Genom en lycklig tillfällighet viskade en kropp som väger en miljon ton tangentiellt mot jorden
På morgonen den 30 juni 1908 ägde en stor explosion högt upp på himlen nära Podkamennaya Tunguska-floden i västra Sibirien. Detta fenomen föll ner i naturvetenskapens historia som Tunguskas meteorit. I en intervju med journalisten Nikolai DROZHKIN, pristagaren för Sovjetunionen, specialist på gasdynamik, värmeöverföring och värmeskydd av flygplan, kandidat för fysiska och matematiska vetenskaper, akademiker vid Ryska akademin för kosmonautik uppkallad efter V. I. K. E. Tsiolkovsky Ivan MURZINOV.
Ivan Murzinov: "Jordens kollision med en rymdkropp med en diameter på mer än 10 kilometer hotar existensen av en mänsklig civilisation." Foto från författarens arkiv
Ivan Nikitievich, fallet av Tunguska-meteoriten är en händelse som är mer än hundra år gammal, men intresset för detta ämne kvarstår och lockar forskare med olika specialiteter. Vad är problemet?
- Det är ingen tillfällighet att problemet med Tunguska-meteoriten förblir relevant. Den främsta anledningen är att det hittills inte finns några svar på många frågor, även om det finns en mängd publikationer. Cirka 30% av forskarna tror att det var en meteorit av asteroid ursprung, samma antal säger att jorden träffade en komet, och ytterligare 40% lade fram olika hypoteser, inklusive fantastiska. Tyvärr finns det fortfarande ingen gemensam syn på detta unika fenomen.
Men nyligen har en annan faktor dykt upp. Över hela världen förverkligades den fara som hotar mänskligheten förknippad med kosmiska kroppars fall till jorden - destruktiva chockvågor, termisk strålning, bränder, störningar i atmosfären och med fallet till jorden - seismiska vågor, kraterbildning, tsunamier … Faran multipliceras med kosmiska kroppars fall. vid placeringen av kärnkraftverk, lagringsanläggningar för radioaktivt avfall, hydrauliska strukturer, kemiska anläggningar och andra anläggningar. Idag är det allmänt accepterat att jordens kollision med en rymdkropp med en diameter på mer än 10 kilometer hotar människans civilisation. Men kroppar med en diameter på flera tiotals meter kan orsaka stora skador. Låt mig påminna er om att den 15 februari 2013, som ett resultat av Chelyabinsk-meteoriten med en diameter på cirka 20 meter, skadades mer än 1600 personer,och materiella skador uppgick till cirka en miljard rubel.
Därför ägnas allvarlig uppmärksamhet åt problemet med meteoritsäkerhet. Men för att framgångsrikt motstå meteorrisken måste man ha en god förståelse för hela komplexet av fysiska processer som följer med kosmiska kroppars fall. Det är därför det är viktigt att genomföra en omfattande studie och studie av alla faktorer i Tunguska- och Chelyabinsk-meteoriterna som är unika i skala.
Kampanjvideo:
Påminn mig om de viktigaste fakta relaterade till Tunguska-fenomenet
- Jag börjar med definitionerna. Följande termer accepteras: "meteoroid", "meteor", "fireball", "meteorite". En meteoroid är en liten rymdkropp som invaderar jordens atmosfär med en hastighet av 11 till 73 kilometer per sekund. Meteor - fenomenet flash och glöd från en meteoroid i atmosfären. Exceptionellt ljusa meteorer kallas eldkulor. En meteorit är en fallen kosmisk kropp som finns på jorden.
Så på morgonen den 30 juni 1908, i ett stort område över östra Sibirien, observerades en bländande ljus eldkula och dess storslagna explosion högt uppe på himlen nära floden Podkamennaya Tunguska. I detta fall är "explosionen" en intensiv frisättning av kinetisk energi från en meteoroid i atmosfären på grund av dess fragmentering och retardation av fragment.
Som ett resultat av explosionen, vars ljud hördes på ett avstånd av mer än 1000 kilometer från epicentret, över ett område på mer än 2000 kvadratkilometer, fälldes hundra år gamla träd helt och en skogsbrand rasade på en plats som var 20 kilometer i diameter. En jordbävning med en styrka upp till 5, orsakad av en sprängvåg, noterades över ett område på över 3 miljoner kvadratkilometer, och en luftsträngsvåg cirkulerade världen.
Ett antal avvikande fenomen är associerade med Tunguska-meteoritens flygning: en lokal magnetisk storm registrerad nästan 1000 kilometer från epicentret i Irkutsk; väsande visslande ljud som hörs samtidigt med meteoritens flyg, när de akustiska och chockvågorna ännu inte har nått observatören; Natten den 30 juni till den 1 juli 1908, i centrala Sibirien, den europeiska delen av Ryssland och Västeuropa norr om Tasjkent - Simferopol - Bordeaux-linjen, och i longitud från Atlanten till Krasnoyarsk kom mörker praktiskt taget inte, glödande moln observerades högt på himlen.
Nikolai Vasiliev, akademiker vid den ryska akademin för medicinska vetenskaper, som har forskat om Tunguska-meteoriten i årtionden, noterade i sin monografi: "… idag kan vi med fullt ansvar säga att det kosmiska ämnet, som garanterat skulle kunna identifieras med substansen i Tunguska-meteoriten, ännu inte har hittats" … Och detta är ett av de viktigaste mysterierna i Tunguska-meteoriten, eftersom dess massa, enligt olika litterära källor, är cirka en miljon ton! Och det faktum att Tunguska-boliden kallas meteorit är bara en hyllning till historien.
Och vilka sökningar och studier av Tunguska-meteoriten organiserades?
- Pionjären, entusiasten och arrangören av meteoritsökningen var Leonid Alekseevich Kulik, en meteorolog i Leningrad, författare till många publikationer och ledare för expeditioner till katastrofplatsen 1927-1939. Han upptäckte och undersökte först explosionens episod, avverkningsplatsen och trädbrännskador och uppmärksammade vetenskapssamhället på detta problem.
Den första efterkrigstidens vetenskapliga expeditionen till evenemangsplatsen anordnades 1958 av kommittén för meteoriter från USSR: s vetenskapsakademi, samtidigt som Tomsk skapades "Omfattande amatörexpedition för att studera Tunguska-meteoriten", som senare blev kärnan i kommissionen för meteoriter och rymdust av den Sibiriska grenen av USS.
Mer än hundra av de mest olika teorier, hypoteser och versioner har lagts fram. En genomgång av dem finns i monografin av A. I. Voitsekhovsky och V. A. Romeiko "Tunguska meteorit", 2008. Men Tunguska-fenomenet är så mångfacetterat att ingen av hypoteserna svarar på alla frågor.
Vad är kärnan i din hypotes?
- Helt kort kan hypotesens utgångspunkt anges i en mening: inte alla meteoroider som kommer in i jordens atmosfär faller på dess yta. Vissa av dem är flyby, det vill säga de tränger igenom atmosfären och flyger igen ut i rymden. Flybybanor är kända från observationer av vissa eldkulor.
Huruvida en flyby eller en stor meteoroid kommer att falla till jorden bestäms främst av vinkeln för dess inträde i atmosfären på en höjd av 100 kilometer. Forskning har visat att det finns en kritisk vinkel på 9 grader. Vid stora värden kommer alla meteoroider att falla till jorden. Vid lägre värden, beroende på den ballistiska koefficienten och meteoroidens hastighet, är banor både övergående och korsande med jordytan möjliga.
Efter att ha kommit in i atmosfären fortsätter flygningen av stora meteoroider med en nästan konstant hastighet upp till höjder på 30 kilometer, eftersom motståndet från den sällsynta övre atmosfären är liten. Men lufttrycket på frontytan ökar snabbt. Så, vid en meteoroid inmatningshastighet på 20 kilometer per sekund når detta tryck 30 atmosfärer på en höjd av 35 kilometer och 70 atmosfärer på en höjd av 30 km.
Studier av meteoroider visar att de har låg styrka och när trycktrösklarna uppnås bryts de ner i många fragment av olika storlek. Små fraktioner av meteoroid har totalt större motstånd och inhiberas intensivt, vilket ger sin kinetiska energi till luften. Och fenomenet med utsläpp av en stor mängd energi i en begränsad volym på kort tid är en explosion.
Meteoroidens kinetiska energi är enorm. Så vid en meteoroidhastighet på 20 kilometer per sekund har varje kilo av dess massa en energi motsvarande 50 kg TNT. Enligt olika litterära källor uppskattas massan av Tunguska-meteoriten vara upp till 1 miljon ton, och explosionskraften motsvarar mer än 1000 atombomber som släppts på de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki.
Vad kan du säga om vittnen från ögonvittnen till fenomenet Tunguska? Tillåter de dig att definiera parametrarna för banan?
- Som ett resultat av undersökningar, som utfördes med ett långt tidsintervall, samlades en enorm mängd faktiskt material in, ofta motstridigt, men det finns ingen annan. Låt oss citera ett mycket viktigt, enligt vår åsikt, utdrag från tidningen "Sibirien" daterad 2 juli 1908: "… den 17 juli på morgonen (gammal stil) i början av klockan 9 såg vi något ovanligt naturfenomen. I byn Nizhne-Karelinsky såg bönderna i nordväst, ganska högt över horisonten, några extremt starka (det var omöjligt att se) en kropp som glödde med ett blåvitt ljus och rörde sig från topp till botten i 10 minuter. Kroppen presenterades i form av ett "rör", det vill säga cylindrisk … Himlen var molnfri, bara inte högt över horisonten på samma sida där den lysande kroppen observerades, det fanns ett märkbart litet mörkt moln. Det var varmt och torrt. Närmar sig jorden (skog),den blanka kroppen tycktes lösa sig, men i stället bildades ett enormt rökmoln och en extremt stark knackning hördes, som från stora fallande stenar eller kanoneld. Alla byggnader skakade. Samtidigt började en odefinierad låga brista ut ur molnet. Alla invånare i byn flydde i panik på gatorna …"
Och vilken information kan extraheras från denna anteckning?
- Byn Nizhne-Karelinskoe ligger på ett avstånd av 465 kilometer från explosionens episod. Det betyder att på grund av krökningen på jordytan kunde invånarna bara se vad som var högre än 17 kilometer över epicentret. De observerade fenomenet explosion och dess konsekvenser ganska högt över horisonten. Detta motbevisar explosionshöjden på 7–10 kilometer som accepterats i litteraturen.
Ett enormt rökmoln indikerar att skogen har tagit eld från det eldiga molnets strålning. Och det ovannämnda lilla molnet är inget annat än de delar av den flygande Tunguska-meteoriten kvar efter explosionen. Det vill säga det upphörde inte att existera utan flög bort längre!
Hur förklarar du de avvikande fenomen som är förknippade med meteoritens flygning?
- Natten den 30 juni till den 1 juli 1908, i västra Sibirien, den europeiska delen av Ryssland och Västeuropa, kom nästan mörker nästan inte, glödande moln observerades högt på himlen. En liknande situation uppstod efter vulkanen i Krakatoa, när en enorm mängd aska kastades i atmosfären.
Naturligtvis kan en explosion på hög höjd av Tunguska-meteoriten leda till en grundlig dammning av den övre atmosfären. Små fraktioner kan blåses bort av vinden på 15–20 timmar över långa sträckor, men inte till Västeuropa, för långt. Ingen vit natt efter explosionen observerades i nordöstra Sibirien. Detta antyder att en nordostlig vind rådde på höga höjder på norra halvklotet.
Låt oss nu titta på den hypotetiska banan för meteoriten (eller dess fragment) bakom explosionens episod. Meteoriten nådde Atlanten på några minuter och lämnade en dammplatta och skapade förutsättningar för en vit natt i det stora territoriet i Eurasien.
När det gäller den vita natten skrev den danska astronomen Kool redan den 4 juli 1908 i het jakt: "… det vore önskvärt att veta om en mycket stor meteorit inte har dykt upp nyligen i Danmark eller någon annanstans."
Låt oss dröja vid ytterligare två Tunguska-anomalier som ännu inte har fått någon entydig förklaring.
Några minuter efter passage av meteoriten registrerade magnetometrar i Irkutsk (cirka 900 kilometer från epicentret) en lokal magnetisk storm som varade i flera timmar. Magnetiska stormar inträffar med en kraftig förändring i flödet av laddade partiklar till jorden från solen på grund av dess rotation och icke-stationära kärnprocesser i den.
Ett högtemperaturspår med extremt hög densitet av laddade partiklar bildas bakom Tunguska-meteoriten som flyger i atmosfären. Beräkningar visar att flödet av dessa partiklar genom vakningens tvärsnitt till och med överstiger flödet av partiklar från solen genom jordens tvärsnitt. Därför är det inte förvånande att Tunguska-meteoriten orsakade en lokal magnetisk storm. Förresten registreras lokala magnetiska stormar när raketer skjuts upp från Baikonur-testplatsen på ett avstånd av cirka 800 kilometer. Detta beror på att en stor mängd laddade partiklar släpps ut i atmosfären genom rakets framdrivningssystem.
Många ögonvittnen noterade att Tunguska-meteoriten var elektrofonisk …
- Det här är namnet på ljusa eldkulor som avger väsande visslande ljud, hörs samtidigt med sin flygning, när akustiska och chockvågor ännu inte kunde nå observatören. Sådana fenomen har varit kända under lång tid, men det finns fortfarande ingen tillfredsställande förklaring till detta fenomen. En av de första hypoteserna om fysik för eldkulor med elektrofoner var hypotesen från astronomen I. S. Astapovich, enligt vilken ljudet genererades av utflödet av statisk elektricitet från markbundna föremål, inducerad av passage av en meteoroid. Andra forskare förknippade detta fenomen med elektromagnetiska störningar utan en tydlig förklaring av deras samband med ljudvågor.
Cirka en tredjedel av alla eldkulor, de ljusaste och mest långlivade, är elektrofoniska. Dessa eldkulor avger betydande termisk energi, främst inom det infraröda våglängdsområdet, som absorberas av jordens yta. Olika områden på ytan - skog, vatten, åker - har olika fysiska egenskaper och värms upp till olika temperaturer och överför värme till ytluftskiktet, vilket skapar vissa tryckfall. Det finns en vind som skapar väsande och väsande ljud.
Baserat på ovanstående och kända fakta, hur ser du bilden av Tunguska-fenomenet?
- På morgonen den 30 juni 1908 kom en gigantisk stenmeteoroid av asteroid ursprung in i jordens atmosfär med en hastighet på cirka 20 kilometer per sekund längs en mycket platt bana. Vinkeln för dess inträde i atmosfären på en höjd av 100 kilometer var i intervallet 7-9 grader. Efter att ha flugit cirka 1000 kilometer förstördes meteoroid av högt tryck och exploderade på en höjd av 30-40 kilometer. Skogen tändes av strålning från explosionskärnan. Chockvågor utförde en kontinuerlig avverkning av skogar på en plats med en diameter på cirka 60 kilometer och orsakade en jordbävning i storlek upp till 5 punkter.
Små fragment av Tunguska-meteoriten med en karakteristisk storlek på upp till 0,2 meter brände (förångades) vid explosionens episod. Större fragment med hänsyn till explosionens höjd och banans lilla lutningsvinkel flög in i taiga i hundratusentals kilometer i enlighet med deras ballistiska koefficienter. De största fragmenten av meteoriten kan falla i Atlanten och till och med gå tillbaka till rymden.
Föroreningen av den övre atmosfären med explosionsprodukter och skräp som rör sig längs banan ledde till optiska avvikelser över det stora territoriet i Eurasien. Ett meteoritspår med höga laddade partiklar orsakade en lokal magnetisk storm. Strålningsstrålning och ojämn uppvärmning av luftens ytskikt gjorde denna bil elektrofonisk.