После того как гипотеза о кратерообразующем метеорите фактическими данными не подтвердилась, возникла задача развития новых представлений о тунгусском явлении, не связанных с образованием кратера. Нужно было решить, что произошло с космическим телом: взрыв, механическое разрушение или испарение? Где произошло это разрушение: на земле или в воздухе? Какая волна произвела наземные разрушения: взрывная пли баллистическая?
В связи с этим было выдвинуто предположение о том, что наземные разрушения при катастрофе могли быть произведены не только взрывом, но и баллистической волной, образующейся при движении тела со сверхзвуковой скоростью [46, 56, 71]. В первое время представления о действии баллистической волны были все еще «привязаны к земле», так как разрушения связывались и с наземным взрывом:
«...Имеющиеся к настоящему времени неполные данные об области поваленного леса позволяют заключить, что эта область имеет грубо эллиптическую форму, направление большой оси которой совпадает с направлением траектории метеорита. Поэтому есть основание предполагать, что вывал леса был вызван не только взрывной волной, распространившейся от места удара метеорита о землю, но и ударной волной, сопровождавшей метеорное тело, угол наклона траектории которого к горизонтальной поверхности вблизи места падения составлял всего лишь около 10 градусов» [46, стр. 104].
«Болид летел с юга на север, производя мощные световые, акустические и механические явления. Его траектория длиной свыше 1000 км имела очень малый наклон к горизонту, так что последние 60—80 км он прошел на «бреющем полете», причем мощная баллистическая волна произвела сильный бурелом тайги... Удар о почву сопровождался явлениями, напоминающими взрыв атомной бомбы: вертикальный фонтан взрыва, возникновение мощной взрывной волны, обошедшей Землю за 30 час, метеоритная гиперсейсма, конденсация паров на продуктах взрыва, вызвавшая «черный» дождь... В центре полосы бурелома следов падения не видно, возможно, из-за заболачивания местности и испарения метеорита при падении» [101, стр. 515].
«Большой интерес с точки зрения действия ударных волн представляет эффект падения знаменитого Тунгусского метеорита, когда косая баллистическая волна, образованная при его полете по отлогой траектории к земной поверхности с юга на север, при достижении Земли разбросала лес по обе стороны траектории, а взрывная ударная волна, которая возникла при взрыве метеорита (при ударе его о Землю), разбросала лес радиально во все стороны от места взрыва. В результате взаимодействия обеих волн и их отражения от рельефа местности получилась сложная запутанная картина поваленного леса, которая сильно затруднила поиски места падения метеорита» [50].
Но в дальнейшем эти суждения о возможности вывала леса баллистической волной привели к поискам новых объяснений:
«Сама теория разрушающих метеоритов должна быть дополнена случаем, при котором достаточно мощные наземные разрушения происходят без образования кратера на поверхности земли» [59, стр. 131].
Гипотеза о Тунгусской катастрофе как о взрыве кратерообразующего метеорита уже явно не соответствовала фактическим данным, и важность представлений о действии баллистической волны заключается в том, что они убедили самих сторонников версии о кратерообразующем метеорите, что она не подтверждается фактами. Е.Л. Кринов, в прошлом сторонник и защитник гипотезы о кратерообразующем метеорите, после экспедиции 1958 г. писал:
«Наблюдения в районе падения метеорита дали основание сделать следующий вывод: вокруг Южного Болота нет следов наземного взрыва» [58, стр. 60].
Это было признание отсутствия метеоритного кратера в Южном Болоте и фактический отказ от гипотезы о кратерообразующем метеорите.
Таким образом, в 1959 г. после экспедиции 1958 г. сложи.лось следующее мнение о тунгусском явлении: при полете тела с большой космической скоростью образовалась мощная баллистическая волна, которая на конечном участке полета тела при малом наклоне его траектории (β = 7—17° [38]) произвела все разрушения в тайге. Само же тело разрушилось в конце своего пути (в точке задержки) и распылилось на большой площади.
«Как железные, так и каменные метеориты дробятся и рассыпаются в атмосфере. Радиолокационные исследования установили, что есть очень крупные метеориты, рассыпающиеся в самых верхних слоях атмосферы. Очевидно, что и Тунгусский метеорит раздробился. Рой мелких кусков должен был создать хвост около основного тела и по инерции упасть в районе зон разрушения, как это было при падении Сихотэ-Алиньского метеорита. Правда, Сихотэ-Алиньский метеорит железный и его обломки легче обнаружить, чем обломки каменного метеорита, каким, возможно, был Тунгусский. Но никаких сколько-нибудь подробных поисков осколков в зоне падения Тунгусского метеорита не производилось» [53, стр. 85].
Одни исследователи считали, что космическое тело распылились в мелкодисперсное состояние, другие высказывали мысль о выпадении крупных метеоритных осколков.
«Все сотрудники экспедиции единодушно пришли к выводу, что Южное Болото не могло быть наземным центром взрыва, вызвавшего общий вывал леса. Это утверждение, разумеется, никак не связано с возможностью попадания и Южное Болото (как и любое другое место) отдельных метеоритных масс, падение которых не вызвало мощных взрывных явлений» [59, стр. 126].
«Отрицать существование небольших кратеров, не связанных с общим разрушением леса, безусловно невозможно, так как такое детализированное обследование всей площади района было непосильно для нашей экспедиции» [59, стр. 127].
Указывалось на возможность взрыва рыхлого тела «в результате разогрева и смешения его вещества с кислородом» [51].
В своем отчете о результатах метеоритной экспедиции 1958 г. К.П. Флоренский писал:
«...Предварительное рассмотрение материалов экспедиции 1958 г. было произведено М.А. Цикулиным и В.Н. Радионовым [71]. Оно показало, что наблюдаемые разрушения легче всего объясняются действием баллистической волны метеорита, который испытывает резкое торможение. Подобное торможение неизбежно возникает при внезапном дроблении метеорита. Дробление могло иметь взрывообразный характер, но мощность такого «взрыва» могла быть и не велика, лишь бы она привела сравнительно монолитную массу в достаточно дисперсное состояние» [59, стр. 131].
По этим представлениям центр ударной волны, которая произвела разрушения в тайге, должен был находиться в воздухе над земной поверхностью, но область выпадения осколков космического тела могла и не совпадать с центром области разрушений, поэтому в дальнейшем предполагалось произвести более тщательные поиски метеоритных осколков.
«При подобном объяснении явления возникает большая вероятность несовпадения эллипса рассеяния метеорита с эпицентром действия ударной волны, что может быть учтено при дальнейших работах» [59, стр. 131].
Летом 1959 г. в разных городах страны независимо одна от другой было организовано несколько самодеятельных экспедиций с целью обследования района катастрофы 1908 г. Это комплексная самодеятельная экспедиция томичей (КСЭ) в составе 12 человек под руководством Г.Ф. Плеханова, туристическая группа московских студентов в составе 8 человек под руководством Б.Р. Смирнова, научно-туристическая экспедиция в составе автора данной книги и сотрудника Волго-Уральского филиала Всесоюзного научно-исследовательского института геофизики И.Г. Дядькина. Кроме экспедиций, организованных на общественных началах, в 1959 г. в районе катастрофы проводила работу экспедиционная группа Комитета по метеоритам в составе двух человек — участника метеоритной экспедиции 1958 г. геолога-пенсионера Б.И. Вронского и студента Иркутского сельскохозяйственного института В.Н. Петрова. Группа Б.И. Вронского проводила отбор проб ила в реках и озерах с целью поисков распыленного метеоритного вещества предполагаемого каменного метеорита. Однако эти поиски не увенчались успехом — метеоритное вещество в пробах не было найдено.
Одним из важных обстоятельств, повлиявших на организацию самодеятельных экспедиций, явилось то, что результаты метеоритной экспедиции 1958 г. разрушили старые представления о тунгусском явлении как о кратерообразующем метеорите. А новых представлений еще не было. Гипотеза о взрыве рыхлого тела при смешении его вещества с кислородом [51] или о механическом разрушении космического тела казалась, по-видимому, недостаточно убедительной. Загадочность тунгусского явления еще более увеличилась. Неразгаданная тайна природы привела в тайгу энтузиастов; они хотели видеть все своими глазами и попытаться выяснить: что же все-таки произошло — падение обычного метеорита, ядерный взрыв или новое, вообще еще не известное человеку явление природы? Эти вопросы требовали ответа.
В 1959 г. Томская экспедиция провела по нескольким маршрутам и в районе эпицентра металлометрическую и магнитную съемку с целью поисков распыленного вещества и железных осколков космического тела, однако никакого метеоритного вещества не было обнаружено. Томичи провели также полевую радиометрическую съемку с целью обнаружения возможной радиоактивной аномалии.
По данным полевой радиометрической съемки в центральной части области разрушений, Томская экспедиция получила несколько (в 1,5—2 раза) завышенные значения радиоактивности образцов почвы и деревьев по сравнению с радиоактивностью образцов в периферийной части области. Но эти данные в дальнейшем не подтвердились.
По результатам обследования района катастрофы, сбора и анализа фактических материалов наша экспедиция 1959 г. пришла к следующим выводам:
1. При такой наклонной траектории, по какой летело Тунгусское космическое тело (β = 7—17° [38]), баллистическая волна не могла произвести радиальный вывал леса, так как в этих условиях баллистическая волна должна произвести полосовой осесимметрический вывал леса, чего не наблюдается в действительности.
2. В условиях Тунгусской катастрофы (малый наклон траектории космического тела) радиальный характер вывала леса может произвести только сферическая ударная волна.
3. Поскольку сферическую симметрию в данных условиях может иметь, только взрывная волна (баллистическая волна имеет практически цилиндрическую симметрию), то из радиальности вывала леса следует, что Тунгусское космическое тело в конце своего пути претерпело какое-то взрывчатое или взрывоподобное превращение, в результате которого образовалась сферическая ударная волна, которая и произвела в основном все разрушения в тайге.
4. Размеры зоны разрушения характеризуют мощность взрыва космического тела. Радиус зоны вывала леса равен 22—25 км. Вывал леса таких размеров может произвести взрыв с полной энергией около 4 • 1023 эрг, что соответствует тротиловому эквиваленту около 10 млн. т [64].
5. Наличие стоячего сухого и растущего леса, сохранившегося на корню в районе эпицентра взрыва внутри области поваленного леса, говорит о том, что взрыв космического тела произошел в воздухе.
6. Размеры области стоячего леса радиусом около 5 км характеризуют высоту взрыва. Космическое тело взорвалось в воздухе на высоте нескольких километров (не менее 5 км) [64].
7. Поскольку баллистическая волна не произвела вывал леса, ее интенсивность была меньше интенсивности взрывной волны. Ограничение мощности баллистической волны накладывает вполне определенные ограничения и на размеры и скорость космического тела. По нашим данным, скорость космического тела на конечном участке пути была не более 3—4 км/сек. В этом случае взрыв Тунгусского космического тела в воздухе за счет перехода его кинетической энергии в тепловую невозможен, так как даже при ударе о Землю тело взрывается лишь при скорости около 5 км/сек [33]. Отсюда, по-видимому, можно заключить, что Тунгусское космическое тело взорвалось по другой причине, т. е. за счет внутренней энергии [64].
8. По соотношению зоны ожога радиусом 15—18 км [38] и зоны механических разрушений радиусом 22—25 км можно произвести оценку доли световой энергии, выделившейся при взрыве, от полной энергии взрыва. По этим данным, световая энергия тунгусского взрыва составляет несколько десятков процентов от общей энергии взрыва [64].
9. По результатам исследования радиоактивности образцов почвы и растений из района катастрофы наша экспедиция пришла к выводу, что изменение общей удельной радиоактивности тунгусских образцов деревьев и поверхностного слоя почвы (полученное при полевой радиометрической съемке и лабораторных измерениях нашей и Томской экспедиций 1959 г.) полностью можно объяснить различием условий осаждения искусственных радиоактивных осадков (сухостой, растущее или поваленное дерево, болота, поляны в лесу, щели в камнях и т. д.) последних лет. Из сказанного следует, что вследствие заражения от ядерных испытаний исследование интегральной удельной радиоактивности тунгусских образцов не дает ответа на вопрос о связи их радиоактивности с Тунгусской катастрофой 1908 г. Поэтому необходимы специальные дифференцированные исследования радиоактивности тунгусских образцов с целью определения места и времени радиоактивного загрязнения местности. Для решения этого вопроса мы приняли методику послойного исследования радиоактивности образцов золы древесины по годичным кольцам прироста деревьев, переживших катастрофу, так как растущее дерево оказалось не только чувствительным индикатором повышения радиоактивности, но и своеобразным радиоактивным календарем, по которому можно определить время заражения местности радиоактивными осадками — продуктами ядерного взрыва [65].
10. Метеоритная экспедиция 1958 г. под руководством К.П. Флоренского обнаружила аномально быстрый прирост деревьев в районе Тунгусской катастрофы, что, по мнению К.П. Флоренского, связано с увеличением удобрений после пожара и увеличением освещенности среди разреженного ветровалом леса [51]. Конечно, увеличение света и удобрений улучшает условия роста деревьев, но эти причины не объясняют такого длительного в течение более 50 лет многократного усиления прироста древесины, наблюдающегося в районе Тунгусской катастрофы. По нашим данным, прирост деревьев в эпицентре взрыва увеличился в некоторых местах более чем в 7—10 раз по сравнению с нормальным приростом деревьев в таежных условиях. По-видимому, такой бурный прирост нельзя объяснить ни одной из обычных для тайги причин увеличения прироста деревьев. Он нехарактерен для таежных условий и является прямым следствием тунгусского взрыва. В результате взрыва космического тела в районе катастрофы, по-видимому, образовалось вещество, стимулирующее рост растений.
Сравнение этих выводов с выводами метеоритной экспедиции 1958 г. [59] показывает, что выводы нашей экспедиции по тем основным вопросам существенно отличаются от выводов метеоритной экспедиции. Следует отметить, что Комитет по метеоритам к выводам нашей экспедиции отнесся отрицательно.
В начале 1960 г. полученные нами результаты были рассмотрены и обсуждены на совещании при академике-секретаре физико-математического отделения Академии наук СССР. Участники совещания признали правильной методику исследований нашей самодеятельной экспедиции, в целом одобрили ее результаты и рекомендовали продолжить начатые исследования.
В июне 1960 г. в Киеве проходила 9-я метеоритная конференция. Значительная часть докладов на этой конференции была посвящена тунгусской проблеме. Одним из важных результатов обсуждения тунгусской проблемы на конференции является признание факта взрыва космического тела в воздухе [69], что подтверждает предположение о световом ожоге деревьев в районе катастрофы, так как при взрыве тела в воздухе на высоте нескольких километров наиболее вероятной причиной возникновения пожара в тайге в области разрушений является световое излучение взрыва. Эти два факта — взрыв тела в воздухе и световой ожог деревьев — существенно меняют все старые представления о Тунгусской катастрофе. Рассмотрим развитие взглядов о взрыве космического тела в воздухе. В начале в 1946 г. А. П. Казанцев — автор предположения о взрыве космического тела в воздухе (речь идет именно о взрыве, а не о разрыве или механическом разрушении космического тела на части в точке задержки, как об этом писали Л.А. Кулик [10] и А.В. Вознесенский [5]) считал, что взрыв произошел на высоте нескольких сотен метров (200—300 м) над землей. Это предположение было сделано на основании факта наличия стоячего леса, сохранившегося на корню в центральной части зоны разрушений [49]. Вместе с тем оно до 1960 г. категорически отрицалось.
До 1960 г. теории о возможности взрыва космического тела в воздухе еще не было. Поэтому, несмотря на странное отсутствие следов падения космического тела, тогда полагали, что оно упало на Землю [38]. В 1959 г., когда уже развернулась дискуссия о возможности взрыва Тунгусского космического тела в воздухе, для некоторых авторов было все-таки проще считать, что кратер затянуло в болоте, нежели признать возможность взрыва Тунгусского космического тела в воздухе. Е.Л. Кринов, например, писал:
«Отсутствие метеоритного кратера объясняется тем, что возникший первоначально в пласте вечно мерзлого ила кратер быстро (вероятно, в первое же лето) исчез, так как ил растаял и образовался слой воды. На месте падения метеорита возникло болото» [48, стр. 52].
После развития К.П. Станюковичем теории о возможности быстрого взрывообразного испарения, или так называемого «теплового взрыва» космического тела в воздухе при полете с большой космической скоростью в несколько десятков километров в секунду [69], воздушный взрыв Тунгусского космического тела был признан всеми. Отсутствие кратера и других следов наземного взрыва в районе катастрофы сейчас ни у кого не вызывает удивления, не вызывает сомнений и сам факт воздушного взрыва космического тела. Как отмечает Е.Л. Кринов,
«не вызывает удивления также и отсутствие кратера в районе падения метеорита, поскольку взрыв последнего произошел в воздухе» [58, стр. 61].
При разработке предположения о том, что все разрушения в тайге произвела баллистическая волна, М.А. Цикулин считал, что точка задержки космического тела, в которой произошло взрывообразное разрушение тела, находилась на высоте 100—500 м [53, 71]. Некоторые члены метеоритной экспедиции 1958 г. допускали возможность взрыва на высоте 1—2 км. По нашим данным, высота взрыва была около 5 км [64]. По мнению Г.Ф. Плеханова, космическое тело взорвалось на высоте 10—12 км.
Итак, потребовалось 14 лет дискуссии для того, чтобы подтвердить предположение о воздушном взрыве космического тела. Однако доказательство этого предположения оказало большое влияние на пути дальнейшего изучения тунгусской проблемы. Гипотеза о Тунгусской катастрофе как о падении обычного метеорита была официально признана ошибочной. Так, академик В.Г. Фесенков подчеркивал:
«Примером (столкновения кометы с землей.— А. 3.) может служить происшедшее в нашей памяти 30 июня 1908 г. падение кометы в районе Ванавары, в центральной Сибири, которое сначала ошибочно было приписано обычному метеориту» [124].
В качестве новой гипотезы на метеоритной конференции и Киеве было выдвинуто предположение о том, что Тунгусский метеорит представлял собой ядро ледяной кометы, которое взорвалось в воздухе при конечной скорости около 30 км/сек [69]. В 1960 г. Е.Л. Кринов писал:
«Тунгусский метеорит вторгся в земную атмосферу со скоростью, близкой к максимально возможной и достигавшей приблизительно 60 км/сек. Следовательно, он был встречным, т. е. двигался вокруг Солнца навстречу Земле. Но только кометы движутся как в прямом, так и в обратном направлении...
Представляя собой ядро кометы, Тунгусский метеорит должен был состоять из очень рыхлого вещества или из глыбы замерзшей воды и газов: метана, аммиака, углекислого газа и др.
…И если Тунгусский метеорит действительно был ядром кометы, то не может вызывать удивления отсутствие в почве распыленного метеоритного вещества обычного состава» [58, стр. 61].
Таким образом, признание факта взрыва Тунгусского космическою тела в воздухе (ведь радиальный вывал леса и наличие стоячего «телеграфного» леса в эпицентральной части области разрушений, на основании чего сейчас делается вывод о взрыве космического тела в воздухе [49, 64, 80], были известны еще со времен первых экспедиций Л.А. Кулика [38]) привело к появлению новой гипотезы о том, что Тунгусский метеорит представлял собой ядро ледяной кометы, которое при движении в плотных слоях атмосферы с большой космической скоростью быстро «взрывообразно» испарилось, произвело все разрушения в тайге и больше никаких следов после себя не оставило. В дальнейшем, когда в образцах почвы из района катастрофы были обнаружены силикатные и магнетитовые шарики, было высказано предположение о наличии в составе ядра ледяной кометы тугоплавких частиц, состоящих из никелистого железа и силикатов. Эти включения тугоплавких частиц могли бы объяснить возможное распыление вещества космического тела, но принадлежность силикатных и магнетитовых шариков, найденных в пробах почвы, к Тунгусскому космическому телу в настоящее время никакими фактами еще не доказана.
В основу кометной гипотезы положено предположение о большой скорости космического тела, которая необходима для обоснования возможности его взрыва в воздухе за счет кинетической энергии [69, 80]. Но большая скорость Тунгусского космического тела не является доказанным фактом. В связи с этим суждения о Тунгусской катастрофе как о падении ледяной кометы не подтверждены фактическим материалом, поэтому они могут быть приняты только как гипотеза.