Прошло уже без малого 80 лет с момента падения Тунгусского метеорита, а интерес к этому редчайшему событию не только не ослабевает, но порой даже усиливается. Особенно за последние 40 лет. За эти годы в печати появились сотни статей, посвященных Тунгусскому феномену. Причем статей не только научных, обзорных и научно-популярных, но и сугубо фантастических, а иногда и прямо антинаучных. Вышло около десяти сборников статей, посвященных исследованиям Тунгусской катастрофы, и примерно столько же книг очерков участников научных экспедиций, которые читаются с захватывающим интересом. Опубликована монография Е. Л. Кринова «Тунгусский метеорит» (1949), к сожалению во многих отношениях устаревшая. Этому явлению посвящены целые главы в других монографиях и научно-популярных книгах. Тунгусское явление дало пищу писателям-фантастам для создания фантастических рассказов, повестей и даже романов, в которых так или иначе обыгрывается Тунгусское явление (о том, как именно порой оно «обыгрывается», мы расскажем ниже).
К сожалению, не все авторы подходят к проблеме Тунгусского явления серьезно. Речь идет не только о различных сенсационных выдумках некоторых писателей и популяризаторов на «Тунгусскую тему». Есть случаи, когда отдельные ученые других специальностей пытаются одним махом решить проблему, не заботясь об обоснованности своих утверждений и построений.
Вот почему мы сочли совершенно необходимым посвятить Тунгусскому метеориту целую главу книги, дабы предоставить читателям возможность познакомиться с реальной ситуацией в науке, изучающей этот феномен, и отмести все лишнее, ошибочное, необоснованное, но иногда цепко завладевающее умами непосвященных.
Немного истории
29 июня (по старому стилю) 1908 г. томская газета «Сибирская жизнь» напечатала статью некоего Адрианова, в которой сообщалось:
«В половине июня 1908 г., около 8-ми часов утра в нескольких саженях от полотна железной дороги, близ разъезда Филимоново, не доезжая 11-ти верст до Канска, по рассказам, упал огромный метеорит. Падение его сопровождалось страшным гулом и оглушительным ударом, который будто бы был слышен на расстоянии более 40 верст. Пассажиры подходившего во время падения метеорита к разъезду поезда были поражены необычайным гулом; поезд был остановлен машинистом, и публика хлынула к месту падения далекого странника. Но осмотреть ей метеорит ближе не удалось, т. к. он был раскален. Впоследствии, когда он уже остыл, его осмотрели разные лица с разъезда и проезжавшие по дороге инженеры и, вероятно, окапывали его. По рассказам этих лиц, метеорит почти весь врезался в землю — торчит лишь его верхушка; он представляет каменную массу беловатого цвета, достигающую величины будто бы в 6 кубических сажен» (Цит. по кн.: Кринов Е. Л. Тунгусский метеорит. М.: Изд-во АН СССР, 1949. С. 6.)
Эта заметка была перепечатана в отрывном календаре издательства О. Кирхнера в Петербурге на 1910 г. В ней все, кроме факта падения (точнее, пролета) гигантского метеорита, мощных звуковых явлений (которые были слышны гораздо дальше, чем за 40 верст) и факта остановки поезда, сплошной вымысел. К тому же поезд был не пассажирский, а товарный, и остановил его перепуганный машинист не у разъезда Филимоново, а у разъезда Лялька. Рассказы же о публике, хлынувшей из поезда, чтобы посмотреть на «небесного странника», о том, что он был раскален, имел беловатый цвет, объем в 6 кубических саженей, об инженерах, начавших его окапывать, и прочее — все это выдумано автором статьи или лицами, сообщившими ему эти сенсационные подробности.
Другие сибирские газеты оказались более объективными. Статьи и заметки о необычном явлении появились в июне и июле 1908 г. в газетах «Сибирь» (Иркутск), «Красноярец», «Голос Томска». Последняя газета справедливо отметила, что «удар (гул) был порядочный, но падения камня не было. Таким образом, все подробности падения метеора нужно отнести к слишком яркой фантазии впечатлительных людей».
Мы нарочно остановились на этой самой первой по времени дезинформации широких кругов о Тунгусском метеорите, поскольку нам еще придется столкнуться с более поздними (на 40—50 лет и более) фактами такого же рода.
Сообщения сибирских газет и письма некоторых любителей изучения природы, поступившие тогда же в Иркутскую магнитную и метеорологическую обсерваторию, не пробудили у ученых того времени никакого интереса.
Было одно сообщение и по официальной линии. Енисейский уездный исправник Солонина через два дня после пролета метеорита послал следующий рапорт на имя Енисейского губернатора: «17-го минувшего июня (Старого стиля (цит. по кн.: Кринов Е. Л, Указ. соч. С. 51)), в 7 ч утра над селом Кежемским (на Ангаре) с юга по направлению к северу, при ясной погоде, высоко в небесном пространстве пролетел громадных размеров аэролит, который, разрядившись, произвел ряд звуков, подобных выстрелам из орудий, а затем исчез».
Копия этого рапорта попала в Иркутскую обсерваторию, а затем, уже в 20-е годы,— в Метеоритный отдел Минералогического института АН СССР.
Научные исследования этого явления начались уже при Советской власти, в 1921 г, Ленинградский исследователь Леонид Алексеевич Кулик (см. фото.) опубликовал в журнале «Мироведение» статью о «затерянном Филимоновском метеорите 1908 г.». В том же году он предпринял разведочную экспедицию в те края. О ее результатах он рассказал на собраниях Русского общества любителей мироведения, в новых публикациях в журнале «Мироведение», в «Известиях Российской академии наук». Ответами на эти публикации явились письма от лиц, видевших полет яркого болида на фоне утреннего неба, при полном солнечном свете. Директор Иркутской обсерватории А. В. Вознесенский со своей стороны опубликовал в том же журнале «Мироведение» большую статью с анализом собранных им показаний очевидцев и... записей сейсмографов обсерватории, зарегистрировавших слабое землетрясение. По этим записям А. В. Вознесенский смог определить точное время события — 0 ч 17 мин по Гринвичу.
Летом 1924 г. находившийся в этих краях геолог С. В. Обручев (впоследствии член-корреспондент АН СССР), изучавший геологию и геоморфологию Тунгусского угленосного бассейна, зная от Л. А. Кулика о загадочном Филимоновском метеорите (название «Тунгусский» появится и войдет во всеобщее употребление лишь через три года), провел большую работу по опросу местных жителей, эвенков, об обстоятельствах падения метеорита. Эвенки указали Обручеву на обширную область поваленного леса, но обстоятельства не позволяли ему посетить ее.
О своих исследованиях С. В. Обручев написал статью в журнал «Мироведение», где она была напечатана на следующий год в одном номере со статьей А. В. Вознесенского.
В марте 1926 г. этот район посетил член Комитета помощи народам Севера, организованного молодой Советской властью, этнограф И. М. Суслов. Ничего не зная об исследованиях Л. А. Кулика, А. В. Вознесенского и С. В. Обручева, И. М. Суслов самостоятельно начал расспрашивать эвенков о событии 30 июня 1908 г. Ему помогло то, что в начале июня 1926 г. состоялся суглан (съезд) эвенков. И. М. Суслов выступил на суглане, а затем записал рассказы его участников. Результатом явилась его статья, напечатанная в 1927 г. в журнале «Мироведение».
Первые экспедиции
Работы А. В. Вознесенского, С. В. Обручева и И. М. Суслова дали много ценных фактических данных о Тунгусском явлении. Используя статьи Вознесенского и Обручева, в которых содержались независимые, но хорошо совпадающие определения координат эпицентра катастрофы, и ознакомившись в рукописи со статьей Суслова, Л. А. Кулик составил план своей первой экспедиции на предполагаемое место падения Тунгусского метеорита, как начали называть его с 1927 г. по предложению Кулика.
Л. А. Кулик с самого начала и до самого конца своих исследований (а конец им положила война и гибель Л. А. Кулика в фашистском застенке) не сомневался в факте падения на Землю в этом районе гигантского метеорита, возможно расколовшегося на отдельные глыбы.
В течение первой экспедиции 1927 г. Л. А. Кулик с одним помощником и несколькими рабочими смог лишь проникнуть в область поваленного леса, о которой писал в своей статье С. В. Обручев (на основании рассказов эвенков). Обойдя эту область вокруг центра вывала, он убедился, что вывал носит радиальный характер, что все деревья лежат корнями к центру котловины. Это свидетельствовало, по мнению Л. А. Кулика, о большой мощности ударной волны, сопровождавшей метеорит (рис. 24)
Рис. 24. Поваленный лес в районе падения Тунгусского метеорита
Л. А. Кулик не был ни физиком, ни астрономом, по образованию он был геолог. И его представления о физике удара о землю тела, влетающего в атмосферу с космической скоростью, были довольно примитивны. Вот как он описывал ход явлений (в поэтической форме):
«Струею огненной из раскаленных газов и холодных тел метеорит ударил в котловину с ее холмами, тундрой и болотом, и как струя воды, ударившись о плоскую поверхность, рассеивает брызги на все четыре стороны, так точно и струя из раскаленных газов с роем тел вонзилась в землю и непосредственным воздействием, а также взрывной отдачей произвела всю эту мощную картину разрушения» (Цит. по кн.: Кринов Е. Л. Указ. соч. С. 103.).
Не будем упрекать Л. А. Кулика за эту не совсем точную картину взаимодействия ударной волны, сопровождавшей метеорит, с земной поверхностью. Ведь оставалось еще около 10 лет до разработки теории метеоритных ударов и 20 лет до ее опубликования.
Во время той же первой экспедиции 1927 г. Л. А. Кулик обнаружил в центре области вывала несколько округлых депрессий, которые он сразу же принял за метеоритные воронки. Это его убеждение в сочетании с отсутствием в составе двух первых экспедиций специалистов-болотоведов направило все усилия членов экспедиции по неверному пути.
После возвращения в Ленинград Л. А. Кулик сделал отчет на Президиуме Академии наук СССР. Его сообщение о предполагаемых метеоритных воронках было встречено с недоверием. Тем не менее было решено в 1928 г. провести вторую экспедицию. Весной Л. А. Кулик вновь отправился в тайгу в сопровождении краеведа В. А. Сытина и нескольких рабочих. Эта небольшая экспедиция, борясь с болезнями, постоянными спутниками таежных условий жизни, проработала почти все лето, пытаясь раскопать воронки. Поиски метеоритного вещества не дали результатов, как и магнитная съемка (Кулик упорно считал, что метеорит был железным). В конце концов все участники экспедиции заболели и были вынуждены покинуть место работ. Л. А. Кулик остался в тайге один. После сообщения В. А. Сытина об этом факте в газетах поднялась целая кампания за спасение Кулика. Ведь у всех в памяти была трагедия экспедиции Нобиле, героические усилия советских моряков и летчиков по спасению итальянских аэронавтов. Но когда в октябре В. А. Сытин и И. М. Суслов с группой представителей прессы и советской общественности прибыли к месту стоянки Кулика, они застали его бодрым и здоровым. «Спасателей» он заставил помогать ему в магнитной съемке на обнаруженных им депрессиях. Все же через неделю Кулик и его товарищи покинули тайгу и вернулись в Ленинград (Об этой экспедиции можно прочитать в кн.: Сытин В. Путешествия. М: Сов. писатель, 1969. 288 с.).
Л. А. Кулик тотчас же начал готовить третью экспедицию. Он понял, что, имея одного помощника и несколько рабочих, много сделать нельзя. Третья экспедиция 1929—1930 гг. была самая многочисленная (10 человек) и самая длительная — она работала полтора года. В ее состав были включены болотовед Л. В. Шумилова и буровой мастер А. В. Афонский. Заместителем Л. А. Кулика был молодой астроном Е. Л. Кринов.
Основной задачей третьей экспедиции Л. А. Кулик поставил вскрытие воронок и бурение их дна, чтобы «докопаться» до осколков метеорита. Работать было очень трудно, так как воронки были заполнены водой. Выбрав одну из наиболее крупных и высоко расположенных воронок — воронку Суслова (многим воронкам, а также окружающим сопкам были присвоены названия), Кулик приказал рыть траншею, чтобы спустить из воронки воду. Техники не было, только кирки, лопаты и тачки. Работы были начаты в апреле, к концу мая 40-метровая траншея была готова. Но когда по ней спустили воду из воронки, участников экспедиции ожидала необычная находка: на дне воронки был обнаружен пень дерева, возраст которого намного превышал время, прошедшее после катастрофы (21 год). А это означало, что Сусловская воронка не могла быть образована ударом метеорита, ибо если бы это было так, то не только пня, но и трухи от него не осталось бы.
Л. В. Шумилова, проведя большой цикл болотоведческих исследований как в районе эпицентра, так и (для сравнения) в районе фактории Вановара, пришла к выводу, что воронки-депрессии не образованы падением метеорита, что они термокарстовые и образовались в результате оседания почвы при подтаивании линз льда вечной мерзлоты. На болотах также не было обнаружено следов удара метеорита, а лишь сравнительно слабые нарушения, связанные с воздействием воздушной волны. Закончив свои работы, Л. В. Шумилова в конце августа 1929 г. покинула лагерь экспедиции и вернулась в Ленинград. Еще раньше, в июле, оставили экспедицию трое рабочих. Один из участников экспедиции заболел и был эвакуирован. К осени осталось пятеро: Кулик, Кринов, Афонский, Старовский и Оптовцев.
Афонский поставил на Сусловской воронке буровую избу. Стали бурить вручную. Во время поездки в Вановару за продуктами была ранена лошадь. Двое из пяти были вынуждены заняться лечением лошади. При очередной поездке в Вановару Кринов и Оптовцев обморозили ноги. Пришлось ехать в Кежму и ложиться в больницу, откуда они вышли в начале 1930 г. (Кринов — с ампутированным пальцем ноги). Несмотря на все эти трудности, Кулик настаивал на продолжении бурения. Кринов доказывал, что бурить дальше бесполезно. Тогда в середине марта 1930 г. Кулик, не терпевший возражений, попросту уволил его из экспедиции. Бурение продолжалось, но, конечно, ничего не дало.
Важные научные результаты этой экспедиции состояли в другом. Во время своих многочисленных экскурсий по окружающей местности, а также в Вановаре и Кежме Е. Л. Кринов опрашивал местных жителей, в том числе эвенков, и записывал их рассказы о наблюдавшемся 30 июня 1908 г. явлении. Кроме того, он обнаружил следы лучистого ожога на деревьях, нашел сгоревшие лабазы, о которых рассказывали эвенки, и множество мелких, но важных для понимания общей картины деталей.
В период работы третьей экспедиции на месте работ побывал геодезический отряд во главе с С. Я. Белых, который определил астрономические пункты на вершинах некоторых сопок. Это было необходимо для запланированной аэрофотосъемки области вывала леса. Однако попытки провести ее летом 1930 г. не увенчались успехом. Аэрофотосъемка была проведена только восемь лет спустя.
В конце мая 1930 г. из-за несчастного случая сгорела буровая изба. Уехали Афонский и Старовский. Л. А. Кулик продолжал исследования до октября, после чего возвратился в Ленинград.
Подводя итоги третьей экспедиции, Л. А. Кулик был вынужден признать, что депрессии, которые он так упорно принимал за метеоритные кратеры, могут иметь и иное происхождение, хотя и связанное так или иначе с падением метеорита. Например, они могли, по его мнению, возникнуть от давления воздушных волн, сопровождавших метеоритные массы. Местом падения метеорита Кулик считал Южное болото.
Проблема Тунгусского метеорита взволновала, наконец, и астрономическую общественность. В резолюции I Всесоюзного астрономо-геодезического съезда, проходившего в январе 1934 г. в Москве, было записано: «Съезд считает падение Тунгусского метеорита 30 июня 1908 г. фактом громадного научного интереса, заслуживающим безотлагательного и исчерпывающего изучения». Аналогичные резолюции были вынесены IV и V конгрессами Международного астрономического союза (Кембридж, США, 1932; Париж, 1935).
Лишь через девять лет после окончания третьей экспедиции Л. А. Кулик снова побывал на месте падения, возглавив четвертую экспедицию. Продолжалась она недолго: всего полтора месяца. Свою задачу — проведение геодезических работ для геодезического обеспечения сделанной за год до этого аэрофотосъемки — экспедиция выполнила. Был обследован также рельеф дна на некоторых участках Южного болота. Погребенный метеоритный кратер или кратеры обнаружены не были.
Проведенная в 1938 г. аэрофотосъемка дала весьма ценный материал. На составленном по ее материалам фотоплане, несмотря на наличие разрывов, четко прослеживаются поваленные деревья, по которым можно проложить направления действия воздушных волн, сваливших деревья. Обработка этого фотоплана позволила сделать важный вывод: вывал был почти радиальным. Это означало, что ударная волна, повалившая лес, была подобна волне мощного точечного взрыва.
Может возникнуть вопрос: почему в послевоенные годы аэрофотосъемка не была повторена? С новой техникой, на более совершенных самолетах, без разрывов, на большой площади? Ответ прост: за прошедшие годы в тайге вырос свежий молодой лес, скрывший от воздушного наблюдателя все следы старого вывала. Правда, наземные экспедиции на каждом шагу встречают поверженные стволы таежных великанов, но с воздуха они уже надежно прикрыты молодой порослью. И все же аэрофотосъемка этого района была проведена в 1949 г., но с большей высоты и в меньшем масштабе. Ее материалы потом тоже были использованы для составления карты местности.
А теперь обратимся к другим исследованиям, проводившимся в 30-е годы не в тайге, а в стенах научных учреждений, но позволившим выявить новых «свидетелей» Тунгусской катастрофы.
Новые «свидетели» и свидетельства
Мы уже говорили, что А. В. Вознесенский уже через несколько дней после пролета Тунгусского метеорита обнаружил на лентах сейсмографов Иркутской обсерватории за 30 июня записи каких-то сейсмических волн. Они были отнесены к слабому местному землетрясению, записанному в журнал под № 1536. Тогда ученый еще не догадывался о связи землетрясения № 1536 с Тунгусским метеоритом. Эта связь стала для него ясна позже, в 20-е годы, после публикации в журнале «Мироведение» первой статьи Л. А. Кулика. И тогда А. В. Вознесенский обработал полученные им в 1908 г. записи и опубликовал результаты в том же журнале, в 1925 г. Записи были обнаружены на трех сейсмографах, причем, кроме основной сейсмической волны, по которой А. В. Вознесенский определил точное время падения метеорита (см. выше), он обнаружил странные зигзагообразные колебания всей записи спустя 44 мин после начала регистрации основных волн (рис. 25). Не сразу А.- В. Вознесенский понял, что второй пакет воли вызван приходом воздушной волны, также приведшей к колебаниям почвы.
Рис. 25. Сейсмические волны, вызванные падением Тунгусского метеорита (резкое усиление колебаний, потом постепенно слабеющих) и приходом от него воздушных волн (неправильные колебания справа) (Иркутская обсерватория, по А. В. Вознесенскому)
Сейсмические волны распространяются в 10—20 раз быстрее звуковых. Считая расстояние от Иркутска до эпицентра равным 893 км и приняв скорость распространения сейсмических волн 7,5 км/с, Вознесенский и получил момент взрыва 0 ч 17,2 мин по Гринвичу, или, как принято говорить теперь, по всемирному времени. Если положить скорость звуковых волн равной 330 м/с, то расстояние эпицентр — Иркутск они должны были пройти за 45,1 мин, откуда момент взрыва по воздушным волнам получался 0 ч 18 мин, в прекрасном согласии с предыдущим определением. Позднее эти моменты были уточнены. Скорость сейсмических волн А. В. Вознесенский завысил почти вдвое. По современному исследованию И. П. Пасечника, опирающемуся на данные прохождения сейсмических волн в близлежащих районах, их скорость составляла 3,3—3,5 км/с, а, значит, момент взрыва был 0 ч 14 мин. Завысил А. В. Вознесенский и скорость воздушных волн, которая в верхних слоях атмосферы меньше, чем у поверхности. Перерасчет, выполненный В. Г. Фесенковым, привел к моменту взрыва 0 ч 15 мин.
Землетрясение, вызванное взрывом Тунгусского метеорита, было зарегистрировано также сейсмографами Ташкента, Тифлиса и германского города Йены. Записи Ташкента и Тифлиса обнаружил уже в 1930 г. А. А. Тресков, опубликовавший эти данные четыре года спустя, запись Йены в том же году обнаружил английский геофизик Фрэнсис Уиппл (Не следует путать его с известным американским исследователем метеоров Фредом Уипплом.).
Десятилетия спустя в работах И. П. Пасечника, А. Бен-Менахема и других ученых путем анализа этих сейсмограмм были получены энергия и высота взрыва, но об этом мы расскажем дальше.
В самом начале 30-х годов советский исследователь метеоров И. С. Астапович выявил еще одну большую группу «свидетелей» Тунгусского взрыва. Это были записи воздушных волн барографами сибирских метеостанций. Еще в 1908 г. заведующий метеостанцией в Киренске Г. К. Кулеш заметил на ленте барографа резкую черту около момента 7 ч 15 мин. Он сообщил об этом в письме А. В. Вознесенскому, который, хотя и через 17 лет, опубликовал этот факт в своей статье. И. С. Астапович запросил другие сибирские метеостанции и получил копии барограмм от двадцати станций различных городов Сибири: Красноярска, Иркутска, Читы, Дудинки, Туруханска, Верхоянска и других. А в 1932 г. ему удалось обнаружить записи этих воздушных волн на микробарограмме обсерватории в Слуцке и на барограмме метеостанции в Петербурге (Ленинграде).
Одновременно Ф. Уиппл проверил записи микробарографов метеостанций Лондона и его окрестностей и выявил шесть прекрасных микробарограмм (рис. 26), на которых отчетливо записаны волны Тунгусского взрыва. Уиппл продолжал поиски и обнаружил аналогичные записи барографов и микробарографов Копенгагена, Потсдама, Загреба, Шнеекоппе (ныне гора Снежка, Польша), Вашингтона и Батавии (ныне Джакарта, Индонезия). Таким образом, воздушные волны распространились на очень большое расстояние: ведь от эпицентра до Лондона 5750 км, до Джакарты 7470 км, до Вашингтона 8920 км.
Рис. 26. Записи воздушных волн Тунгусского метеорита микробарографами английских станций (по Ф. Дж. У. Уипплу)
а — Лондон (Южный Кенсингтон); б—Лондон (Вестминстер); в — Лейгтон; г — Кембридж; 9 — Лондон (Шефердс Буш); е — Питерсфилд
Но и это был не предел. Еще в 1930 г. немецкий метеоролог Р. Зюринг, просматривая потсдамскую микробарограмму, выяснил, что на ней записаны две волны: прямая, пересекшая расстояние в 5075 км, и обратная, обошедшая весь Земной шар и достигшая Потсдама с запада, пройдя расстояние в 34 900 км (Здесь приведены расстояния вдоль земной поверхности. Действительные пути воздушных волн несколько больше, поскольку они распространяются на некоторой высоте над землей). Таким образом, воздушные волны Тунгусского метеорита обогнули весь Земной шар. В 1934 г. И. С. Астапович обработал все известные данные по барограммам, в том числе и опубликованные Уипплом, и получил по ним момент взрыва 0 ч 13 мин (для сибирских станций) и 0 ч 15 мин (для Слуцка). Английские записи дали момент 0 ч 11 мин. Потсдамская микробарограмма была позднее обработана заново академиком В. Г. Фесенковым, который, будучи в 1957 г. в Потсдаме, попросил ученых ГДР сделать ему с нее копию. Он получил скорость воздушных волн 318 м/с, уточнил момент взрыва и его энергию. Некоторое расхождение в моментах, определенных по различным записям, не имеет значения, поскольку скорость распространения воздушных волн могла быть различной в разных регионах и меняться вдоль пути. Будем полагать, что средний момент взрыва соответствует 0 ч 14 мин по всемирному времени.
И еще один прибор зарегистрировал Тунгусский взрыв. Это был магнитометр Иркутской обсерватории. На магнитограммах, выражающих изменения Н- и Z-составляющих геомагнитного поля, ясно заметно возмущение, начавшееся в 0 ч 19,5 мин. Эти записи были изучены в 1961 г. К. Г. Ивановым, который показал также, что в более далёких городах возмущения отсутствовали. Как доказал С. О. Обашев, причиной возмущения геомагнитного поля было расширение облака плазмы, образовавшегося при взрыве, вследствие мгновенного сообщения воздуху большого количества тепла и его нагрева до нескольких тысяч градусов. С. О. Обашев рассчитал время передачи возмущения. Оно оказалось равно 4 мин, в хорошем согласии с расчетом К. Г. Иванова. Отсюда момент взрыва получался в 0 ч 15,5 мин.
Световой салют Тунгусскому взрыву
Ночь с 30 июня на 1 июля 1908 г. надолго запомнилась астрономам и метеорологам, проводившим (или пытавшимся проводить) в эту ночь свои наблюдения. По их сообщениям, небо было настолько светлым, что вести астрономические наблюдения было вообще невозможно. Явление было столь необычным, что в научных журналах России, Англии, Франции, Германии, Голландии и некоторых других стран, а также в русских газетах оно было подробно описано. Ему посвятили статьи и заметки такие крупные ученые, как академик С. П. Глазенап (Россия), М. Вольф (Германия), У. Ф. Деннинг (Англия), Э. Эсклангон (Франция) и другие. Э. Эсклангон (будущий директор Парижской обсерватории) счел это явление настолько важным, что сделал о нем специальное сообщение на заседании Парижской академии наук 4 июля 1908 г. Вообще о необычных светлых ночах конца июня — начала июля (а это явление продолжалось несколько ночей) писали гораздо больше, чем о Тунгусском метеорите, о котором в Европе вообще ничего не знали, как не знали о нем и астрономы Пулковской, Московской и других обсерваторий европейской части России — они, увы, не читали сибирских газет. К светлым ночам в эти дни добавилось еще одно эффектное явление — в ряде мест наблюдались яркие серебристые облака (О природе серебристых облаков и истории их изучения можно прочитать в кн.: Бронштэн В. А. Серебристые облака и их наблюдение. М.: Наука, 1984. 128 с.).
К тому времени серебристые облака тоже считались малоизученным явлением. Они были открыты в июне 1885 г., за 23 года до описываемых событий. Было известно, что они плавают на высоте свыше 80 км, появляются редко, светят отраженным светом Солнца (рис. 27). Но вот какова их природа, из чего они состоят, этого в ту пору не знали.
Рис. 27. Серебристые облака 31 июля 1959 г., снятые в Латвии (М. А. Дирикис, Ю. Л. Францман)
Вот несколько описаний наблюдавшихся световых явлений. «Готовясь к очередному метеорологическому наблюдению в 9 ч вечера, я был очень удивлен, что на дворе совершенно светло и заря настолько яркая, что не потребовалось даже фонаря для наблюдений... Было уже 10 ч вечера, но по яркости зари уже ясно было, что заря не потухнет целую ночь и мы будем свидетелями небывалого явления — белой ночи над широтой 45°, спустя девять дней после летнего солнцестояния» (метеоролог Л. Апостолов, Ставрополь).
«Необыкновенное и редкое явление наблюдалось в ночь с 17 на 18 июня ст. ст. Небо покрыто густым слоем туч, льет дождь, и в то же самое время необыкновенно светло. Уже 11 час. 40 мин. ночи, и все так же светло, в 12 час. то же, в первом часу так же. Настолько светло, что на открытом месте можно довольно свободно прочесть мелкий шрифт газеты» (студент А. А. Полканов (ставший спустя много лет академиком-геологом), дер. М. Андрейково, 13 км от Костромы).
«Я стояла на высоком обрыве над Черным морем... глядела с изумлением на небо и спрашивала всех окружающих— отчего светло в 11 1/2 ч. ночи? Помню я и самое небо — бледное, в мягких розовато-серебристых облачках...» (Е. Тикшина, Одесса).
Еще в 1908 г. метеоролог, А. М. Шенрок собрал все, какие мог, наблюдения аномальных светлых ночей по России и опубликовал их сводку в научном журнале. В его сводку вошли наблюдения из 29 пунктов, расположенных с запада на восток от Брест-Литовска до Новоузеня Самарской губернии и с севера на юг от Петербурга до Керчи.
Некоторые наблюдатели не ограничились словесными описаниями явления, но запечатлели его на фотографиях. Студент В. П. России, проводивший каникулы в городе Наровчате Тамбовской губернии, сфотографировал около полуночи городскую улицу с экспозицией в 30 мин. В Гринвиче Д. Э. Эванс сделал снимок Морского колледжа с 15-минутной экспозицией. Д. Д. Руднев сфотографировал серебристые облака в с. Муратове Орловской губернии, а С. В. Орлов (позднее член-корреспондент АН СССР) — в Московской губернии. Фотографии серебристых облаков были получены также в Гамбурге, в районе Кенигсберга, в нескольких городах Голландии и Дании.
Ученые, наблюдавшие необычные световые явления в те ночи или получавшие сообщения о них от других лиц, еще в 1908 г. пытались разобраться в природе этих явлений. А. М. Шенрок в своей статье выдвинул три возможных объяснения: 1) северное сияние, 2) весьма высокие и тонкие облака, освещенные Солнцем, 3) проникновение мелкой пыли в верхние слои атмосферы. Первое объяснение А. М. Шенрок признал маловероятным. Еще решительнее отклонил гипотезу о северном сиянии академик С. П. Глазенап. Многие специалисты наводили на светящееся небо спектроскопы, но никаких линий излучения, столь типичных для полярных сияний, никто не обнаружил.
Самым вероятным объяснением А. М. Шенрок признавал третье, хотя не отрицал и возможности второго. Он удивился лишь кратковременности явления — две-три ночи, тогда как после катастрофического извержения, вулкана Кракатау в 1883 г. необычные зори продолжались месяцы.
Идею о резком увеличении запыленности верхних слоев атмосферы высказали также английский астроном У. Ф. Деннинг, немецкий астроном М. Вольф и другие. Бельгийский ученый Ф. де Руа сделал предположение о том, что Земля встретилась с плотным облаком космической пыли. Но наиболее проницательным оказался датский астроном Т. Кооль, который 4 июля 1908 г. писал: «...желательно было бы узнать, не появлялся ли в последнее время в Дании или где-нибудь в другом месте очень большой метеорит?» (Цит. по: Зоткин И. Т. Об аномальных оптических явлениях в атмосфере, связанных с падением Тунгусского метеорита // Метеоритика. 1961. Вып. 20. С. 51.)
Первыми высказали мысль о связи аномальных ночей и серебристых облаков с Тунгусским метеоритом независимо друг от друга Л. А. Кулик и метеоролог Л. Апостолов в 1926 г. Но если Л. Апостолов высказал лишь простое предположение о наличии такой связи, то Л. А. Кулик предложил вполне конкретный механизм образования серебристых облаков: «Я предполагаю, что серебристые облака обязаны своим происхождением метеоритам — наиболее мелкой и легкой части продуктов возгонки их вещества при их вторжении в земную атмосферу».
Фрэнсис Уиппл, собравший все имевшиеся в его распоряжении данные по Западной Европе и России, высказал в 1934 г. две очень важные гипотезы: во-первых, что Тунгусский метеорит был ядром небольшой кометы (За четыре года до Уиппла, в 1930 г., эту идею высказал в пулярной книге известный американский астроном X. Шепли но тогда она осталась незамеченной); во-вторых, что свечение неба было вызвано вторжением в земную атмосферу пылевых частиц, входивших в состав хвоста этой кометы.
В самом деле, область аномального свечения неба охватывала Европу (за исключением южных стран: Испании, Португалии, Италии, Греции) и европейскую часть России (рис. 28). В Америке ничего похожего не наблюдали. Перенос пыли от места взрыва до Англии (5750 км) менее чем за сутки был нереален, так как для этого требовалась постоянная скорость ветра, дующего с востока на запад, в 260 км/ч (или 72 м/с, это в два с лишним раза быстрее урагана). Значит, космическая пыль, породившая свечение, влетела в земную атмосферу одновременно с Тунгусским метеоритом или с небольшим опозданием. Если предположить, что Тунгусский метеорит был ядром небольшой кометы, то хвост ее должен был быть направлен от Солнца. Дело было утром, Солнце было на востоке, хвост кометы и должен был простираться на запад.
Рис. 28. Область видимости аномального свечения неба 30 июня — 1 июля 1908 г. (по И. Т. Зоткину)
В СССР кометную гипотезу поддерживал и развивал И. С. Астапович, хотя были и другие взгляды. Так, академик В. И. Вернадский в 1932 г. высказал мнение, что 30 июня 1908 г. Земля встретилась с густым роем космической пыли. Наиболее плотная часть роя произвела лесовал в тайге, а мелкая пыль, отбрасываемая давлением солнечных лучей в западном направлении, создала аномальное свечение неба. Стараясь обосновать кометную гипотезу Уиппла, И. С. Астапович приводил еще такой аргумент. Земля движется по орбите утренней стороной вперед. На ее пути оказался Тунгусский метеорит. Значит, либо Земля его догоняла, либо он двигался ей навстречу. Первое предположение маловероятно, ибо тогда получается, что орбита метеорита лежит внутри земной орбиты (в то время тела с подобными орбитами не были известны). Значит, остается второе — Тунгусское тело двигалось навстречу Земле, обратным движением. Но таким движением в Солнечной системе обладают только кометы. Значит, Тунгусский метеорит был небольшой кометой.
Этот аргумент был спустя двадцать лет «взят на вооружение» академиком В. Г. Фесенковым, который также доказывал, что Тунгусский метеорит был ядром небольшой кометы и летел навстречу Земле со скоростью 50—60 км/с. При этом В. Г. Фесенков полагал, что ядра комет представляют собой рой крупных и мелких тел, вплоть до пылинок. Таким образом, его точка зрения как бы объединяла представления И. С. Астаповича и В. И. Вернадского.
Увы, эта точка зрения была ошибочна. И в отношении представления о структуре кометного ядра, и в отношении направления и скорости движения Тунгусского тела. Но не будем забегать вперед. Вернемся к аномальному свечению неба.
И. С. Астапович в 1939 г. и Е. Л. Кринов в 1949 г. составили и опубликовали сводки имевшихся наблюдений. Сводки эти были чисто качественные, без какой-либо количественной обработки. Такая обработка была выполнена лишь в начале 60-х годов.
В 1949 г. академик В. Г. Фесенков сделал неожиданное открытие. Много занимаясь вопросами прозрачности атмосферы, он решил проверить, не наблюдалось ли какое-либо помутнение атмосферы из-за пыли, выброшенной при взрыве Тунгусского тела. Единственным научным учреждением, проводившим в то время систематические наблюдения прозрачности атмосферы, была обсерватория Маунт-Вильсон в далекой Калифорнии. Известный астроном Ч. Аббот начал там эти наблюдения в середине мая 1908 г., за полтора месяца до падения Тунгусского метеорита. Какая удача, что он не начал эти наблюдения на пару месяцев позже!
В. Г. Фесенков изучил измерения Аббота не только за 1908 г., но и за 1909-1911 гг. И что же? На кривой 1908 г. четко был виден минимум атмосферной прозрачности во второй половине июля и в начале августа, на кривых 1909—1911 гг. отмечались лишь случайные колебания. И так на трех длинах волн (рис. 29). Помутнение атмосферы началось в середине июля и продолжалось около месяца.
Рис. 29. Изменение коэффициента прозрачности атмосферы над Калифорнией в июне — сентябре 1908—1911 гг. на трех длинах волн (наблюдения Ч. Аббота, обработка В. Г. Фесенкова)
Ученый подсчитал необходимую скорость ветров, переносивших пыль. Расстояние в 9000 км было пройдено примерно за 360 ч, значит, скорость ветра была около 25 км/ч (или 7 м/с), что соответствует ветру умеренной силы. Иначе говоря, перенос пыли в Калифорнию за две недели был вполне возможен. Зная отношение помутнений на разных длинах волн, можно было вычислить средний размер частиц. Если считать их каменными, силикатными, то их средний радиус составлял 1 мкм (10-4 см). Это очень мелкая пыль, хотя бывают пылинки и еще мельче. Полагая, что пыль распространилась на целое полушарие Земли, В. Г. Фесенков смог оценить массу взорвавшегося тела — несколько миллионов тонн. Его работу продолжили в 1961 г. Г. М. Идлис и 3. В. Карягина, которые, произведя более точный подсчет, получили значение 1.5млн. т.
Как мы увидим дальше, эта оценка очень хорошо согласуется с оценками, полученными совсем другими методами.
По инициативе В. Г. Фесенкова научный сотрудник Комитета по метеоритам АН СССР И. Т. Зоткин произвел в том же 1961 г. первую количественную обработку наблюдений аномального свечения неба. Были собраны все опубликованные наблюдения. Чтобы определить западную границу явления, В. Г. Фесенков обратился к королевскому астроному (Титул, присваиваемый начиная с середины XVII в. Директору Гринвичской обсерватории (Англия).) Ф. Вулли с просьбой проверить через Британское адмиралтейство судовые журналы кораблей британского флота, бывших в эти ночи в плавании в Атлантическом океане. Просьба советских ученых была выполнена, но результат оказался отрицательным — ни на одном корабле, бороздившем в те ночи Атлантику, ничего необычного на небе замечено не было. Через известного американского астронома профессора О. Л. Струве (Правнук основателя Пулковской обсерватории В. Я. Струве) в Соединенных Штатах Америки была распространена анкета с вопросами о наблюдениях световых аномалий, но все ответы были отрицательные! Не поступило никаких сообщений об их видимости к востоку от места падения: ни в Восточной Сибири, ни на Дальнем Востоке, ни в Японии аномальное свечение не наблюдалось.
Четко прослеживалась южная граница видимости этого свечения: она проходила от Ташкента (где очевидцем был В. Г. Фесенков, тогда студент) на Бордо. Вся область свечения неба имела форму языка, направленного на запад (см. рис. 28).
В сводке И. Т. Зоткина значилось уже 114 пунктов, где наблюдались световые аномалии. Но группа томских и новосибирских молодых ученых-энтузиастов, возглавляемых Г. Ф. Плехановым, не удовольствовалась этим. С помощью ленинградских студентов была предпринята сквозная читка всех выходивших в 1908 г. в России газет за июнь-июль, всех русских и зарубежных научных журналов, были разосланы опросные листы в 150 функционировавших тогда учреждений и обсерваторий. Комитет по метеоритам АН СССР предоставил в распоряжение молодых ученых свои архивные материалы. Результаты исследования уже не умещались в статью, пришлось издавать небольшую монографию. Она вышла в 1965 г.
В сводке сибирских исследователей значилось уже 155 пунктов наблюдений аномального свечения неба. Но дело было не только в этом. Выявились новые факты. Оказалось, что в ряде мест свечение неба наблюдалось еще до падения Тунгусского метеорита, кое-где еще с 21 июня. В ночь с 30 июня на 1 июля наступил резкий максимум, после чего явление пошло на убыль.
Были обнаружены новые явления, наблюдавшиеся в те же дни на дневном небе. Это были гало, венцы вокруг Солнца, в частности кольцо Бишопа, изменения цвета неба, а также перламутровые облака (плавают в стратосфере на высоте 20—25 км). В июле 1908 г. наблюдалось увеличение степени поляризации неба (результат сильной запыленности атмосферы), сдвиг нейтральных точек Араго и Бабине (в которых поляризация света неба равна нулю). По этим данным сибирские исследователи определили размер рассеивающих пылинок в 1—3 мкм, в хорошем согласии с результатом В. Г. Фесенкова.
Однако не все было ясно в этой группе явлений. Правда, массовое появление серебристых облаков находило свое объяснение в появлении на уровне мезопаузы (75—90 км) большого количества метеоритных пылинок, служивших ядрами конденсации для намерзания на них ледяных кристаллов. Гипотеза о роли метеорных частиц как ядер конденсации была высказана впервые Л. А. Куликом в 1926 г., но была незаслуженно забыта и вновь была выдвинута автором этой книги в 1950 г. В дальнейшем она получила ряд подтверждений, как теоретических, так и экспериментальных.
Но общее свечение неба понять было трудно. Так, в Ташкенте (широта 41°) погружение Солнца под горизонт в полночь достигало 26°. Это значит, что в зените лучами Солнца могли быть освещены слои атмосферы на уровне 700 км. Но на такой большой высоте пылинки, даже очень мелкие, удерживаться в течение нескольких часов не могут. А пылинки, плавающие в расположенных ниже слоях, не будут освещены Солнцем.
Выход из этого затруднения намечается в двух направлениях. Некоторые ученые пытаются объяснить наблюдавшееся свечение излучением возбужденных молекул, возможно, молекулярных ионов. Часть наблюдателей указывали на то, что свечение было не белесым, а имело какой-то цвет. Одни описывают его как зеленоватый, другие — как красноватый. Мы уже говорили, что спектроскопы не выявили линий излучения, свойственных полярным сияниям. Но, быть может, в свечении неба присутствовали широкие молекулярные полосы или системы полос? Увы, пока никто еще не рассмотрел этот вопрос с необходимой научной строгостью. Поэтому нельзя ни принять, ни решительно отклонить это объяснение.
Другая возможность состоит в учете вторичного рассеяния света. Пылинки могут получать свет не непосредственно от Солнца, а от других пылинок, которые уже получают свет от Солнца. Именно так создается освещенность неба во время полного солнечного затмения, только там рассеяние света происходит на молекулах, а не на пылинках, и поэтому небо, как и днем, имеет голубой цвет. Однако теория вторичного рассеяния для данного случая пока еще не разработана.
И еще одна особенность аномального свечения неба 30 июня — 1 июля 1908 г. требует объяснения. Как показал в 1966 г. И. Т. Зоткин, Западная Европа в момент падения Тунгусского тела находилась, так сказать, в «пылевой тени». Иначе говоря, если космическая пыль двигалась вместе с Тунгусским метеоритом, она не могла непосредственно попасть в небо Европы, так как последняя находилась на противоположном полушарии Земли, Трудно допустить, что поток пыли обтекал Землю в течение 4—5 ч, ибо тогда он должен был иметь в длину не менее 500 000 км и только 2000X5000 км в сечении. Остается одно объяснение, а именно, что пылинки, тормозясь в атмосфере и подвергаясь притяжению Земли, обогнули ее, как искусственный спутник, и попали в пространство над Европой.
Нетрудно доказать, что такой путь могли совершить пылинки, проникшие в область границы «пылевой тени» на вполне определенной высоте или в узком диапазоне высот. Действительно, те частицы, которые вошли в атмосферу на большой высоте, должны «проскочить» атмосферу насквозь. Те из них, которые вступили, в самые плотные слои атмосферы, быстро затормозились и начали медленно оседать на земную поверхность. И только на некотором среднем уровне частицы могут огибать Землю. Именно они и обеспечили свечение неба над Европой.
Поток фантастических гипотез
Великая Отечественная война прервала исследования Тунгусского падения, как и многие другие научные исследования в нашей стране. Погиб в немецком плену ученый и солдат Леонид Алексеевич Кулик, в грозный год добровольно вступивший в ряды народного ополчения. Отгремели залпы войны, на весь мир прогремел салют Победы. Пора было продолжать исследования. Но в это время, 12 февраля 1947 г., на Дальнем Востоке упал другой громадный метеорит — Сихотэ-Алинский. Уже через несколько дней прибывшие на место падения геологи обнаружили несколько метеоритных кратеров и множество осколков железного метеорита.
В отличие от Тунгусского падения здесь не было никаких загадок. Четыре года подряд ученые во главе с академиком В. Г. Фесенковым исследовали область выпадения метеоритов, метеоритные воронки, собрали и доставили в Москву 23 т метеоритного вещества. В дальнейшем исследования Сихотэ-Алинского метеорита были продолжены. Их итоги подведены в двухтомной монографии «Сихотэ-Алинский метеоритный дождь» и в сотнях статей в журналах и научных сборниках (Подробно об исследованиях Сихотэ-Алинского падения рассказано в научно-популярной книге: Кринов Е. Л. Железный дождь. М.: Наука, 1980. 192 с.).
У специалистов-метеоритологов не было сил, чтобы работать «на два фронта». Исследования Тунгусского падения временно пришлось отложить.
И тут возникла совершенно неожиданная ситуация. В научно-популярном журнале «Вокруг света» в 1946 г. был опубликован фантастический рассказ писателя А. П. Казанцева «Взрыв». Вскоре в Московском планетарии была поставлена лекция-инсценировка «Загадка Тунгусского метеорита» по сценарию А. П. Казанцева. Вот как она выглядела.
Сперва на кафедру выходил лектор и рассказывал все, что было известно к тому времени о Тунгусском падении, включая результаты работ экспедиций Л. А. Кулика. Лекция иллюстрировалась показом кинофильма, снятого в 1928 г. оператором Н. А. Струковым во время второй экспедиции Л. А. Кулика, а также диапозитивами. Заканчивая лекцию, лектор предлагал желающим задавать вопросы. После двух-трех вопросов и ответов на них из публики выходил молодой человек.
— У вас что, вопрос? — спрашивал его лектор.
— Нет, я хотел бы сам дать ответ на ваш вопрос,—отвечал молодой человек.— Я студент и много думал над загадкой: куда же девался метеорит?
И далее студент излагал такой ход рассуждений. В центре области поваленного леса стоит «мертвый лес» — деревья здесь не упали, но с них были содраны сучья, крона и даже кора. Радиус этой зоны около 5 км. Почему же здесь деревья не были свалены ударной волной? Да потому, что она действовала на них сверху. Иначе говоря, взрыв влетевшего тела произошел не на земле, а в воздухе. На более далекие деревья волна действовала уже под углом и валила их. Итак, 'Тунгусское тело взорвалось в воздухе. Но метеорит не мог сам собой взорваться,— заявлял студент.— Значит, это был не метеорит.
— А что же? — спрашивал его лектор.
— Это был межпланетный корабль, прилетевший на Землю с Марса. Он имел атомные двигатели, но у самой поверхности Земли потерял управление. Атомный взрыв уничтожил и сам корабль и был причиной всех наблюдавшихся разрушений, сейсмических и воздушных волн, аномального свечения неба.
Не будем подробно описывать, что происходило дальше. В дискуссию включались профессор-физик и полковник-ракетчик. Все это были актеры, разыгрывавшие отведенные им роли. В первом варианте сценария предполагалось сообщать в конце слушателям, что это была инсценировка, автором которой был А. П. Казанцев, но потом это разъяснение было убрано. Публика оставалась в полном неведении. Некоторые люди, заинтересовавшиеся этим вопросом, приходили на «лекцию» вновь и бывали сильно удивлены, что все повторяется, что выходят и спорят между собой одни и те же лица, говоря при этом те же самые слова.
Постановка была раскритикована в печати сперва журналистами, а потом учеными. Вскоре она была снята. Но дискуссии не только не утихли, а из зала планетария перешли на страницы газет и научно-популярных журналов.
Вернемся к высказыванию студента, выражавшего ход рассуждений самого А. П. Казанцева. Первая их часть содержала важную и новую идею: взрыв Тунгусского тела произошел в воздухе. Абсолютно правильна (даже с современной точки зрения) и аргументация в пользу этой идеи: там, где воздушная волна действовала сверху вниз, деревья не были повалены, а лишь потеряли сучья и крону. Там же, где волна распространялась под углом, она должна была валить деревья. Здесь А. П. Казанцев (в прошлом инженер) был совершенно прав, и спустя 12 лет новая экспедиция Академии наук СССР подтвердила надземный характер Тунгусского взрыва.
Все остальное было чистейшей фантазией. И прилет межпланетного корабля, и атомная природа взрыва. Это было уместно в фантастическом рассказе или романе (Эта тема отражена в рассказе А. П. Казанцева «Гость из космоса» (1951) и во второй редакции его романа «Пылатющий остров» (1962)), но это нельзя было принимать серьезно, в качестве научной гипотезы. Казанцев же, ободренный первыми успехами и живейшим интересом широких кругов населения к этой проблеме, стал выступать с лекциями и статьями, в которых пытался доказывать, что так все и было в действительности. Этим он и те, кто его поддерживал, вводили в заблуждение тех, у кого не было необходимых знаний в этой области.
Ученые пытались объяснить, что нет ни одного факта, который бы свидетельствовал в пользу «гипотезы» Казанцева. Не имея в своем распоряжении нужных фактов, он выдавал за них плоды своей фантазии. Так, он писал, что после взрыва кто-то видел грибообразное облако (как после атомного взрыва), что эвенки, ходившие после катастрофы в тайгу, погибали от лучевой болезни, и так далее. Все это было сплошным вымыслом. Но оказалось, что покончить с этими фантастическими взглядами не так просто. Подобные «красивые» фантазии очень живучи. А спустя некоторое время появились люди, захотевшие «подтвердить» эти идеи экспериментально.
Наиболее упорным оказался инженер-геофизик А. В. Золотов. В 1959 г. (через год после первой послевоенной экспедиции АН СССР) он с одним спутником пошел в тайгу, пробыл там чуть больше недели, но зато составил пухлый отчет в 116 страниц, в котором заявлял, что получил «несомненные» доказательства ядерной природы взрыва. В качестве таковых приводились: повышенная радиоактивность в районе эпицентра; наличие лучистого ожога деревьев; медленное затухание сейсмических волн, как после ядерных взрывов, в отличие от взрывов обычных; отсутствие проявлений действия баллистической волны на повал деревьев, радиальная форма которого доказывала, что он произведен взрывной сферической волной; как следствие, малая скорость влетевшего тела (3-4 км/с), которое явно стремилось «затормозить» свое движение.
Все это были аргументы для легковерных. Специалисты сразу разобрались в них. Выяснилось, что Золотов неправильно представлял себе геометрию ударной волны и ее взаимодействие с поверхностью, совершенно не учитывал затухания сильной ударной волны в неоднородной атмосфере (плотность которой экспоненциально растет по мере снижения волны). Он не понимал, что характер сейсмических колебаний зависит не от физической природы взрыва, а лишь от его энергии. По выделенной же энергии Тунгусский взрыв действительно был сравним с ядерным.
Чтобы успокоить общественное мнение, пришлось проверить и наличие радиоактивности. Несколько групп ученых провели измерения с более точными приборами, чем были у Золотова, и не подтвердили его результатов. Следов остаточной радиоактивности 1908 г. найдено не было — только 1945 г. и позже, когда на Земле прозвучали первые атомные взрывы (Поскольку радиоактивный распад происходит с точно известной скоростью, по соотношению масс исходных изотопов и продуктов их распада можно определить время его начала (радиоактивный возраст)). Что касается лучистого ожога, то в этом не было ничего загадочного: сильный взрыв, независимо от его природы, непременно приводит к резкому повышению температуры газов вблизи точки взрыва — до нескольких тысяч градусов. Такие газы излучают свет и тепло. Жар от Тунгусского взрыва испытали на себе не только деревья, но и люди. Это были жители Вановары С. Б. Семенов и П. П. Косолапов. Они ощутили мгновенный ожог, но он был столь кратковременный, что оба отделались испугом. Расстояние от них до места взрыва было около 100 км.
В 1959 г. группа томских физиков и врачей, стремясь проверить версию ядерного взрыва, провела трудоемкую работу по просмотру архивов местных медицинских учреждений, опросу старейших жителей и врачей, наконец, по эксгумации трупов эвенков, умерших вскоре после катастрофы. Результаты были однозначны: никаких признаков неизвестных заболеваний, никаких продуктов радиоактивного распада в скелетах захороненных эвенков. Фантастическая версия лопнула как мыльный пузырь.
Правда, ее авторы на этом не успокоились. Казанцев продолжал пропагандировать на страницах газет и журналов своих «гостей из космоса», Золотов совершил еще несколько экспедиций в тайгу в надежде получить хоть какие-нибудь доказательства своей навязчивой идеи. Нашлись у нее и другие последователи. Они и сейчас проводят иногда свои собрания, приглашают на них много гостей и рассказывают о своих сенсационных «идеях» и «открытиях». Ученые-специалисты, которых организаторы этих собраний даже не приглашают, давно махнули на них рукой. Ведь у ученых очень много настоящей работы, научно-исследовательской. О ее результатах мы расскажем дальше.
К сожалению, дурные примеры заразительны. Вслед за Казанцевым фантастические гипотезы начали предлагать (и публиковать в массовых журналах, где не было должной научной апробации этих материалов) и другие. Так, писатели-фантасты Г. Альтов и В. Журавлева заявили, что вообще никакое тело в атмосферу Земли 30 июня 1908 г. не влетало, а это был... луч лазера со звезды 61 Лебедя. Потрясающая безграмотность в физике и астрономии, полное пренебрежение фактами — все что можно сказать об этой версии. Столь же беспочвенны были попытки объявить Тунгусский метеорит куском антивещества и даже миниатюрной «черной дырой». Авторами этих версий были уже не писатели, а ученые других специальностей, но от этого их версии не становились научными гипотезами. Специалист одной отрасли науки может, увы, допускать грубейшие ошибки в другой отрасли, если возьмется не за свое дело.
Не отставали от авторов этих публикаций и любители науки. Их «гипотезы» шли настоящим потоком. В Комитете по метеоритам АН СССР собрана целая коллекция самодельных «гипотез», число которых уже перевалило за сто. Ни одна из них не имеет какого-либо научного значения.
Новый этап исследований
В 1949 г. вышла монография Е. Л. Кринова «Тунгусский метеорит», в которой подводились итоги первого этапа исследований (1921 — 1939). За два года до этого в «Докладах AН СССР» появилась статья К. П. Станюковича и В. В. Федынского «О разрушительном действии метеоритных ударов», в которой доказывалось, что удар о поверхность Земли крупного метеорита с космической скоростью приводит к взрыву, потому что кинетическая энергия падающего тела практически мгновенно переходит в тепло. Между тем даже при скорости удара 4 км/с выделившегося тепла достаточно для испарения всего метеорита, а при больших скоростях в месте удара должен образоваться метеоритный кратер. Обычные метеориты сильно тормозятся в атмосфере, теряют свою космическую скорость и падают на Землю со скоростью свободного падения (десятки—сотни метров в секунду). Громадный Тунгусский метеорит должен был сохранить свою космическую скорость и взорваться при ударе о Землю. Все это объясняло полное отсутствие на месте падения Тунгусского метеорита каких-либо осколков, но возникал вопрос: где же кратер? В этот период ученые склонны были считать местом удара Южное болото, которое-де и скрыло образовавшийся кратер. Но это нужно было проверить. Нужна была новая экспедиция.
После завершения первой очереди работ по изучению Сихотэ-Алинского железного метеоритного дождя (1947— 1951) исследователи начали готовиться к экспедиции на Тунгуску. В 1953 г. район катастрофы посетил геохимик К. П. Флоренский. Но это была только разведка. Настоящую экспедицию удалось снарядить только в 1958 г.
Между тем в начале 50-х годов были опубликованы две важные работы, посвященные уточнению траектории и орбиты Тунгусского метеорита. К тому времени в литературе дискутировались два варианта траектории: траектория Вознесенского—Астаповича, направленная с юга на север (точнее, с юго-юго-запада на северо-северо-восток), и траектория Кринова, проходившая с юго-востока на северо-запад (рис. 30).
Рис. 30. Проекции траектории Тунгусского метеорита по А. В. Вознесенскому (4) и по Е. Л. Кринову (5) 1 — вывал деревьев, 2 — тропы, 3 — границы зон повреждений
Трудно сказать, из каких соображений проложил свой вариант траектории А. В. Вознесенский. В его статье 1925 г. эти основания не приводятся. Но И. С. Астапович, поддержавший этот вариант, нанес на карту ряд изолиний: изосейсты (линии равных по интенсивности сейсмических явлений), изобары (линии равных звуковых явлений), изоплеты лучистого ожога и т. д. Оси этих изолиний у него почти совпадали. Между тем никаких инструментальных регистраций сотрясения почвы, кроме известной иркутской сейсмограммы, в распоряжении И. С. Астаповича не было. Изосейсты он проводил по косвенным признакам (показаниям очевидцев). Как выяснилось потом, изгибы этих линий к югу выражали лишь один (южный) лепесток общей фигуры, напоминавшей крылья бабочки. Северо-восточный лепесток остался вне поля зрения ученого. Траектория Е. Л. Кринова была целиком основана на показаниях очевидцев, на их качественном анализе. Но и она не могла претендовать па точность, тем более что одни показания противоречили другим.
Ленинградская исследовательница астроном Н. Н. Сытинская выполнила специальную работу, чтобы сделать выбор между этими двумя траекториями. Она отбирала наиболее надежные показания очевидцев, в частности таких лиц, для которых метеорит должен был (если верна та или иная траектория) пролететь в зените, или людей, находившихся между обеими траекториями (для них ставился вопрос: с какой стороны пролетело тело — с западной или с восточной?). Итог был неожиданным: обе траектории оказались равновероятными. Равное количество отобранных наблюдений говорило в пользу той или другой (а некоторые можно было согласовать с обеими). Вопрос остался нерешенным.
Вот почему московский астроном Б. Ю. Левин при анализе возможной орбиты Тунгусского тела был вынужден использовать обе траектории. Он получил очень важный результат: несмотря на то что Тунгусский метеорит упал утром, он вовсе не обязательно был встречным. Он мог подлететь к Земле и прямым движением, но двигаясь под углом к земной орбите. В таком случае вовсе не обязательно было приписывать ему очень большую скорость, как это делали И. С. Астапович и позднее В. Г. Фесенков (60—70 км/с). Скорость его могла быть и 25—40 км/с. Этот результат оказался правильным. Современные оценки заключены, как правило, именно в таких пределах.
В 1957 г. сотрудник Комитета по метеоритам АН СССР А. А. Явнель подверг анализу пробы почвы из района эпицентра катастрофы, взятые еще в 20-х годах Л. А. Куликом. Результат анализа был совершенно неожиданным: в пробах были обнаружены мельчайшие железные шарики, застывшие капельки метеоритного железа. Такие шарики, диаметром в десятки микрометров, обнаруживаются в местах распыления железных метеоритов. Особенно много их было найдено в районе падения Сихота-Алинского метеорита.
Как выяснилось потом, Сихотэ-Алинский метеорит в буквальном смысле «подложил свинью» своему Тунгусскому собрату. Тысячи экземпляров железных метеоритов с Сихотэ-Алиня несли на себе мириады таких шариков. Многие из них после распиловки железных метеоритов носились в воздухе, в помещениях Комитета по метеоритам, проникали повсюду, в том числе и в упаковки тунгусских проб. Короче говоря, пробы были загрязнены сихотэ-алинскими шариками. Но это выяснилось только через год, когда экспедиция Академии наук СССР подвергла такому же анализу другие пробы, собранные Л. А. Куликом, но оставшиеся на базе его экспедиции на реке Хушме. Железных шариков в них было найдено гораздо меньше, да и те оказались земного (промышленного) происхождения.
Но при организации экспедиции, при определении ее задач и плана работ уже предполагалось, что Тунгусский метеорит был железным. И все еще тлела надежда на то, что на дне Южного болота будет обнаружен кратер. Его предполагаемый поперечник оценивался в 1 км.
Экспедиция была подготовлена к лету 1958 г. Возглавил ее геохимик К. П. Флоренский. В составе экспедиции были ученые самых разных специальностей: минералог О. А. Кирова, геолог Б. И. Вронский, химики Ю. М. Емельянов и П. И. Палей, астроном И. Т. Зоткин, физик С. А. Кучай. В экспедиции принял участие и старый таежник К. Д. Янковский, один из товарищей Л. А. Кулика по экспедиции 1929—1930 гг.
Работа экспедиции продолжалась около двух месяцев. Был обследован обширный район лесовала, гораздо больший, чем в свое время изучил Л. А. Кулик, составлена карта вывала. Четко выявилась «зона безразличия» в центральной части почти радиального вывала — та самая зона «мертвого леса», где деревья повалены не были, но потеряли крону, сучья, а некоторые и кору (рис. 31).
Рис. 31. Стоячий лес в центре области Тунгусского вывала
Обследование Южного болота показало, что его дно не было нарушено и никакого погребенного кратера там нет. Не были обнаружены метеоритные кратеры и в других местах. Была окончательно установлена термокарстовая природа воронок, принятых Куликом в свое время за метеоритные кратеры. Такие воронки образуются в районах вечной мерзлоты, когда подтаивают линзы подпочвенного льда и происходит проседание поверхности. В сочетании с явлением «зоны безразличия» эти результаты подтверждали, что метеорит не достиг земной поверхности, а взорвался в воздухе. Этот вывод не был столь неожиданным и непонятным, как может показаться. Ведь многие метеориты дробятся в воздухе, давая начало метеоритным дождям. Даже железный Сихотэ-Алинский метеорит раздробился в воздухе на десятки тысяч осколков (а прочность железа общеизвестна). И все-таки одно дело разрыв на крупные осколки, а другое — взрыв с испарением всей массы тела. Но переход от одной формы разрушения к другой при определенных условиях был возможен. И для этого не требовалась гипотеза о ядерном взрыве межпланетного корабля.
Экспедиция 1958 г. детально изучила воздействие взрыва на деревья (О работе экспедиции 1958 г. и некоторых последующих хорошо рассказано в книге: Вронский Б. И. Тропой Кулика. М.: Мысль 1968. 256 с; 2-е изд. 1977. 224 с.). Тут было обнаружено новое явление: оказалось, что деревья, пережившие катастрофу, значительно ускорили свой рост. Ствол 40-летней лиственницы, выросшей после катастрофы, стал толще, чем у 300-летней лиственницы, выросшей в XVII в. Ускорение роста деревьев, наступившее именно в 1908 г., хорошо заметно по их годовым кольцам (см. фото).
Два объяснения было предложено этому ранее неизвестному явлению. Первое: раньше деревья в густой тайге угнетали друг друга, отнимая у своих соседей солнечные лучи и питательные соки из почвы. Когда большинство деревьев было повалено волной взрыва, оставшиеся стали получать то и другое «полной порцией» и начали расти быстрее. Второе: зола от сгоревших деревьев и трав, а может быть, и расплавленное вещество метеорита внесли в почву удобряющие вещества, которые и ускорили рост уцелевших деревьев. Выбор между этими объяснениями не сделан и до сих пор. Возможно, что действовали оба фактора.
Работа экспедиции 1958 г. имела большое значение. Она выявила много новых фактов, выяснила некоторые до того неясные вопросы (отсутствие кратера в Южном болоте или в ином месте, надземный характер взрыва), но в то же время подняла новые вопросы, ранее не возникавшие. Главным из них был вопрос о физической природе взрыва. На его решение ушло около двадцати лет.
В работу включается КСЭ
Пока участники экспедиции 1958 г. и другие ученые обрабатывали материалы, собранные этой экспедицией, группа научных работников, аспирантов и студентов томских вузов решила предпринять самостоятельную экспедицию в район Тунгусской катастрофы, чтобы получить независимые данные о природе влетевшего в нашу атмосферу тела. Возникший первоначально план туристического похода на место лесовала претерпел изменения. Было решено взяться за проблему всерьез. Руководитель группы физик и врач Г. Ф. Плеханов ездил в Москву, консультировался со специалистами и получил моральную (а в дальнейшем и материальную) поддержку в организации самодеятельной экспедиции. После тщательной подготовки Комплексная самодеятельная экспедиция (КСЭ), оснащенная магнитометрами, индуктометрами, радиометрами и другими приборами, выехала на место работ. Это было 30 июня 1959 г., ровно через 51 год после падения Тунгусского тела. О своих работах участники КСЭ рассказали в июне 1960 г. на IX Метеоритной конференции, собравшейся в Киеве.
Кроме КСЭ, в 1959 г. на месте катастрофы побывали и другие самодеятельные группы: уже упоминавшаяся группа Золотова, а также туристическая группа Смирнова, практически ничего не внесшая в изучение проблемы. Приехал из Москвы и участник экспедиции К. П. Флоренского геолог Б. И. Вронский, присоединившийся к КСЭ.
Из всех этих групп только работа КСЭ получила на конференции положительную оценку и пожелание успешного продолжения. И это пожелание было выполнено. Энтузиасты КСЭ: физик Д. В. Демин, математик В. Г. Фаст, биолог Ю. Л. Львов, врач Н. В. Васильев и другие — возобновили экспедиционные исследования и продолжают их уже более четверти века. Работа ведется по четкому плану. Уже после первых экспедиций стало ясно: объем работ столь велик, что даже при участии 10—15 человек ежегодно на его выполнение уйдет много лет.
Впрочем, число участников КСЭ быстро росло. Если в 1959 г. в экспедиции участвовало 12 человек, то в 1960 г. их стало уже 75 (включая группу москвичей во главе с В. А. Кошелевым) (О первых шагах КСЭ можно прочитать в упомянутой выше книге Б. И. Вронского, а также в кн.: Васильев В., Демин Д., Ероховец А. и др.. По следам Тунгусской катастрофы. Томск: Том. кн. изд-во, 1960. 160 с; Кандыба Ю. В стране огненного бога Огды. Кемерово: Кемеров. кн. изд-во, 1967. 120 с.).
В 1961 и в 1962 гг. на место работ были снаряжены новые экспедиции Академии наук СССР, работавшие под руководством К. П. Флоренского. Участники КСЭ работали совместно с этими экспедициями по единой согласованной программе.
Самым важным итогом экспедиций 1959—1962 гг. было составление полной карты вывала леса. Для этого участникам этой поистине титанической работы пришлось замерить направления 60 тысяч деревьев, сваленных воздушной волной более полувека назад. Математическая обработка этих измерений была выполнена Д. В. Деминым и В. Г. Фастом. Ее результатом и явилась карта вывала, на которой контур области поваленного леса имеет форму бабочки (рис. 32). С тех пор эту фигуру так и называют бабочкой.
Рис. 32. Карта области поваленного леса по В. Г. Фаcту
Концентрические дуги — изодинамы (линии равной мощности ударной волны); почти радиальные линии — усредненные направления повала деревьев. Граница вывала имеет форму бабочки
Была определена площадь области сплошного вывала — 2150 км2. Проведя ось симметрии бабочки, В. Г. Фаст получил новое значение азимута проекции траектории — 115°. Это означало, что Тунгусское тело летело с востока—юго-востока на запад—северо-запад. Были составлены также карты области лучистого ожога, зоны безразличия, границ лесного пожара.
Были подтверждены основные выводы экспедиции 1958 г. об отсутствии следов каких-либо нарушений дна Южного болота, об отсутствии в этом районе метеоритных кратеров, а также осколков железа и каких-либо других металлов. В пробах почвы были снова обнаружены железные шарики, но не в области эпицентра, а на северо-запад от нее. Возникла версия о том, что застывающие капельки были снесены туда ветром, который по данным метеостанций имел в тот день именно такое направление.
Большая работа была проведена биологами по изучению мутаций (изменений) растительности, а также ускорения прироста деревьев.
Первые результаты работ КСЭ были опубликованы в двух сборниках под названием «Проблема Тунгусского метеорита», вышедших в Томске в 1963 и 1967 гг. Многие из этих результатов приводятся в итоговой статье К. П. Флоренского, опубликованной в сборнике «Метеоритика». Томские энтузиасты разыскали еще двух ветеранов экспедиций Л. А. Кулика: болотоведа Л. В. Шумилову и этнографа И. М. Суслова. Оба они опубликовали в томских сборниках по статье с описанием своих прежних работ.
Помимо экспедиционных работ, участники КСЭ много занимались изучением материалов наблюдений 1908 г. Мы уже писали о том, как они собрали и обработали все наблюдения аномальных световых явлений конца июня — начала июля 1908 г. Таким же путем, разослав запросы в 26 обсерваторий мира, проводивших в 1908 г. магнитные измерения, сибирские исследователи обобщили полученные материалы, придя к выводу, что заметные нарушения геомагнитного поля наблюдались в тот день только в Иркутске.
Как уже говорилось, участники КСЭ решили проверить и «ядерную» гипотезу. Радиохимический анализ не выявил никаких аномалий, относящихся к 1908 г. Были зафиксированы лишь аномалии, связанные с ядерными взрывами 1945—1958 гг. К таким же результатам пришли профессор В. И. Баранов из Института геохимии и аналитической химии АН СССР и другие специалисты.
В 1962 г. учитель из Ванавары В. Г. Коненкин, который ранее слышал от жителей сел, расположенных на реке Нижней Тунгуске (примерно на 400 км восточнее эпицентра взрыва), рассказы о пролете Тунгусского метеорита, провел опрос этих очевидцев. Для проверки его данных в 1965 г. был организован специальный отряд во главе с А. П. Бояркиной (Томский университет) и В. И. Цветковым (Комитет по метеоритам АН СССР). Сведения о наличии большой группы очевидцев на Нижней Тунгуске подтвердились. Это позволило независимым путем определить азимут траектории болида. Опрашивая очевидцев, им задавали вопрос: летел болид слева направо или справа налево? Ответы показали, что болид пролетел в зените над селом Преображенка, что давало значение азимута траектории 115°, в прекрасном согласии с азимутом, полученным В. Г. Фастом (рис. 33). (Много позже руководитель работ КСЭ Н. В. Васильев высказал серьезное сомнение в том, что эта группа очевидцев наблюдала именно Тунгусский болид. Дело в том, что многие из них указывали, будто явление наблюдалось после обеда, тогда как Тунгусский метеорит упал утром. Но никаких данных о втором столь же ярком болиде, пролетевшем в те годы в этих местах, найти не удалось. Следует иметь в виду, что между самим явлением и временем опроса прошло более полувека и очевидцы могли забыть, в какое время суток это произошло.)
Рис. 33. План вывала леса на месте падения Тунгусского метеорита и проекция его траектории (по И. Т. Зоткину и В. Г. Фасту)
Тогда томские исследователи решили составить полный каталог всех показаний очевидцев полета Тунгусского болида. Работа велась под руководством Л. Е. Эпиктетовой и завершилась составлением каталога, куда вошли показания 800 очевидцев этого явления. Мы еще не раз встретимся с примерами самоотверженной работы сибирских энтузиастов, принесшей весьма обильные плоды. По результатам их работ после первых двух сборников были изданы еще шесть сборников статей и две небольшие коллективные монографии: об оптических явлениях, связанных с Тунгусским метеоритом, и о выпадении на Землю космической пыли. После отхода Г. Ф. Плеханова от руководства работами их возглавил Н. В. Васильев, который начинал участвовать в КСЭ, будучи ассистентом Томского медицинского института (ныне он академик АМН СССР).
При Сибирском отделении АН СССР (которое с 1960 г. начало активно помогать работам КСЭ) была организована Комиссия по метеоритам и космической пыли, которую возглавил доктор геолого-минералогических наук Ю. А. Долгов, его заместитель — Н. В. Васильев. Ученый секретарь Комиссии — активная «тунгусница» геолог Г. М. Иванова. Большую помощь исследованиям сибирских энтузиастов оказало Всесоюзное астрономо-геодезическое общество и его Томское отделение. В работах приняли участие также члены Новосибирского, Кемеровского, Красноярского, Московского, Калининского отделений этого общества. В экспедициях, проводившихся после 1962 г., принимали участие московские специалисты Б. И. Вронский, Е. М. Колесников, И. Т. Зоткин, В. И. Цветков, И. П. Гандель и другие.
Комиссия по метеоритам и космической пыли СО АН СССР занялась исследованиями и других метеоритов. По различным материалам были выявлены сведения о ненайденных метеоритах Сибири, о них была издана специальная брошюра. Изучение серебристых облаков, появлявшихся в ночи, близкие к дате падения Тунгусского метеорита, побудило Н. П. Фаст составить каталог всех вообще известных наблюдений серебристых облаков. Каталог был издан в двух томах.
Так своеобразное хобби превратилось для многих участников КСЭ во вторую профессию. Они внесли большой вклад в изучение проблемы Тунгусского метеорита и ряда других, смежных научных проблем. Их активность не иссякает и до сих пор.
Отчего произошел взрыв?
Успех экспедиции 1958 г. (а затем и последующих), окончательно доказавшей, что Тунгусское тело взорвалось в воздухе, сразу же поставил целый ряд вопросов перед теоретиками: какова была природа этого тела? почему оно взорвалось? на какой высоте? какова была энергия взрыва? как объяснить аномальное свечение неба? — и многие, многие другие. И теоретики взялись за работу. Уже в июне 1960 г., на IX Метеоритной конференции, они представили свои первые результаты.
Молодой газодинамик М. А. Цикулин предложил весьма плодотворную идею о прогрессивном разрушении Тунгусского тела. Дробление его на осколки, дробящиеся, в свою очередь, на все более и более мелкие, увеличивая площадь испарения, приводило к резкому усилению интенсивности последнего и завершилось почти мгновенным переходом всей массы тела в пар. А это и есть взрыв.
Академик В. Г. Фесенков возродил гипотезу Уиппла— Астаповича о том, что Тунгусский метеорит был ядром небольшой кометы. Ядра комет, как полагали еще Лаплас и Бессель, в основном состоят из льда. Лед — менее прочное вещество, чем железо и камень, и имеет низкую температуру плавления.
С учетом этого известный газодинамик профессор К. П. Станюкович и аспирант В. П. Шалимов разработали схему теплового взрыва ледяного ядра. Идея их модели была такова: ледяное ядро, оплавляясь и испаряясь с поверхности, в то же время прогревается до все больших глубин и, когда температура достигнет точки кипения, одновременно переходит в пар — как бы вскипает.
Известный аэродинамик профессор Г. И. Покровский напомнил, что алюминиевые пульки при выстреле с большой скоростью способны взрываться. Одной из причин, способствовавших взрыву, по его мнению, могло быть развитие авторотации — быстрого вращения тела вокруг оси, так что разрыв наступал из-за все возрастающих центробежных сил. Ледяные осколки немедленно испарялись.
Оценку энергии взрыва производил еще в 30-е годы И. С. Астапович. Но он тогда явно занизил значение энергии, считая, что она не превосходила 1021 эрг. Теперь, когда стали известны истинные масштабы вывала леса, оценка энергии взрыва возросла до 1023 эрг.
Исходя из этой оценки и рассчитав движение тел различной массы с разными скоростями, с учетом их торможения и испарения в атмосфере, автор этой книги пришел к выводу, что начальная масса Тунгусского тела была не менее 1 млн. т, а скорость входа в атмосферу — 30—40 км/с. Оценка массы хорошо совпала с оценкой В. Г. Фесенкова, сделанной из совсем других соображений — по оценке массы облака пыли, вызвавшего помутнение атмосферы над Калифорнией (см. выше).
Итак, масштаб явлений был установлен. Скажем сразу, что ни оценка энергии, ни оценка начальной массы не претерпели в дальнейшем существенных изменений: в некоторых работах они принимались в 2—3 раза выше, но это уже не имело большого значения.
Масса Тунгусской кометы 106 т на фоне других комет выглядела более чем скромно. Известны кометы с массами 109 и даже 1012 т. Значит, это была небольшая комета.
Академик В. Г. Фесенков постарался объяснить с этих позиций и необычное свечение неба. Поскольку оно наблюдалось только к западу от места падения Тунгусского тела, а Солнце в это время было на востоке, возможно, что причиной свечения неба был хвост кометы, направленный, как всегда, прочь от Солнца.
Итак, все как будто сходилось и говорило в пользу пометной гипотезы. Но этого было недостаточно. Все-таки ни физический механизм взрыва, ни механизм свечения нe6a не были выяснены до конца. На их выяснение ушло еще два десятка лет напряженной работы.
Рис. 34. Эксперимент И. Т. Зоткина и М. А. Цикулина (а) и «бабочка», получившаяся в этом эксперименте (б)
Однако 60-е годы дали немало интересных работ. М. А. Цикулин и И. Т. Зоткин поставили серию интересных экспериментов по воздействию ударных волн — баллистической и взрывной — на деревья. Для этого они натягивали под некоторым углом детонирующий шнур, а на нижнем его конце, на некоторой высоте над поверхностью, изображавшей Землю, укрепляли заряд взрывчатого вещества. Деревья моделировались спичками и проволочками, установленными вертикально (рис. 34, а). Шнур поджигался, по нему шла волна детонации, в воздухе расходилась баллистическая волна, имевшая коническую форму. Наконец, взрывался концевой заряд, часть «деревьев» валилась. Все это делалось в специальной камере, закрытой герметически. И что же! В части опытов при определенных углах наклона шнура и значениях мощности заряда спички деревья после взрыва падали, образуя типичную «бабочку» Наилучшее согласие с реальной «бабочкой» получилось при угле наклона шнура 20-30°. -Впрочем, «бабочка» получилась и при наклоне 10°, только дальше спички-деревья лежали уже не радиально, а симметрично относительно траектории, образуя «елочку» (рис. 34, б).
Итак, первоначальное предположение было правильным. Фигура вывала определялась взаимодействием двух ударных волн: баллистической и взрывной.
В 1966 г. Г. И. Покровский дал первое, хотя и качественное, обоснование гипотезы прогрессивного дробления Тунгусского тела. Он показал, что осколки не будут далеко отходить друг от друга, так что тело будет иметь свойства жидкости. Под действием сильного встречного напора воздуха тело станет уплощаться, примет форму диска, потом края диска загнутся назад и тело станет похожим на медузу.
В следующем году Ю. И. Фадеенко сделал первый количественный анализ этого процесса. Но полная его теория была построена лишь в 1976—1979 гг. московским механиком профессором С. С. Григоряном. Работы Григоряна окончательно доказали, что прогрессивное дробление такого гигантского тела, как Тунгусское (а его диаметр при массе порядка 106 т должен был быть 120 м или даже больше), должно было завершиться взрывом, т. е. мгновенным испарением всей оставшейся массы.
Не надо забывать, что на протяжении всего полета в атмосфере ниже 150 км Тунгусское тело испарялось и дробилось на части, которые тоже испарялись. Иначе очевидцы не видели бы яркий болид с длинным следом (след образовывали продукты дробления, отстававшие от главного тела) на фоне дневного неба.
В 1966 г. И. Т. Зоткин произвел первую количественную обработку показаний очевидцев по разработанной им методике и смог на основании нескольких десятков показаний, содержавших сведения о положении видимой траектории болида, вычислить наиболее вероятные координаты радианта болида, т. е. той точки неба, откуда он вылетел. Его высота над горизонтом места падения (равная углу наклона траектории) получилась равной 28° азимут —115°. Правда, точность этого определения была невысокой, ±12°, но добиться более высокой точности по имевшемуся материалу было невозможно.
Теперь остался один шаг до вычисления орбиты Тунгусской кометы в Солнечной системе. Для этого, кроме координат радианта, полученных Зоткиным, нужно было знать скорость входа тела в атмосферу. А определить скорость из показаний очевидцев не представлялось возможным. Были только косвенные способы.
Забегая вперед, скажем, что траектория Зоткина и поныне считается лучшей из известных науке. Траектории Астаповича и Кринова сдали ей свои позиции. На основе траектории Зоткина вычисляли разные варианты орбиты Тунгусской кометы он сам, московская исследовательница А. Н. Симоненко, чехословацкие астрономы Л. Кресак и 3. Секанина и другие.
Радиант Тунгусского болида находился в созвездии Тельца, всего в 20° от Солнца. Это объясняло, почему астрономы не могли обнаружить Тунгусскую комету заранее, до ее сближения с Землей. Комета приближалась со стороны Солнца и поэтому не могла быть замечена.
В 1969 г. автор этой книги обратил внимание на необходимость при расчете распространения воздушных волн от Тунгусского метеорита учитывать неоднородность нашей атмосферы. Эта идея возникла в ходе полемики с А. В. Золотовым, который старался доказать, что баллистическая волна была слабой и не оказала влияния на вывал деревьев. (Такое утверждение было ему нужно для обоснования абсурдной гипотезы «ядерного» взрыва.)
Ударные волны, распространяющиеся в неоднородной атмосфере, в которой плотность, а главное, давление убывают с высотой по показательному закону, затухают по иным законам, чем в однородной атмосфере, где плотность и давление постоянны. В этом более простом случае амплитуда волн затухает по мере ее расширения обратно пропорционально захватываемому ею объему: сферическая волна — обратно пропорционально кубу, цилиндрическая — квадрату расстояния.
В неоднородной атмосфере волна, распространяющаяся вниз, ослабевает быстрее из-за роста противодавления—давления внешней атмосферы, расположенной перед фронтом волны. Волна же, идущая вверх, сперва тоже слабеет, а потом начинает ускоряться (из-за падения внешнего давления). Этих особенностей А. В. Золотов не учитывал. Не могли их учесть и эксперименты Зоткина—Цикулина, так как они проводились в камере с постоянным давлением.
Между тем нетрудно сообразить, что баллистическая волна идет с большей высоты, чем взрывная, поскольку все точки траектории расположены выше ее конечной точки — точки взрыва. Поэтому она и ослабеет сильнее, чем взрывная. Кроме того, дерево падает не мгновенно, а за несколько секунд, и потому взрывная волна, достигнув уже начавших падать деревьев чуть позже баллистической (взрыв произошел лишь в самом конце пути), могла уложить их точно по радиусам.
Эти соображения автор изложил в докладе на специальном совещании по проблеме Тунгусского метеорита, созванном в июне 1969 г. в Москве. На совещание были приглашены специалисты по взрывам и взрывным явлениям, среди них крупный специалист по этим вопросам В. П. Коробейников. Эта задача увлекла его. Он привлек себе в помощь гидродинамика П. И. .Чушкина.и математика Л. В. Шуршалова. Втроем они взялись за разработку проблемы.
Между тем продолжал свои исследования и. автор этой книги. К концу 1969 г. было получено решение задачи о распространении в неоднородной атмосфере сильной цилиндрической волны (для сильной сферической волны такое решение было получено ранее американскими теоретиками Д. Лаумбахом и Р. Пробстейном). Труднее оказалось решить задачу для слабеющей волны, когда надо было учитывать противодавление. И все же в 1970 г. был найден метод, с помощью которого поведение обеих волн — сферической и цилиндрической — можно было рассчитать на ЭВМ. Член-корреспондент АН СССР Л. В. Овсянников (Новосибирск) помог усовершенствовать метод, а математик А. П. Бояркина из Томска составила программы и провела необходимые расчеты.
Но надо было еще учесть отражение обеих волн от поверхности Земли. А оно носит порой довольно сложный характер. Здесь группа В. П. Коробейникова первой добилась успеха, получив в ходе своих расчетов очень красивые «бабочки», изображавшие направления и силу воздействия обеих ударных волн на деревья (рис. 35). Несколько позже аналогичные результаты получила и наша группа. Эти результаты были опубликованы в 1972-1975 гг.
Рис. 35. Теоретическая «бабочка», полученная в ходе расчетов на ЭВМ группой В. П. Коробейникова. Показаны изохроны распространения ударной волны и направления повала деревьев
Несмотря на различие методик и внезапно возникшую между обеими группами полемику об их сравнительных достоинствах и недостатках, значение полученных результатов было несомненным. Группа В. П. Коробейникова оценила энергию взрыва в (1—2) 1023 эрг, выделение энергии в баллистической волне около 1016 эрг/км, наиболее вероятный угол наклона траектории 40°. Наша группа считала наиболее вероятным угол около 15°, поскольку при слишком крутом входе в атмосферу Тунгусское тело не могло наблюдаться над Преображенной на Нижней Тунгуске— оно было бы там слишком высоко и болид еще не начал бы светиться. Зато оценки энергии взрыва у нас получились несколько завышенными (из-за некоторых неучтенных эффектов). Газодинамик В. А. Хохряков решил задачу о движении тела сложной формы, имеющего, как принято говорить, аэродинамическое качество, не равное нулю. В переводе на общепонятный язык это означает, что при определенной форме тело, летящее из космоса, можёт рикошетировать от верхних слоев атмосферы и вылететь за ее пределы (один такой случай действительно наблюдался 10 августа 1972 г.), при другой форме — «клюнуть» вниз, т. е. увеличить угол своего падения. Это могло объяснить и устранить противоречие между углом 40°, полученным группой В. П. Коробейникова, и малыми углами, вытекавшими из анализа показаний очевидцев.
В 1976 г. автор этой книги сравнил полет в атмосфере Тунгусского метеорита и нескольких десятков болидов, сфотографированных Прерийной сетью США. Дело в том, что полет космических тел в атмосфере подчиняется определенным законам и условия их торможения и разрушения зависят от вполне определенных параметров. Так, начальная скорость и способ разрушения (испарение, плавление, дробление) полностью определяют динамику торможения и потери массы. С другой стороны, начальная масса, плотность тела и угол входа определяют, на каких уровнях тело потеряет, скажем, 50% массы или 20% скорости.
Автор сделал предположение, что физическая природа Тунгусского тела и большинства тел, наблюдавшихся в виде болидов Прерийной сети, одна и та же. Эта идея была впервые высказана И. Т. Зоткиным в статье в журнале «Природа», носившей оригинальный заголовок: «Тунгусские метеориты падают каждый год». И в самом деле, из 2500 болидов, снятых камерами Прерийной сети, на Землю в виде метеорита упал только один. А ведь среди них были и многотонные глыбы. Значит, полное разрушение в атмосфере не исключение, а правило. Большинство тел, влетающих в нашу атмосферу— рыхлые, малопрочные тела. Они не могут достичь поверхности Земли и разрушаются в её атмосфере. Скорее всего, это обломки комет. Лишь более прочные каменные и железные тела достигают Земли.
Однако это все были рассуждения, хотя логически вполне обоснованные. Требовалось математическое обоснование. И оно было получено. Сопоставив параметры полета 30 болидов и Тунгусского метеорита, автор пришел к выводу, что по крайней мере 70% болидообразующих тел рыхлые и, скорее всего, содержат лед с твердыми включениями. Тунгусский метеорит подобен им по природе и отличается только размерами.
Уже совсем недавно, в 1984 г., проф. Б. Ю. Левин и автор провели аналогию между концевыми вспышками ярких метеоров (после которых явление метеора прекращается) и взрывом Тунгусского метеорита. Очевидно, это явления одной природы. Скорее всего, и тут и там действует механизм прогрессивного дробления, о котором мы уже говорили и который хорошо описывается теорией Григоряна.
Таким образом, придумывание для объяснения Тунгусского взрыва различных гипотез ad hoc (юридический и дипломатический термин, означающий «специально, для данного случае») не вызывается необходимостью. Все оказывается гораздо проще, чем могло показаться на первый взгляд.
Вещество найдено!
После экспедиций АН СССР 1961 — 1962 гг., когда в пробах почвы были найдены железные и силикатные шарики, возник вопрос: а принадлежат ли они Тунгусскому метеориту? Ведь источниками шариков могли быть и близлежащие промышленные предприятия, и космическая пыль, и микрометеориты, постоянно оседающие в атмосфере, и продукты разрушения более крупных метеороидов. Расположение шлейфа шариков на северо-запад от эпицентра как будто говорило в пользу их связи с Тунгусской катастрофой (в ту сторону в тот день дул ветер), но этого было недостаточно для уверенного вывода об их генетической связи с этим явлением. В 1963 г. участник КСЭ биолог Ю. А. Львов предложил другой способ поисков вещества Тунгусского метеорита. Район падения изобилует сфагновыми мхами (сфагнум фускум), которые растут со строго постоянной скоростью, а затем уплотняются в торф. За год нарастает примерно 2 мм слоя торфа. Зная скорость нарастания торфа, можно без труда найти в нем слой 1908 г. и подвергнуть его анализу. А.для контроля исследовать соседние слои: выше- и нижележащие.
Этот способ был применен сперва на нескольких пробах. Была отработана методика обогащения проб (обогащением проб называется совокупность механических, физических и химических приемов, позволяющих выделить из пробы нужные компоненты). Первые же пробы торфа показали явное увеличение числа шариков в слое 1908 г. по сравнению с соседними слоями. Но нужно было убедиться, что это не случайная флуктуация. Нужен был забор многих проб с большой площади и составление карт расположения проб, богатых и бедных шариками. Это требовало громадного объема работ. Но в КСЭ не привыкли бояться трудностей.
Космохимическая съемка района (именно так назвали эту работу ее участники) была начата в 1968 г. и проводилась под эгидой Комиссии по метеоритам и космической пыли СО АН СССР. Глубина залегания слоя 1908 г. была определена так. Верхние 18—22 см слоя торфа состоят из вертикально стоящих стебельков мха, в нижней части отмерших, но еще не разрушенных. Этот слой имел возраст около 20 лет. Дальше шел слой толщиной 5 см, где стебельки мха были изогнуты, измяты и частично разрушены. На его долю приходилось 10 лет прироста. Ниже происходило быстрое разрушение и спрессовывание растительных остатков, так что годовой прирост в нижних слоях в среднем составлял около 2 мм. За 30 лет (1908—1938) этот слой нарос на 6 см. Таким образом, за все 60 лет (1903—1968) прирост торфа составил 29—33 см. С каждым годом глубина слоя 1908 г. увеличивалась.
К 1977 г. было отобрано около 500 колонок торфа сечением 10х10 см и до 50 см в глубину. Колонки были взяты на площади 10 000 км2 на расстояниях до 70 км от эпицентра, а также в контрольных районах, далеких от изученного. Оказалось, что во всем профиле торфяной залежи обнаруживаются единичные силикатные и магнетитовые шарики, по-видимому, метеорного происхождения (метеорный фон). В районе эпицентра нa глубине 27— 40 см в торфяной залежи имеется тонкий пласт с резко повышенным содержанием шариков, преимущественно силикатных, число которых измеряется в отдельных точках тысячами на квадратный дециметр.
Богатые шариками пробы были распределены на обследованной территории неравномерно. Они были сосредоточены узкой полосой вдоль траектории, а также к западу, северу и югу от эпицентра на расстояниях 12 км и более. Создавалось впечатление, что за пределами района падения богатые пробы располагались преимущественно в северо-западном секторе.
Учитывая, что в районе эпицентра Тунгусского взрыва земная пыль, поднятая взрывной волной, должна была рассеяться и осесть на большой площади, в том числе и на торфяниках, томские исследователи производили отжигание вымытого из торфяного волокна перегноя. Получалась зола, количество которой измерялось для каждого слоя отдельно. Как и в случае шариков, резкий пик содержания золы пришелся на глубины 27— 39 см, что позволяло считать факт обогащения торфа золой на этих глубинах связанным с падением Тунгусского метеорита. Богатые золой пробы расположились веером к юго-западу, западу и северо-западу от эпицентра, в районе самого эпицентра и в небольшом количестве на «хвосте» — вдоль проекции траектории. Были еще два «выброса», направленных вперед — на северо-запад и юго-запад.
Подавляющее большинство найденных шариков — прозрачные силикатные сферулы размерами от 20 до 60 мкм (рис. 36).
Рис. 36. Железные и силикатные шарики, найденные в районе падения Тунгусского метеорита
После этих первых, но очень важных результатов исследователи перешли к элементному и изотопному анализу взятых проб торфа. К томским исследователям присоединились ученые из Новосибирска, Киева, Москвы, Обнинска, Калинина. Группа из восьми ученых из Томска и Киева во главе с Н. В. Васильевым провела обработку данных спектрального анализа торфа из района падения Тунгусского метеорита и для сравнения из Томской области. Анализу подверглось содержание 17 химических элементов, в основном металлов. Оказалось, что содержание таких элементов, как никель, кобальт, хром, обычно присутствующих во всех метеоритах и наблюдаемых в спектрах метеоров, заметно (в 2-5 раз) больше в ближних к эпицентру пробах, чем в дальних. То же было обнаружено и для ряда более редких элементов: титана, бария, иттербия, циркония. Другая группа элементов: свинец, олово, медь, цинк, марганец, серебро — показывает плавный рост концентраций к поверхности. Это результат развития нашей промышленности, отходы которой в виде мельчайшей пыли цветных металлов носятся в атмосфере и оседают даже в тайте, вдали от своих источников. В торфах Томской области этих металлов было больше, чем в Тунгусской тайге,— там ближе промышленные объекты.
Так или иначе, но элементные аномалии в слое торфяной залежи, включая слой 1908 г., были обнаружены надежно, и их зона совпала с зоной обогащения катастрофного слоя торфа (так назвали его авторы работы) шариками метеоритного происхождения.
Московский геохимик Е. М. Колесников, проведя тщательное исследование элементного состава силикатных шариков и торфа из катастрофного слоя с помощью нейтронно-активационного анализа, пришел к выводу, что и состав шариков, и элементные аномалии в торфе хорошо согласуются между собой. Ему удалось (в содружестве с С. П. Голенецким и В. В. Степанком) реконструировать состав Тунгусского космического тела. Построив диаграммы отношений содержаний нескольких пар химических элементов, эта группа ученых получила важный вывод: Тунгусское тело по своему составу находится на продолжении последовательности обыкновенные хондриты—углистые хондриты. В середине 70-х годов научный сотрудник Комитета по метеоритам АН СССР А. А. Явнель получил такой же результат из анализа спектров метеоров потока Драконид, являющихся, как известно, продуктами распада кометы Джакобини—Циннера.
Итак, Тунгусское тело было близко по составу к продуктам распада кометы. Это еще раз подтверждало предположение о его кометной природе. К такому же выводу привел Е. М. Колесникова анализ изотопных аномалий по углероду и водороду в торфе с места падения.
Образцы найденных в Тунгусских пробах металлических шариков были переданы крупнейшему индийскому, космохимику Р. Ганапаты. Он установил, что соотношение в них пpимeceй благородных металлов характерно для космического вещества. Микроскопические осколки Тунгусского взрыва были им найдены во льдах Антарктиды, скорость нарастания которых тоже позволяет уверенно датировать возраст находимых там космических частиц. На основании своих исследований Ганапаты оценил массу Тунгусского тела в 7 млн. т — несколько выше, чем более ранние оценки В. Г. Фесенкова, В. А. Бронштэна и других исследователей.
Исследования киевских геохимиков, возглавляемых доктором наук Э. В. Соботовичем, позволили по содержанию изотопа углерода 14С оценить массу, рассыпавшуюся непосредственно в области катастрофы. Только силикатной компоненты здесь выпало около 4000 т. Если же учесть ледяную и металлическую компоненты, то это число следует повысить до 50—100 тыс. т. Остальная масса Тунгусского тела распылилась в атмосфере на стадии полета, предшествовавшей взрыву.
С помощью экспедиции Комиссии по метеоритам и космической пыли СО АН СССР киевские ученые собрали и исследовали пробы торфа года катастрофы и обнаружили в них алмазно-графитовые сростки. Как известно, алмазы в метеоритах встречаются нередко, они образуются под большим давлением при ударе из другой фазы углерода — графита. Обнаруженные сростки напоминали те, что находят в метеоритах. Скорее всего, они образовались при взрыве Тунгусского тела.
Исследования вещества Тунгусского тела продолжаются как советскими, так и зарубежными учеными. Они ведутся вот уже четверть века и дали много интересных результатов. Еще больше дадут будущие исследования.
Тунгусский метеорит — ядро или осколок кометы
Мы смогли убедиться, что исследования Тунгусского явления за последние четверть века дали немало доводов в пользу гипотезы о его кометной природе. При этом в ходе работ одни доводы отпадали (как, например, предположение Астаповича—Фесенкова об обратном, встречном движении Тунгусского метеорита), вместо них предлагались другие. Сейчас кометная гипотеза пользуется всеобщим признанием ученых. Но как это ни странно, говоря о кометной природе Тунгусского метеорита, различные ученые понимали физическую природу комет совершенно по-разному. Академик В. Г. Фесенков, например, до начала 60-х годов считал ядра комет роями метеорных тел, хотя еще в 1949 г. советский астроном А. Д. Дубяго доказал, что такой рой будет неустойчив, что частицы роя в ходе неупругих столкновений должны будут объединяться в единое тело, если, конечно, возмущения от Солнца и планет не приведут к распаду роя.
В 1950 г. американский астроном Фред Уиппл предложил ледяную модель ядра кометы. Почти одновременно и независимо друг от друга аналогичную модель предложили советские астрономы С. К. Всехсвятский и Б. Ю. Левин. Согласно этой модели ядро кометы — конгломерат льдов разного состава (Н2О, СО2 и другие молекулы), в которые вкраплены каменистые частицы. При сближениях кометы с Солнцем внешние части ледяного ядра испаряются, вкрапленные в них твердые частицы оседают и ядро кометы покрывается снаружи темной коркой пыли, предохраняющей, кстати говоря, ядро от слишком быстрого испарения вблизи Солнца (Сходное явление каждый может наблюдать ранней весной, когда под лучами Солнца снег испаряется и подтаивает, а накопившаяся в нем за зиму пыль оседает, покрывая поверхность снега черной коркой).
Наблюдения спектров комет показывают, что в их составе главную роль играет обычный, водяной лед. На втором месте — углекислый лед (его часто называют сухим льдом). О присутствии твердых включений говорят не только фотометрические наблюдения и факты распада комет с образованием метеорных потоков, но и прямые спектральные наблюдения.
В октябре 1965 г. комета Икейа—Секи столь близко подошла к Солнцу, что прошла сквозь солнечную корону. Температура поверхности ядра кометы в это время была настолько высока, что начали испаряться не только льды, но и минеральные включения. В ее спектре наблюдались типичные для метеорных спектров линии железа, магния, кремния, алюминия, никеля, хрома, кобальта, калия, натрия, титана, ванадия и других элементов. Удивительным оказалось значительное обогащение вещества кометы медью (аналогичная аномалия наблюдается и в веществе Тунгусского метеорита).
Существует и еще одна модель кометного ядра, предложенная в 1975 г. академиком Г. И. Петровым и доктором физико-математических наук В. П. Стуловым. Это модель гигантской рыхлой снежинки с весьма низкой объемной плотностью: 0,0.1 г/см3 или даже меньше.
Чтобы у читателей не возникло ошибочного представления, что подобные модели возникают у ученых «по наитию», по принципу «а почему бы не так», объясним здесь ход рассуждений и расчетов, приведших Г. И. Петрова и В. П. Стулова к этой модели.
Тунгусский метеорит обладал огромной массой и влетел в атмосферу Земли с космической скоростью. В то же время он не достиг поверхности Земли, хотя ударная волна достигла ее и произвела сильные разрушения. Значит, произошел отрыв ударной волны от летящего тела. Это могло произойти, например, при резком торможении тела в нижних слоях атмосферы. Но плотное тело, железное, каменное или даже ледяное, не могло так резко затормозиться (это доказывают расчеты). Чтобы это могло произойти, тело должно было иметь аномально низкую плотность. Так оба ученых и пришли к модели гигантской рыхлой снежинки.
Скажем сразу, что эта модель страдает рядом существенных недостатков. Природа не знает столь рыхлых твердых образований. Свежевыпавший снег имеет плотность 0,07 г/см3. Более того, нетрудно показать, что такие образования были бы крайне недолговечны в Солнечной системе. Под действием солнечных лучей они бы испарялись гораздо быстрее, чем ледяные ядра комет с каменистой коркой, а при вращении вокруг оси (известно, что все тела, в том числе астероиды и ядра комет, вращаются с периодом в несколько часов) были бы разорваны центробежными ускорениями. Ведь при такой низкой плотности Тунгусское тело должно было иметь сравнительно большие размеры. При массе в 2 млн. т и плотности 0,01 г/см3 его диаметр должен был составлять 750 м. При периоде вращения в 5 ч центробежное ускорение такого кома будет почти в 50 раз превосходить ускорение свободного падения на его поверхности. При подлете к Земле этот ком был бы разорван на части приливным ускорением от нашей планеты, которое даже на высоте 600 км над земной поверхностью в 500 раз превосходит ускорение силы притяжения внешних слоев кома к собственному центру масс. Силы же сцепления у такого рыхлого кома ничтожны.
Но допустим, что этот ком все же влетел в земную атмосферу. Как показал профессор С. С. Григорян, в ходе движения в атмосфере он должен под действием встречного потока воздуха сплющиваться и уплотняться, так что в нижние слои атмосферы он влетит уже уплотненным. Еще более вероятно, что он разрушится на высотах 20—25 км, тогда как анализ Тунгусского, вывала, сейсмических и воздушных волн указывает, что Тунгусское тело разрушилось на высоте 5—10 км.
Тем не менее модель рыхлого снежного кома получила известность и у нас, и за рубежом. Группа американских ученых во главе с Р. Турко проанализировала влияние влета Тунгусского тела на атмосферу Земли. И здесь они сделали новое открытие: после пролета Тунгусского метеорита был нарушен озонный слой земной атмосферы! По наблюдениям обсерватории Маунт-Вильсон в Калифорнии (именно там Чарльз Аббот зафиксировал помутнение атмосферы, которое 40 лет спустя объяснил академик В. Г. Фесенков) в 1909 г. концентрация озона составляла лишь 81% нормальной (в 1908 г. наблюдения полос озона не производились), и лишь к 1911 г. она восстановилась до нормы.
Американские ученые дали объяснение влиянию пролета Тунгусского тела на озонный слой (который располагается между высотами 20 и 50 км), подтвердили и уточнили выводы В. Г. Фесенкова о помутнении атмосферы и высказали предположение, что пролет Тунгусского тела сквозь нашу атмосферу должен был привести к образованию в ней окислов азота, особенно двуокиси азота NO2. Общая масса образовавшихся окислов азота, по расчетам Р. Турко и его коллег, должна была составить 30 млн. т — в 6 раз больше массы самого Тунгусского метеорита, которую они оценили в 5 млн. т. Окись азота NO, формируясь первой в хвосте ударной волны Тунгусского тела за счет прямого объединения атомов кислорода и азота при высокой температуре и реагируя затем с озоном, отнимала у него атом кислорода, окисляясь за его счет до двуокиси NO2. Именно этот процесс и привел к нарушению озонного слоя.
Но в расчетах Турко и его сотрудников большую роль играла плотность Тунгусского тела. Они приняли ее крайне низкой, основываясь на модели рыхлого снежного кома. Если же принять плотность Тунгусского тела такой, как у льда, оценка количества образованных им окислов азота должна быть уменьшена примерно в 100 раз.
Спор между двумя теориями (ледяного ядра и рыхлого снежного кома) должен был решить эксперимент. И такой эксперимент провел датский ученый К. Расмусен с двумя сотрудниками. Во льдах Гренландии они тоже отыскали слой 1908 г. (ледники, как и торф, нарастают слоями) и измерили содержание в нем окислов азота. Оно оказалось в 50 раз меньше, чем следовало из расчетов Турко и его группы. Гипотеза снежного кома и на этом фронте потерпела поражение.
Таким образом, из трех вариантов кометной гипотезы (рой твердых тел, ледяное ядро и снежный ком) наиболее обоснованным и согласующимся с нашими представлениями о природе ядер комет оставался вариант ледяного ядра с каменистыми включениями.
Интересно, а какова же была орбита Тунгусской кометы? Траектория И. Т. Зоткина давала лишь направление ее полета. Для вычисления элементов орбиты нужно было знать ее скорость при входе в земную атмосферу. Как оценить ее? Разные авторы подходили к этому вопросу по-разному.
Астроном А. Н. Симоненко составила каталог орбит 45 метеоритов. В отношении всех метеоритов она справедливо полагала, что скорость их входа в атмосферу не может превзойти 22 км/с — предела, теоретически найденного еще в 1946г. Б. Ю. Левиным. При больших скоростях метеорит не долетит до Земли, разрушится в атмосфере. Поэтому А. Н. Симоненко вычисляла орбиты для четырех скоростей: 13, 10, 19 и 22 км/с. Точно так же она поступила и в отношении Тунгусского метеорита, хотя он в отличие от остальных полностью разрушился, не долетев до Земли. Поэтому на него предел Левина не распространялся. Он мог иметь и большую скорость.
И. Т. Зоткин, напротив, исходил в 1966 г. из того, что при близкой к Солнцу орбите Тунгусское тело будет недолговечным, и приписал ему скорость 40 км/с или даже выше. Однако в дальнейшем он допустил возможность и меньших значений скорости.
Автор этой книги в 1961 г. из расчетов движения Тунгусского тела в атмосфере получил диапазон возможных скоростей входа Тунгусского метеорита 28—40 км/с. В 1975 г., проведя совместно с А. П. Бояркиной серию расчетов действия ударных волн Тунгусского тела на деревья, автор признал наиболее вероятной скорость 26 км/с. Группа В. П. Коробейникова оценок наиболее вероятной скорости не делала. Многие авторы просто приписывали Тунгусскому метеориту ту или иную скорость (обычно 30 или 40. км/с), даже не обосновывая свою оценку.
В 1969 г. И. Т. Зоткин обратил внимание на близкое совпадение координат радианта Тунгусского метеорита с радиантом дневного метеорного потока
Объект Комета Энке Тунгусский метеорит Т 29 июня 30 июня 30 июня 87 85 80 20 12 13
Итак, дата падения точно совпадает с датой максимума теоретического потока и на сутки (а может быть, лишь на несколько часов) расходится с той же датой для К сожалению, И. Т. Зоткин опубликовал свои расчеты в статье, посвященной совсем другому вопросу — аномальному свечению неба, и его идея о связи Тунгусского метеорита с кометой Энке прошла тогда незамеченной. А через 9 лет ее независимо выдвинул чехословацкий астроном Л. Кресак. Он повторил расчеты координат теоретического радианта и построил схему сближения Тунгусского метеорита с Землей в пространстве (рис. 37). В последний момент перед публикацией статьи кто-то указал Л. Кресаку на работу И. Т. Зоткина, и он сделал на нее ссылку.
Рис. 37. Схема сближения Тунгусского тела с Землей (по Л. Кресаку)
Если идея Зоткина—Кресака о генетическом родстве Тунгусского метеорита с кометой Энке верна, то скорость его входа в атмосферу определяется однозначно — 31 км/с. Расстояние точки встречи Тунгусского метеорита с Землей от орбиты кометы довольно велико: 27 млн. км. Но встреча Земли с метеорами потока Гипотеза Зоткина—Кресака подверглась критике со стороны другого чехословацкого астронома 3. Секанины. Проанализировав показания очевидцев, опубликованные в свое время Е. Л. Криновым, он обратил внимание на факт наблюдения полета Тунгусского болида в Витиме и Бодайбо — пунктах, находящихся на расстояниях 608 и 764 км от эпицентра. Из этого он сделал вывод, что угол наклона траектории Тунгусского болида был равен не 28°, как у И. Т. Зоткина, а всего лишь 5°. В этом случае большая ось орбиты Тунгусского тела образовала бы слишком большой угол с плоскостью орбиты Юпитера, что не свойственно орбитам короткопериодических комет. К тому же хрупкое ядро кометы, влетевшее со скоростью 30 км/с, должно было, по мнению 3. Секанины, разрушиться гораздо выше, чем это произошло в действительности. Чтобы уцелеть, комета должна была иметь скорость лишь 10 км/с. Отсюда Секанина сделал вывод, что Тунгусский метеорит был небольшим астероидом типа Аполлона с нормальной плотностью — около 3 г/см3.
Б. Ю. Левин и автор этой книги недавно заново рассмотрели этот вопрос. Прежде всего были проверены показания очевидцев из Витима и Бодайбо. Выяснилось, что двое из них наблюдали вовсе не Тунгусский болид, а другие болиды, пролетевшие в 1917—1920 гг., третий же видел болид очень низко над горизонтом. Его наблюдение можно согласовать с углом наклона 15° и даже 28°.
Многие яркие метеоры и болиды заканчивают свой путь эффектной вспышкой. Можно усмотреть аналогию между этими вспышками и взрывом Тунгусского метеорита. Скорее всего, это явления одной природы, отличающиеся только масштабом.
Применение теории прогрессивного дробления, развитой С. С. Григоряном, к случаю Тунгусского метеорита показало, что даже при скорости входа 30 км/с он не разрушился бы сразу, а разрушался бы постепенно, одновременно тормозясь (вспомним, что при этом тело сминается встречным потоком в диск, а потом в «медузу»). К моменту взрыва его скорость должна была упасть до 17 м/с.
Тунгусский метеорит не мог быть небольшим астероидом, ибо в этом случае он образовал бы кратер, а если бы раздробился в воздухе, выпало бы множество осколков, которые не ушли бы от внимания многочисленных экспедиций.
Так один за другим были отведены все аргументы 3. Секанины против кометной природы Тунгусского тела. И если его скорость хоть немного превышала 30 км/с, то на диаграмме Секанины Тунгусское тело попадет в «кометную область». А ведь, по оценке Л. Кресака, его скорость была как раз 31 км/с.
Подводя итоги всему, что мы знаем в настоящий момент о Тунгусском метеорите, можно с уверенностью утверждать, что он был ядром или осколком кометы. Возможно, осколком кометы Энке. Не исключено, что будущие космические зонды доставят нам когда-нибудь вещество этой кометы. И мы сравним его с веществом Тунгусского метеорита. И многое тогда станет ясно.
Сверхтунгусский метеорит и динозавры
Падение Тунгусского метеорита имело, как мы убедились, не только локальные, но и глобальные последствия. Важнейшим из них было нарушение слоя озона, далее идут легкое помутнение атмосферы, образование окислов азота, световые аномалии и некоторые другие. Возникает вопрос: как часто на Землю могут падать тела такого масштаба? Соответствующие подсчеты провел Э. Эпик, получивший такой ответ: в среднем, один раз в 20 000 лет. Это значит, что нашему поколению сильно повезло, что именно в XX в. и именно на территории нашей страны упало и взорвалось ядро небольшой кометы.
История народов Земли дает полное подтверждение правильности оценки Эпика. Ни в одном сказании, не говоря об исторических документах, не рассказывается о катастрофе такого масштаба (библейские Содом и Гоморра были разрушены, скорее всего, землетрясением). Равный Тунгусскому телу по массе железный Аризонский метеорит упал десятки тысяч лет назад, образовав кратер диаметром 1200 м. Это было еще в доисторическую эпоху.
Но если тела, подобные по размерам Тунгусскому, могут падать на Землю раз в 20 000 лет, то через гораздо большие промежутки времени на нее могли падать еще более крупные тела — небольшие астероиды и ядра комет, размеры которых измеряются километрами. Статистика астероидов показывает, что их распределение по размерам (и по массам) подчиняется той же степенной закономерности, что и у метеорных тел. По подсчетам Эпика, увеличению массы тела в 10 раз соответствует увеличение интервала между столкновениями с Землей в 5—6 раз. Тела диаметром около 2 км и массой около 1010 т должны сталкиваться с Землей раз в 15 млн. лет, 10-километровые (массой свыше 1012 т) — раз в 350 млн. лет.
Уже давно палеонтологи обнаружили, что на границе мелового и третичного периодов (около 65 млн. лет назад) произошло массовое вымирание динозавров, до того бывших безраздельными хозяевами на суше и на море. Вместе с ними тогда же вымерли многие другие виды животных. Причину столь резкого и быстрого вымирания рептилий и других существ усматривали в каком-то катастрофическом явлении.
В 1980 г. голландские геохимики Я. Смит и И. Хертоген обнаружили в тонком слое на границе мела и палеогена (наиболее древний подпериод третичного периода) аномально-большое содержание иридия. Как мы знаем, иридий содержится в относительно больших количествах в углистых хондритах. Весьма вероятно и его сравнительно высокое содержание в ядрах комет.
Иридиевая аномалия была вскоре обнаружена во многих других местах земного шара, но именно на границе мела и палеогена. Значит, эта аномалия носила глобальный характер.
Казалось бы, что может сделать удар такого тела, даже с космической скоростью? Ну, образуется кратер диаметром около 100 км. Но почему это вызовет глобальную катастрофу для биосферы?
Здесь могут быть три причины. О двух из них мы уже говорили — это нарушение слоя озона, сопровождающееся проникновением губительной коротковолновой радиации, и образование в земной атмосфере окислов азота (ядовитого газа NО и вредного для дыхания NO2). Но есть еще третья возможная причина массового вымирания организмов после удара астероида или ядра кометы. Это сильное запыление атмосферы. Ведь даже после удаpa Тунгусского метеорита в течение почти целого месяца наблюдалось заметное помутнение атмосферы. Масса тела, создавшего иридиевую аномалию, была в миллион раз больше массы Тунгусского метеорита, поэтому и пыли оно должно было выбросить в атмосферу во столько же раз больше. Это должно было привести к резкому ослаблению солнечного излучения, а значит, к понижению температуры воздуха и морской воды. Скорее всего, именно эта причина привела к гибели холоднокровных динозавров.
В истории Земли было не одно массовое вымирание организмов, а несколько. За последние 250 млн. лет их было девять, с интервалами от 17 до 53 млн. лет, в среднем около 30 млн. лет. Однако вероятность случайного столкновения с астероидом или ядром кометы намного меньше (одно столкновение раз в 250 млн. лет). Значит, была какая-то причина, усилившая эту вероятность.
Были предложены две гипотезы для объяснения этих событий. Согласно одной из них, у Солнца есть невидимый спутник, звезда — белый карлик, обращающийся вокруг него по очень вытянутой орбите с периодом 26—28 млн. лет. В перигелии орбиты эта звезда (ее условно назвали Немезидой) возмущает облако комет Оорта, окружающее Солнечную систему на расстоянии около 40 000 а. е. (6 1012 км), и кометы этого облака могут устремляться в центральные части Солнечной системы, так что вероятность попадания их в Землю резко увеличивается. Сейчас Немезида должна находиться вблизи афелия своей орбиты, и обнаружить ее на небе очень трудно.
Другая гипотеза объясняет возмущения в облаке комет периодическими прохождениями Солнца через главную плоскость Галактики, где должны быть облака межзвездной пыли. Такие прохождения происходят раз в 30—36 млн. лет.
Гипотеза о существовании Немезиды подверглась недавно вполне обоснованной критике со стороны небесных механиков, показавших, что орбита Немезиды будет неустойчива (из-за возмущений от ближайших звезд), а ее прохождения через перигелий должны были сопровождаться резкими нарушениями в движениях планет, признаков чего мы не наблюдаем.
Гипотеза о роли прохождений Солнечной системы через главную плоскость Галактики тоже имеет свои трудности. Эпохи этих прохождений не совпадают с эпохами массовых вымираний организмов на Земле. А главное — неясен механизм воздействия облаков межзвездной пыли на кометы.
А может быть, нет необходимости в этих гипотезах? Может быть, мы просто недооценили вероятность встречи Земли с астероидами и ядрами комет? Ведь еще не открыты все астероиды, не говоря уже о кометах. Их количество приходится оценивать приблизительно. И некоторая ошибка в этих оценках тоже не исключена.
-Тауриды
°
°
