ВЕСТИ ИЗ ЭКСПЕДИЦИЙ
Живые свидетели Тунгусской катастрофы
Дж. Лонго
Профессор Болонского университета Италия
30 ИЮНЯ 1908 г. над безлюдной местностью, в районе Подкаменной Тунгуски, в атмосфере (на высоте примерно 8 км) взорвалось космическое тело. Выделенная при этом энергия превысила энергию взрыва 1000 бомб, каждая из которых эквивалентна ядерной бомбе, сброшенной над Хиросимой. Более 60 млн. деревьев были вырваны с корнем, на площади 1000 км2 лес обуглился, на обширном таежном пространстве погибли животные и растения, но некоторые деревья каким-то чудом выжили1. Годы усиленных поисков на площади 15 тыс. км2 не привели к ожидаемым результатам — кратера от тунгусского космического тела (ТКТ) и метеоритных фрагментов обнаружить не удалось, так что природа и состав космического пришельца и по сей день остаются предметом дискуссии2.
В мае 1991 г. наш коллега профессор К.Корлевич (Хорватия) прислал нам спил дерева с места Тунгусской катастрофы, где он побывал в 1990 г. Значительные по площади области заняты там хвойными породами — лиственницей, сосной, елью, кадром. Их сухие сучья вблизи ствола обычно окружены наплывами смолы, которая служит для защиты дерева от неблагоприятного воздействия внешней среды. В связи с этим у профессора М.Галли из Болонского университета возникла оригинальная мысль: смола, выделившаяся вокруг сухих веток в течение вегетационного периода 1908 г. (и впоследствии окаменевшая), могла действовать как «ловушка» для частиц, присутствовавших в воздухе в момент взрыва. Со временем смола оказалась заключенной внутри ствола, так что годичные кольца живого дерева могут «сообщить информацию» о ее возрасте, а следовательно, и о времени «захвата» частиц. Более того, можно выяснить, как изменился состав содержащихся в смоле частиц в 1908 г. по сравнению с предыдущими и последующими годами, поскольку она выделялась вокруг сухой ветки как до, так и после взрыва.
Мы отправились на Тунгуску, чтобы отобрать образцы деревьев, находившихся при взрыве на разном расстоянии от эпицентра. После проверки на месте качества смолы нескольких видов хвойных мы остановились на ели, так как она выделяет особенно обильную смолу, хотя количество елей, переживших катастрофу, небольшое. Были взяты образцы шести сибирских елей (Picea obovata): в 1 км к югу, в 7.5 км к северу, в 3.5 км к северо-западу и в 6 км к северо-востоку от эпицентра, а также на продолжении траектории падающего тела, если бы оно не взорвалось в атмосфере, а долетело до Земли. Для сравнения мы использовали образец сибирского кедра (Pinus cembra), а в качестве контрольных деревьев — ель из Томской области (в 1000 км от места взрыва) и лиственницу (Larix sibirica) из района Тунгуски, которая была вырвана с корнями при взрыве ТКТ (на ее корнях имелись смоляные образования).
Район Подкаменной Тунгуски сегодня. Таежный массив полностью восстановился, однако остались следы взрыва: в виде "паутины" -вывороченных из земли древесных корней (на переднем плане слева) - и "телеграфных столбов" (на заднем плане) - обугленных ствлов.
Смолу на корнях поваленного дерева можно рассматривать как «запаздывающую ловушку», ибо оно стало падать после взрыва и корни постепенно выступали из земли, а затем на них выделилась смола. Значит, она могла уловить лишь взвешенные в воздухе частицы, главным образом — поднятые с земли уже после взрыва.
Полученные образцы мы исследовали в Болонском университете с помощью электронного микроскопа. Для этого их подготавливали двумя способами. При первом просто отделяли смолу от ветки и рассматривали ее поверхность под микроскопом; при втором удаляли смолу, расплавляя ее, так что оставались лишь осевшие частицы. На наш взгляд, первый способ предпочтительнее, поскольку позволяет более четко определять положение каждой частицы по отношению к годичным кольцам и потому меньше ошибка в установлении возраста частиц. При втором способе приходилось использовать сравнительно большой кусок смолы, так как размер колец елей на Тунгуске 0.2—1.5 мм (в среднем около 0.5 мм). Мы брали пять—семь годичных колец и старались расплавлять смолу так, чтобы частицы оседали на бумаге, сохраняя свое положение относительно колец. Всего в смоле на годичных кольцах с 1885 по 1930 г. было обнаружено свыше 7000 частиц размером от 1 до 30 мкм (в основном 1— 3 мкм).
Участники первой, и пока единственной, итальянской экспедиции на Тунгуску: Дж.Лонго (слева) и М.Галла. На заднем плане - Н.В.Васильев - руководитель 33-й Комплексной самодеятельной экспедиции, к которой присоединилась итальянская группа.
Отличительной чертой преимущественного большинства частиц, найденных в смоле 1908 г., была их форма со сглаженными краями, иногда сферическая, что свидетельствовало о сильном термическом воздействии. Частицы, обнаруженные в смоле до и после 1908 г., обычно имели заостренные края, или «пушистый» вид, что, вообще говоря, свойственно многочисленным фоновым частицам, всегда присутствующим в воздухе (пыль космического, вулканического, биологического либо индустриального происхождения). Выявленное отличие позволило сделать вывод, что большинство частиц, относящихся к 1908 г., попали в смолу непосредственно от взорвавшегося космического тела, они не могли быть подняты взрывной волной с земли, поскольку тогда не успели бы нагреться до температуры плавления.
На рентгеновском спектрометре анализировался химический состав этих частиц. Статистический анализ данных с учетом года захвата частиц смолой позволил найти временное распределение относительного количества выявленных элементов. Для ряда элементов мы четко увидели пики, относящиеся к 1908 г. Были идентифицированы такие элементы, как железо, кальций, алюминий, кремний, медь, сера, цинк, титан, никель и др., в качестве вероятных составляющих тунгусского тела3. Следует отметить, что часть из них совпадает с элементами, найденными другими исследователями путем химического анализа слоев торфа вблизи эпицентра4.
При рассмотрении образцов мы заметили, что годичные кольца выживших деревьев содержат ценную информацию о некоторых биологических последствиях Тунгусского события и характеристиках самого взрыва. Чтобы изучить и этот аспект проблемы, кроме упомянутых семи деревьев мы использовали еще четыре дерева: лиственницу, растущую непосредственно в эпицентре, и три ели. Наиболее впечатляющий результат, который был нами получен, — ускоренный рост деревьев, начиная примерно с 1910 г., а иногда и несколькими годами позже. Мы располагали двумя группами образцов деревьев, которые отличались условиями жизни до 1908 г.: пять из них росли на бедных почвах, в близком окружении соседей, и ширина колец в среднем была 0.3 .мм; шесть других произрастали на плодородных почвах по одиночке, и их годичный прирост составлял около 1 мм. Следует отметить, что самые тонкие кольца из образцов второй группы оказались в два раза шире наиболее толстых из первой группы.
Однако после 1908 г. картина изменилась: интенсивность роста первых пяти деревьев увеличилась в 3— 5 раз (что составило 1.2 мм), а других шести — лишь в 1.2—1.5 раза (те же 1.2 мм). Иными словами, катастрофа имела как бы усредняющее значение для роста5.
Ускоренный рост деревьев — главным образом лиственниц и сосен, т.е. наиболее распространенных пород в районе Тунгусского взрыва, — был известен с начала 60-х годов6. Чтобы объяснить это явление, выдвигались самые разные причины: генетическая мутация, образование плодородного слоя за счет вещества от взорванного тела, улучшение экологических условий. Подмеченное нами усредняющее значение Тунгусской катастрофы для роста деревьев — довод в пользу последней причины, подтвержденный к тому же экспериментальными данными других авторов7. Ускоренный прирост, по-видимому, связан с изменением светового режима в результате частичного вывала таежного массива, улучшенным питанием вследствие образования плодородного слоя за счет погибших деревьев, отступлением вечной мерзлоты в глубь почвенного слоя и другими факторами.
Годичные кольца ели (образец №6), росшей в 1 км к югу от эпицентра. Кольца, как выяснилось, содержат ценную информацию о некоторых биологических последействиях Тунгусского взрыва. Так более рыхлый слой древесины 1908 г. (правая часть) указывает, видимо, на уменьшенную лигнификацию; очень узкое кольцо 1909 г. - это следствие гибели хвои; неправильный строй трахеид 1908-1910 гг. свидетельствуеь о нарушении жизненных функций дерева; отсутствие различий между слоями прироста 1911 и 1907 гг. подтверждает, что на третий год после взрыва ель развивалась нормально; более широкое кольцо 1912 г. - результат ускоренного роста.
В наших образцах кольца 1908 г. обычно имели ширину, сравнимую с шириной предыдущих лет, следовательно, годичный прирост деревьев к моменту Тунгусской катастрофы практически закончился. Однако у колец 1908 г. слой поздней древесины оказался аномально рыхлым — с узкими клетками и утолщенными стенками, что указывает на уменьшенную лигнификацию в месяцы, следующие за катастрофой. Мы заметили, что этот процесс не завершен полностью и на многих кольцах 1907 г. Вероятно, лигнификация продолжается дольше (это необходимо в дальнейшем проверить), чем ранее предполагалось, и на кольцах 1907 г.- она еще не закончилась к моменту катастрофы.
Повреждение кроны, гибель хвои в результате взрывного удара и теплового воздействия и, следовательно, нарушение фотосинтеза обусловили минимальную ширину годичных колец следующего, 1909 г. С 1910—1912 гг. (а в некоторых случаях и позже) начался ускоренный рост деревьев. При этом некоторые кольца имели неравномерную форму из-за возможного сдавливания отдельных сегментов затвердевшей корой, поврежденной в 1908 г.
Нам удалось сделать и другие интересные наблюдения. При взрыве космического тела у некоторых деревьев были повреждены годичные кольца 1908 г. и предшествующих лет, в них выделилась смола; иногда она наблюдалась и в слое древесины 1909 г. Это может быть связано с тем, что к тому времени кора еще не восстановилась.
Когда произошел взрыв космического тела, некоторые деревья накренились, а в следующие годы постепенно выпрямлялись за счет усиленного образования древесины в сторону наклона. Большая ширина кольца на этой стороне обусловила появление эксцентриситета сечения ствола, указывающего направление ударной волны. Последствия ударного и теплового воздействий взрывной волны можно наблюдать не только на кольцах ствола, но и на кольцах некоторых веток.
Деревья, пережившие Тунгусскую катастрофу, — единственные живые свидетели этого события, сохранившие частицы космического тела и запечатлевшие характеристики взрывной волны.
Отметим в заключение, что большинство наших образцов представляли собой керн. Древесина, подвергшаяся операции по извлечению керна, была сразу же обработана специальным лечебным составом. Хотелось бы призвать всех исследователей беречь тунгусские деревья, которых осталось не так уж много, и пользоваться для научных целей лишь щадящими методами.
Литература
1 Фаст В.Г., Баранник А.П., Разин С.А. О поле направлений повала деревьев в районе падения Тунгусского метеорита // Вопр. метеоритики. Томск, 1976. С.39—52; Бронштэн ВЛ., Зоткин И.Т. Тунгусский метеорит: осколок кометы или астероида? // Астрон. вестн. 1995. Т.29. № 3. С.278—283.
2 См., например: Васильев Н.8., Плеханов Г.Ф., Андреев Г.В. О международной программе исследования Тунгусской катастрофы 1908 года // Непериодические быстропротекающие явления в окружающей среде. Томск, 1990. С.201—207.
3 Longo G., Serra R., Cecchini S., Galli M. Search for Microramnants of the Tunguska Cosmic Body // Planetary and Space Science. 1994. V.42. № 2. P.163—177; Serra R., Cecchini S., Galli M., Longo G. Experimental Hints on the Fragmentation of the Tunguska Cosmic Body // Planetary and Space Science. 1994. V.42. № 9. P. 777—783.
4 Голенецкий СП., Степанок В.В., Колесников Е.М. Признаки космохимической аномалии в районе Тунгусской катастрофы 1908 г. // Геохимия. 1977. Т.11. С.1635-1645.
5 Galli M., Longo G., Serra R., Cecchini S. Some Effects of the Tunguska Impact on the Wood of Surviving Conifers // Contribution to the Moscow — Tomsk — Vanavara Conference on Tunguska. 18—24 July 1995.
6 Емельянов Ю.М., Некрасов В.И. Об аномальном росте древесной растительности в районе падения Тунгусского метеорита // Докл. АН СССР. 1960. Т.135. № 5. С.1266-1269.
7 Несветайло В.Д. К вопросу об ускоренном приросте деревьев района падения Тунгусского метеорита // Следы космических воздействий на землю. Новосибирск, 1990. С.165—171.