах может быть связано с более интенсивным протеканием в почве обменных процессов.

Таблица 3. Сравнительные данные содержания некоторых элементов в шариках разных проб, в местных материалах и ТКТ ( в % мас. х 10*-4)

Химический
элемент

Пожарные шарики [1]

Местный материал [6]

г Острая

Чековск.
гарь

Чургим.
торфян.

 Терриген.
пыль

Фоновый
сост. торфа

ТКТ

карман

почва

Скандий

3,1

9,2

3,8

0,03

41

7,2

5,6

Кобальт

37

18,7

41,5

0,33

46

23

74

Ртуть

0,7

2,2

1,3

1,6

0,03

0,28

16

Самарий

4,3

1,5

3,1

0,14

нет
данных

нет
данных

нет
данных

Бром

13,4

6,5

13,7

4,1

2

140

960

Натрий

-

3,25

-

2,11

160

44

190

Лантан

27,1

13,7

16,3

0,2

23

7,6

13

Торий

-

0,61

0.46

0,007

нет
данных

нет
данных

нет
данных

Цезий

0,87

2,7

1,5

0,008

1

11

14

Церий

42,2

24,4

56

-

18

17

17

Хром

-

53,5

 16

-

14

2,9

9,1

Барий

-

118

-

-

260

220

810

Европий

0,5

0,3

0,6

-

300

0,22

0,15

Гафний

-

2,24

0,32

-

нет
данных

нет
данных

нет
данных

Никель

-

-

86,6

-

40

3,2

25

Золото

0,004

-

-

-

0,0002

1,0

3,2

Рубидий

-

6,7

-

-

-

110

60

Селен

1,5

1,7

-

-

нет
данных

нет
данных

нет
данных

Шарики пожарного слоя Чургимского торфяника более бедны микроэлементами из-за вымывания последних в нижележащие слои торфа.

Шарики, собранные на свежей Чековской гари 1985 года, имели средний диаметр 0,6-0,8 мм и чистую черную блестящую поверхность. Анализ табличных данных позволяет заключить, что химический микроэлементный состав шариков в целом совпадает с аномалиями местной терригенной пыли, но дает заметные всплески по сдержанию Hg, Ni, Cr и некоторых редкоземельных элементов, присущих ТКТ. Возможно, последнее связано с высокой сорбционной способностью поверхности шариков, сумевших обменять растворимые в воде соли Na и K на другие элементы из почвы или захвативших вещество ТКТ в виде стекловидной корки.

Весь пожарный материал - древесный уголь, “коксы”, “корольки” и шарики - явился результатом кратковременного ( 2-10 с) наложения на лесную подстилку высоких (500-800С) температур, что привело к образованию скоксовавшегося углистого материала и выделению летучих смол и горючих газов. Последующая жизнь этого материала в виде шариков, “коксов”, угля и т.д. определялась внешней средой: влажностью, характером места выпадения, минеральной компонентой почвы, ее кислотностью и другими условиями.

Наличие инородных включений, обнаруженных при расплавлении золы шариков, магнитные свойства, проявляемые некоторыми из них, различный цвет стекла, образованного расплавом, разная способность к растворению в азотной кислоте - все это указывает на различные условия формирования шариков и на возможность весьма высокого подъема паров осмолившегося материала вслед за ударной волной.

При этом смолистые вещества могли захватывать как терригенную пыль, так и минеральную составляющую ТКТ. Хотя разделить эти эффекты достаточно сложно, найденный углеродсодержащий материал может служить равноправным объектом для изучения химических аномалий микроэлементов, связанных с Тунгусским падением.

Автор выражает благодарность за тесное сотрудничество своим коллегам Мульдиярову Е. Я. и Гришину Ю.А. , принимавшим участие в сборе и обработке проб.

Литература

1. Мульдияров Е.Я., Сальникова Г.А. О природе темных шариков из района Тунгусской катастрофы. Чтения памяти Ю.А.Львова. Томск, ТГУ, 1995, с.182.
2. Ковалевский А.Л., Резников И.В., Снопов Н.Г., Ошаров А.Б., Журавлев В.К. Некоторые данные о распределении химических элементов в почвах и растениях в районе падения Тунгусского метеорита. Проблема Тунгусского метеорита. Томск, ТГУ, 1967, вып.2, с.125.
3. Журавлев В.К., Демин Д.В. и др. Результаты шлихового опробования и спектрального анализа почв из района падения Тунгусского метеорита. Вопросы метеоритики. Томск, ТГУ, 1976, с.99.
4. Цынбал М.Н., Шнитке В.Э. Об ожоге и пожаре в районе падения Тунгусского метеорита. Актуальные вопросы метеоритики в Сибири. Новосибирск, Наука, 1988, с.41.
5. Ромейко В.А. Необычное открытие на месте Тунгусской катастрофы. Тунгусский вестник КСЭ. Москва, 1996, №3, с.16.
6. Голенецкий С.П., Степанок В.В., Колесников Е.М., Мурашов Д.А. К вопросу о химическом составе и природе Тунгусского космического тела. Астрономический вестник, Москва, 1977, т.Х1, №3 , с.126.

© 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