Представляя этот срез тунгусских исследований, мы полагаем, что нелишним будет напомнить читателю об основных работах предшествующих лет, выполненных в русле электромагнитного подхода. Не претендуя на полноту списка, приводим ретроспективно лишь публикации в научных изданиях.
Плеханов Г. Ф. и др., О влиянии взрыва Тунгусского метеорита на геомагнитное поле //Геология и геофизика, №6, 1961, С. 94-96.
Ковалевский А. Ф. Магнитный эффект взрыва Тунгусского метеорита // Проблема Тунгусского метеорита. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1963, С. 187-194.
Соляник В. Ф. Тунгусская катастрофа 1908 г. в свете электрической теории метеорных явлений // Взаимодействие метеоритного вещества с Землей.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980, С. 178-188.
Дмитриев А.Н., Журавлев В. К. Тунгусский феномен 1908 года - вид солнечно-земных взаимосвязей. - Новосибирск: Изд. ИГиГ, 1984, 144 с.
Злобин А. Е. О взаимодействии метеорного тела-сверхпроводника с атмосферой и магнитным полем Земли (новая гипотеза о физической природе Тунгусского явления) // Непериодические быстропротекающие явления в окружающей среде, Часть 3, Томск, 1988, С. 214-215.
Ссылки на работу А. П. Невского 1978 г. даются в тексте статьи автора, публикуемой ниже.
Введение.
На нынешнем этапе исследований Тунгусского феномена все более актуальной представляется задача построения синтетической его модели. При этом, создание такой модели невозможно без всестороннего учета электромагнитной составляющей в спектре проявлений феномена (Бидюков, 1996). В свете этой общей задачи и, в частности, для изучения механизма пролета и разрушения ТКТ в атмосфере Земли (Васильев, 1988) предлагается рассмотреть нормальные и аномальные условия по трассе пролета болида и тс электромагнитные эффекты, которые его сопровождали.
Геомагнитная обстановка тропосферы и стратосферы.
Магнитное возмущение, связанное с пролетом ТКТ и длившееся 5 часов, было реакцией на увеличение проводимости среды в ближней ионосфере ( Ковалевский, 1963 ). Об этом свидетельствуют карты нормального, локально аномального и остаточного магнитных полей, составленные Красноярским геологическим комитетом, динамика обтекания вращающегося геомагнитного поля солнечным ветром ( Долгинов, 1974 ), крупномасштабная структура околоземного космического пространства (Конышенко, Смирнова, 1992 ).
Полуденное противостояние зоны магнитных возмущений после взрыва в 7 ч. 02 ± 0,8 мин. м. в., с эпицентром = 101° 53' 40", = 60°53'09"+6", с соответствующим увеличением напряженности нормального геомагнитного поля, определило релаксацию возмущающих токов и разряд заряженных частиц по типам соответственных физических условий и видов заряда.
Обстоятельство, что зона Тунгусской катастрофы пересекается с зоной Восточно-Сибирской магнитной аномалии и локальными зонами геомагнитных аномалий не очень значимо, т. к. по данным Красноярскгеолко-ма на высотах подлета ТКТ к месту взрыва доминирует нормальное магнитное поле Земли. Вместе с тем, важен учет всех геомагнитных составляющих в инициировании Тунгусской катастрофой послевзрывных эффектов перетока заряженных частиц в ионосфере, а также в тропо- и стратосфере (Дмитриев. 1988 ).
Кинетика физической модели
Если ориентироваться на работу( Кондратьев и др.. 1988 ), то можно принять, что масса ТКТ составляет 250 Мт, оптимизированная скорость входа в атмосферу - 20 км/сек, угол наклона траектории - 7° - 10°. Эти данные позволяют рассчитать траекторные параметры ТКТ. подобно тому, как это делается для спускаемых космических аппаратов ( Шароварская. 1992 ).Упрощенно траектория полета ТКТ представляется в виде четырех участков, характеризующихся доминирующими в них процессами ( табл. 1 ).
Таблица 1 Образование среды грозовых облаков.
Как следует из табл. 1, абляция болида, уменьшившаяся в начале Участка №2 по влиянию, но не по величине, а также увеличение площади поверхности раздробленного кометного тела (Покровский, 1966) в конце этого участка, предполагают интенсивные фазовые переходы низкокипящих смерзшихся газов, составляющих основу кометного вещества (Каймаков, Лизункова, 1988).
Условное деление среды вокруг ТКТ на две подсистемы: диспергированные частицы и паро-капельная фаза, позволяют применять механизм образования крупного грозового облака (Колобков, 1957), когда первые, осаждая на своей поверхности положительный заряд, а вторые - отрицательный, генерируют электрические диполи.
В случае с ТКТ этот процесс интенсифицирован переходом части зарядов из окружающего его слоя квазинейтральной плазмы на поверхность двух выделенных подсистем вследствие снижения скорости движения до 1 км/с и менее (Зигель, 1983).
Присутствие продуктов деструкции льда в окружающей летящее тело среде, насыщенного водяного пара, воды, уже при напряженности электрического поля 1 - 2 кВ/м создают искровые разряды электрических диполей с первоначальным напряжением 2 *107 В и током 5 *105 А и более.
По типичной картине распределения потенциалов вокруг и в следе спускаемого космического аппарата (Акишев, 1994; Бронштэн, 1980; Ионов, 1964; Невский, 1978) в условиях Участка №2, табл. 1, предпочтительны электрические диполи с лидирующим положительным и отстающим отрицательным зарядами.
Электродинамическая картина траектории.
Снижение скорости движения ТКТ относительно атмосферы, вследствие прогрессивного дробления до 1 км/с в начале и до практической остановки в конце Участка №3, устранило диссипацию кинетической энергии. В момент пиковой рекомбинации плазменной фазы кометного и атмосферного вещества вокруг дробящегося болида поток заряженных частиц из плазменного слоя осаждается на нейтральные поверхности избирательно. Положительный потенциал приобретают льдистые и твердофазные газовые осколки, отрицательный -паро-капельные частички по типу (Невский, 1978), накапливая положительный заряд ТКТ на стыке Участков №2 и №3. Наличие геомагнитного поля на высотах начала Участка №3 суммарной магнитной индукцией до 6*10-5 Тесла и положительного заряда движущихся твердофазных осколков болида, от дискуссионной величины 1,2*102К (Соляник, 1980), до расчетно-гипотетической 1011К (Невский. 1978; Сергиенко, Журавлев. 1986). предполагают наличие силы Лоренца, непосредственно действующей на фазовые подсистемы. Допустимо пренебрежение реакцией на геомагнитное поле электроотрицательной подсистемы из-за недостаточной ее скорости относительно атмосферы Земли, в которой она вязнет. Оценочный расчет электродинамических параметров раздробленного болида.
Приведем результаты расчетов краевых параметров закрутки ТКТ Участков №2 и №3 от силы Лоренца. Для наглядности сведем воедино данные предварительных расчетов и величины, взятые из литературных источников (Каймаков. 1988; Кондратьев и др.. 1988; Логачев, 1968; Цынбал и др., 1986).
Таблица 2
№ п/п |
Размерность |
m тв.ф. |
V |
град. |
q |
В |
1 |
Начало дробления |
1.5*1011 |
5.103 |
45 |
1.2*102 |
3.5*10-5 |
2 |
Конец "маневра" |
109 |
103 |
40 |
1011 |
6*10-5 |
При расчете угла пересечения болидом изолиний индукции геомагнитного поля o принят начальный азимут движения ТКТ, равный 95° (к направлению N). склонение и наклонение полного геомагнитного вектора Т по (Логачев. 1968). Расчетные формулы из (Яворский, Детлаф, 1977).
Таблица 3
№ п/п |
Размерность |
Радиус винтовой траекторной линии r, км |
Шаг винта траекторной линии h, км |
Период обращения Т, сек |
Сила Лоренца F, н |
1 |
Начало дробления |
6*1013 |
5*1013 |
9*1013 |
50 |
2 |
Конец "маневра" |
90 |
660 |
90 |
5*1010 |
Исходя из данных табл.3 можно сделать предположение, что именно сила Лоренца могла быть причиной (или условием) осуществления маневра ТКТ над Тунгуской. Ее первоначальная оценка позволяет прибавить к величине первоначального азимута Тунгусского метеорита за 15 секунд до взрыва еще 40 °. а угол наклона его траектории увеличить до 60o.
Прогнотип электродиполей разлетевшейся среды ТКТ.
Очевидно, образовавшееся после первоначального мощного взрыва газовоздушное облако оказалось структурно неоднородным. Это привело к увеличению послевзрывного времени взаимодействия компонентов непрореагировавшего вещества.
Интенсивное испарение кометного вещества в среде взрыва снизило температуру газовоздушной смеси. Это способствовало послевзрывной интенсификации конвекционных процессов по типу (Нагорнов, 1988). Формирование газообразных продуктов взрыва в структуру грозовых облаков привело скорее всего к их первоначально грибообразному виду (наковальня), с залеганием до 15 км и последующего свечеобразного глубокого залегания до 50 км.
Характерная локальность подобных процессов после разлета испаряющихся осколков твердой фазы ТКТ, предполагает множественность электрических диполей с вертикальной ориентацией, где тлеющий разряд верхней составляющей диполей в ионосферу компенсирован коронным разрядом на Землю. Снижение величины напряжения электрического пробоя атмосферы газовоздушного облака испарением льда, приводит к искровым разрядам в локальных электродиполях, последующим вторичным взрывам вертикальных столбов заполненных восходящими продуктами газообразного кометного композита на высотах до 50 км, догоранием на почве осколков твердого кометного вещества, не окислившихся в процессе детонации.
Заключение.
Рассмотренная попытка объединить известные модели кометной природы ТКТ с моделью, учитывающей электромагнитные эффекты, носит предварительный характер. Неясность механизмов зарядовой кинетики дробящегося диэлектрического тела болида, электроразрядов до- и послсвзрывного. объемов его испаряющейся среды, не отрицают основного вывода работы об изменении азимута и наклона траектории Тунгусского метеорита над Восточной Сибирью под действием силы Лоренца. Наряду с доводами о характере электромагнитных взаимодействий Тунгусского феномена, предложен вариант образования сопутствующих электрических диполей с преобразованием их среды в классические и необычные грозовые облака.
ЛИТЕРАТУРА.
Акишев Ю.С., Трушкин Н.И. Структура генерационной зоны положительной короны в цилиндрической геометрии // Физика плазмы, 1994, Т.20, №12, С. 1099-1103.
Бидюков Б.Ф. Московский семинар КСЭ//Тунгусский Вестник КСЭ №1, 1996, С. 12-13.
Бронштэн В. А. Зеленая линия кислорода в спектрах метеоров и головное эхо // Взаимодействие метеоритного вещества с Землей.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980, С. 218-227.
Васильев Н.В. История изучения проблемы Тунгусского метеорита (1980 - 1985 гг.) // Актуальные вопросы метеоритики в Сибири, - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988, С. 3-31.
Дмитриев А.Н. Тунгусский феномен и геомагнитный режим 1908 г. // Актуальные вопросы метеоритики в Сибири, -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние. 1988, С, 105-113.
Долгинов Ш.Ш. Магнетизм планет. - М.: Знание, 1974, С. 25-30.
Зигель Ф.Ю. К вопросу о природе Тунгусского тела // Метеоритные и метеорные исследования. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1983, С, 151-161. Ионов М.И. Зондовые исследования ИСЗ // :ЖТФ, 1964, Т.34, Вып. 5, С. 769.
Каймаков Е.А., Лизункова И.С. Деструкция кометных льдов // Актуальные вопросы метеоритики в Сибири, -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988, С, 143-158.
Колобков Н.В. Воздушный океан и его жизнь. М,: Географгиз, 1957. 267с.
Ковалевский А.Ф. Магнитный эффект взрыва Тунгусского метеорита // Проблема Тунгусского метеорита. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1963. С. 187-194.
Ковалевский А.Ф. Сихотэ-Алинский метеорит и магнитное поле Земли // Вопросы метеоритики. Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1976. С. 166-167.
Кондратьев К.Я., Никольский Г.А., Шульц Э.О. Тунгусское космическое тело - ядро кометы // Актуальные вопросы метеоритики в Сибири, - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988, С. 114-143.
Конышенко Ю.А. Смирнова Н.А. Геофизическая обстановка на орбите экологических спутников // Оптический журнал, №8, 1992. С. 12-18.
Логачев А.А. Магниторазведка. Л.: Недра, 1968.
Нагорнов В.И. Моделирование процесса свободно-конвективного теплообмена при Тунгусском взрыве // Актуальные вопросы метеоритики в Сибири, - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1988, С, 72-75.
Невский А.П. Явление положительного стабилизируемого электрического заряда и эффект электроразрядного взрыва крупных метеорных тел при полете в атмосферах планет // Астрономический вестник, Т. XII. №4, 1978, С. 206-215.
Покровский Г.И. Взрыв и его применение. - М.: Изд-во МО СССР, 1960.
Покровский Г.И. О взрыве метеорных тел, движущихся в атмосфере // Метеоритика, 1966, Вып. 27. С.103-108.
Сергиенко Н.А., Журавлев В.К. Роль электронной компоненты внутренней энергии при торможении метеорных тел // Космическое вещество и Земля. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1986, С, 207-212.
Соляник В.Ф. Тунгусская катастрофа 1908 г. в свете электрической теории метеорных явлений // Взаимодействие метеоритного вещества с Землей.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1980, С. 178-188.
Цинбал М.Н., Шнитке В.Э. Газовоздушная модель взрыва Тунгусской кометы // Космическое вещество и Земля. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1986, С, 98-117.
Шароварская Т. А. Расчет траектории пролета ТКТ // Дипломная работа. Красноярск: САА, 1992.
Яворский Б.М., Детлаф А..А. Справочник по физике. М.: Наука, 1977, С. 442-443.