А.Ю.ОЛЬХОВАТОВ (Москва), О ПРОИСХОЖДЕНИИ АТМОСФЕРНЫХ ОПТИЧЕСКИХ АНОМАЛИЙ КОНЦА ИЮНЯ-НАЧАЛА ИЮЛЯ 1908 г.

Вопрос о происхождении атмосферных оптических аномалий конца июня-начала июля 1908г. является камнем преткновения для многих гипотез о природе Тунгусского события 1908г. (ТС). Особенность этих аномалий заключается в том, что они стали появляться до ТС, однако, в ближайшую ночь после ТС они резко усилились и через несколько дней сошли на нет [Васильев и др., 1965].

В целом, аномалии включали беспрецедентно сильное развитие серебристых облаков, яркие "вулканические" закаты Солнца, изменения поляризационных свойств атмосферы, вероятное увеличение свечения ночного неба, появления многочисленных и интенсивных солнечных гало [Васильев и др., 1965].

Область, охватываемая этими аномалиями была ограничена с востока рекой Енисей, с юга - линией Ташкент-Ставрополь-Севастополь-Бордо и Атлантическим побережьем с запада. На севере она переходила в область "белых ночей" [Васильев и др., 1965]. Заметим, что эти аномалии практически невозможно объяснить даже с привлечением "кометной пыли", так как:
1) За несколько дней хвост (или кома) гипотетической "Тунгусской" кометы должен был бы окутать всю поверхность Земли. Аномалии же были локализованы, главным образом, в Европе и Западной Сибири.
2) Кометная пыль должна была бы остаться в атмосфере на протяжении многих недель. Аномалии же исчезли за несколько дней.
3) Огромное количество кометной пыли (чтобы произвести заметное рассеяние солнечного света) должно было бы привести к значительному уменьшению атмосферного пропускания на длительный срок. Одна­ ко в конце июня-начале июля значения коэффициента пропускания атмосферы были в пределах нормы. Интересно, что автору удалось найти среднемесячные данные измерений коэффициента пропускания атмосферы над Иркутском. Данные за июнь и июль 1908г. ничем не выделяются из остальных.
4) Оптические аномалии наблюдались и на достаточно низких широтах, где они не могли быть обусловлены рассеянием солнечного света на кометной пыли.
5) Никому не удалось наблюдать гипотетическую "Тунгусскую комету". Если бы она даже существовала, она должна была бы быть очень небольшой. Напомним, что когда Земля в 1910г. пересекла хвост хорошо видимой кометы Галлея, сколько-нибудь значительные аномалии отсутствовали.

Таким образом ни кометная, ни тем более, метеоритная интерпретации не в состоянии объяснить небесные оптические аномалии конца июня-начала июля 1908г. В этом отдает себе отчет и часть приверженцев метеоритно/кометной точки зрения. Однако, в этом случае, им не остается ничего другого, как говорить о случайном совпадении этих явлений. Такой подход также возможен, хотя для большинства исследователей ТС возможность такого случайного совпадения представляется крайне маловероятной.

Рассмотрим теперь, что по этому поводу может сказать тектоническая интерпретация, за которую ратует автор [Ольховатов, 1991; 1996]. С ее точки зрения как собственно ТС, так и крупномасштабные атмосферные оптические аномалии представляют собой просто разные проявления геофизических особенностей того периода времени [Ольховатов, 19981. К числу основных особенностей конца июня-начала июля 1908г. относятся следующие:

- В этот период времени произошло очень резкое изменение радиуса полодия земной оси, в процентном выражении самое сильное за весь период 1907-1910гг.

- В этот период произошло усиление солнечной активности, проявляющееся, в частности в появлении мощного протуберанца 30 июня [Васильев и др., 1965].

- В этот период на в Европе и западной части России произошло резкое и крупномасштабное изменение метеорологических условий - переход от ясной, засушливой погоды к интенсивным грозам.

- Летом 1908г. отмечается снижение планетарной сейсмической активности, благодаря чему 1908г. является одним из годов с самым малым уровнем выделения сейсмической энергии. Вместе с тем, 30 июня и 1 июля на планете отмечается повышенное количество землетрясений (по сравнению с тем, какое наблюдалось в предыдущую и последующую неделю).

- 29 июня наблюдается свечение Альп - единственный случай за все лето 1908г. [Васильев и др., 1965] и за, примерно, 7 часов до ТС экспедиция Маусона в Антарктиде наблюдает сильное свечение атмосферы (полярное сияние?), которое в материалах экспедиции характеризуется как "самое сильное за всю экспедицию". Заметим, что небольшой уровень геомагнитной активности в эти дни не предполагает мощного полярного сияния. Единственнные данные о геомагнитных возмущениях поступили из Германии, где они наблюдались 27-30 июня и имели такой необычный характер, что их происхождение так и осталось загадкой [Васильев и др., 1965].

Заметим, что, возможно, что часть этих явлений связана между собой. Так или иначе, но для нас сейчас главное, что эти явления указывают на весьма напряженную геофизическую ситуацию в конце июня-начале июля 1908г.

Теперь вернемся к нашим крупномасштабным атмосферным оптическим аномалиям того периода времени.

Начнем с возможных причин сильнейшего развития серебристых облаков. Согласно существующим в настоящее время представлениям, для образования серебристых облаков необходимо наличие 3-х основных факторов: присутствия значительного количества водяного пара на высотах мезопаузы (около 85 км), низких температур и ядер конденсации (т.е. микрочастичек).

Для начала отметим, что конец июня-начало июля сами по себе являются годичным максимумом развития серебристых облаков. Кроме того, с 19 июня начался рост концентрации паров воды в верхних слоях атмосферы [Никольский, Шульц, 1990], а начало июля характеризуется резким увеличением количества осадков, что также говорит о значительном увеличении концентрации водяного пара на всех высотах.

Кроме того, есть некоторые основания считать, что и другие 2 фактора (наличие ядер конденсации и низкие температуры) благоприятствовали развитию серебристых облаков. Об этом, в частности, свидетельствует следующее.

- Увеличение солнечной активности в конце июня 1908г., особенно ярко проявившееся в появлении большого протуберанца 30 июня. Известно, что увеличение солнечной активности приводит к уменьшению прозрачности атмосферы, обусловленному образованию небольших ядер конденсации (последнее может привести как к изменению поляризационных свойств атмосферы, так и к появлению "вулканических" закатов). Этот эффект особенно сильно проявляется в случае протонных вспышек на Солнце. Кстати, они же приводят и к снижению температуры средней атмосферы. К сожалению, в 1908г. не существовало не только технических средств для регистрации протонных вспышек, но и само понятие протона...

- В 1982г. в "Астрономическом циркуляре" Ромейко В. А. указал на возможную роль самого Тунгусского взры­ва на усиление образования серебристых облаков. Она заключается в том, что произведенные взрывом (кстати взрыв произошел на широтах максимума образования серебристых облаков) барические возмущения приводят к некоторому охлаждению верхней атмосферы.

И последнее, относительно серебристых облаков. В работе [Лазарев и др., 1993] отмечено, что "Большая часть выполненных В. В. Коваленком и В. П. Савиных наблюдений серебристых облаков проведена над районами с активной вулканической и сейсмической деятельностью." По-моему, к этому трудно что-либо добавить...

Обратимся теперь к усилению свечения ночного неба. Начнем с того, что, как уже было показано ранее, необычные свечения неба часто наблюдаются в связи с землетрясениями. Приведем один пример, когда подоб­ное свечение наблюдалось уже после землетрясения.

Землетрясение имело место 31 августа (ст. стиль) 1841 г. на Нижнетагильском заводе (ныне город Нижний Тагил). В этот день в 2 часа ночи был слышен подземный гул, наподобие перекатов отдаленного грома и одновременно ощущалось легкое колебание земли, приведшее к сотрясению мебели и домашней утвари. В 4 часа утра небо озарилось розоватым светом, который в 5 утра перешел в желтый. После рассвета небо имело желтоватый оттенок весь день. Атмосфера с момента появления свечения и на протяжении двух суток была наполнена дымом, сильно ухудшавшим видимость во всей Пермской губернии. На Черноисточинском заводе (18 км к юго-юго-западу от Нижнетагильского) это явление произошло точно таким же образом. В таком же виде, но только без подземного гула, оно наблюдалось и на Висимоуткинском заводе (40 км к юго-западу от Нижнетагильского), находящемся на западной части Уральского хребта. Сначала там в 5 часов утра на северо­западной стороне показалась небольшая, как бы огненная туча, которая за несколько часов распространилась над всем заводом. Событие происходило при полном безветрии.

Обратим внимание, что в данном случае, по-видимому, имели место два процесса - появление свечения в атмосфере и ухудшение прозрачности (из-за задымления?).

Заметим, что перед землетрясениями часто регистрируются возмущения ионосферы, имеющие форму вытянутую в широтном направлении, несимметричную относительно направления запад-восток, а то и смещенную от эпицентра. Поэтому, если считать, что в области Сибирской платформы произошла крупномасштабная активизация тектонических процессов [Ольховатов, 1996; 1998], то вполне можно ожидать появления ионосферных аномалий как раз там, где и наблюдались оптические аномалии.

Говоря о крупномасштабных оптических атмосферных аномалиях трудно не упоминуть событие, которое произошло совсем недавно и было описано в 2-х самых солидных научных журналах мира - Nature и Science. 9 апреля 1984г. экипаж рейса JAL 036 японских авиалиний находился на своем обычном маршруте А-90, примерно в 400 км к востоку от побережья Японии. В 23 час 6 мин по местному времени пилот сообщил, что наблюдает большое сферическое "облако", поднимающееся из облачного покрова под самолетом и достигшее высоты 18-21 км и диаметра 320 км примерно за 2 минуты. Экипаж передал сигнал бедствия, надел кислородные маски и начал снижение, совершив посадку на авиабазе ВВС США в Анкоридже на Аляске.

Там была проведена проверка на радиоактивность, но никаких ее следов не было найдено. Также не было отмечено никаких проблем ни с радиосвязью, ни с другими системами самолета.

Это "облако" наблюдалось экипажами и других самолетов и опять никаких следов радиоактивности не было найдено. В "облаке" не было видно ни огненных шаров, ни вспышек, однако отмечено его небольшое свечение. Один из пилотов сообщил, что сперва "облако" было непрозрачным, но затем, когда оно расширилось, через него стали видны звезды. Продолжительность наблюдения "облака" составила 55 минут.

В расследовании явления принимали участие Министерство обороны США, Агенство обороны Японии, Федеральная авиационная администрация и другие организации. Анализ данных сейсмостанций, гидрофонов, измерений земных токов, атмосферного электричества, геомагнитного поля и микробарографов не выявил в них каких либо аномалий. То же относилось и к измерениям концентрации двуокиси серы в озоновом слое. В дальнейшем американские исследователи этого явления связали его с подводными извержениями вулканов на расстоянии 1000-2000км от места появления облака, однако каким образом эти, относительно небольшие извержения смогли привести к появлению такого необычного "облака" так и осталось загадкой.

Автор хотел бы обратить внимание на то, что несмотря на, очевидно, сверхзвуковую скорость расширения "облака" в поперечном направлении, никаких ударных волн, да и просто сильных барических возмущений не было.

Таким образом, не исключено, что определенную роль в усилении свечения ночного неба могла сыграть крупномасштабная активизация тектонических процесссов.

Рассмотрим некоторые другие случаи появления крупномасштабных светящихся образований на ночном небе. Начнем с появления светящихся "пятен" и "полос", которые в последнем случае, иногда называют "non-polar aurora" (т.е. нечто вроде "неполярного сияния"). Немецкий ученый Гоффмейстер К. изучал эти свечения на протяжении нескольких десятилетий. Ему удалось установить, что "светящиеся пятна" находятся на высотах 90-180км с отчетливым максимумом в области 120-130км. Их спектр представляет собой усиленный обычный спектр свечения ночного неба. Он также выявил их тесную связь с серебристыми облаками. Обнаружена им и их сильная корреляция с ухудшением радиоприема в диапазоне 350-530м. Статистический анализ выявил существование 12 максимумов вероятности появления "светящихся пятен" в течении года, причем один из этих максимумов приходится на 18-30 июня!

Приведем несколько примеров наблюдений "светящихся пятен".
- 1898г., 11 сентября, Западная Вирджиния, США. Овальное светящееся облако появлялось и исчезало 10-20 раз. Полярного сияния не было.
- 1915г., декабрь, Англия. Свечение в северной части неба при спокойном геомагнитном поле.
- 1922г., 30 января, Сассекс, Англия. Длинная светящаяся полоса над южным горизонтом.
- 1957г., 7 октября, Аден. Бледно-зеленое свечение неба над Индийским океаном.
- 1978г., 4 апреля. Гавайи. Светящиеся пятна на небе наблюдались и были сфотографированы американским оптиком Аланом Петерсоном [Peterson, 1979].

Примечательно, что проведенный А. Петерсоном анализ [Peterson, 1979] различных случаев появления подобных светящихся пятен выявил, что они появляются, как правило, в пределах 3 часов от времени верхней или нижней кульминации Луны. Это, по мнению Петерсона, свидетельствует о роли атмосферного лунного прилива и какого-то неизвестного механизма возбужения свечения акустическими гравитационными волнами. Как тут не вспомнить ТС, ведь 28 июня 1908г. произошло частичное солнечное затмение, т.е. в дни свечения должен был бы наблюдаться увеличенный атмосферный прилив, порожденный совместным действием Луны и Солнца!

Давайте теперь познакомимся со случаями, когда все ночное небо светится. Такое тоже случалось неоднократно.

- 1737г., 16 декабря. Европа. В эту ночь над всей Европой небо светилось красноватым светом. Так в итальянском городе Неаполь вечером этого дня, когда Солнце опустилось на 25 градусов ниже горизонта на северной части небосвода было свечение. Казалось, будто воздух горел, вспыхивая. К 3-м часам утра свечение стало ярче и распространилось и на западную часть неба. Угловая высота свечения достигала 65 градусов. С 6-ти часов утра яркость свечения начала уменьшаться и к 7.30 утра оно исчезло. 

А вот каким оно предстало на более высоких широтах - в Эдинбурге, Великобритания. В 6 часов вечера, выглянув из окна, очевидец увидел, "небо в огне". По небу проходила огненная дуга. Она проходила с запада на восток через зенит. Северная граница свечения имела слегка голубоватый оттенок. Свечение не было похоже на обычное полярное сияние. Постепенно свечение заполнило все небо, и наиболее яркая часть находилась от зенита к западу.

Примечательно, что в последующие дни свечение "в отрывочном виде" наблюдалось и в других местах. Так в Филадельфии (Северная Америка) 16 декабря ничего необычного не наблюдалось, но 18 декабря произошло землетрясение и на второй вечер после него в течении нескольких вечеров на юге и юго-западе наблюдалось розоватое свечение. А 28 ноября, примерно, во время захода Солнца большой и яркий "метеор" был виден над городом в зените. Причем таким же он был виден и тем, кто находился в нескольких милях от города.

В Южной Америке 30 декабря над островом Чилоэ (у побережья современного Чили) с севера прошло огненное облако. В России, в городке Соликамск ночью 17 декабря красный свет залил все небо. В менее яркой форме это повторилось 24 и 25 декабря.

Но, пожалуй самые примечательные события разыгрались 16 декабря вблизи ирландского городка Килкенни. Там появился огромный огненный шар, который просуществовал примерно с 1 час, а затем взорвался. Этот взрыв "сотряс значительную часть острова" (т.е. Ирландии) и "зажег все небо", которое продолжало "яро­стно гореть пока все серное вещество не было израсходовано". Ну чем не Ирландская Тунгуска 1737 года! Кста­ти, вблизи Килкенни проходит активный тектонический разлом, благодаря чему в наше время около городка время от времени происходят небольшие приповерхностные землетрясения. Примечательно, что современники писали, что конец 1737 года характеризовался совершенно аномальной погодой, которая, к тому же, часто и резко менялась.
- 1783г., 18 июня и последующий месяц. Европа. Считается, что причиной светлых ночей был "светящийся туман", связанный с извержением вулкана Лаки. Он появился 18 июня одновременно во Франции и Италии. В течении последующего месяца его наблюдали на севере Африки, в Швеции и Северной Америке. Он присутствовал даже на вершинах Альп! Ему были нипочем ветер и дождь. В некоторых местах он был настолько плотен, что через него нельзя было разглядеть солнце вблизи горизонта. Он имел неприятный запах и был сух (влажность 57-68 процентов). В открытом море его практически не видели.
- 1831г., Европа и западная Сибирь. Светлые ночи также были обусловлены появлением "светящегося тумана", похожего на "светящийся туман" 1783г. и обусловленного извержением вулкана Бабуян Kлapo. На африканском побережье его видели 3 августа, в Одессе - 9 августа, во Франции - 10 августа, в Нью-Йорке - 15 августа. Иногда он был настолько густ, что через него можно было смотреть на Солнце невооруженным глазом. На террито­ рии от Берлина до Иркутска в некоторые ночи можно было читать без освещения. Но в целом, пространственное распределение "светящегося тумана" было очень неравномерным - в некоторых местах он был очень слаб и непродолжителен.

Любопытно, что по мнению отечественного ученого Н.Т. Турчиновича, этот "светящийся туман" 1831г. стал причиной появления следующих строк пушкинского "Медного Всадника": ... Твоих задумчивых ночей Прозрачный сумрак, блеск безлунный Когда я в комнате моей Пишу, читаю без лампады, И ясны спящие громады Пустынных улиц, и светла Адмиралтейская игла...
- 1857г., 26 января, Кито, Эквадор. Небо было достаточно ярким, чтобы можно было легко читать. Атмосфера сама по себе казалась светящейся.
- 1861г., 30 июня.
- 1880г., август. Небо было необычно светлым на протяжении целого месяца. - 1908г., 31 июля, Англия. Небо было светлым, особенно в северном направлении. - 1908г., 4 августа, Англия. Светлая ночь, облака освещены розоватым светом.
- 1910г., 29 сентября, Йеркская обсерватория, Висконсин, США. На небе был виден "светящийся туман". Само небо светилось равномерным бледным светом. Не было никаких признаков полярного сияния (хотя геомагнитная активность была повышенной).
- С конца 1916г. по 1919г., Англия. В течении этого периода поступила большое количество сообщений о свет­ лых ночах. Ниже приводится только 1 случай.
- 1916г., 23 декабря. Светлая ночь в Англии и Франции. Можно было читать газетные заголовки. Свечение не повлияло на телескопические наблюдения. Наиболее яркая часть неба следовала за Солнцем (находившемся ниже за горизонтом) и в полночь была почти точно на севере. Примечательно, что в этот период произошло увеличение солнечной активности, а 25 декабря в Англии произошла сильнейшая гроза. В это время, как и во время ТС было новолуние. Некоторые наблюдатели отмечали, что в менее выраженной форме, подобное свечение наблюдалось и в другие дни декабря 1916г..
- 1929г., 8 ноября, Эссекс, Англия. Все небо было необычно светлым. Фотометрические измерения показали, что оно в 4 раза ярче обычного. Типичных авроральных эмиссий, как и геомагнитных возмущений не наблюдалось.
- 1949г., 17 ноября и до конца месяца, Англия. - 1958г., 20 мая, Индийский океан. Небо было необычайно светлым, особенно в северном направлении.
- 1959г., 30 ноября, (Гавайи?) Свечение наблюдалось уже знакомым нам Аланом Петерсоном [Peterson, 1979].

Все небо было розоватым с перисто-подобными структурами. Снятый с небольшим разрешением спектр пока­ зал усиление красной линии свечения атомарного кислорода на 630 и 634 нм и красного конца спектра (полос гидроксила?). Зеленая линия кислорода, как и линия натрия были обычной силы. Часом ранее произошла солнечная вспышка. Во время восхода Солнца небо было полностью ясным.

Что касается вспышки на Солнце, то существуют и другое свидетельства в пользу их влияния. Речь идет о наблюдаемом космонавтами феномене образования второго светящегося слоя земной атмосферы и свечения всей толщи атмосферы [Лазарев и др., 1993], гелиогеофизические условия появления которых, отчасти, напоминают имевшие место во время ТС (увеличение солнечной активности во время затишья между мощными геомагнитными возмущениями). Любопытно, что космонавтами изредка наблюдалось повышение свечения в зените и даже видимое покраснение ярких звезд (добавим, что с геофизических ракет и шаров-зондов иногда регистрируется аномальное усиление свечения слоев стратосферы).

Заметим, что при наземных наблюдениях отмечено, что светлые ночи часто происходят после сильных полярных сияний.

Каков бы не был конкретный физический механизм появления подобных свечений, существует природное явление очень хорошо вписывающееся в "Тунгуссное свечение", да и многие другие случаи свечения. Речь идет о так называемых "огнях погоды". Обычно это светящиеся белые или красноватые пятна на горизонте, часто перемещающиеся. Они предшествуют резким изменениям погоды (обычно предвещают бурю). Как уже отмечалось в дни ТС происходила резкая перемена погоды в крупных масштабах - от "хорошей" к "плохой", что, кстати благоприятствует появлению "огням землетрясений". По-видимому, в меньших масштабах, "Тунгуссное" свечение неба повторилось в ночь 23/24 декабря 1916 г. в Западной Европе (см. выше).

Таким образом, имеются множество свидетельств в пользу того, что оптические аномалии конца июняначала июля 1908г. обусловлены не пылью "Тунгусского метеорита/кометы", а весьма сложной гелиогеофизической обстановкой того времени (хотя сам Тунгусский взрыв мог также сыграть определенную роль в активи­зации аномалий).

Литература

Васильев Н. В., Журавлев В. К., Журавлева Р. К. и др. Ночные светящиеся облака и оптические аномалии, связанные с падением Тунгусского метеорита. Наука, М. 1965, 111с.
Лазарев А. И., Бондур В. Г., Коптев Ю. И. и др. Космос открывает тайны Земли. Л-д, Гидрометеоиздат, 1993, 136 с.
Ольховатов А. Ю. // Изв. АН СССР, Физика Земли 1991 N7, с. 105.
Ольховатов А. Ю. // Знание-Сила 1996 N 12, с.32.
Ольховатов А. Ю. // Наука в России 1998, N3.
Никольский Г. А., Шульц Э. О. // Метеоритика 1990, Вып.49, с.202.
Peterson A.W. // Appl. Opt. 1979, v.18, p.3390.