Тунгусский феномен / Исследования / Конференции / Конференция “95 лет ТУНГУССКОЙ ПРОБЛЕМЕ”, 23-24 июня 2003 г., Москва / ЧАСТЬ 1 / Н.В.Колесникова, Е.М.Колесников, Д.Лонго, П.Джоаккини, Л.Форлани, Т.Бёттгер, Следы кислотных дождей, вызванных Тунгусской катастрофой

Следы кислотных дождей, вызванных Тунгусской катастрофой
Н.В.Колесникова¹, Е.М.Колесников¹, Д.Лонго², П.Джоаккини², Л.Форлани², Т.Бёттгер³

1 - Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова, Геологический факультет, Москва, Россия
2 - Болонский университет, Болонья, Италия
3 - Центр Экологических иследований, Лейпциг – Галле, Германия
k_e_m@mail.ru
evgenkol@geol.msu.ru

Одним из важных экологических последствий столкновений космических тел с Землёй является выпадение кислотных дождей. При падении метеоритов в ударно сжатом воздухе атмосферы возникают высокие температуры, а при температурах в 2200°С-2700°С кислород атмосферы реагирует с азотом с образованием окислов азота. Затем NO превращается в NO₂, который реагирует с водой с образованием соединений HNO₂ и HNO_3,выпадающих на Землю в виде кислотных дождей [6].Впервые следы кислотных дождей были обнаружены в отложениях на границе мела и палеогена 66 млн лет назад, когда в результате столкновения Земли с крупным космическим телом диаметром около 10 км вымерла большая часть живших тогда организмов, включая динозавров [1]. Было обнаружено, что в пограничных К-Т отложениях содержание азота в 8-10 раз выше, чем в других слоях [2]. Обогащение этого слоя азотом и позитивный сдвиг изотопного состава азота до +10‰ сопровождались резким увеличением содержания иридия, что указывает на космический источник этих аномалий. Те же процессы, но в меньшей степени, должны были сопровождать пролет и взрыв Тунгусского Космического Тела (ТКТ).

Чтобы обнаружить следы кислотных дождей, мы послойно исследовали содержание и изотопный состав азота в колонках торфа, в которых ранее изучался изотопный состав С и Н. С этой целью были исследованы колонки - 1) с Прихушминского торфяника, в которой обнаружены наибольшие аномалии в изотопном составе С, 2) с Цветковского из-под Ванавары, служившей контрольной при исследовании углерода, 3) из-под Томска, также служившей контрольной при исследовании изотопного состава С и Н, 4) с Северного торфяника и 5) с торфяника Ракетка, расположенного в 500 м на ю-ю-в от оз. Чеко.

Самое низкое содержание азота и незначительный сдвиг в его изотопном составе были обнаружены в колонке с Цветковского торфяника, в 65 км к югу от эпицентра (Табл.1). В этой колонке и на Прихушминском торфянике увеличение содержания азота и сдвиги в изотопном составе приходятся не на катастрофный слой, а ниже, на уровень, до которого оттаяла вечная мерзлота летом 1908г. Туда просочились растворимые соединения азота после выпадения обильных кислотных дождей [3] и там они зафиксировались.

В колонках с Северного торфяника и с торфяника Ракетка увеличение содержания азота имеет два пика: один на уровне вечной мерзлоты 1908г., обусловленный присутствием растворимых соединений азота, а второй находится непосредственно на уровне катастрофного слоя, где сконцентрированы плохо растворимые соединения азота [4]. Причем часть его нерастворимых соединений, по-видимому, была привнесена с выпавшим веществом ТКТ. Таким образом, вещество ТКТ, по всей вероятности, содержало не только большие количества углерода и водорода, но также и азота.

Из табл. 1 видно, что количество изотопно тяжелого азота в катастрофных слоях зависит не только от расстояния торфяника до эпицентра взрыва, но также и от расстояния до предполагаемой траектории ТКТ. Самые высокие значения ¹⁵N обнаружены в катастрофных слоях колонок с Северного торфяника и торфяника Ракетка, которые расположены ближе всего к возможной траектории ТКТ [4]. Это говорит о том, что основным источником изотопно тяжелого азота, образовавшегося в атмосфере после пролета и взрыва ТКТ, были кислотные дожди.

Другим источником обогащения азота торфа может быть антропогенное загрязнение атмосферы. Колонка торфа из-под Томска являет собой подобный пример, поскольку среднее содержание азота в ней в 2 раза выше, чем, например, в колонке с Цветковского торфяника [3]. Кроме того, содержание азота и его изотопный состав вдоль всей колонки из-под Томска подвергаются значительным нерегулярным колебаиям. Поэтому для исследований подобного рода нужно брать торф в местах, подобных Тунгусскому заповеднику, не подвергшихся значительному антропогенному загрязнению.

По нашим расчетам [3], на площади вывала леса выпало примерно 200 000 тонн азота, что составляет всего треть от количества, рассчитанного Расмуссеном и др.,– 600 000 тонн [7], остальная часть азота, по-видимому, рассеялась в атмосфере.

Таблица I. Концентрация и изотопный состав азота в различных торфяниках

№.	Торфяник (расстояние от эпицентра), № колонки	Среднее значение для восьми верхних слоев N,% ¹⁵N,‰	Максимальное значение в катастрофных слоях N,% ¹⁵N,‰	Изотопный сдвиг относительно верхних слоев ¹⁵N, ‰	Ссылки
1.	Северный (2 км), KEM N20	0.44 +0.46	1.43 +5.9	+5.4	Kolesnikov et al.,2003
2.	Ракетка (8 км), KEM N21	0.34 -1.5	1.20 +5.72	+7.2	Kolesnikov et al.,2003
3.	Прихушминский (6 км) KEM N19	0.44 -2.4	1.41 +1.5	+3.9	Kolesnikov et al., 1998
4.	Ванавара (65 км), KEM N1F	0.42 -1.7	0.58 +1.0	+2.7	Kolesnikov et al., 1998

Литература

Alvarez L.W., Alvarez W., Asaro F. and Michel H.V. Extraterrestrial cause for the Cretaceous -Tertiary extinction. Science, 1980, v.208, p.1095-1108
Gilmour I. and Boud R. Nitrogen geochemistry of a Cretaceous -Tertiary boundary site in New Zeland. Abstr. Conf. Global Catastr. in Earth History, Snowbird, USA, 1988, p.58-59
Kolesnikov E.M., Kolesnikova N.V., Boettger T. Isotopic anomaly in peat nitrogen is a probable trace of acid rains caused by 1908 Tunguska bolide. Planetary and Space Sci., 1998, v.46, N 2-3, p. 163-167б
Kolesnikov E.M., Longo G., Boettger T., Kolesnikova N.V., Gioacchini P.,Forlani L., Giampieri R., Serra R. Isotopic-geochemical study of nitrogen and carbon in peat from the Tunguska Cosmic Body explosion site. Icarus, 2003, v.161, N3, p. 235-243
Колесников Е.М., Бёттгер Т., Колесникова Н.В., Юнге Ф. Аномалии в изотопном cоставе углерода и азота торфов района взрыва Тунгусского Космического Тела 1908г. Д АН, 1996, т. 347, №3, с.378-382
Prinn R.G. and Fegley B. Bolide impacts, acid rains, and biospheric traumas at the Cretaceous -Tertiary boundary. Earth Planet. Sci. Let, 1987, v. 83, p. 1-15
Rasmussen K.L., Clausen H.B. and Risbo T. Nitrate in the Greenland ice sheet in the years following the 1908 Tunguska event. Icarus, 1984, v. 58, p.101-108

Войти в систему

Н.В.Колесникова, Е.М.Колесников, Д.Лонго, П.Джоаккини, Л.Форлани, Т.Бёттгер, Следы кислотных дождей, вызванных Тунгусской катастрофой