Е.М Колесников Элементные и изотопные аномалии в торфе – вероятные следы вещества Тунгусской кометы

Элементные и изотопные аномалии в торфе – вероятные следы вещества Тунгусской кометы 
 Е.М.Колесников

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Геологический факультет, Москва
k_e_m@mail.ru
evgenkol@geol.msu.ru

  Главной загадкой уникального события 30 июня 1908г. является кажущееся противоречие между  очень большой энергией взрыва, эквивалентной взрыву 1.5 тысяч бомб, разрушивших Хиросиму, и отсутствием найденных крупных фрагментов Тунгусского космического тела (ТКТ). В то же время масса ТКТ оценивается в интервале от ста тысяч до двух  миллионов тонн [1]. Однако это противоречие снимается, если ТКТ было ядром небольшой кометы [1]. Оно, как известно, представляет  собой смерзшийся «грязный» конгломерат льдов, состоящий главным образом из летучих соединений H, C, N, О. Но эти же элементы содержатся в больших количествах в почве и в растениях, поэтому обнаружить эффекты выпадения  кометного вещества на Землю весьма трудно. В кометном ядре имеются пылевые частицы, близкие по составу к углистым хондритам CI [2], но они очень малы по размерам.  По нашим расчетам [3]  из данных для кометы Галлея [4], их средний размер составляет всего около 0,5 мкм, и поэтому их очень трудно выделить из почвы и торфа.

  Мы предложили фиксировать присутствие кометного вещества  на Земле по изменению изотопного состава легких элементов и обнаружили изотопные сдвиги у С и Н в ''околокатастрофных'' слоях колонки торфа из эпицентра взрыва [5]. В дальнейшем эта методика позволила выявить другие точки на местности, обогащенные веществом ТКТ [3,6,7]. Сдвиги в изотопном составе у углерода  составляли до D13С = +4,3 ‰ , а у водорода  – до DD =  -22 ‰ . Они  оказались противоположными по знаку и не могли быть вызваны обычными земными причинами:  выпадением земной минеральной или органической пыли,  гумификацией торфа,  выделением из Земли углеводородных газов, климатическими изменениями и др. физико-химическими причинами. Более того, изотопные эффекты оказались ясно привязанными к месту и времени взрыва ТКТ и отсутствовали в верхних и самых нижних слоях торфа, под границей вечной мерзлоты 1908г.,  а также в контрольных колонках торфа из других районов [6,7]. Космогенный источник  изотопных эффектов подтверждается повышенной концентрацией в торфах Ir [6,8], и других платиноидов [9], которые являются прекрасными индикаторами присутствия космического вещества на Земле, так как, например,  содержание Ir в метеоритах примерно в 25 тысяч раз больше, чем в породах Земной коры.

  Расчёт изотопного состава примесного к торфу углерода показал его очень тяжелый изотопный состав (от +51 до +64 ‰) [3,11]. Аналогичное значение (+55‰) получили Расмуссен c соавторами [10]. Такой тяжелый углерод отсутствует как на Земле, так и в обычных метеоритах – хондритах и ахондритах. Он встречается только в отдельных минеральных фазах углистых хондритов, что указывает на его кометарный источник. Ещё одним доказательством абиогенного космического происхождения примесного углерода является отсутствие в нём радиоактивного изотопа углерода С-14 [10,12]. По нашим данным [3,10] в катастрофных слоях Прихушминской колонки доля такого углерода составляет целых 3,6%. Вот где упрятано большое количество вещества ТКТ- в кометарном органическом веществе. Напротив, чрезвычайно высокое отношение C/Ir [10] указывает на очень низкую концентрацию минеральной пыли в Тунгусской комете по сравнению, например, с кометой Галлея, где эта доля составляла около 40%. То есть ТКТ никак не могло быть просто очень большим углистым хондритом. Эти результаты хорошо подтверждаются отсутствием дымного следа в показаниях очевидцев.

  На кометарную природу ТКТ четко указывают также результаты исследований аномалий в химическом составе торфа [13,14], элементный состав которых коррелирует как с составом силикатных шариков из торфов [15,16], так и с составом частиц из смолы деревьев [17]. Наиболее важные результаты были получены путём послойной отмывки вещества ТКТ от торфа концентрированными кислотами [18]. В слоях, включающих прирост 1908 г., оказались увеличенными содержания ряда элементов по сравнению с другими слоями, например, Si (в 100 раз) и в особенности содержания легколетучих элементов, например, щелочных металлов – Li, Na (в 800 раз!), Rb, Cs и ряда других летучих элементов – Cu, Zn, Ga, Br, Ag, Sn, Sb, Pb, Bi. Вещество ТКТ в торфе оказалось обедненным Fe, Ni и другими сидерофильными элементами, что очень затруднило его обнаружение в почвах. Наиболее велики оказались  концентрации Si и Na (около 10%). Последнее коррелирует с большой концентрацией Na, измеренной в двух группах силикатных шариков  из золы торфа  (2,5% и 2,8%)  [15]  и  в трех крупных шариках (9,2%) [16].

Особенности химического состава вещества ТКТ в торфе не противоречат астрономическим данным о составе комет. Так, большое количество Na обнаруживается в спектрах излучений многих метеоров, подавляющее большинство которых имеют кометное происхождение [19]. Увеличение концентрации ионов Na и Si было обнаружено после метеорного потока Таурид, с которым связывают падение ТКТ [1]. В микрочастицах, собираемых в верхних слоях атмосферы, в так называемых хондритовых пористых агрегатах (IDPs), которые  являются продуктами распада комет, наблюдается  резкое увеличение концентраций Cu, Zn, Ga, Br, Sn и Bi по сравнению с углистыми хондритами СI [20]. Полученные нами данные о резком обогащении  вещества ТКТ в торфе многими летучими элементами хорошо коррелируют с этими результатами.

Таким образом, резкое увеличение содержаний ряда химических,  главным образом  летучих элементов, как и обнаруженные  сдвиги в изотопном составе С и Н,  ясно указывают на кометарный источник "законсервированного" в торфе вещества.

Литература

  1. Бронштэн В.А., Зоткин И.Т. - Астр. Вестник, 1995, т.29, N3, с.278-283 
  2. Jessberger E.K., Kissel J. et al.  In: Comet Nucl. Sample Return Mission. Eur.  Space Agency. Proc. Workshop, Canterbury, 1986, p. 27-30
  3. Kolesnikov E.M. et al. - Isotopes Environ.Health Stud., 1996, v.32, N4, p.347-361
  4. Simpson J.A., Sagdeev R.Z. et al. – Nature, 1986, v.321, р.278-280
  5. Колесников Е.М. – ДАН, 1982, т.266, N4, с.993-995
  6. Колесников Е.М., Бёттгер Т., Колесникова Н.В. – ДАН, 1995, т. 343. N5, c. 669-672
  7. Колесников Е.М., Бёттгер Т. и др. - ДАН. 1996, т. 347, N3,  c. 378-382
  8. Hou Q., Ma P.X., Kolesnikov E.M.- Planet Space Sci., 1998, v.46,  N 2-3,  p.179-188 
  9. Hou Q., Kolesnikov E.M. et al. - Planet Space Sci., 2000, v.48, N 15, p. 1447-1455
  10. Rasmussen, K. L., Olsen H. J. F.,  Gwozdz R., E. M. Kolesnikov - Meteoritics Planet. Sci., 1999, v.34, p.891-895
  11. Kolesnikov E.M., Boettger T. Kolesnikova N.V.- Planet Space Sci., 1999,v.47, p.905-916
  12. Rasmussen K. L. et al.  Meteoritics Planet. Sci., 2001, v.36, р.1001-1006
  13. Голенецкий С.П.,Степанок В.В.,Колесников Е.М. – Геохимия, 1977,  N11, с.1635-1645
  14. Колесников Е.М.  В кн.:  Взаимодействие метеоритного вещества с  Землей. Новосибирск,  Наука. 1980.  С.87-102
  15. Колесников Е.М.,Люль А.Ю.,Иванова Г.М.- Астр.Вестник,1977, т.11, N4, c.209-218
  16. Долгов Ю.А.,Васильев Н.В. и др.- Метеоритика, 1973, вып. 32, c.147-149
  17. Longo G.,Serra R. et al. - Planet. Space  Sci., 1994, v.42, N2, p.163-177 
  18. Колесников Е.М., Степанов А.И. и др., Тунгусский вестник КСЭ, 2000, N11,  c.27-35
  19. Millman  P.M.  In: Comets, Asteroids, Meteorites: Interrelations, evolution and  origin. Univ. Toledo. 1977
  20. Rietmeijer F.J.M. – Meteoritics, 1989,  v. 24,  p.43-47
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