Тунгусский феномен / Исследования / Монографии / Проблемы метеоритики / Л.В.КИРИЧЕНКО, К ВОПРОСУ ОБРАЗОВАНИЯ ЛОКАЛЬНОГО СЛЕДА ВЫПАДЕНИЙ ОТ ВЗРЫВА КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА В 1908 Г.

В настоящее время высота (6 км) и мощность (1023 зрг) взрыва Тунгусского метеорита являются нижним пределом оценок, полученных разными методами; оценку же массы космического тела в момент взрыва производили, исходя из той или иной гипотезы о природе взрыва. В случае перехода кинетической энергии летящего тела в энергию взрыва (при скорости тела /30 км/с) нижним пределом оценки его массы указывают ( 106 т [I]. Предполагая какой-то вид химической реакции высокоэф-I фективной взрывчатой смеси, воспользуемся общепринятым показателем — мощность взрыва 1023 эрг соответствует взрыву 2-Ю6 т тринитротолуола. Тогда по количеству энергии, выделяющейся при ядерной реакции деления, мощность взрыва 1023 эрг соответствует полному делению ядер атомов ОД т II235 или Ра239 [61. Анализируя взаимодействие баллистической и взрывной сферической волн, А. В. Золотов [7, 8] делает вывод о взрыве Тунгусского космического тела за счет внутренней энергии с большой концентрацией энергии в малом объеме, которую не может обеспечить химический взрыв наиболее высокоэффективных взрывчатых веществ. При этом дается оценка параметров тела в момент взрыва: скорость тела 1,2 км/с, эффективный диаметр тела 65 + 15 м. Целью данной работы является прогностическая оценка весовой и счетной поверхностных концентраций вещества космического тела, которое могло выпасть в виде локального следа в непосредственной близости к эпицентру. Это позволит более четко сформулировать требования к программе отбора и анализа поверхностных проб при поисках вещества космического тела в районе Тунгусской катастрофы, которую намерена проводить Комиссия по метеоритам и космической пыли Сибирского отделения АН СССР. Используем нижнюю оценку размеров тела ф = 50 м) для определения возможного спектра частиц тела, образовавшегося при взрыве, и определения параметров локального следа выпадения частиц на поверхность Земли. Так как основными параметрами при расчетах являются 111 I мощность взрыва и физические характеристики взорвавшегося тела, эти выводы применимы к мощному взрыву с концентрацией энергии свыше 1012 эрг/см3, даже если мы не можем в настоящее время определить физическую природу сил, вызвавших взрыв. Воспользуемся описанием картины взрыва, приведенной в работах [6, 11]. В момент взрыва происходит высвобождение огромного количества энергии в ограниченном объеме. При этом развиваются температура в миллионы градусов и давление в сотни тысяч атмосфер. При взрыве в атмосфере во&никает огненная сфера, значительно превышающая размеры ч^амого взорвавшегося тела за счет разогрева окружающего тело^з-духа. Под воздействием высокой температуры и высокого давления, развивающихся в огненном шаре, тело расплавляется и частично испаряется. При наземном взрыве на 1 кг мощности взрыва испаряется 4 т и расплавляется несколько сотен тонн грунта. Диаметр огненного шара при воздушном взрыве определяется номинальной мощностью* взрыва: В0 Ш. = 67М^°'4. Сразу же после образования огненный шар, представляющий собой облако из паров и мелко диспергированных капель вещества, оказавшегося в его сфере, начинает подниматься вверх со ско-ростыо_75—100 м/с под действием архимедовой силы, которая возникает из-за разницы в плотностях внутри и снаружи огненного шара. Интенсивное излучение, адиабатическое расширение и последующее вовлечение окружающего воздуха во внешние слои шара приводят к непрерывному понижению его температуры. По мере подъема и охлаждения огненного шара в нем происходят процессы окисления вещества вовлеченным атмосферным кислородом, а также конденсация паровой фазы и коагуляция жидкой расплавленной фракции. Вследствие мощной вихревой диффузии внутри шара наиболее эффективно происходит коагуляция. Укрупнение капель заканчивается, когда температура шара снижается до температуры плавления (затвердевания) образовавшихся частиц. Для частиц с температурой плавления 1000—2000°С (окислы кремния, окислы железа) время, за которое происходит формирование твердых частиц, можно оценить как 1Ф= (0,6-0,7) УФ. Твердые частицы увлекаются поднимающимся огненным шаром (а в дальнейшем образовавшимся вследствие конденсации атмосферной влаги облаком взрыва), пока скорость гравитационного осаждения частиц не превысит скорости подъема * Здесь и в дальнейшем: мощность взрыва И7 кт; время различных процессов, с; линейные размеры огненного шара и высоты подъема, м. облака, после чего крупные частицы, ооладающие оольшими гравитационными скоростями, начинают выпадать из облака. Высоту подъема частиц определенного размера К, обладающих гравитационной (стоксовой) скоростью Уйст, можно оценить как 2ф, = ] (^обя - унс <Ф где ^ф—время окончания формирования частиц; 2ф= 1 высота подъема огненного шара в этот момент. Время подъема облака до максимальной высоты (его стабилизация) в зависимости от мощности взрыва определяется эмпирической формулой. I •подъема = 510—341пРР. Соответственно высота верхней и нижней границ облака, образовавшегося при мощном взрыве, при его стабилизации будет: 4 ^подъема- ЮО *Вержн=2304/И^подъема И 2„ Исследуя процесс образования частиц в огненном шаре и облаке воздушного взрыва за счет конденсации и коагуляции, протекающих одновременно, Стюарт [23] показал, что при существующих в огненной сфере турбулентных условиях определяющим фактором образования частиц является коагуляция. Радиус модельной или наиболее вероятной частицы _ Гт0(1а1 ~ где Л^ — число молекул рассматриваемого вещества в газовой фазе, приходящееся на см3 в огненной сфере после взрыва; Т0 — температура плавления вещества, °К; п — концентрация частиц, являющихся первичными ядрами конденсации и коагуляции; р — плотность вещества в жидкой фазе (г/см3); /с' — константа коагуляции в условиях вихревой турбулентности огненного шара, равная 3-10~9; т — масса конденсирующей молекулы; /с — постоянная Больцмана; А — константа — 7,5-103. На основании анализа экспериментальных данных, полученных при взрывах номинальной мощностью 20 кт, Стюарт определил значения N0 и п, когда конденсирующим и коагули-лирующим веществом в огненной сфере взрыва являлись окислы железа (конструкция бомбы или металлическая конструкция башни) или окислы кремния (в случае вовлечения большого количества грунта). В табл. 1 приводятся полученные физи- ИЗ 112 Таблица 1 Расчетные и экспериментально полученные параметры состояния вещества, вовлеченного в огненную сферу (по Стюарту) И^=20кт Взрыв в воздухе Взрыв на башне Взрыв на поверхности Земли кр Ре Масса испарившегЛя материала, т . . 0,1 " 1 25 1 100 Образовавшиеся конденсирующие сое- Ре РеО Ре РеО ^ЗЮ, 8Юг Масса молекулы X Ю23. г ...... а ч о а 7,3 Плотность жидкости р, г/см3 ..... 5 г: 2,5 Температура плавления, °К . .... 2000 2400 2500 Концентрация молекул в газовой фазе Ко, молекул/см3 7-Ю14 2-Ю16 7-Ю19 Концентрация ядер коагуляции п, частиц/см3 5-Ю10 2-Ю11 7-Ю11 Модальный радиус частиц гто(]аь мк 3-Ю-2 Ю-2 2-Ю-2 . I ческие константы образовавшихся при этом конденсирующих и коагулирующих соединений и соответствующие значения Й0, п>л гтойа1 в зависимости от массы вовлеченного в огненную сферу и испарившегося материала. Чтобы перейти к другим мощностям взрыва IV и иным массам вовлеченного в огненный шар вещества М при том же химическом составе конденсирующих соединений, воспользуемся принципом подобия Гшойа1 Л'оге" общую массу частиц, приходящихся на фракцию частиц в интервале размеров от Нг до Д2 при известной массе испарившегося тела М: СО =0 | Г3/ (Г) йт - [ ГЗ/ (Г) ИГ */ (Г) Приведем полученные интегралы к виду, удобному для вычислений. Пусть = 1п-*, г= г* ехр г* Тогда Аг = г* ехр (х) Лх — гйх, их = — е** - • Ах. В ехр Согласно формуле (3.332) из [5], Г е-№-ч*. их = У1ф ехр (|3?г) [1 - Ф (т VI + *) iv и где гтойа!" ^1 Из полученных закономерностей Следовательно, М и = - ег! Тогда __ . Гтойа1 — '"тойа! ;/ Согласно Стюарту, распределение частиц (спектр размеров частиц) в облаке взрыва к моменту окончания коагуляции преобретает логарифмически-нормальный характер /(г)йг--^=ехр[-1 где N — общее число образовавшихся частиц. Так как масса частицы пропорциональна кубу ее радиуса, можно определить Применим приведенные выше закономерности развития облака мощного высокоэнергетического взрыва и образования спек-ва частиц из вещества взорвавшегося тела, полностью вовле-ченГогГв огненную сфер^, к анализу взрыва кое-кого тела получившего название «Тунгусский метеорит». При этом буде^ предполагать, что вся масса космического ^ла (каменного или железного) с диаметром 50 м расплавилась в огнен ной сфере и выпала в дальнейшем на землк > в ад застывших капель (сферические оплавленные ^стицы), так как самые тщательные поиски вещества космического тела 115 114 ''"ЯП Гравитационные скорости для частиц каждой фракции подсчитаем по формуле Стокса Таблица 2 Развитие облака мощного взрыва Параметры Величина Мощность взрыва И7, кт 2-Ю3 Высота взрыва Н, км ( « Диаметр взорвавшегося тела В, м % 50 Диаметр образовавшегося огненного шара Оо.ш. 1400 Время подъема облака, с 250 Высота подъема облака взрыва, км Нижняя граница 11 Верхняя граница 25 Центр облака 18 Замедление облака при движении, м/с2 равномерно-замедленном 0,4 V Время формирования спектра *ф, с 29 Высота подъема центра облака при *ф, км Относительно точки взрыва 2,8 Относительно уровня земли 8,8 Скорость облака при 1ф, м/с 90 Предполагаемое вещество тела Камень Железо Плотность тела б, г/см3 3,0 7,5 Масса тела М, т 2,5-105 5-Ю5 Модальный радиус образовавшихся частиц гто^щ, мк 0,63 1,5 в виде крупных обломков в районе эпицентра взрыва оказались безуспешными. Вычисленные общие параметры облака взрыва приведены в табл. 2. Оценку доли частиц определенного радиуса от общей массы космического тела будем проводить по фракциям Н ^> 500 мк, 500-200, 200-100, 100-50, 50-25, 25—10;<10 мк. Число частиц в каждой фракции определим из массы вещества, приходящегося на данную фракцию, и средневесового радиуса фракции. ГУТ* ° где § — ускорение силы тяжести; т) — вязкость воздуха; 0 и гср — плотность и средневесовой радиус частиц фракции. В пределах тропосферы (1000 — 200 мбар) г не зависит от давления и незначительно уменьшается с понижением температуры, что может повести к некоторому увеличению сток-совой скорости частиц на больших высотах [22]. Указанный эффект значительно ниже точности наших (прогностических) оценок, для которых мы приняли гравитационную скорость частиц постоянной по высоте и равной 1,27-106 0-гср2. Скорость осаждения шарообразных частиц в атмосфере с больших высот отличается от их стоксовой скорости и является переменной величиной, зависящей от плотности воздуха р. Для высот менее 100 км рн=Ро ехр ( — ун), где ->=0,14 км"1. В наших расчетах для определения средней скорости выпадения частиц радиуса К с плотностью а на поверхность земли с высоты Н мы использовали формулу [17] -3|/ ^ V 1 + 1,86-Ю' •ехр(—0,14Я) Характеристики образовавшихся фракций, включая и максимальную высоту подъема их относительно Земли при увеличении сформировавшихся частиц поднимающимся облаком взрыва приведены в табл. 3. Перейдем к оценке весовой и счетной поверхностных концентраций вещества космического тела, которое могло выпасть в виде мелких затвердевших капель и образовать локальный след на поверхности Земли в непосредственной близости от эпицентра. Разнообразие локальных следов при ближайших выпадениях продуктов атомных взрывов и их зависимость от метеорологических ситуаций достаточно ярко отражены в литературе [6, 14]. , Не имея точных данных о профиле ветра по высотам в момент взрыва, оценим параметры локального следа для некоторого среднего значения ветра во всем слое оседания частиц (О—18 км), привлекая результаты модельных опытов по изучению закономерностей рассеивания аэрозольных частиц в атмосфере [18]. Авторы работы, изучая в условиях реальной атмосферы падешге с высот 1000—8000 м частиц, имеющих скорости 117 116 Заказ Л» 454 Характеристики образовав Параметры Каменное Размер фракций П, мк Средневесовой радиус фракции Лср, мк Гравитационная скорость фракции v, м/с Высота подъема фракции относительно >500 (>95 6-9 500-200 390 57 15 Земли 2К, км (>95 9,6 Среднягаркорость выпадения Vк м/с <1 26 Время оседания на землю, %0,5 мин, ч Количество вещества от М тела, приходящего- ся на фракцию Мк 0,011 0,33 доля, % 25 800 масса, т 1012 Количество частиц в фракции Жд <1,6.101 Положение максимума выпадений по направ- 2,6 лению среднего ветра от эпицентра гтах, км <1 Поверхностная счетная концентрация д, час-стиц/м2, в точке хт.„ 111 о. А >2,5-10' 1,1-108 200 Дисперсия но оси следа о 12 Дисперсия перпендикулярно к оси следа аж Поверхностная счетная концентрация ^ от х^ объемного источника (г~0,7 км) в области ^тах (5=0,4-106м2), частиц/м2 <60 300 Поверхностная весовая концентрация то от объемного источника в области хта,,, г/м2 ШсЯ А ' 0,24 Расстояние Д.гм/от жтах,при котором 9х/дгтах= 830 =0,1 Расстояние Дум от хтах,при котором 9у/9тах= = 0,1 720 Таблица 3 шихся фракций тело 200—100 150 8,5 18 4,3 100-50 75 2,14 18 2,0 50-25 38 0,55 18 0,58 25—10 19 0,14 18 0,16 <10 <0,04 >18 <0,04 70 1 150 2,5 500 8,5 1800 30 >100 1,4 3,5-Юз 8,3 -Ю13 6,25 1,5-10* 2,9- Ю16 16 4.10* 5,8- Ю16 27 6,8-10* 8-101' 49 1,2-105 >10« 21 85 330 1300 3,3-10' 2,15- Ю3 175 1,8-Ю7 10* Ю3 1,1-10' 5,2-10* 6,2 -103 3,1- Ю6 2,4- Ю6 3,6-10* 90 47 30 10 4-Ю-3 2-10~4 2-10-5 10-6 1,7-103 5,5 -Ю3 2,4-10* Ю5 820 1,3. Ю3 3,7-Ю3 1,7-10* 1' оседания в диапазоне от 0,7 до 3 м/с, определяли основные параметры следа выпавших на землю частиц в зависимости от числа частиц в источнике N, высоты сброса Н (м), средней скорости оседания Ук (м/с) и скорости среднего ветра в слое Н — и (м/с). Приведем полученные ими закономерности. 1. Максимальные поверхностные концентрации частиц наблюдаются по направлению среднего ветра от проекции точечного источника на Землю (эпицентра) на расстоянии 2. Поверхностная счетная концентрация частиц в точке удовлетворительно определяется эмпирической формулой т/ 2п — А — — «шах ~ л н* и где я=1,4, А = 2-102; 3. Дисперсия счетных концентраций на оси следа, совпадающей с направлением среднего ветра в обе стороны от ;гтах: 1,15 119 8* 118 Параметры Железное Размер фракций Л, мк Средневесовой радиус фракции Лср , мк >5йо 500—200 390 Гравитационная скорость фракции г;, м/с >2^ 143 Высота подъема фракция относительно Зем- ли 2п, км 6—7 6 — 7 Средняя скорость выпадения Vк м/с >240 24 Время оседания на землю, мин <0,5 5 ч » : Количество вещества от М тела, приходяще- гося на фракцию Мк 0,25 3,35 доля, % 1,25-Ю3 16,7-Ю3 масса, т О.2-1011 101» Количество частиц в фракции Л^ Положение максимума выпадений по направ- лению среднего ветра от эпицентра жтах ,км ' <0,25 2,5 Поверхностная счетная концентрация ^, час- тиц/м2, в точке ятах <9-109 4,5- Ю8 Дисперсия по оси следа ах 216 Дисперсия перпендикулярно к оси следа 0" 15 Ловерхноетная счетная концентрация ^ от объемного источника (г~0,7 км) в области 2тах(5=0,4- Ю6 м2), частиц/м2 ^ : <23-103 1200 Поверхностная весовая концентрация т от объемного источника в области ящах, г/м2 2,3 Расстояние Джм/от жтах, при котором д„./18 11 27 0,5 5 60 1,0 1,5 ' 200 3,5 0,4 750 12,5 <0,1 >50 7,9 4.10* 3,8-10* 19,5 Ю8 7,6 -Ю18 27 1,35-105 7,5- Ю16 29 1,45-105, 6,8 -Ю1* 13 6,5-10* >2-108' 16 36 120 450 >2000 3-Ю8 1,6-Ю3 125 6,7-Ю8 4-Ю3 350 '«" 2,5- Ю9 1,6-10* 1670 5-10' 7,2-10* 9500 800 1750 |6600 130 0,085 0,023 0,012 3-Ю-5 1,6-Ю3 2,7 -Ю3 , 8,2 • Ю3 3,3-10* 800 900 1,6-10» 5,3 -Ю3 4. Дисперсия в поперечном направлении от оси следа: а,з Рассчитывая параметры выпадений для взрыва 1908г., примем величину среднего ветра и в слое 0—20 км равной 10 м/с [22]. Все эмпирические зависимости в работе [18] получены при моделировании точечного источника примеси, тогда как в рассматриваемом нами случае источником примеси является огненная сфера или облако взрыва с диаметром более 1,5 км. Предположим, что продукты взрыва выпадают из облака равномерно по всему горизонтальному миделю облака и что полуширина следа выпадении по направлению ветра складывается из радиуса облака и дисперсионного расширения. При этом концентрация в максимуме соответственно снижается пропорционально площади горизонтального сечения источника. Такое предположение правомерно и подтверждается литературными данными по формированию локальных следов при взрывах атомных бомб (карты изолиний концентраций выпадений на поверхность Земли). Анализ табл. 3 позволяет сделать следующие выводы. 1. Исходя из предположения, что локальный след образуется частицами, выпадающими в течение суток после взрыва (V ]> 0,1 м/с), мы видим, что при варианте железного тела около 90% массы взорвавшегося тела выпадает на следе и только 10% распространяется в верхних слоях атмосферы, а при 120 121 варианте каменного тела к моменту взрыва выпадает половина от массы тела (абляция тела пр^; полете не учитывается). 2. Крупные частицы, гравитационные скорости которых настолько велики, что они не увлекаются облаком взрыва и выпадают непосредственно в области эпицентра (жтах ^ 3 км), составляют доли и единицы процента от массы тела. Однако в случае взрыва железного тела счетные концентрации их таковы, что в области эпицентра могут образоваться поверхностные концентрации, превышающие концентрации от фонового выпадения космической пыли, 3. След выпадений, возникший за счет сноса частиц ветром, должен простираться на сотни километров, а по мере удаления от эпицентра взрыва должен изменяться спектр размеров выпавших частиц. Ширину следа целесообразно рассматривать как расстояние от оси следа, на котором поверхностная счетная концентрация частиц обусловливает максимальные выпадения на этом расстоянии от эпицентра хтах , уменьшаясь на порядок. Согласно табл. 3, для магнитной фракции на расстоянии 35-^-50 км от эпицентра основной размер выпавших частиц будет 50—100 мк, а ширина следа не должна превышать 6 км. На расстоянии свыше 100 км от эпицентра преобладающей будет фракция частиц 25—50 мк, а ширина следа увеличится до 15—18 км. Необходимо подчеркнуть, что числовые характеристики локального следа, приведенные в табл. 3, относятся к моменту его образования. Обнаружение локального следа выпадения 1908 г. возможно лишь при изучении статистически оправданного количества проб, взятых в районе Тунгусской катастрофы и являющихся представительными для оценки флюктуации фона, не связанного с локальным выпаданием 1908 г. В настоящее время опубликован ряд работ, в которых оценивается скорость ежегодного поступления космической пыли в глобальном масштабе, а также рассматриваются химический состав, физическая структура и спектр размеров космических частиц [2, 3, 9]. Величина современных ежегодных выпадений космической пыли на нашу планету на основании данных ряда исследователей, проводивших измерения в различных точках земного шара, оценивается в 105 т, что в пересчете на поверхностные концентрации выпадений составляет 2-Ю"4 г/м2 в год. Выпадения в нижнепермский период развития Земли оказались такого же порядка. Величина выпадений (105 т) соответствует обобщенным данным оценок интенсивности выпадений космической пыли в счетных концентрациях: для фракции частиц размерами от 15 до 70 мк интенсивность выпадений колеблется от 5-Ю2 до 106 частиц/м2 в год. Минимальные выпадения получены для районов Гренландии и Антарктиды. В настоящее время имеющийся экспериментальный материал не позволяет делать геофизические интерпретации такого болыпо- го диапазона колебаний счетных концентраций, поэтому проведение исследований по космической пыли на территории Сибири, в частности, в районе падения Тунгусского метеорита, нам кажутся крайне полезными. В связи с общей оценкой космической пыли, попадающей на Землю, представляет интерес оценка этой величины на основе современных знаний о концентрациях вещества в межпланетном пространстве и анализа механизма захвата Землей этого вещества. По оценке Л. А. Катасева и Н. В. Куликовой [12], порядок этой величины не превышает 103 т в год. Для районов, прилегающих к месту Тунгусской катастрофы, интенсивность ежегодных выпадений, по оценке Ю. А. Львова, выделявшего космическую фракцию из горизонтальных слоев торфа по двум пробам, равна 200 и 250 частиц/м2 в год [16]. Скорость выпадения космической пыли, определенная по накоплению ее в снежном покрове для четырех проб, отобранных на севере Томской области, оказалась равна 100 частиц/м2 в год [10]. Согласно данным этих же авторов, концентрации шариков в верхнем пятисантиметровом слое почвы в трех пробах, отобранных в низовьях р. Таймуры, оказались равны 160, 280 и 530 частиц/м2. Как в работе [16], так и [10] отмечается, что наряду с блестящими темными шариками в пробах имеется большое количество частиц, имеющих разрушающийся вид (помутнение, неровности поверхности, следы коррозии). На основании этих данных период сохранности магнетитовых сфе-рул в почвах таежного района составляет всего 1—2 года. Наибольшее количество проб поверхностного слоя почвы с последующим выделением магнетитовых шариков в районе падения Тунгусского метеорита было отобрано в 1962 г. экспедицией К. П. Флоренского. Для сравнения данных, опубликованных в [19], с данными других авторов, переведем относительные концентрации в абсолютные с коэффициентом 102, так как в статье указана площадь проб — 1дм2, но сделана оговорка о необходимости проведения дополнительной методической обработки. Из 112 проб 80 имели концентрации ниже 400 частиц/м2, 22—400—1000 частиц/м2, 10 — выше 1000 частиц/м2. Пробы с концентрациями выше 400 частиц/м2 расположены в виде полосы шириной около 20 км, простирающейся от эпицентра взрыва на северо-запад. Гипотеза, что эта аномалия является следом выпадений от взрыва космического тела, вполне убедительна, однако требует дополнительной аргументации, поскольку статистически эта аномалия перекрывается флюктуациями глобального фона. Частично результаты исследования космической пыли, соо-ранной в районе Тунгусской катастрофы, опубликованы в [20,21]. Значительное количествополученныхкосмогенных частиц позволило авторам детально изучить закономерности формиро- 123 122 вания и особенности морфологии и химического состава космических шариков. Магнитные шарики состояли в основном из окислов железа, иногда с вкраплениями силикатного вещества. В части шариков распределение элементов однородно по разре-3У; Другая часть имела ярко выраженное металлическое ядро с повышенным содержанием никеля. Размер найденных магнитных шариков имел широкий диапазон — от 5 до 500 мк. Мелкие шарики (и <^ 50 мк) большей частью имели блестящую поверхность, более крупные — матовую и шероховатую. Наблюдались полые шарики и частицы в виде сплющенных или вытянутых капель. Отмечается большое разнообразие силикатных шариков пористых и полых форм. Для изучения процессов, приводящих к различию в химическом составе космогенных шариков, авторами проведены модельные эксперименты, воспроизводящие процессы образования шариков разного состава при влете метеоритов в земную атмосферу — быстрый нагрев, расплавление, окисление, сдува-ние расплава с поверхности. Сравнивая тунгусские шарики с модельными, полученными'при опытах по воспроизведению процесса абляции метеоритов в атмосфере, авторы отмечают идентичность их морфологических типов. Очень интересны и содержательны работы, позволяющие полученные результаты перенести на интерпретацию глобальных выпадений космической пыли, однако они не дают ответа, каков возраст исследованных образцов. В пользу того, что выделенные фракции являются результатом выпадений космической пыли последних нескольких лет;, говорят оценки скорости разрушения магнетитовых форм космической пыли в почвах этого района на основании исследований других авторов [10, 16]. При выделении локального следа выпадений 1908 г., вероятно, надо исходить не столько из сходства космической пыли из района Тунгусской катастрофы с космическими выпадениями в других районах земного шара, сколько из уникальности [10] тунгусского взрыва (мгновенный взрыв и расплавление всего тела в огненной сфере). Концентрация вещества взорвавшегося тела в паровой и расплавленной фазах огненной сферы значительно превышали концентрации метеорного вещества, возникающие в метеорном следе при абляции [10]. Длительность процессов формирования составляла полминуты; основным процессом формирования спектра частиц был процесс коагуляции частиц в жидкой фазе. Поэтому первоначальный спектр размеров частиц вещества Тунгусского тела, выпавших на поверхность Земли на расстояниях ближе 100 км от эпицентра взрыва, должен быть сдвинут в сторону преобладания более крупных частиц, чем размер частиц в глобальных выпадениях космической пыли. Крайне желательно сравнение не только счетных величин интенсивности ежегодных поступлений и концентраций в по- 124 верхностных слоях почвы космического вещества, но и детальный анализ их морфологических различий. Так, например, согласно [21], можно предполагать, что мелкие шарики диаметром менее 25 мк, имевшие блестящую оплавленную поверхность» относятся к современным выпадениям космической пыли, тогда как крупные частицы, поверхность которых носит явные следы разрушения, имеют значительно больший возраст. Так как все процессы разрушения формы и структуры затвердевших частиц идут тем интенсивнее, чем больше отношение поверхности частицы к ее массе, скорость разрушения мелких частиц космического происхождения в агрессивных средах, какой в данном случае надо считать почву, значительно большая, чем у крупных частиц, образовавших локальные выпадения. Есть опасность, что за 60 «лет, прошедших после взрыва и образования следа выпадений на земной поверхности, спектр выпавших частиц полностью разрушился или претерпел значительные изменения. В табл. 3 приведены весовые концентрации вещества. Возможно, привлечение данных о химическом составе поверхностного слоя почвы с целью выявления аномалий на фоне кларко-вых концентраций даст какую-либо дополнительную информацию. Заслуживающим особого внимания при сборе дополнительного материала в районе Тунгусской катастрофы являетсяупоми-нание об образованиях типа тонких магнитных скорлупок [21], которые, по-видимому, специфичны для данного района. Подобные образования в значительных количествах были обнаружены нами [13] при лабораторных анализах золы глубинных слоев моховой залежи, отобранных в 1960 г. в районе эпицентра взрыва (Кабаевый остров). Однако мы склонны были объяснить наличие таких скорлупок случайным загрязнением золы данного слоя термической окалиной с протвиней, на которых проводилось озоление торфа. Для восстановления первоначального спектра выпадений, имевших место в 1908 г., крайне полезными могут быть пробы космического вещества, извлеченные из нейтральных сред, наименее способствующих разрушению первичной структуры вещества (мхи и торфяники, донные илы, смолы и асфальты, возникающие после катастрофы). В заключение автор считает приятным долгом выразить благодарность В. Д. Виленскому, В. И. Вронскому, А. И. Га-зиеву, Г. М. Петровой и Е. Д. Стукину за ряд ценных замечаний, высказанных ими на отдельных этапах выполнения данной работы. ЛИТЕРАТУРА 1. Брошптэн В. А. К вопросу о движении в атмосфере Тунгусского метеорита.— В кн.: Метеоритика. Вып. 20. М., «Наука», 1961, с. 72—86. 125 2. Вменений В. Д. Удельный вес сферических микрочастиц, собранных в атмосфере.— «Геохимия», 1966, № 5, с. 586—593. 3. Виленский В. Д. Поиски космогенного вещества в атмосфере и атмосферных выпадениях.— «Геофиз. бюлл.», 1966, № 17, с. 48—54. 4. Вронский Б. И., Флоренский К. П. Космическая дыль на земле.— «Природа», 1964, № 3, с. 90—97. 5. Градштейн И. С., Рыжик И. М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М., Физматгиз, 1962, 1100 с. 6. Действие ядерного оружия. М., Воениздат, 1960, 586 с. 7. Золотое А. В. К вопросу о возможности теплового взрыва и структуре Тунгусского космического тела.— «Докл. АН СССР», 1967, т. 172, № 4, с. 805—808. 8. Золотое А. В. Оценка параметров Тунгусского космического тела по новым данным.— «Докл. АН СССР», 1967, т. 172, № 5, с. 1049— 1052. 9. Иванов А. В., Флоренский К. П. Космические шарики в нижнепермских соляных отложениях.— «Геохимия», 1968, № 4, с. 483—485. 10. ИвановаГ. М., Брувер Р. Э., Львов Ю. А., Боронтова Н. И. О поисках вещества Тунгусского метеорита.— В кн.: Проблема Тунгусского метеорита. Вып. 2. Томск, 1967, с. 145—148. 11. Израэль Ю. А., Стукин Е. Д. Гамма-излучение радиоактивных выпадений. М., Атомиздат, 1967, 224 с. 12. Катасов Л. А., Куликова И. В. О метеорных спутниках Земли.— «Астрономич. вести.», 1967, т. 1, № 2, с. 97—102. 13 Кириченко Л. В., Гречушкина М. П. О радиоактивности почвы и растений в районе падения Тунгусского метеорита.— В кн.: Проблема Тунгусского метеорита. Томск, 1963, с. 139—152. 14. Коллог У., Рапп Р., Гринфилд С. Ближнее выпадение продуктов атомного взрыва.— В кн.: Метеорология и атомная энергия, М., ИЛ, 1959, с. 243—255. 15. Лебединец В. И., Портнягин Ю. И. Некоторые вопросы физической теории метеоров.— «Кометы и метеоры», 1966, № 13. с. 9—21. 16. Львов Ю. А. О нахождении космического вещества в торфе.— В кн. Проблема Тунгусского метеорита. Вып. 2. Томск, 1967, с. 140^-144. 17. Манжула А. П., Колоницкий С. А. О скорости осаждения частиц из атмосферы.— «Изв. АН СССР. Физика атм. и океана», 1965, т. 1, № 9, с. 996—1000. 18. Петрова Г. М., Мирошкина А. И. Закономерности рассеяния аэрозольных частиц в свободной атмосфере. М., Гидрометеоиздат, 1967. (Труды ИПГ, вып. 4), с. 5—40. 19. Флоренский К. П. Проблема космической пыли и современное состояние изучения Тунгусского метеорита.— «Геохимия», 1963, № 3, с. 284—296. 20. Флоренский К. П., Иванов А. В., Ильин Н. П., Петрикова М. И., Лосева Л. Е. Химический состав космических шариков из района Тунгусской катастрофы и накоторые вопросы дифференциации вещества космических тел.— «Геохимия», 1968, № 10, с. 1163—1173. 21. Флоренский К. П., Иванов А. В., Кирова О. А., Заславская Н. И. Фазовый состав мелкодисперсного внеземного вещества из района Тунгусской катастрофы.— «Геохимия», 1968, № 10, с. 1174—1182. 22. Хргиан А. X. Физика атмосферы. М., Физматгиз, 1958, 476 с. 23. 81еуаг1 К. ТЬе сонйепзаИоп о! УороПю ап акзетЫу о! Йгор1е1,8 ог реПЫен.— «Тгапзас! о! Ше Гагайау Зое.», 1956, v. 52, р. 161—173.>>>>

Войти в систему

Л.В.КИРИЧЕНКО, К ВОПРОСУ ОБРАЗОВАНИЯ ЛОКАЛЬНОГО СЛЕДА ВЫПАДЕНИЙ ОТ ВЗРЫВА КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА В 1908 Г.