ЗА И ПРОТИВ
В 1969 году по инициативе и под руководством Н. В. Васильева началось осуществление новой масштабной программы работ— выделение космической пыли из торфяных слоев и ее изучение. Работа велась как в районе катастрофы, так и в контрольных районах — Томская, Тюменская области, окрестности Ленинграда. Выполнение этой программы заняло на десять лет лучшие силы КСЭ и во многих экспедициях было главным направлением. Дискуссии о дальнейших путях изучения проблемы сформировали мнение, что любые успехи по изучению физики ударных волн и излучений Тунгусского тела не приведут к ясному ответу на вопрос о его природе.
В находку остатков этого тела в виде крупных осколков уже никто не верил. Однако успех в решении задачи о датировке торфяных пластов позволял надеяться на обнаружение в слое торфа 1908 года пыли, связанной с вторжением гостя из космоса. Ее химический состав дал бы ясный ответ о его природе. Доказательством причастности найденного вещества к феномену 1908 года должно было быть не только его присутствие в нужном горизонте торфа, но и закономерное распределение по территории, окружающей район катастрофы. Такие важнейшие особые точки, как эпицентры, проекция траектории, конец траектории — вряд ли были бы "безразличны" к картине рассеивания пыли, оставшейся от исчезнувшего тела.
"Малозаметная ты, пыль кометная..." Полевая лаборатория Н. В. Васильева, размещенная в избе Кулика. Добровольные лаборантки "откатывают" шарики
Фото В. Журавлев, 1977 г
Как и в первых послевоенных экспедициях, главное внимание было обращено на визуальный поиск микроскопических шариков. Хотя исследования Флоренского показали, что шариков в почвах очень мало, зато их было легко отделять от других частиц, их сепарация не требовала дорогой и сложной аппаратуры и могла проводиться прямо в экспедиции. Там, где появлялось повышенное количество шариков, можно было искать космическое вещество и в других формах.
Таковы были главные доводы за поиск остатков Тунгусского тела в виде шариков, т. е. оплавленной пыли. Однако можно было привести и немало доводов против этой программы. В письмах Ф. Ю. Зигеля участникам КСЭ не раз высказывались сомнения в целесообразности отвлечения главных сил экспедиции на поиск метеорной пыли. В докладе на Десятой метеоритной конференции Зигелем были высказаны следующие аргументы против поисков шариков.
Поиск обычного эллипса рассеяния, характерного для рассеяния осколков обычных метеоритов неприменим для случая Тунгусского явления, поскольку время оседания шариков в десятки микрон с высоты порядка 10 километров составляет несколько часов. За это время происходит и сепарация шариков по размерам, и разнос их ветрами.
В земную атмосферу ежесуточно вторгается десятки тысяч тонн раздробленного твердого космического вещества. Общий фон его распределения по поверхности Земли очень неравномерен, изменчив. Метеорные потоки, клочковатость которых не вызывает сомнений, и отдельные спорадические вторжения групп метеоров еще более осложняют картину. Поэтому если в районе катастрофы или в ее окрестностях будет обнаружена повышенная концентрация в почве космических частиц, то надо еще выяснить, следует приписать это явление распылению Тунгусской кометы или просто флуктуациям общего фона.
Пока неясно, чем метеорные тела, входящие в состав ядра кометы, отличаются от обычных метеорных тел, и поэтому неизвестны те специфические черты, которые должны отличать частицы Тунгусской кометы от частиц внеземной пыли. Короче говоря, вышеперечисленные аргументы сводились к тому, что неясно, ни что искать, ни где искать.
В общем, эти трудности понимали и сторонники программы поиска шариков. Однако восторжествовало мнение "дорогу осилит идущий". Кроме того, поиск вещества Тунгусского тела не сводился к изучению распределения шариков, были начаты исследования и по другим направлениям, о которых будет рассказано ниже.
Десятилетняя эпопея поиска вещества Тунгусского тела изобиловала и находками, и разочарованиями, постоянными сомнениями в правильности применяемой методики и постоянными попытками ее совершенствования; она включала дальние и ближние маршруты — таежные, горные, водные и нудную, однообразную работу в полевых и городских лабораториях. Несколько сотен людей вложили свой труд в эту эпопею. Здесь невозможно назвать все имена даже главных ее участников — их было слишком много.
МАЛОЗАМЕТНАЯ ПЫЛЬ
В 1969 году была начата программа целенаправленного изучения силикатных шариков в торфе, но работа по отработке методики выделения шариков из самых различных природных 10 объектов была начата гораздо раньше. Отбирались пробы почвы, торфа, снега, фирнового льда. Была сделана попытка обнаружить шарики или иные инородные твердые частицы в смоле, выделившейся после поражения веток деревьев в центре катастрофы (смола оказалась "стерильно" чистой).
В 1964 году большой отряд опытных туристов-водников под руководством мастера спорта из Новокузнецка Роберта Брувера провел сплав по реке Таймура на расстояние до 300 километров к северу от района катастрофы с целью отбора проб на шарики. В маршруте, кроме новокузнецких и томских туристов, участвовали Б. И. Вронский и В. П. Краснов, преподаватель Томского политехнического института, участник первой КСЭ. Долина Таймуры пересекала шлейф Флоренского, и анализ шариков из этого района представлял большой интерес. В последующие годы отряд Брувера осваивал еще более северные районы Эвенкии — реки Виви и Тембенчи, начинающиеся за Полярным кругом. Эти районы интересовали Васильева как фоновые. В 1977 году Р. Брувер погиб в Горной Шории, спасая людей во время аварии на реке.
Более близкие к месту катастрофы районы осваивались с помощью пеших маршрутов и, когда позволяли условия,— по рекам. Так, славу "капитана резинового фрегата" заслужил инженер новосибирского Вычислительного центра Виктор Черников, много лет ходивший водными и сухопутными маршрутами в бассейне Чуни, в районе фактории Муторай (в 100 километрах к северо-западу от эпицентра). Северо-восточный и северный "углы" обрабатывали пешие "отряды дальнего следования" под руководством А. Бояркиной. Они уходили на расстоянии 200—300 километров. Пробы — часто в десятки килограммов, выносились в "центр", т. е. на заимку Кулика, естественно, на плечах.
Много сделала в этих маршрутах, а также в обработке проб в избе-лаборатории на Кимчу дружная группа КСЭ из Омска: Борис Трубецкой, Александр Блинов, Сергей Овчинников, Лариса Глебовская, Рита Дулова.
"Не держите вертолет!" Воздушный корабль из Ванавары на заимке Кулика. Фото 70-х гг.
Отбор проб торфа по методике, разработанной Львовым, представлял собой операцию, требовавшую умелых рук. Ее нельзя было поручать новичкам и небрежным работникам. Группа по отбору этих проб сначала должна была выйти по карте к торфянику или, найдя торфяник, точно привязать его к координатам карты. На торфянике нужно было найти вид мха, называемый ботаниками сфагнум фускум. С помощью топора и ножа приступали к отбору пробы. Стандартная проба — это столбик торфа размером 10 на 10 см, глубиной до полуметра. Верхние ее части — слои мха, на глубине 30—40 см переходящие в плотные слои торфа. Иногда отбирали пробы значительно большего объема.
Торф разрезали на слои толщиной 3 см, упаковывали их в полиэтилен. В таком виде образцы поступали в лабораторию, которая размещалась у реки. Начинались операции промывки, отсеивания, сушки. Основную массу торфяной пробы составляют органические остатки, перегной. При промывке часть перегноя уносится водой. Остается небольшой осадок, который высушивают и сжигают в муфельной печи. Еще несколько промывок полученной золы — и вот, наконец, в ладонях исследователя то, что осталось от многокилограммовой пробы,— несколько граммов того вещества, которое можно считать неорганической пылью, осевшей из атмосферы.
Осадок просматривают под бинокулярным микроскопом и осторожно с помощью иглы "откатывают" шарообразные темные и полупрозрачные частицы. Их размер —от 10 до 100 микрон, самые крупные можно различить невооруженным глазом. В фоновой пробе число шариков невелико — от одного до десятка. Могут быть и пустые пробы. Те участники экспедиций, которым пришлось познакомиться со всеми этапами поиска космической пыли, с некоторым изумлением наблюдали, как в описанном "технологическом процессе" огромный пласт торфа, дававший заметную прибавку к весу рюкзака, тая в объеме от стадии к стадии обработки, в конце концов, превращался в маленькую щепотку "сухого остатка", в котором можно было увидеть — в микроскоп! — почти невесомый и почти невидимый шарик — итог и цель всех трудов.
"Малозаметная ты, пыль кометная..." — задумчиво напевал искатель-поэт у вечернего костра. Не случайно была сложена в этих экспедициях ироническая песенка, лирический герой которой был списан с натуры,— это был образ студента-неудачника. По причинам, которые и самому ему были неясными, он оказался в рядах добровольных искателей этих неощутимых и, может быть, никому не нужных шариков:
Мои друзья подались в стройотряды,
Копить червонцы на автомобиль,
Мне ж суждено до ранних снегопадов
Искать стране космическую пыль...
Обработка минеральной фракции торфа на берегу Хушмо
Фото В. Журавлева, 1977г
В 60-х годах отмыв проб проводили в Хушмо, полевая лаборатория располагалась на куликовской Пристани. Отжиг в муфельных печах и выделение шариков проводили в городских лабораториях, зимой. Однако организовать обработку большого потока проб легче было в тайге, чем в городских условиях. И вот начался новый этап жизни КСЭ, когда городская лаборатория была перемещена ближе к "переднему краю".
Каждое лето из Томска на поездах, самолетах и, наконец, на вертолете доставляли в тунгусскую тайгу бензиновые движки, муфельные печи, весы, канистры для запаса бензина. (Осенью, как правило, это оборудование приходилось везти обратно — все бралось "напрокат"). В тайге развертывали полевую электростанцию, которая питала током муфельные печи и освещала лабораторные столы. Производительность труда резко возросла. Теперь в город везли уже не торф, а маленькие пакетики с шариками.
Все это хозяйство требовало и надзора, и ремонта, и запасов горючего. Для этого нужны были безотказные кадры энтузиастов. Энергию, вложенную в программу поисков космической пыли, невозможно измерить ни часами, ни килограммометрами, ни километрами пути. Здесь были свои передовики и отстающие, свои организаторы и мастера-асы, "атланты", которые "держали небо на каменных плечах", как сказал поэт. Если организацию и функционирование полевой лаборатории держали на своих плечах томичи П. П. Ваулин и С. А. Разин, то среди "шарикоискателей" основной груз ложился на Т. Менявцеву, Г. Иванову, С. Гришину, Н. Миляеву. Организацию полевых работ, исследование фона космической пыли в разных географических районах, транспортировку проб взваливали на себя Ю. Кандыба, А. Афримзон, В. Шнитке, В. Гольдин...
Всех назвать невозможно. Томск, Новосибирск, Новокузнецк, Красноярск, Москва, Ленинград и другие города слали в течение десяти лет своих представителей добровольно "искать стране космическую пыль".
Д. Демин, готовя очередной текст для отчета научно-производственному объединению "Факел", финансировавшему работу КСЭ, написал на полях черновика стихотворные строки:
Листаю списки КСЭ,
Заветную тетрадку.
Здесь перечислены мы все
Без всякого порядка.Здесь педантично учтены
Фамилии и даты —
И дети мировой войны,
И лет пятидесятых.Разнообразная шкала —
Мыслители, поэты...
Легли их темные дела
На белые анкеты.
Полевая лаборатория располагалась то на берегу Хушмо, то на заброшенном руднике на крутом обрыве над Чамбэ, а в конце 70-х годов окончательно переселилась "на север", на реку Кимчу, где была построена вертолетная площадка и новая изба-лаборатория. Стройка осуществлялась своими силами. Главными организаторами стройки были томичи С. Разин и П. Ваулин, а также один из лидеров омской группы Борис Трубецкой. Работа началась в 1978 году. Теперь изба КСЭ на Кимчу — важнейший опорный пункт всех экспедиций.
В 1974 году в работу по поиску мелкодисперсного вещества Тунгусской кометы включились научные сотрудники Института геохимии и физики минералов Академии наук Украинской ССР из лаборатории известного советского космохимика Э. В. Соботовича. Экспедиционный отряд киевлян работал в ближней и дальней зонах района катастрофы также в 1975, 1977 и 1979 годах.
Была выполнена сложная программа "Скол", основанная на применении тонкого ядерно-физического метода. Украинские космохимики пытались обнаружить распыленное вещество космического тела также методом послойного озоления очень больших проб торфа. Полученная зола исследовалась методом спектрального анализа.
ИТТЕРБИЙ, НАТРИЙ, ВОДОРОД
Это была не первая попытка решить вопрос о химическом составе Тунгусского тела с помощью спектрального анализа проб, без выделения самой пыли. Возможности спектрального метода огромны — именно он помог установить химический состав звезд, с его помощью геологи обнаруживают месторождения по едва уловимым следам ореолов нужных им металлов. Естественно, что спектральный анализ почв из района падения был взят на вооружение уже первыми послевоенными экспедициями.
Отбор проб на болоте Бублик для лаборатории в Хьюстоне
Фото 1981 г
Пробы, отобранные КСЭ-1, как уже ранее говорилось, оказались обогащенными лантаноидами или, как их чаще именуют геологи, редкоземельными элементами. Когда стала ясной геометрия действий аэродинамических сил и были точно рассчитаны особые точки территории разрушений, была сделана попытка обнаружить космохимическую аномалию, опираясь на расчеты Фаста и Анфиногенова. Стратегия экспедиции 1966 года, проводившей металлометрическую съемку в районе, над которым Тунгусское тело прекратило свое существование, казалось бы, была "беспроигрышной". Программа съемки не ориентировалась на ту или иную гипотезу, наоборот, полученные результаты должны были положить гирю на одну из чаш тех весов, стрелка которых колебалась между "кометой" и "ядерным взрывом".
Руководители программы металлометрии В. Журавлев и Д. Демин предполагали, что "выпадение вещества в зоне разрушения космического тела происходило таким образом, что пространственная структура аномалии отражала структуру действовавших аэродинамических сил. Это допущение представлялось вполне правдоподобным, так как ряд других следов катастрофы (вывал, ожог, термолюминесценция, биологические аномалии) образует структуры с осевой или центральной симметрией, несомненно, связанные с геметрией взрыва ".
Изба-лаборатория КСЭ на Кимчу. На крыше установлен образец аномальной сосны — "ведьмина метла"
Фото 1987 г
Никто не надеялся обнаружить богатую аномалию — из предыдущих исследований было ясно, что таковой в районе центра разрушений нет. Но программа строилась таким образом, что даже очень слабая аномалия, вызванная следами вещества, которое было продуктом взрыва, должна была проявить себя, если при распылении сохранялась та симметрия, которую несла в себе ударная волна. Математическая программа, разработанная Деминым для результатов спектрального анализа, позволяла отсеивать случайный фон и выявлять регулярные структуры распределения химических элементов даже в том случае, если интенсивность искомой космохимической аномалии была ниже уровня природного фона!
Татьяна Менявцева в полевой лаборатории на Чамбэ
Фото П. Ваулина, 1969 г
Испытания "программы Демина" показали, что если бы над исследуемым районом распылился каменный метеорит массой 1000 тонн, то принесенное им добавочное количество никеля было бы, несомненно, обнаружено. Так как массу Тунгусского тела оценивали, самое меньшее, в 100 000 тонн, то "запас надежности" был солидным. В случае, если бы это была комета, то можно было бы надеяться на аномалии других химических элементов, нетипичных для района катастрофы.
Пробы отбирались по правильной сетке с точной географической привязкой в прямоугольнике 6 на 12 км. В пределах прямоугольника находились проекции траектории, эпицентр вывала и предсказанный сектор выпадения вещества. Спектральный анализ 1280 проб почвы на содержание 50 химических элементов провели новосибирские геохимики Л. П. Ильина и Л. М. Сливина.
"Капитан резинового фрегата" В. Черников готов к очередному рейсу за дальними пробами торфа
Фото Л. Павловой, 1979 г
Можно было надеяться, что различные химические элементы образуют на карте района съемки свои картины, но некоторые из них окажутся сходными. И действительно, такие типичные для метеоритов металлы, как железо, никель, кобальт, хром, нарисовали сходные структуры изолиний. Но они не имели никаких соответствий с геометрией вывала. Были и такие элементы — свинец, серебро, марганец,— которые лишь намекали на возможную их связь с катастрофой. Их слабые ореолы вполне могли просто игрой случая совпасть с концом траектории.
Один металл из тридцати найденных в почвах дал картину, обнаружить которую и надеялись организаторы программы металлометрической съемки. Более того, действительность превзошла самые смелые ожидания. Этим металлом оказался редкоземельный элемент иттербий. Его концентрация в почве была соизмерима с фоновой, но в некоторых пробах превышала ее на десятки и даже сотни процентов. А территориальная структура распределения иттербия, "выплывшая" после вычитания фона, поражала своей сложностью и регулярностью, так сказать, "осмысленностью" (рис. 28).
Рис. 28. Изолинии, показывающие распределение никеля и иттербия в районе, над которым разрушилось Тунгусское тело. Цифры на изолиниях ("изокоррелятах") пропорциональны содержанию химического элемента в почве. Цифры с минусом соответствуют обогащению, цифры с плюсом — обеднению относительно условного нулевого уровня. Начало координат — эпицентр Фаста. Горизонтальная ось — направление Траекторной просеки (магнитный азимут 291°). Пунктиром показан сектор, в котором, по прогнозу Д. Ф. Анфиногенова, выпало вещество Тунгусского метеорита. Изолиния — 475 — место максимального содержания иттербия, изолиния +400 — место минимального его содержания в почве. Линия, соединяющая эти "полюсы", близка по направлению к траектории, определенной по вывалу. (Из статьи В. К. Журавлева и Д. В. Демина, сб. "Космическое вещество на Земле".— Новосибирск, 1976.)
Все три возможных главных совпадения были налицо. Ось аномалии была направлена потому же азимуту (292°), что и ось бабочки вывала (291° при ошибке не более двух градусов). Особая точка вывала совпала с особой точкой поля иттербиевой аномалии. А максимум концентрации иттербия попал прямо в район сектора, который прогнозировался как место выпадения остатков тела!
К сожалению, ни один из обнаруженных элементов больше так себя не вел. Что же это за металл — иттербий? Серебристо-белого цвета металл, немного легче железа. Химически активен, парамагнитен, плавится при 820°С. В технике в чистом виде не применяется, используется лишь как примесь в сплавах. Содержание иттербия в метеоритах ничтожно, в кометах он, как и другие редкоземельные элементы, не обнаружен.
Аномалия территориального распределения иттербия удивляла своим соответствием геометрии Тунгусского явления, но простому объяснению не поддавалась... Результат был доложен в Москве, на ближайшей метеоритной конференции. Авторы выслушали комплименты и рекомендации. Их смысл сводился к тому, что было бы неплохо повторно проанализировать тысячу-другую проб, взятых повторно из того же района. Разумеется, на общественных началах и с опорой на свои силы. Сил и "пороха" на продолжение работ, однако не оказалось.
С точки зрения кометной гипотезы, раздражающий своей непонятностью результат просто не мог иметь отношения к Тунгусскому метеориту. Его проще было отнести на счет "игры фона", случайного совпадения... Десять лет лежали результаты металлометрии в архивах КСЭ, пока не были, наконец, опубликованы.
Надежды получить однозначный ответ о химическом составе Тунгусского тела металлометрическая съемка, как казалось, не оправдала. И усилия исследователей переместились на новые направления: химический анализ шариков, которые, несмотря на свои микроскопические размеры, все-таки были чем-то ощутимым, материальным, что осталось от исчезнувшего космического объекта, а также металлометрия (спектральный анализ слоев торфа), которая давала более определенную датировку аномалий.
|
Силикатные шарики из слоя торфа 1908 г. Максимальный размер — около 100 микрон. Вверху — шарик с газовым пузырьком
|
|
"Шариковеды": Наталия Миляева, Галина Иванова, Светлана Гришина, Татьяна Менявцева.
Фото 70-х гг
Первые анализы шариков были проведены в Институте геологии и геофизики в Новосибирске. Научное руководство анализами осуществлял профессор Юрий Александрович Долгов, включивший в тематику своей лаборатории исследование различных видов космического вещества. Участницы КСЭ Г. М. Иванова и С. Н. Гришина перешли на работу в эту лабораторию. К этому времени они уже были специалистами по выделению космической пыли из природных объектов.
В 1969 году американский геохимик Б. Гласс опубликовал результаты исследования четырех стеклянных шариков, переданных ему Комитетом по метеоритам. Шарики оказались состоящими из силиката (оксида кремния) и отличались по составу от известной силикатной космической пыли большим содержанием натрия. Исследования были проведены с помощью микрозонда — сложной электронной установки, способной определять элементный состав микроскопических включений в минералы.
Аналогичные анализы в 1970—1971 годах были проведены на микрозонде Института геологии и геофизики инженером Ю. Г. Лаврентьевым с участием Г. М. Ивановой и Ю. А. Гришина, разработавших методику подготовки шариков к анализу. Сопоставив полученные результаты анализов тунгусских шариков с данными о составе земного и космического силикатного вещества, Ю. А. Долгов сделал следующие выводы:
"По составу микросферулы не похожи ни на какие из известных земных пород. По высокому содержанию кремния (SiO2)состав обнаруженных шариков блзок к гранитам, липаритам и риолитам, аплитам и аляскитам, однако отличается от них высоким содержанием щелочей, в особенности Na2О".
Сравнивая тунгусские силикатные шарики с лунными породами, доставленными космическим кораблем "Аполлон-11", данные о химическом составе которых уже обсуждались учёными всего мира, Ю. А. Долгов делал вывод, что лунные породы резко отличаются от сферул с места Тунгусского падения по содержанию главных окислов. Резкое отличие состава шариков и каменных метеоритов также не вызывало сомнений, и наконец, сопоставление шариков и различных видов тектитов приводило к тем же выводам.
Ю. А. Долгов предложил использовать для исследования обнаруженных частиц разработанный в его лаборатории метод анализа газовых включений. Пузырьки с газом, встречающиеся в минералах, дают важную информацию об эпохе образования минерала, поскольку газ оказывается "заперт" в кристалле, как в надежной ловушке. Однако выделить пузырек из крупного образца значительно легче, чем из микроскопического шарика. Если размер самого шарика, например, 50 микрон, то диаметр газового пузырька в таком шарике оказывается часто 10—15 микрон! Работа с таким материалом требует ювелирного искусства.
Микроскопические исследования, проведенные Ю. А. Долговым и его сотрудниками Н. А. Шугуровой и С. Н. Гришиной, показали, что по составу газовых включений тунгусские шарики разделяются на три группы. Атмосферные газы в них отсутствовали, давление газа было ниже, чем на поверхности земли. Главную часть газового объема в пузырьках представлял углекислый газ. В некоторых, кроме того, присутствовала смесь аммиака, сероводорода, встречались пузырьки, содержавшие, по-видимому, водород.
Сравнение тунгусских шариков и шариков, выделенных из лунной пыли, показало, что водород — характерный газ включений в шариках с Луны. Исследование газовых пузырьков в тектитах также показало присутствие водорода (наряду с углекислым газом и другими компонентами). Эти результаты позволили Ю. А. Долгову обосновать идею о захвате газов расплавленными частицами пыли в смешанных кометнопланетных атмосферах. Согласно этой теории, образование тектитов, оплавленной лунной пыли и тунгусских шариков происходило при столкновении Луны и Земли с кометами.
После первых успехов в определении химического состава частиц оплавленной силикатной пыли, выделенной из торфа, был сделан следующий шаг — установление содержания в этих частицах элементов примесей. Для этого был применен нейтронно-активационный анализ. Главная часть работы была выполнена в Москве, в Институте геохимии и аналитической химии им. Вернадского, отдельные ее этапы проводились в Риге, Новосибирске, Томске. Научным руководителем и ведущим исполнителем этого масштабного исследования был Е.М. Колесников. В работе участвовали А. Ю. Люль и М. Н. Петрикова, сортировку и подготовку образцов для анализа проводила Г. М. Иванова.
Был изучен основной и примесный химический состав наиболее типичной группы шариков размером 30—80 микрон. Для анализа необходимо было отобрать навески, состоявшие из нескольких сотен шариков, имеющих более-менее одинаковый внешний вид. В результате этого кропотливого труда были подготовлены две пробы, масса каждой из которых измерялась миллионными долями грамма. Одна из них состояла из бесцветных шариков и других частиц оплавленной стекловидной пыли (колбочки, "гантели", твердые капли), другая— из частиц серого цвета.
Содержание главных элементов этих групп шариков было иным, чем крупных шариков, проанализированных на микрозонде. В мелких шариках было больше алюминия и особенно—марганца (в 45 раз), снова было отмечено высокое содержание натрия.
И снова был сделан вывод: "Проанализированные нами тунгусские микросферулы как по содержанию элементов, так и по отношениям между ними не тяготеют ни к одной из генетических групп земных пород... Таким образом, исследованные микросферулы не могли образоваться путем переплавления пыли, поднятой взрывом с поверхности Земли. Не могли они образоваться также и при сгорании в атмосфере метеорита обычного состава". Чтобы окончательно подтвердить это заключение, провели специальные эксперименты по сжиганию образцов различных типов метеоритов в плазме вольтовой дуги. Возникавшие при этом микроскопические шарики имели совершенно другой состав, отражавший распределение элементов в распылявшихся метеоритах. В метеоритах в тысячу раз больше кобальта, в десятки раз больше железа и в несколько раз меньше натрия и алюминия, чем в бесцветных и серых тунгусских шариках. Было отмечено также повышенное содержание цинка, серебра, селена, входивших в силикатную структуру в виде примесей.
ЛЕТУЧИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Следующий этап истории поиска космической пыли в районе Тунгусской катастрофы тесно связан с многолетней исследовательской работой Сократа Павловича Голенецкого и его помощников. Убедившись в невозможности найти радиоактивные следы Тунгусского взрыва, он переехал из Калинина в Обнинск, где смог добиться включения работ по поискам космохимических аномалий в план работы института, изучавшего экологические проблемы. Теперь можно было ездить в экспедиции на Тунгуску не только в отпускное время, но и в порядке плановых командировок. Основным направлением работы стали поиски Тунгусской космохимической аномалии.
Стратегия работы С. П. Голенецкого строилась на идее тщательного нейтронно-активационного анализа слоев торфа из центральной части района катастрофы. Голенецкий попытался в качестве руководства к действию использовать кометную гипотезу. Он обратил внимание на то, что предыдущие исследователи, хотя и заявляли, что их результаты соответствуют кометной гипотезе, основное внимание уделяли поиску и аналитическому определению прежде всего типичных метеоритных элементов. Хотя химический состав кометных ядер был точно неизвестен, однако можно было предполагать, что в кометах содержится большое число легколетучих и легкоплавких элементов (щелочные металлы, галогены), которые, безусловно, терялись при озолении торфа. Нейтронно-активационный анализ позволял изучать образцы неизмененной торфяной залежи, и, если в ней за прошедшие годы сохранились хотя бы следы летучих атомов, была надежда их обнаружить в слое 1908 года. Конечно, это было совершенно неочевидно — ведь за полвека такие элементы могли и "уйти" из катастрофного слоя, участвуя в круговороте веществ в биосфере.
Отбор первых торфяных колонок был сделан Голенецким еще в КСЭ-14, в 1972 году. Колонка, отобранная недалеко от Сусловской воронки, дала ожидаемый результат: в слое торфа на глубине от 35 до 38 сантиметров ряд химических элементов дали резкий пик содержания. Получалось, что по сравнению с выше- и нижележащими горизонтами торфа, пласт, включающий 1908 год, содержал натрия в 2 раза больше, рубидия — в 5—6 раз (такое же превышение оказалось по железу и галлию), цинка, свинца и ртути — в 10 раз, брома — в 20 раз. Некоторые из исследованных элементов давали максимум в нижележащих слоях (превышение содержания титана было в 10 раз, цинка — в 30 раз). Такие же анализы были проведены независимо Колесниковым, их результаты подтвердили данные, полученные Голенецким.
Обсуждение планов экспедиции в Обнинске. Д. А. Мурашов, С. П. Голенецкий, В. В. Степанок
Фото 70-х гг
Голенецкий сравнил обнаруженную элементную аномалию в торфе со средней распространенностью химических элементов в Солнечной системе. При таком сравнении результат выглядел еще эффектнее: содержание ртути и серебра в катастрофном слое (т. е. в Тунгусском теле) было в 100 000 раз больше, цинка и свинца — в 10 000 раз больше, брома, йода, висмута, олова — в 1000 раз, натрия, марганца, рубидия — в 10 раз больше, чем для средней распространенности этих элементов, по данным космохимии.
Прогноз о возможности обнаружения аномалии легколетучих химически активных элементов подтвердился. Правда, аномальными оказались и такие элементы, которые не укладывались в схему,— титан, серебро и даже золото. Сравнение перечня элементов, обнаруженных на Тунгуске, с данными спектрального анализа комет также не давало большого числа совпадений: по данным 1980 года, в спектрах ярких комет замечены натрий, железо, никель, калий, хром, марганец, ванадий, кобальт, медь, кальций, магний, алюминий, стронций.
Однако слабая изученность химического состава комет и возможность потерь некоторых элементов за прошедшие полвека оставляли большую свободу для объяснений этого обстоятельства. Более серьезная трудность возникла, когда выяснилось, что новые торфяные колонки, в том числе и те, которые были взяты недалеко от аномальной, не давали столь ярких выбросов. В одной из этих колонок были отмечены повышенные содержания в нужном слое редкоземельных элементов, которые в аномальной колонке "вели себя спокойно".
Неудачу с подтверждением первого яркого результата Голенецкий попытался объяснить, ссылаясь на упоминавшийся уже "эффект пятнистости" многих следов катастрофы. Ведь и колонки, обогащенные шариками, покрывали территорию вывала не сплошь — рядом с богатой пробой могла оказаться пустая. Стараясь найти дополнительные доводы в пользу своего результата, Голенецкий вспомнил о том, что Кулик, обрабатывая аэрофотоснимки, пришел к выводу о наличии трех центров вывала. Хотя карты Фаста показали ошибочность этого вывода, Голенецкий попытался поспорить с результатами компьютеров и математиков. В двух экспедициях он тщательно обследовал центральную часть района лесоповала, составляя подробные схемы поваленных деревьев. В середине 70-х годов полусгнившие стволы еще можно было уверенно обнаружить даже в заболоченных низинных местах. В экспедиции 1977 года был сформирован специальный отряд в составе Фаста, Голенецкого и Журавлева, который должен был окончательно разобраться с вопросом о "нескольких центрах". Пользуясь схемой вывала, составленной Куликом, "смешанная комиссия" решила вопрос в пользу единого центра. Хотя картина вывала не давала каких-либо аргументов в пользу нескольких взрывов, в статье, опубликованной в 1980 году, С. Голенецкий и В. Степанок пытались снова обосновать эту идею, ссылаясь на сообщения очевидцев. Действительно, сообщения эвенков, записанные Сусловым, часть которых приведена в начале этой книги, давали некоторые основания для утверждений о нескольких вспышках, продолжительности и множественности звуковых явлений. Согласно Голенецкому, "Тунгусская катастрофа завершилась серией взрывов, среди которых могли быть и сравнительно низкие, приведшие к загрязнению отдельных участков земной поверхности веществом Тунгусского космического тела или продуктами взрыва".
ВКЛАД КИЕВЛЯН
Результаты, полученные Голенецким, вызывали одновременно и большой интерес и большие сомнения. Эти сомнения явились толчком к организации Н. В. Васильевым широкой программы спектрального анализа проб торфа в районе междуречья Подкаменной и Нижней Тунгусок. Эта программа выполнялась совместно с киевскими космохимиками (К. Н. Алексеева, Н. Н. Ковалюх, А. В. Смирнова и др.) в течение 70-х годов. В качестве контрольного материала аналогичные анализы проводились для проб, отобранных на севере Томской области. Одни и те же пробы использовались и для выделения шариков и для послойного спектрального анализа. Первые пробы по этой программе были отобраны в 1974 году отрядами А. Бояркиной, О. Федоровой и Ю. Львова.
Подводя итоги анализов в статье 1983 года, Н. В. Васильев и К. Н. Алексеева привели следующий перечень элементов, давших превышение над фоном в слое 1908 года: никель, кобальт, цирконий, медь, свинец, цинк, олово, иттрий, иттербий, барий.
В 1974 и 1975 годах украинские космохимики вместе с участниками КСЭ провели небывалый эксперимент: озоляли огромные пробы торфа — от одной до трех тонн. Озоление проводили при температуре 700°С на песчаных банях. Большие пробы золы позволяли повысить чувствительность и точность анализов.
Спектральный анализ выделил следующий список аномальных элементов в катастрофных слоях большой пробы, взятой вблизи эпицентра: никель, кобальт, медь, платина, ванадий, свинец. Такая же проба, взятая в 100 километрах на северо-запад от эпицентра дала несколько иной перечень: никель, кобальт, уран, свинец, цинк, цирконий.
Поскольку содержание этих металлов в других горизонтах торфяной залежи было в несколько раз ниже, К. Н. Алексеева и Н. Н. Ковалюх сделали вывод, что проведенные исследования выявили зону выпадения космического вещества, простирающуюся от эпицентра далее 100 километров на северо-запад. Масса этого вещества, по приблизительным оценкам, могла составлять 10 000 тонн.
Анализируя послойное и территориальное распределение различных элементов, Н. В. Васильев пришел к выводу, что в северо-западном секторе наблюдается повышенное содержание иттербия в слоях торфа, близких к катастрофным. Геохимически родственный иттербию металл иттрий вел себя совершенно иначе. Были отмечены небольшие аномалии и тех элементов, на которые указывали результаты Голенецкого: цинка, марганца, серебра.
Однако пробы, взятые в 100 километрах от эпицентра по северо-восточным румбам, также показывали пики ряда элементов в катастрофных слоях. Были ли это геохимические аномалии, не связанные с Тунгусским телом? Или в этом районе исследователи натолкнулись на выпадение вещества из хвоста болида, отнесенного ветрами к северу? Ясного ответа на этот вопрос не было.
Ряд проб, отобранных в северо-восточном секторе, давал пики ряда металлов в тех же слоях, где обнаруживались повышенные содержания оплавленной силикатной пыли. Но не всегда. В северо-западном секторе выпадений стекловидных частиц, совпадающих с аномалиями элементов, не обнаружили. Некоторые "подозрительные" металлы, например, цинк и свинец, давали пики и в пробах, взятых на расстоянии 1000 км от района катастрофы — в Томской области.
Сократ Голенецкий в маршруте
Фото 1977 г
Для геоботаников и болотоведов было ясно, что за прошедшие полвека миграция выпавших из облака пыли химических элементов была более чем вероятна. Некоторые химические соединения, растворяясь в воде, просачивались в глубинные слои торфа, включаясь в состав мхов и трав, "ползли" вверх, подчиняясь всасывающему действию корневой системы и законам диффузии в пористой среде. Так как списки "кандидатов" в участники аномалии Тунгусского события оказывались довольно пестрыми, не совпадали полностью для разных методов и разных исследователей, то оптимистические выводы об обнаружении следов "гостя из космоса" разделялись не всеми. Один из выводов, которые сделал Н. В. Васильев, "главнокомандующий" армией добровольных искателей, подводя итоги многолетних работ по поискам вещества звучал так:
"Необходима постановка исследований в контрольных районах с целью изучения общих закономерностей миграции выпадающих с аэрозолями химических элементов в природных объектах таежной и лесотундровой зон. Недоучет этих моментов может привести к повторению на новом уровне ошибок, допущенных на первом этапе исследования Тунгусского метеорита, когда естественные термокарстовые воронки были приняты за ударные и даже взрывные метеоритные кратеры ".
Как уже говорилось, работа по изучению космической пыли в почвах и торфах района катастрофы и контрольных районов развернулась широким фронтом в 1969 году, когда была разработана методика стандартного выделения частиц из природных объектов. Но в ходе работы методика продолжала совершенствоваться и видоизменяться. Возникли сомнения — не образуются ли шарики при озолении проб в муфельной печи? Специальные опыты показали, что эти сомнения не лишены оснований — экспериментаторы научились сами "выпекать" очень похожие силикатные сферулы. Тогда часть проб стала обрабатываться путем более сложного метода химического озоления. Голенецкий разработал режим мягкого термического озоления — при 400° вместо 700°. Пытались контролировать полученные результаты и путем сравнения отожженных проб с натуральными. Откатка шариков из природного торфа была особенно трудным делом — она требовала неимоверного терпения и внимания: шариков было очень мало. Мечта о пробах, из которых "шарик можно было бы грести лопатой", так и осталась мечтой работников полевой лаборатории. С большим интересом читали они сообщения прессы: "Лунная пыль, по словам ученых, содержит много стеклянных шариков. Это объясняет, почему космонавтам "Аполлона-11" было скользко ходить по Луне". А на Тунгуске двенадцать шариков в пробе с площадью в квадратный дециметр считались уже "обогащением". Изредка обнаруживались слои, в которых насчитывали до сотни шариков, но такие пробы были редкостью, и они нигде не образовывали сплошного поля.
Обработка спилов лиственницы на заимке Кулика. Цель —поиск радиоуглеродной аномалии. В. Несмелов и В. Борин считают годичные кольца
Фото 1973 г
Оценки общего числа шариков, выпавших на территории района катастрофы и в его окрестностях, давали максимальную цифру порядка 200 кг. С точки зрения кометной гипотезы, разрушения произвело тело массой порядка ста тысяч — миллиона тонн. Исследование пылевых хвостов комет привело астрономов к выводу, что пыль составляет от трети до половины полной массы кометного ядра. Возникал вопрос — где же исчезнувшие сотни тысяч тонн пылевой материи? Ведь материя не исчезает.
ИЗОТОПЫ И УДОБРЕНИЯ
Полученные результаты не казались вполне убедительными даже энтузиастам поиска кометной пыли. И в 1978 году начался новый этап поисков вещества. Было решено исследовать изотопные соотношения химических элементов из числа подозреваемых компонент Тунгусского тела. Изотопная аномалия — редкое явление в природе, по ней гораздо легче распознать неземное вещество, чем по элементным аномалиям. Трудность заключалась в том, что методы измерения изотопных отношений требуют много труда и времени. Поэтому не могло быть и речи о составлении, скажем, карты изотопных аномалий, можно было лишь провести анализ отдельных проб из небольшого числа точек.
Взаимовыручка—закон КСЭ. Николай Ковалюх и Галина Соколова
Фото 70-х гг
В 1979 году Е. М. Колесников и Г. И. Шестаков опубликовали первые результаты исследований изотопного состава свинца из торфов района Тунгусской катастрофы. Эту работу продолжал Колесников и в последующие годы, желая лично контролировать все этапы обработки проб, Евгений Михайлович сам выезжал на Тунгуску в качестве участника КСЭ. В Москве он собрал специальную вакуумную установку для разделения газообразных продуктов разложения торфа, которые затем исследовались на современной масс-спектрометрической аппаратуре, позволявшей определить изотопный состав водорода и углерода.
Результаты этой работы были опубликованы в 1984 году. Молекулы воды, полученной из Тунгусского торфа, росшего в центре катастрофы, содержали гораздо меньше дейтерия, чем обычная земная вода. Углерод же оказался обогащенным, наоборот, тяжелым изотопом С13. Изотопный состав свинца из катастрофного слоя оказался отличным от состава свинца верхних и нижних слоев исследованной колонки. Свинец, содержавшийся в катастрофном горизонте торфа, был сопоставлен по изотопному составу со свинцом траппов и почвы Тунгусско-Чунского района, свинцом из золы деревьев и из золы илов со дна океана. Земной свинец примерно наполовину состоит из изотопа РЬ208, изотопы РЬ206 и РЬ207 составляют по 23%, и полтора процента дает изотоп РЬ204. Это изотопное соотношение у свинца, выделенного из катастрофного слоя торфа на Тунгуске, слегка нарушено: он обогащен изотопами свинец-204 и свинец-208 и обеднен изотопом свинец-206. Эту изотопную аномалию можно истолковать, например, как следствие того, что свинец в составе Тунгусского тела был — в масштабах астрономического времени — более молодым, чем земной свинец (на 300 миллионов лет). По мнению Колесникова, результаты первых изотопных анализов вещества из района Тунгусской катастрофы могут рассматриваться как подтверждение кометной гипотезы. Следует подчеркнуть, что этот вывод сделан не путем сравнения полученных результатов с результатами изотопных исследований кометного вещества — оно пока недоступно для космохимиков, а путем анализа косвенных космохимических данных о кометных льдах. Выводы Колесникова о более "примитивной" природе космического вещества, из которого состояло Тунгусское тело, совпадали с заключениями Голенецкого о том, что оно напоминало по своему химическому составу наиболее древнюю разновидность метеоритов—углистые хондриты первого типа.
Рис. 29. Карта зольности. Распределение пунктов отбора колонок торфа в окрестностях эпицентра: / — колонка не содержит пика зольности на глубине 27— 39 см; 2 — слабый пик зольности в указанном слое — до 100 мг на фоне 20—50 мг; 3 — выраженный пик — сотни миллиграммов. Цифры предположительно соответствуют изолиниям рисунка 30. (Из статьи Ю. А. Львова, Н. В. Васильева, П. П. Ваулина и др. в сборнике "Вопросы метеоритики".—Томск, 1976.)
Будучи глубоко уверенным в том, что обнаруженные им элементные аномалии — остатки Тунгусской кометы, Голенецкий предложил несколько новых идей о роли и составе космической пыли. Он подчеркивал, что роль кометного вещества в геологической истории Земли значительнее, чем принято считать. Микроэлементы из кометных аэрозолей должны включаться в кругооборот вещества в биосфере. Привнесением таких микроэлементов Голенецкий объяснял ускоренный прирост послекатастрофной тайги. Однако автор новой космохимической теории о вездесущности на Земле кометных аэрозолей не замечал, что эта теория в какой-то мере подрывает его результат анализа состава Тунгусской кометы. Ведь та единственная проба у Сусловской воронки, которую предлагалось считать следом Тунгусского тела, могла быть просто одной из флуктуации обычного потока кометного вещества, которые можно — если хорошо поискать — обнаружить в любом месте.
Научный контроль ненаучного метода. А. В. Золотов и Г. В. Андреев калибруют биолокационную методику в окрестностях Томска
Фото 1988 г.
Для проверки предположения о стимулирующем действии кометных микроэлементов на растения Голенецкий и Степанок в 80-х годах провели в окрестностях Калинина серию полевых экспериментов по подкормке ряда сельскохозяйственных культур сложными комплексами микроудобрений, состав которых определялся по списку "летучих элементов", входивших в состав Тунгусской кометы. Дозировка менялась от трех до ста "естественных норм" типичных кометных выпадений. Эти эксперименты, как сообщают авторы, увенчались полным успехом: прирост луговых трав на фоне обычных удобрений составил 20%. "Кометные микроэлементы" повысили также урожай картофеля и льна.
Центральный совет Всесоюзного астрономо-геодезического общества отметил работу С. П. Голенецкого денежной премией.
КАРТА ЗОЛЬНОСТИ
В заключение главы о поисках вещества Тунгусского тела необходимо рассказать об одном удивительном, но почти неизвестном результате, полученном уже в самом начале выполнения программы по шарикам, но вскоре почему-то прочно забытом. Этот результат был получен Львовым и Васильевым при обработке, казалось бы, самых тривиальных данных, полученных полевой лабораторией в 1969 и 1970 годах.
Рис. 30. Аналог карты зольности? Компьютерная модель поля давлений, возникающих в твердом грунте при взрыве на границе скала — воздух через 0,1 миллисекунды после детонации заряда. Заштрихованный прямоугольник в начале координат характеризует объем горной породы, окружающий заряд. Этот объем воспринимает энергию нижней половины заряда и формирует почти сферическое поле давлений в скальном грунте. Изолиния 1 соответствует максимальному давлению 7 мегабар, изолиния 2 — 5 мегабар, изолинии 3, 4 и 5 — 2 мегабара. (Из статьи Г. Броуда в сборнике "Действие ядерного взрыва". — М.: Мир, 1971.)
В тайге велась обычная работа по отбору проб торфа и выявлению в нем слоя 1908 года, Т. А. Менявцева и С. Н. Грязнова при активном участии П. П. Ваулина озоляли в муфельной печи вымытый из торфяного волокна гумус (торфяной перегной). Получавшийся в результате озоления несгораемый минеральный остаток взвешивали на весах. Озоление проводили до получения постоянного веса. Как и ожидали, во многих колонках торфа имелся слой с повышенным количеством золы. Его положение в колонке совпадало, с глубиной, на которой, согласно расчету, и должен был быть торф катастрофного года. Следовательно, можно было предположить, что увеличение массы минерального остатка связано с запылением этого слоя веществом, оседавшим из воздуха в мох в день катастрофы.
Выше рассказано, какие результаты дал спектральный анализ этой золы. Но кроме химического состава было интересно выяснить, как распределялась эта пыль по территории, примыкавшей к центру разрушений. На карту были нанесены точки отбора колонок и обозначена мощность зольной аномалии по трехбалльной шкале: точки с большим пиком зольности, точки с небольшим пиком и точки, где слой 1908 года не отличался по зольности от выше- и нижележащих горизонтов торфяной залежи.
Какой результат можно было ожидать? Пыль могла распределиться вокруг эпицентра по-разному — в виде овала, может быть, полосы, наконец, в виде беспорядочных пятен...
Действительность оказалась сложнее. "Вместо ожидавшегося сплошного поля рассеяния с ослаблением эффекта на его периферии мы наблюдаем принципиально иную картину, требующую тщательной расшифровки", — писали авторы нового открытия в статье, опубликованной в томском сборнике в 1976 году (рис. 29).
Если построенная карта распределения зольности в катастрофном слое на что-нибудь и походила, так разве что на отпечаток доисторического насекомого! Бросались в глаза удивительные закономерности. Четкие границы между загрязненными и пустыми пробами. Строгая осесимметричность полей рассеяния. Крыловидная дуга длиной более 26 км. Небольшая встречная дуга, симметрично охватывающая эпицентр. Небольшой "хвостик" сзади (на востоке) и симметричные "усы" спереди (на западе). Это был тот случай, когда говорят: "ни в сказке сказать, ни пером описать..."
Карту распределения аномального содержания золы в торфе невозможно было совместить ни с картиной вывала, ни с картиной ожога или пожара. В 1982 году В. К. Журавлев обратил внимание на некоторое подобие ее схеме распределения давления в грунте при контактном взрыве. Эта схема была опубликована американскими физиками (рис. 30). Но ведь в районе Тунгусского вывала нет ни малейших следов контактного, наземного взрыва! Высота взрыва была известна: 6 километров. Ответ на это возражение был почти очевидным, но "ненаучным": это был высотный контактный взрыв. Сформированные на контакте "дуги" ударных волн были запечатлены моховым покровом, спрессованным под действием импульса давления. Но что же заменило в воздухе скалу, на контакте с которой возникают "дуги"? Простейший ответ: что же еще как не оболочка источника взрыва, бывшего полым объектом! Однако такое объяснение выглядело фантастическим. К тому времени КСЭ уже дорожила своей репутацией. Как и другие странные аномалии, карта зольности осталась за бортом теоретического анализа. Эта карта — наследство для следующего поколения исследователей Тунгусского дива.