Плеханов Г. Ф. Некоторые итоги работы Комплексной самодеятельной экспедиции по изучению проблемы Тунгусского метеорита.— «Метеоритика», вып. 24, 1964, с. 170—176

АКАДЕМИЯ НАУК СССР
МЕТЕОРИТИКА 1964 г. Вып. XXIV c.170-176

Г. Ф. ПЛЕХАНОВ

НЕКОТОРЫЕ ИТОГИ РАБОТЫ КОМПЛЕКСНОЙ САМОДЕЯТЕЛЬНОЙ ЭКСПЕДИЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ ТУНГУССКОГО МЕТЕОРИТА

Начиная с 1959 г., изучением проблемы Тунгусского метеорита, наряду с Комитетом по метеоритам АН СССР, занимается Комплексная самодеятельная экспедиция (КСЭ), организованная на общественных началах в г. Томске и включающая в настоящее время свыше 50 научных работников и некоторое число студентов из Томска, Новосибирска, Москвы и других городов.

Основными направлениями работы этой экспедиции являются:

1.  Изучение предполагаемых районов катастрофы путем полевых экспедиционных исследований с дальнейшей камеральной и теоретической обработкой.
2.  Изучение геофизических явлений, совпавших  во времени с катастрофой, путем сбора и анализа наблюдательного или уже опубликованного материала.

Первой проблеме были посвящены экспедиционные работы в 1959— 1961 гг. В 1959 г. указанная экспедиция, состоявшая из 12 человек, работала на месте падения самостоятельно в течение 38 дней. В 1960 г. КСЭ получила поддержку Сибирского отделения АН СССР и работала совместно с Московской группой В. А. Кошелева. Всего участвовало в работах экспедиции 73 человека в течение 54 дней. В 1961 г. КСЭ в составе 51 человека (при поддержке Томского отдела Всесоюзного географического общества) работала совместно с экспедицией Комитета по метеоритам АН СССР.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ РАЙОНА КАТАСТРОФЫ В 1959—1960 гг.

Группой болотоведов под руководством Ю. А. Львова установлено, что Южное болото и мочежины Северного болота являются естественными образованиями. Какого-либо заметного влияния катастрофа 1908 г. на них не оказала. Зондирование Южного болота буром Гиллеpa по трем профилям через 10 м не подтвердило данных Л. А. Кулика о перемешивании болотных слоев [1]. Эти выводы подтверждены в 1961 г. болотоведческим отрядом экспедиции Комитета по метеоритам под руководством Н. И. Пьявченко.

Лесотаксационными группами установлено, что границы вывала заметно шире границ ускоренного прироста деревьев по диаметру, что затрудняет объяснение этого явления экологическими причинами.

Составлена карта деревьев, переживших катастрофу в центральной части вывала. Как правило, деревья имеют следы механических (срыв кроны, слом вершин, трещины стволов) и термических повреждений. Последние нередко локализуются только в верхней части ствола, датируются 1908 г. и не могут быть объяснены обычным пожаром. На спилах этих деревьев отчетливо видно разрыхленное кольцо 1908 г., причины появления которого изучаются.

В 1960 г. проведено изучение вывала леса в восьми направлениях от центральной части области вывала. Интересно, что эти направления неэквивалентны: в восточном и южном направлениях вывал простирается в 1,5—2 раза дальше от эпицентра, чем в западном и северном. Замерено около 5500 азимутов поваленных стволов и для 108 участков найдены средние азимуты повала с соответствующими стандартными (средними квадратическими) отклонениями. По ним с помощью уравнительных вычислений по методу наименьших квадратов определен эпицентр (центр тяжести точек пересечения направлений повала леса) взрыва с координатами: =101°53',5;  = 60°53',7, главный (средний квадратический) эллипс отклонений которого имеет полуоси порядка километра. Сравнительно малые размеры главного эллипса отклонений указывают на то, что вывал имеет очень правильный радиальный характер и является следствием одного центрального взрыва. Если этот взрыв и сопровождался рядом других, то они не сыграли существенной роли в общей картине разрушений. Баллистическая волна, образующаяся при движении твердого тела, также не могла сыграть существенную роль, ибо в противном случае это выразилось бы в резкой вытянутости эллипса по направлению траектории.

Установлено, что стандартное отклонение азимутов поваленных деревьев от их среднего коррелировано с расстоянием от эпицентра и достигает минимума в 6—12 км от него. Минимум стандартного отклонения соответствует максимальному аэродинамическому напору, который обычно достигается при угле падения около 40°. Исходя из этого, для высоты взрыва получаем 10,5±3,5 км.

Применив эмпирические зависимости, выявленные при ядерных взрывах [2], по предварительным данным о проценте поваленных деревьев и размерах зон разрушений, Е. В. Маслов нашел высоту (6,5—12 км) и энергию (1023—1024 эрг) эквивалентного взрыва.

Поиски материальных остатков тела проводились рядом методов. Магнитометрическая съемка Сусловской и Клюквенной воронок по сети 25 м соответственно и пять профилей через Южное болото (шаг 10 м) показали отсутствие крупных магнитных масс в исследованных местах; поиски металлических осколков с помощью миноискателей в районе Южного и Северного болот и по склонам окаймляющих эти болота холмов также дали отрицательный результат.

Металлометрическая съемка по восьми направлениям от изб Кулика на расстояние до 50 км и последующий спектральный анализ 522 отобранных проб почвы выявили область с повышенным содержанием №, Со, Ма в 2—6 км к северо-западу от эпицентра. Спектральный анализ 140 образцов древесной золы из центрального района и 86 образцов по четырем радиусам, часть из которых была получена методом послойного озоления, выявил область с повышенным содержанием La, Ce, Y, Yb в золе деревьев, совпадающую с аномалией по Ni. Отсутствие крупномасштабной геологической карты района, а также незавершенность исследований в 1961 г. не позволяют однозначно интерпретировать это явление.

В связи с дискуссией, прошедшей в популярных изданиях по вопросу о повышенной радиоактивности центрального района, было уделено серьезное внимание поискам вещества радиометрическими методами.

1. Проведена маршрутная -, -съемка по восьми направлениям на расстояние до 30 км и подробная съемка центрального района.
2. Измерена  - и  -активность золы деревьев по профилю С-Ю.
3. Измерена  - и  -активность почвы, взятой из мест, защищенных, от современного выпадения осадков (под избами Кулика).
4. Отобраны пробы почв с двух уровней: верхняя — до 5 см и глубинная— до 25—30 см, от эпицентра и удаленных районов для радиометрического анализа.
5. Проведено послойное озоление деревьев, переживших катастрофу в центральном районе. Получено по 2—3 кг золы каждого из пяти намеченных слоев и измерена их  - и   - активность в лаборатории.
6. Проведено послойное озоление мха сфагнум фускум (13 слоев по 2,5 см) и измерение активности золы.
7. Измерена радиоактивность золы 16 видов кустарников и трав центрального района, района Ванавары и контрольного (европейская часть).
8. Сняты  -спектры золы деревьев из района эпицентра. Проводились также масспектрометрические, радиохимические и другие исследования.

Установлено, что в районе эпицентра наблюдается некоторое повышение радиоактивности, вызванное радиоактивными осадками последних лет. Измерение распада показало, что эта активность вызвана ядерными взрывами 1958 г. Никаких следов радиоактивности, датируемых 1908 г., не найдено.

Изучение всех имеющихся материалов по заболеваемости и смертности населения Тунгусско-Чунского района с целью выявления форм патологий, предположительно связанных с радоактивностью, показало, что в настоящее время никаких особенностей в структуре заболеваемости и смертности населения в этом районе нет.

Проверка литературных и опросных данных о наличии следов катастрофы в других районах (Лакурский хребет [3], бассейн р. Тэтэре [4, 5], рек Кеть [6], Пучеглазиха, Чистоклет, Б. Кас и Сым), проведенная специальными полевыми группами, дала отрицательный результат [7].

ИЗУЧЕНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ЛЕТА 1908 г.

Благодаря любезности сотрудников большинства запрошенных нами учреждений были получены геофизические материалы лета 1908 г. из 18 магнитных обсерваторий и около 150 метеорологических центров мира.

Анализ метеорологической обстановки северного полушария (руководитель доцент З. П. Коженкова) показал, что Тунгусский взрыв не оказал на нее заметного влияния. В прилегающих к месту взрыва районах 30 июня баро-поле было безградиентным, возможны лишь местные ветры преимущественно северных румбов.

Анализ магнитограмм показал, что в Иркутске через 2,8 мин. после момента взрыва, определенного по сейсмическим данным, были отмечены изменения геомагнитного поля [8—11]. По магнитограммам обсерваторий Свердловска, Тбилиси, Павловска, Урбанова, Копенгагена, Потсдама, Кью и Фелмоута, Шамбон-Ла-Форе, Каимбры, Гонолулу, Алибага, Гальвана, Тананариве, Дублина, Сан Фернандо, Тэолоюкана, Сан-Фуана поле было совершенно спокойным.

Интересен факт сходства геомагнитного эффекта Тунгусского метеорита с магнитными возмущениями после высотных ядерных взрывов, проведенных в США в 1958 г. Возмущения 1908 и 1958 гг. оказываются одного порядка по величине и имеют одинаковый характер развития во времени, что указывает на наличие общих черт в механизмах обоих эффектов (мощность взрывов 1908 и 1958 гг. была одного порядка). Существенным различием является эффект запаздывания первой фазы возмущения 1908 г., который не наблюдался в 1958 г. [10—13].

Изучение литературы и архивных материалов 1908 г., а также предпринятый по нашей просьбе студентами Ленинградского университета и Московского физико-технического института детальный просмотр всей выпускавшейся в 1908 г. периодической печати (свыше 2000 названий) с целью обнаружения указаний на аномальные геофизические явления показали, что по крайней мере в 17 пунктах Европы и Азии (в частности, в Красноярске) аномальные оптические явления или часть из них были отмечены до 30 июня 1908 г. В ряде пунктов отмечались также изменения прозрачности и поляризации дневного неба.

О ПРИРОДЕ ТУНГУССКОГО МЕТЕОРИТА

Ввиду того, что большинство высказывавшихся предположений имеет в настоящее время лишь исторический интерес, целесообразно остановиться на двух точках зрения, активно развиваемых ныне: 1) кометной гипотезе Астаповича — Уиппла —Фесенкова [14—19]; 2) гипотезе «ядерного взрыва» A. B. Золотова [20, 21].

Свою гипотезу А. В. Золотов пытается обосновать следующими положениями:

1)    взрыв произошел за счет внутренней энергии тела, поскольку скорость его не превышала 4 км/сек;
2)    доля световой энергии в общей сумме энергии взрыва составляет около 30%, что наблюдается лишь при ядерных взрывах;
3)    в образцах древесины, взятых вблизи района катастрофы, обнаружено, по А. В. Золотову, повышение радиоактивности в слое 1908 г.

Ни один из перечисленных аргументов не является достоверным. Так, определение скорости движения тела выполнено на основании показаний очевидцев, число которых незначительно и сообщения которых противоречивы, а также по ориентированному срыву ветвей одного (!) дерева, взятого из района катастрофы.

Доля световой энергии вычислена А. В. Золотовым на основании будто бы обнаруженного им лучистого ожога живых деревьев на расстоянии до 18 км от центра. Эти данные не подтверждены последующими экспедициями, кроме того, элементарный расчет показывает, что интенсивность светового импульса должна была достигать в этом случае 200 кал/см2 сек в центре. Свидетельством невероятности этого являются многочисленные живые деревья, пережившие катастрофу даже в районе эпицентра взрыва.

Факт нахождения радиоактивных продуктов, относящихся к 1908 г., другими лабораториями пока не подтвержден и представляется сомнительным. Кроме того, гипотеза о «ядерном взрыве», давая удовлетворительное объяснение разрушениям в эпицентре (малая величина светового импульса с этих позиций также может быть объяснена), не отвечает на вопрос о природе взорвавшегося тела и не объясняет аномальные оптические явления, совпавшие во времени с Тунгусской катастрофой.

Таким образом, предположение о «ядерном взрыве» Тунгусского метеорита в настоящее время не может считаться доказанным.

Кометная гипотеза, развитая в последнее время акад. В. Г. Фесенковым [16—18], удовлетворительно объясняет большинство фактов, но встречает затруднения при анализе некоторых вопросов, связанных с оптическими аномалиями конца июня — начала июля 1908 г.

Как известно, причиной аномальных сумерек явился, с позиций кометной гипотезы, пылевой хвост кометы, задержанный 30 июня 1908 г. на высоте 200—700 км. Оптическая толща, дополнительно вносимая в атмосферу частицами кометного хвоста, составляет при этом всего 10-6 оптической толщи атмосферного аэрозоля и не может поэтому вызвать каких-либо видимых изменений оптических свойств неба в дневных условиях.

С этой точки зрения трудно объяснить следующие факты:

1)    аномальные оптические явления в дни, предшествовавшие 30 июня;
2)    изменения оптических свойств дневного неба 30 июня — 1 июля 1908 г.;
3)    массовое развитие серебристых облаков в период 29 июня — 2 июля 1908 г.;
4)    аномальные зоревые явления, отмеченные в то же время.

То обстоятельство, что аномальные оптические явления, достигшие своего максимума 30 июня 1908 г., начались за несколько дней до этой даты, отмечался рядом исследователей уже в 1908 г.

Так, Феликс де Руа [22] пишет в этой связи следующее: «Необычные сумерки... наблюдались на всем севере Европы, по крайней мере до 45 параллели последние дни июня и первые дни июля. Эти сумерки как будто появились 25 июня. Внезапно увеличив свою интенсивность 30 июня, они были замечены 1 июля и затем очень быстро ослабли». Аномальные оптические явления наблюдались в дни, предшествовавшие 30 июня, в следующих пунктах: Петербург, Юрьев, Москва, Брест, Тим, Грива, Земгален, Херсонская губерния, Новая Александрия, Упсала, Роттердам, Бристоль, Эберсвальде, Кенигсберг, Гамбург, Швармитц, Клеве, Гермескейль, Красноярск [22—32].

Как уже указывалось, в литературе имеются данные о том, что оптические свойства дневного неба 30 июня и 1 июля 1908 г. были изменены. Так, Буш, проводя систематические инструментальные наблюдения асмосферной поляризации, описал резкий сдвиг точек Араго и Бабине 1 июля 1908 г. [9, 33]. Аномальный синий цвет полуденного неба 30 июня 1908 г. был отмечен таким опытным наблюдателем, как директор Трептовской обсерватории Архенхольд, связывавшим это явление с запыленностью атмосферы [34].

Многие авторы отметили в эти дни аномальные по своей интенсивности и продолжительности гало, что также свидетельствует об изменениях оптических свойств атмосферы в дневное время [30].

Если исходить из представления о том, что аномальные оптические явления 30 июня были обусловлены рассеянием солнечных лучей мельчайшими частицами кометного хвоста, задержанными на высоте 200 км и более, то следует допустить, что массовое развитие серебристых облаков 29—30 июня на высоте 50—80 км, не имевшее себе равного в другие годы, область распространения которых совпала с областью аномального свечения ночного неба, не связано непосредственно с падением Тунгусского метеорита [24].

30 июня, кроме того, было кульминационным пунктом аномальных зорь. Зоревые явления формируются главным образом в слое аэрозоля, расположенном на высоте 35—70 км. Если допустить, что частицы кометного хвоста задержались на высоте 200 км и более, не ясно, каким образом они могли явиться причиной аномальных зоревых явлений.

Еще в 1908 г., когда научные круги о падении Тунгусского метеорита информированы не были и дискуссировался лишь вопрос о природе аномальных оптических явлений, Феликсом де Руа, на основании анализов материалов большинства стран Европы, было высказано мнение, что причиной оптических аномалий явилось прохождение Земли через облако космической пыли. Он пишет буквально следующее: «Земля могла встретить около 30 июня облако космической пыли, конденсированный центр которого она могла пересечь в ночь этого исключительного явления. Товард Кель обращает внимание на то, что подобные сумерки наблюдались также в 1858—1859 гг. и что это совпало с прохождением кометы Донати через солнечную систему... Он спрашивает, не будет ли подтверждано в других странах появление блестящих метеоров, наблюдавшихся в последнее время в Дании… Июнь и июль, равно как и май, были очень богаты болидами, эти последние, возможно, представляют собой наиболее грубые элементы предполагаемого космического облака» [22].

Аналогичная точка зрения позднее была развита В. И. Вернадским, объяснявшим с этих позиций и само падение Тунгусского метеорита, который представлял, по его мнению, конгломерат космической пыли [35, 36].

Логично предположить, что, начиная с 20 чисел июня 1908 г., Земля проходила через облако космической пыли. Последняя, попадая в атмосферу Земли, явилась причиной комплекса аномальных оптических явлений, наблюдавшихся в период до 30 июня 1908 г. Наиболее крупнодисперсная часть космической пыли могла проникнуть в это время в слои атмосферы, расположенные на высоте 55—80 км, и вызвать аномальные зори и появление серебристых облаков. Более крупные сгустки этого облака наблюдались в рассматриваемый период в виде многочисленных метеоров и болидов, на что обращали внимание еще наблюдатели 1908 г. Утром Земля прошла через наиболее плотный участок облака. Относительно мелкодисперсная часть последнего вызвала резкое усиление свечения ночного неба 30 июня и массовое развитие серебристых облаков. Более крупные частицы пыли, оседая в нижние слои атмосферы, вызвали появление аномальных гало, понижение прозрачности, изменение атмосферной поляризации и цвета дневного неба.

Сам Тунгусский метеорит представлял собою плотное облако (рой) относительно грубодисперсных частиц космического вещества, вторгшегося с космической скоростью в земную атмосферу. На границе тропосферы увеличивающееся аэродинамическое сопротивление превысило силы сцепления компактной части облака, что привело к резкому увеличению его поперечного сечения и торможению, в результате чего произошло образование мощной баллистической волны, действовавшей аналогично взрывной волне точечного взрыва с центром, смещенным по направлению движения тела.

Приведенный выше вариант гипотезы о столкновении Земли с облаком космической пыли, по-видимому, принципиально не отличается от развиваемого В. Г. Фесенковым варианта кометной гипотезы. Возможно, здесь имеются лишь терминологические различия, а высказанные представления лишь детализируют некоторые вопросы и требуют расширения наших представлений о природе комет.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Л. А. Кулик. Докл. АН СССР, 28, 7, 1940.
  2. Сб. «Действие ядерного оружия». ИЛ, I960
  3. И. М. Суслов. Мироведение, 16, № 1, 1927.
  4. И. С. Астапович. Природа, № 5, 1948.
  5. А. В. Вознесенский. Мироведение, № 1, 1925.
  6. П. Л. Драверт. Метеоритика, вып. IV, 1948.
  7. Ю. А. Львов, Н. В. Васильев и др. Природа, № 7, 1961.
  8. К. Г. Иванов. Метеоритика, вып. XXI, 1961.
  9. К. Г. Иванов. Геомагнетизм и аэрономия, № 4, 1961.
  10. Г. Ф. Плеханов, А. Ф. Ковалевский и др. Известия вузов, физика, № 2, 1960.
  11. Г. Ф. Плеханов А. Ф. Ковалевский. Геология и геофизика № 6, 1961.
  12. A. L. Culington. Nature, 182, № 4646, 1365, 1968.
  13. S. S. Matsushita. Geoph. Res., 64, 9, 1959.
  14. И. С. Астапович. Природа, № 1, 1948.
  15. В. Г. Фесенков. Метеоритика, вып. VI, 1949.
  16. В. Г. Фесенков. Метеоритика, вып. XX, 1961.
  17. В. Г. Фесенков. Метеоритика, вып. XXI, 1961.
  18. В. Г. Фесенков. Астрон. журн., 38, № 4, 1961.
  19. F. S. W. Whiррlе. Meteorolog. Mag., July, 1934.
  20. А. В. Золотов. Докл. АН СССР, 136, 1, 4961.
  21. А. В. Золотов. Докл. АН СССР, 140, 1, 1961.
  22. F. de Rоу. Gasette astronomique, 7.
  23. С. П. Глазенап. Газ. «Новое время» от 29.VI 1908.
  24. И. Т. Зоткин. Метеоритика, вып. XX, 1961.
  25. Летописи Николаевской Главной физической обсерватории, ч. 2, вып. 8, 1908. СПб., 1910.
  26. Наблюдения метеорологической обсерватории Московского сельскохозяйственного института 1908 г. М., 1910.
  27. Обсерватория Эберсвальде. Архив.
  28. Томилина. Природа и люди, № 37, 1908.
  29. А. М. Шенрок. Ежемесячный бюллетень Николаевской Главной физической обсерватории, № 6, 1908.
  30. Bulletin mensuel de l'Observatoire Meteorologique de l’Universitel'Upsala, 40, 42, 1908.
  31. W.F.Denning. Nature, July, 1908.
  32. Кopper. Meteorologische Zeitschrift. Dezernber, 1908.
  33. Fr. Bush, Chr. Jensen. Jahrbuch d. Hamburg Wiss. Austalten, 28, 5, 1910.
  34. Arhenсhоld. Weltall, 19, 1908.
  35. В. И. Вернадский. Проблемы Арктики, № 5, 1941.
  36. В. И. Вернадский. Мироведение, № 5, 1932.
Главная | Архивные документы | Исследования | КСЭ | Лирика | Ссылки | Новости | Карта сайта
© Томский научный центр СО РАН, Государственный архив Томской области, Институт систем информатики СО РАН, грант РГНФ №05-03-12324в