Г.П.ГАЛАНЦЕВ (САА, Красноярск)
МОДИФИКАЦИЯ КОМЕТНОЙ ГИПОТЕЗЫ ТКТ НА ОСНОВЕ ГЕОМАГНИТНОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МОДЕЛЕЙ

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
Периоды

m тв.ф.
кг

V
м/с

град.

q
Кулон

В
Тесла

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.