Звуковые и сейсмические явления До сих пор предпринимаются попытки использовать аудиопоказания очевидцев для уточнения направления на ТФ, уточнения геометрических и энергетических характеристик явления на разных стадиях его развития от стадии «полета» до стадии «взрыва» и прохождения порожденных взрывом воздушных и сейсмических волн.
Продолжаются разговоры, как и в случае с визуальными наблюдениями, о парадоксах очевидцев, и в этом случае имеет место явное смешение информации от ГТБ с информацией о других болидах и других природных явлениях.
В определенном смысле и в совокупности, звуковые данные являются более разнообразными, чем световые. К тому же наблюдателей, слышавших звуки, по каталогу Вознесенского 1908 года, в семь раз больше слышавших и видевших что-то… при этом последние не все видели, как говорится, с начала.
В силу этого, возможностей для невольно-произвольного комбинирования данных имеется существенно больше, чем по очевидцам световых явлений.
С позиции современных знаний о явлениях такого класса и такой энергетики можно и нужно упорядочить сам подход к анализу и использованию данных о звуковых и сейсмических наблюдениях ТФ.
Уже из одного сходства ответов наблюдателей, расположенных на протяжении нескольких сотен километров вдоль по Ангаре, отметивших сильнейшие звуковые удары вскорости и даже сразу же, как исчезло свечение в месте «захождения» ГТБ за горизонт, можно сделать вывод о том, что имело место ударно-взрывное воздействие на поверхность Земли, породившее сейсмические волны.
Из физики и из практики наблюдений сейсмических колебаний известно, что в таком случае неизбежно образуются минимум четыре фронта сейсмических волн, распространяющихся от источника возмущения с разными скоростями.
Объемные:
продольные — 5—7 км/с;
поперечные — от 3,6 км/с и выше.
Поверхностные:
волны Лява — более 3,6 км/с ;
волны Рэлея — около 3,2 км/с.
Нижние пределы характерны для платформенных чехлов.
Мы считаем, что утверждение Пасечника [Пасеч-ник И. П., 1971] об «упрощенном пакете сейсмических волн при воздушных взрывах», справедливо только для центральных сферических взрывов. В случае ГТБ (это следует как из показаний очевидцев, так и из резко асимметричной картины сплошного вывала леса) ударная волна ГТБ воздействовала боковыми ударами — односторонними сдвигами, что порождает полную гамму сейсмических волн.
Колебания значений скоростей и затухание волн зависит от строения и состава приповерхностных и поверхностных слоев земли по ходу их движения.
При этом поверхность Земли испытывает разнонаправленные колебания:
— продольные — перпендикулярно фронту движения волны;
— поперечные — перпендикулярно направлению движения фронта;
— поверхностные — сложные движения в горизонтальной плоскости (Лява) и в вертикальной плоскости, перпендикулярной фронту (Рэлея).
Продольные и поперечные затухают намного быстрее поверхностных сейсмических волн.
Вдоль тектонических разломов сейсмические волны движутся как по волноводам с меньшим затуханием.
Каждому типу волн соответствуют свой тип звуков с соответствующей направленностью, частотными характеристиками, свой тип толчков по поверхностным объектам. В книге Дж. Эйби «Землетрясения» [Эйби Дж., 1982] приводится как образцовое для наблюдателя-очевидца описание землетрясения в Новой Зеландии в 1855 году:
«Дом… испытал весьма неожиданное сотрясение, которое явно не прекращалось и сопровождалось ужасным шумом. Я моментально вскочил и бросился бежать в сад так быстро, как это позволили сильные колебания, при этом сила колебаний возрастала, они сопровождались грохотом, похожим на близкую стрельбу большого числа пушек одновременно… Вначале, пока я бежал в сад, примерно в течение 25 секунд — колебания носили характер резких рывков взад-вперед в северо-восточном и юго-западном направлениях; затем последовали более короткие и быстрые нарастающие колебания в перпендикулярном направлении, длившиеся примерно такое же время и остававшиеся строго в горизонтальной плоскости. Затем оба вида колебаний продолжались в виде вихревого движения, очень похожего на то, которое ощущается в тряском вагоне на плохо уложенном железнодорожном полотне при очень большой скорости, когда человека кидает из стороны в сторону. Все это сопровождалось ощутимыми толчками вверх…»
В этой же главе автор примечает:
«…лишь немногие люди имеют точное ощущение длительности секунды, поэтому для толчка, длившегося менее 1 минуты иногда может быть указана длительность в 10 минут и более. Миссионер-иезуит, сообщивший, что толчок длился "столько же, сколько занимает чтение "Отче наш" или чуть больше (~ 25 сек)", должен считаться исключительно надежным наблюдателем.»
Следует отметить, что наблюдатель-профессионал в приведенном выше описании, отмечая «ужасный шум» и «грохот, похожий на близкую стрельбу большого числа пушек одновременно», все же меньше уделяет внимания описанию звуковых явлений, чем особенностям сейсмических колебаний…
Практика показывает, что разброс оценок в такого рода наблюдениях весьма велик. Информация к сведению — для сравнения: в том же 1908 году — вне всякой связи с Тунгусской катастрофой — в Крыму вблизи г. Ялта произошло землетрясение [Бюллетень ПЦСК, 1908].
Вот как описывает это землетрясение наблюдатель метеостанции Анна Прокайтис.
«Ялта, Таврической губернии. В ночь с субботы на воскресенье произошло землетрясение, состоявшее из четырех толчков. Первый, самый сильный, был в 23 ч 5 мин, второй менее сильный в 23 ч 13 мин, третий и четвертый, совсем слабые, около 1 и 2 ч (31 мая). Первый толчок носил характер правильного, постепенно нарастающего колебания почвы, продолжавшегося несколько секунд и постепенно сошедшего на нет. Сотрясение почвы было замечено как по ощущению, так и по перемещению мелких предметов на столах и полу. Волна землетрясения шла с С на Ю. Подземного гула, равно как и разрушений зданий или почвы не было. Сила V [баллов].»
А вот как описывается это землетрясение в газетной заметке.
«Ялта. Ночью здесь ощущалось четыре подземных удара. Первый, самый сильный в 23 ч 5 мин, сопровождался страшным гулом наподобие пушечного выстрела; последний удар, слабейший, был в 2 ч 8 мин (31 мая). Обыватели в страхе бежали из квартир и провели ночь на улицах, на набережных. Землетрясение ощущалось сильнее в юго-западной части города. Во многих домах обрушилась штукатурка, сорвались лампы. Телефонное сообщение в окрестностях не действовало.»
Как говорится, без комментариев. Видимо, здесь есть и индивидуальные особенности в ощущении происходящего, и локальные особенности строения поверхностных и подповерхностных слоев земли в разных районах Ялты и предместий, и разная осведомленность, и разное восприятие информации о необычном явлении.
Очевидно одно: подход к анализу описаний звуковых явлений очевидцами, интерпретаторами и редакторами этих описаний должен быть во всеоружии знаний…
Сами описания звуковых явлений на Тунгуске, в каждом отдельном случае, оказались беднее действительности, хотя в совокупности описаний стартовая информация имеется. Только она не может быть взята методом, так сказать, «дурной статистики». В этом случае следует, на наш взгляд, применять методы, наподобие метода «фоторобота» в криминалистике.
Мы коснулись только подхода к той части описания звуковых явлений при ТФ, которые сопровождали фронты разнородных сейсмических волн; а ведь в показаниях имеются явные указания на звуки во время «полета», то есть электрофонные звуки, соответствующие энергетике и электромагнитной динамике взаимодействия ТКТ с атмосферой, которые, в принципе, отмечаются и воспринимаются не всеми наблюдателями, что установлено при опросах очевидцев других, более поздних, хотя и менее мощных болидов Сибири, особенно убедительно — на примере яркого Чулымского болида 26 февраля 1984 года…
А еще — звуки, сопровождающие прохождение воздушных волн, вначале инфразвуковых, затем и звуковых, при движении которых имеет место рефракция звуков, появляются и исчезают так называемые зоны молчания и зоны аномального течения звуковых процессов. А если к этому добавить еще и отраженные волны и звуки всех видов, то картина станет труднорасшифровываемой, даже если бы она была записана приборами артиллерийской звуковой разведки, которых в то время не было и в помине.
Тем не менее, «главный мотив» звукового сопровождения ТФ 1908 года по совокупности ранних показаний очевидцев можно составить методом «фоноробота» (наш термин) и конкретизировать его применительно, например, к Кежме, приняв место «кончины» ТКТ над так называемым районом падения Тунгусского метеорита и приписав его очевидцу-неочевидцу, который «слышал все» с самого начала, но не видел самого болида.
Итак: Кежма, ясный тихий безветренный день — утро, но Солнце — высоко над горизонтом… Со стороны Солнца слышится как бы отдаленный гром (прошло «зажигание» болида, электромагнитный импульс воспринят наблюдателем и преобразован в электрофонный импульс). Человек слышит нарастающее рокотание грома, более ритмичное, чем неупорядоченное; слышится отчетливый громовый удар (включился режим распада ТКТ на крупные фрагменты, то есть прошло «зажигание» компактного роя болидов; электро-магнитный импульс (ЭМИ) раскола воспринят как электрофонный удар грома, как обвал камней с неба). Громыхающие электрофонные звуки нарастают (нарастает мощность электромагнитных импульсов болида). Слышится мощный удар грома (заработал ЭМИ зоны масс-энергетической разрядки ТКТ и ГТБ — зоны так называемого «взрыва»).
В то время как наблюдатель-«фоноробот» все это слышал, в Кежме были наблюдатели, которые видели все в свете и цвете, но не слышали никаких звуков электрофонного свойства, что в природе вещей — не всем дано…
Примерно через 50 секунд наблюдатель-фоноробот чувствует легкий толчок почвы и слышит звуковой удар (прошел фронт продольной сейсмической волны) и усиливающийся подземный рокот в направлении с север-северо-востока на юг-юго-запад (примерно), перерастающий через 20 секунд в сильнейший толчок в направлении, перпендикулярном первому, и взрывной грохот как из большого числа орудий рядом (прошел фронт поперечной сейсмической волны), сливающийся через 8 секунд с подобным же ударом (пришел фронт поверхностной волны Лява). Звуки слышатся с трех сторон — с направления движения фронтов и с направлений, перпендикулярных этому; через 6 секунд слышится очередной звуковой подземный взрыв, почва крутится под ногами с вывертом. Звуки такие, словно под землей перекатываются каменные реки, словно гигантская телега едет по бревенчатому мосту…
Звуки начинают утихать, чтобы через несколько минут возобновиться отчетливым, но заметно более слабым громыханием (реакция приповерхностных слоев земли на приход инфразвуковых воздушных волн). Наблюдатель-«фоноробот» ощущает медленное (волна в 2—3 минуты) покачивание почвы под ногами, затем слышится сильный раскат грома с неба, звук приходит с разных направлений с северной стороны. (Пришла собственно звуковая воздушная волна, сложной поверхностной формы, причудливо отразившаяся от стратопаузы в атмосфере и «рухнувшая» через зону молчания, точнее, ослабления, в междуречье Подкаменной Тунгуски — Ангары веером на наблюдателя-«фоноробота»).
Гром с неба длился около 3 минут несколькими раскатами с разных направлений в секторе северо-восток — север. Затем звуки начинают стихать, удаляясь на юг-юго-запад —юго-запад. Вся эта фантастическая «симфония» длится в Кежме около 15 минут.
В Киренске «исполнение симфонии» из-за разности в скоростях движения и скоростях затухания различных волн, несколько иного положения относительно источника и, главное, на большем расстоянии (500 км) будет растянуто до 36 минут. Детали будут звучать несколько по-иному, но с сохранением главного «мотива» в принципе.
В Канске для наблюдателя-«фоноробота» звуковые явления с интервалами прозвучат в течение 46 минут.
Главный мотив (спектр) и характерные времена его звучания для населенных пунктов, находящихся на различных расстояниях от района падения ТКТ, должны быть базовыми для распознавания наблюдений, относящихся к ТФ, в «шуме» показаний очевидцев других болидов и других природных явлений, даже таких, как огневые столбы конвекционных колонок верховых пожаров печально известного по гигантским пожарам в междуречье Подкаменной Тунгуски и Ангары лета 1915 года [Лесные пожары, 1932] и сопровождающие эти огневые явления инфразвуковые и звуковые волны, «громыхания, рычания». Признаки такого явления проявляются в нескольких показаниях с Ангары.
Возникает и остается открытым вопрос о реакции барографов сибирских метеостанций на все эти сейсмические и воздушные фронты, толчки, перепады атмосферного давления. Сводная микробарографическая запись для английских станций зафиксировала сложную структуру воздушных волн [Whipple] с протяженностью записи около 45 минут. На сейсмограмме Иркутской обсерватории также «запечатлена» трехволновая воздушная инфразвуковая волна. Из работ И. С. Астаповича следует, что на барограммах сибирских метеостанций зафиксирована одна волна. Следует отметить, что записывающие устройства барографов, да и сама их основа были плохо приспособлены для регистрации сравнительно быстрых атмосферных процессов, что отмечал и И. С. Астапович, хотя структуру одной волны как-то же удалось рассмотреть.
На наш взгляд, целесообразно провести тщательные архивные поиски исходных материалов и провести повторную экспертизу барографических записей. Возможно, эти записи при современном уровне знаний окажутся более информативными, чем раньше.
Хотя, для решения обратной задачи определения источника волн методом засечек и разности времен, надо будет блокировать порок барограмм тех лет — неточность установки и согласования между станциями «нуля» времени. В этом смысле метеобаронаблюдения недалеко ушли от неинструментальных данных. Пока же только сейсмограммы, в первую очередь — Иркутской обсерватории, и микробарограммы английских станций являются главными источниками исходных данных для характеристики ТФ, хотя сейсмические станции России, да и не только России того времени, как это следует из очерка сейсмической службы того времени [Землетрясения в СССР, 1966], характеризуются так: «Плохое качество регистрирующих приборов и контактных часов и малая скорость движения бумаги снижали точность определения даже первой фазы колебаний. Усилия, затраченные ЦСК [Центральная сейсмическая комиссия — авт.] на организацию проверки часов по телеграфу, не увенчались успехом». Что уж говорить о приборном оснащении в этом же плане метеостанций.
И все же! Иногда удается снять «минусы» установки и реакции измерительных и регистрирующих устройств методом относительного сравнения сигналов внутри записи…
Представляет особый интерес сопоставление сводной английской микробарограммы 30 июня 1908 года и «записи колебаний атмосферного давления в воздушной волне на расстоянии 11500 км от места взрыва с энергией 1016 Дж» [«Взрыв», БСЭ, т. 5].
Так оказалось, что эта демонстрационная запись есть запись воздушной волны термоядерного взрыва в очень близком диапазоне энергии к Тунгусскому «взрыву» 1908 года — мегатонном. То и другое — на значительном удалении от места событий, хотя расстояния различаются примерно в 2 раза (Рис. 1).
Сопоставимые по частотным характеристикам начальных колебаний, что говорит о близкой энергетике источников, записи резко различаются по первой волне «разрежения» и по режиму колебаний в более высокочастотной записи.
Это различие есть, на наш взгляд, не различие в природе взрыва (термоядерный — нетермоядерный), а резкое различие в геометрии и эволюции ударных воздушных волн при сопоставимой энергетике, в частности, в резкой асимметрии, по сравнению со сферической ударной волной термоядерного взрыва, ударной волны ГТБ с фазой «отвлечения» воздушных масс с западного фронта на другие направления в начальной стадии формирования ударной волны.
Недоучет особенностей геометрии и энергетической неоднородности ударной волны ГТБ, когда могут «растянуться» периоды в пакете воздушных волн в начальной фазе и резко измениться структура пакета волн в хвостовой части, может привести, при использовании аналогии с термоядерными воздушными взрывами, к завышению энергии и высоты головной части ГТБ по частотным и структурным характеристикам пакета волн (что, вероятно, имело место в работе [Пасечник И. П., 1971]).
Рис. 1. Сопоставление структур пакетов воздушных волн ГТБ и термоядерного взрыва. Записи пакетов приведены в одном масштабе времени. Вверху -микробарограмма английских метеостанций (по Уипплу), внизу - запись колебаний атмосферного давления в воздушной волне на расстоянии 11500 км от места взрыва с энергией 1016 Дж
Считаем целесообразным продолжение сопоставительных анализов с привлечением дополнительных данных по атмосферной акустике болидов с низко расположенной в атмосфере головной частью и мощных воздушных взрывов с использованием оригиналов барограмм в качестве исходного источника информации.
Следует отметить, что скорость движения воздушной волны от термоядерного взрыва на приведенной записи составляет (судя по расстоянию и времени ее движения около 10 ч) примерно 319 м/с, что соответствует скорости движения воздушной волны от взрыва вулкана Кракатау в 1883 году — 318 м/с, и, видимо, может быть применимо к воздушной волне ГТБ, что было ранее использовано И. С. Астаповичем в работах по оценке времени взрыва и др. Однако, на близких расстояниях к месту взрыва использование данного значения скорости должно быть оговорено пространственно-временными рамками ее зарождения, как неударной инфразвуковой волны. К сожалению, применительно к ударным волнам линейных, расположенных под углом к земной поверхности источников энергии имеющихся теоретических разработок и экспериментальных данных недостаточно для уверенного заключения о месте «испускания» неударной воздушной волны.
Модельные эксперименты и геометрические построения фронта ударных волн от источников указанных типов наводят на мысль, что центр области, занимаемой воздушной волной к моменту трансформации ее из ударной волны, будет смещен относительно области первичного касания ударной волной поверхности земли в сторону области наибольшего энерговыделения в ударную волну. Но здесь есть вопросы… Так, возникает вопрос, с какого направления к Иркутской обсерватории подошла воздушная волна ГТБ, оставившая на сейсмограмме свой отпечаток между 1 ч и 1 ч 10 мин по мировому времени. Отличается ли это направление от направления прихода сейсмических волн. А если отличается, то насколько и о чем это говорит.
Используем для рассмотрения этих вопросов уже примененный (А. В. Вознесенским и др.) способ оценки расстояния до источника сейсмических колебаний по разнице скоростей и времени прихода сейсмических и воздушных волн.
Момент вступления сейсмических волн, которые, по Пасечнику и Уипплу, являлись волнами Рэлея, определен в 0 ч 18,8 мин, момент вступления воздушных волн по сейсмограмме определяется в 1 ч 03,1 мин, следовательно, минимальное время движения воздушной волны равно
63,1 мин - 18,8 мин = 44,3
Судя по частотному спектру сейсмограммы, полученной в Иркутской обсерватории, до Иркутска дошли только поверхностные волны Рэлея, остальные типы сейсмических волн отсеялись на дистанции. Это позволяет решить задачу обратной засечки записи на сейсмограмме пакета воздушных волн.
Нулевое приближение к решению такой задачи предпринял А. В. Вознесенский полтора десятка лет спустя после События [Вознесенский А. В., 1925].
Нулевое приближение заключалось в умалении до нуля значения широтной компоненты сейсмических колебаний. В итоге место источника сейсмических волн было определено к северу от обсерватории по меридиану на расстоянии, равном пути воздушных волн за разницу времен вступления в Иркутск воздушных и сейсмических волн, что в последующем стимулировало поиски так называемого Восточного вывала леса [Журавлев В. К. и др., 1963].
Период одного колебания на сейсмограмме определен в 22 секунды.
Скорость волны Рэлея с таким периодом равна 2,9 км/с [Эйби Дж., 1982] или 174 км/мин. Она отличается почти на 10 % от средней скорости волн Рэлея, принятой в расчетах И. С. Астаповичем.
Скорость воздушных волн, видимо, составляла 318 м/с (минимум) или 19,08 км/мин. Что, как указывалось выше, подтверждается данными по скорости движения воздушных волн от взрыва вулкана Кракатау в 1883 году и от взрывов термоядерных бомб мегатонного диапазона.
Произведем несколько шагов-циклов приближения к оценке расстояний, пройденных сейсмическими и воздушными волнами, в предположении, что они образованы одним источником и одновременно.
Итак, первое приближение.
Момент вступления волн R — 0 ч 18,8 мин.
Момент вступления воздушных волн — 1 ч 03,1 мин.
Минимальное время воздушных волн в пути
t*СВР =1 ч 03,1 мин – 0 ч 18,5 мин = 44,3 мин.
Тогда путь, пройденный воздушной волной, равен
S***ВВ= 845,2 км.
И минимальное время сейсмических волн Рэлея (СВР) в пути
t***СВР = 4,86 с.
во втором приближении.
t***ВВ = = 44,3 + 4,86 = 49,16 мин,
S***ВВ= 946,4 км,
t***СВР = 5,44 с.
Считаем в третьем приближении
t***ВВ = 44,3 + 5,44 = 49,74 мин,
S***ВВ= 949 км,
t***СВР = 5,45 с.
Становится очевидным, что дальнейшие итерации не приведут к существенному изменению искомых величин. Кстати, даже при таком приближении время зарождения СВР будет не позже 0 ч 13,35 мин, что уточняет момент «взрыва».
Соотношение амплитуд колебаний СВР по широте и меридиану, оцененное нами по копиям сейсмограмм, опубликованных И. С. Астаповичем, равно 0,138 (среднее из шести определений) и представляет собой тангенс угла между направлением вступления СВР и географическим меридианом.
Отсюда, азимут географический на источник волн из Иркутска составляет 8°3 к востоку от севера или 360° – 8° 3 = 351° 7.
По последнему значению азимута на расстоянии 949 км от Иркутска находится южная граница сплошного вывала леса в районе, который принимается за район «приземления» ТКТ. А всего в нескольких километрах от этой точки на террасе реки Чамба находится одна из ям, образование которой местные жители связывали с падением ТКТ.
Отсутствие оригинала сейсмограмм не позволяет сделать окончательный выбор между двумя азимутами на источник, а также уменьшить погрешности определений местоположения источника. Хотя тот результат, который получился, являет пример замечательного совпадения результатов поисков, проводимых по разным основаниям.
Повторим уже сказанное: можно только гадать, почему А. В. Вознесенский не развернул изучение загадочного землетрясения, хотя в Бюллетене ПЦСК с его подачи была напечатана заметка к землетрясению 30 июня [Бюллетень ПЦСК, 1908].
«Село Курыши-Попович, Канского уезда Енисейской губернии. В 0 ч 43 мин [по мировому времени — авт.] в окрестностях села наблюдалось сильное колебание почвы. Затем около деревни Ловать раздались два сильных взрыва, похожих на выстрелы большекалиберных орудий. Как потом оказалось, взорвался упавший на землю большой величины аэролит. Газетное сообщение.»
Очень интересный вариант исследований может дать вариант по азимуту 8° от Иркутска. Этот, близкий к фантастике, вариант выводит нас в район Преображенки на реке Нижняя Тунгуска, открытый для исследователей ТФ Коненкиным [Коненкин В. Г., 1967].
Далее. Все-таки, главным и непосредственным свидетелем и пострадавшим в экологической катастрофе при явлении ТФ является лес в районе падения и распада ТКТ, лес переживший, лес израненный, и вывал леса.
Наиболее информативной частью Куликовского вывала леса нам представляется зона сплошного вывала леса, ее резкая асимметричность, конфигурация внешних и внутренних границ зоны сплошного повала деревьев, ее суммарная площадь; положение эпицентра (мы считаем — псевдоэпицентра) относительно внутренней границы сплошного вывала леса.
Есть все основания считать, что явление сферизации ударной волны, имеющей вначале нецентральную симметрию, и течение этого процесса в неизотермической атмосфере, разуплотняющейся вверх по экспоненциальному закону, приводят к размыванию качественных и искажению количественных и геометрических характеристик исходного источника ударной волны на ее сильной стадии.