Читать книгу Механизм взрыва Тунгусского и Челябинского «метеоритов». Природа аномалий при землетрясениях и цунами - - Страница 3

Первые научные сведения о явлении, произошедшем 17.06.1908 г.  собрал А.В. Вознесенский, директор Иркутской магнитной и метеорологической обсерватории. Изучая область распространения землетрясения 16 июня 1908 г. в районе Южного Байкала (оно зарегистрировано за № 1535), в ответ на разосланные анкеты он получил указания, что 17 (30) июня наблюдалось другое землетрясение (№ 1536). Люди слышали громоподобные звуки, при этом некоторые лица наблюдали громадный метеорит [36]. Вознесенский первым определил проекцию траектории Тунгусского тела на поверхности Земли и провел ее с юго-запада на северо-восток. Он указал координаты места падения метеорита (φ = 60,333° с. ш., λ = 103,1° в. д.). Эпицентр взрыва удален на 97 км к юго-востоку от положения, определенного Фастом В.Г. (1963 г.) и Золотовым А.В. (1967 г.). В материалах Вознесенского отмечалось, что падение "болида" сопровождали сильные взрывы (около десяти). Они вызвали пожар леса и торфяников. Сотрясения, зарегистрированные сейсмографом в Иркутске и барографом в Киренске, указывали на одновременное падение на землю нескольких тел. Вознесенский высказал предположение: происходило выпадение группы метеоритов, «летевших в одном направлении и постепенно лопавшихся»; взрывы метеорита, создавшие воздушные волны, происходили на высоте около 20 км от поверхности земли. Идею поэтапного взрывного разрушения "болида" советские ученые не восприняли. Впоследствии согласились с той частью предложения, что разрушение происходило в атмосфере.

По инициативе В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана, Академия Наук организовала в марте 1921 г. первую экспедицию для сбора метеоритов, выпавших за 1914—1920 гг. на территории РСФСР. За время работы экспедиции в Западной Сибири с мая 1921 по ноябрь 1922 были получены сведения, что утром 30.06.1908 «над Енисейской губернией пронёсся, в общем направлении с юга на север, эффектный метеорит», упавший в районе реки Ванавары. При этом на значительной площади были переломаны и повалены деревья тайги. Анализ показаний свидетелей, собранных в 20-е – 30-е годы, привел первых исследователей (Л.А. Кулика и И.С. Астаповича) к единодушному заключению о том, что болид пролетал в направлении с юга на север. Около ста очевидцев отмечало прохождение звуковых волн низкой частоты. Сила звуков при этом возрастала по мере приближения к месту падения, являвшегося центром взрыва. Наиболее удаленный пункт (Ачаевский улус), куда звук дошел час спустя после падения, отстоял за 1200 км. Характер звуков менялся с расстоянием: на 700—1200 км они напоминали глухие, отрывистые, отдаленные пушечные выстрелы; между 550—700 км они напоминали близкие громовые удары, даже слышался гул. На расстояниях 400—550 км звуки напоминали близкие пушечные выстрелы, ещё ближе – непрерывную артиллерийскую канонаду, грохот, мощные взрывы. В 65 км от эпицентра, в эвенкском стойбище на устье реки Хушмо, произошел «ужасный взрыв с грохотом», «невероятно сильный продолжительный гром». На основании этих данных И. Астапович построил изолинии, проходящие через пункты одинаковой громкости. Горизонтальная проекция траектории тела на земную поверхность проходила с Юга на Север [36].]. Астапович И.С. рассчитал [37] азимут полета (близкий к нулю) и угол наклона траектории к горизонту (до 10°) в точке падения. Ученый считал, что линия симметрии акустических полей совпадает с траекторией полета метеорита. Построенные изосейсты землетрясения, вызванные падением Тунгусского метеорита, были дополнительным аргументом в пользу «южного» варианта траектории. В дальнейшем выясним, в чем он был прав, а где допускал неверную интерпретацию явлений. Обратим внимание на то, что собранные факты не учитывали показаний других очевидцев о траекториях разных направлений, или нескольких космических тел, что допускал А. Вознесенский. Недоразумение исследователей вызывало и то обстоятельство, что при малом угле наклона траектории баллистическая волна должна была произвести мощный полосовой вывал леса, чего в действительности не наблюдается.

Необычное явление характеризуют примеры, взятые из работы [24],

1. В газете «Сибирь» от 2 июля 1908 г. (Иркутск) С. Кулеш описывает падение метеорита следующим образом: «17-го июня утром, в начале 9-го часа у нас наблюдалось какое-то необычное явление природы. В селе Нижне-Карелинское (верст 200 от Киренска к северу) крестьяне увидели на северо-западе, довольно высоко над горизонтом, какое-то чрезвычайно сильно светящееся (нельзя было смотреть) белым голубоватым светом тело, двигавшееся в течение 10 минут сверху вниз. Тело представлялось в виде «трубы», т. е. цилиндрическим. Небо было безоблачно. Только невысоко над горизонтом, в той же стороне, в которой наблюдалось светящее тело, едва заметно было маленькое, темное облачко». Автор был в то время в лесу и слышал на северо-западе как бы пушечную пальбу, повторявшуюся с перерывами в течение минимум 15 минут не менее 10 раз. В это же время в Киренске некоторые наблюдали на северо-западе как бы огненно-красный шар, двигавшийся, по показаниям некоторых, горизонтально, а по показаниям других – весьма наклонно. Около Чечуйска крестьянин, ехавший по полю, наблюдал это же на северо-западе. Около Киренска в деревне Ворониной крестьяне видели огненный шар, упавший на юго-восток от них (т. е. в стороне, противоположной той, где находится с. Нижне-Карелинское).

В описании есть указание на то, что некоторые очевидцы наблюдали падение метеорита в направлении сверху вниз. Полет тела в направлении земли не вызывал у Е. Кринова каких-то сомнений. Он предположил, что указанные населенные пункты оказались расположенными приблизительно в плоскости траектории метеорита.

2. Корреспондент газеты «Красноярец» от 13 июля 1908 г. сообщил: «С. Кежемское. 17-го, в здешнем районе замечено было необычайное атмосферическое явление. В 7 час. 43 мин. утра пронесся шум как бы от сильного ветра. Непосредственно за этим раздался страшный удар, сопровождаемый подземным толчком, от которого буквально сотряслись здания… За первым ударом последовал второй, такой же силы и третий. Затем – промежуток времени между первым и третьим ударами сопровождался необыкновенным подземным гулом…».

Подобные явления наблюдались в поселениях возле Ангары вниз и вверх на расстоянии 300 верст (320 км) с одинаковой силой. От сотрясения домов разбивались стекла в створчатых рамах. За сотни километров от места падения среди животных царил испуг, лошади вырывались, домашняя птица переполошилась [37]. В некоторых случаях падали с ног люди и лошади. В показаниях очевидцев катастрофы изложено не объяснимое для взрыва метеорита обстоятельство: громоподобные звуки доносились не только во время или после пролета болида, но и до него.

Кринов Е.Л. записал показания 20 очевидцев, наблюдавших явление. Проанализировав материал, пришел к выводу: метеорит двигался по азимуту А = 137° с юго-востока на северо-запад [1. С. 176]. В 1938 г. Кулик Л.А. по направлению повала деревьев попытался определить эпицентр взрыва. Им были получены четыре центра генерации ударных волн, из которых только западный центр на Южном болоте считался надежно установленным. В. Фаст определил эпицентр взрыва на основании полевых измерений, проведенных экспедицией в 1960 году. Основную роль играли измерения, проведенные на расстоянии 4—22 км от предполагаемого эпицентра. Четыре группы, вышедшие из общего центра по азимутам А = 0°, 90°, 180°, 270° на юго-востоке от изб Кулика, проводили измерения азимутов поваленных деревьев. По результатам 4620 замеренных азимутов были получены 108 средних азимутов. Некоторую точку (О) приняли за начало координат. В прямоугольной системе координат ось Х направлена по магнитному меридиану, а начало – в точке О, предполагаемом эпицентре взрыва. Расчеты показали, что два главных направления эллипса имеют азимуты А = 98,417° и А = 8,417°. Им соответствуют значения большой и малой полуосей: a = 1,50 км и b = 0,93 км. Длинная полуось, рассчитанная В. Фастом, в 1,5 раза больше малой полуоси. Координаты эпицентра взрыва Тунгусского метеорита по расчетам В. Фаста: φ = 60,895° с. ш., λ = 101,892° в. д. [38]. В 1966 году В. Фаст защитил диссертацию "Статистическая структура полей разрушений, вызванных ударной волной Тунгусского метеорита". По результатам площадной съемки вывала, стало возможным построить поле "стандартов" для всей территории вывала. Соединив на карте места с одинаковым значением разброса направлений упавших стволов, В. Фаст получил карту изостандартов. Полученная картинка имела признаки осевой симметрии, линии контура были похожи на "крылья бабочки".

Расстояние от эпицентра взрыва до села Кежемское (φ = 58,975° с. ш., λ = 101,121° в. д.) примерно 200 км на северо-восток. Очевидцы с. Кежемское рассказывают [39. С. 21—22], что небо прорезало с юга на север, со склонностью к северо-востоку, какое-то небесное тело огненного вида. Из-за быстроты и неожиданности появления, свидетели не смогли запечатлеть его величину и форму. Они заметили, что впоследствии на уровне лесных вершин как бы вспыхнуло огромное пламя. Сияние продолжалось не менее минуты, оно было так сильно, что отражалось в комнатах, окна которых обращены к северу. Его заметили многие из крестьян, бывшие на пашнях. Как только «пламя» исчезло, раздались удары.

Большое число очевидцев наблюдали светящееся тело, движущееся на Север по азимуту А = 13° [1. С. 24]. Область поваленного леса в районе Тунгусской катастрофы в работе [39. С. 87] поделили по кругу на равные секторы через 10°. Линия симметрии подходит к эпицентру с юго-востока по А = 112°. Угол наклона траектории тела к горизонтальной плоскости отрицательный (—17°) [40. С. 33]. Протяженные стороны зоны разрушений простираются перпендикулярно проекции траектории метеорита. Анфиногенов Д.Ф. тщательно изучил аэрофотоснимки района Тунгусского падения, сделанные с лесохозяйственными целями, и провел кропотливую работу над снимками. Ранее он работал дешифровщиком аэрофотосъемки и знал, что на черно-белых снимках лес разного возраста выглядит по-разному. За годы, минувшие после события, на карте появились районы заросшие молодым лесом. Он проанализировал карты мест вывала, опираясь на реальную картину ориентации поваленных деревьев. Контур поваленного взрывом леса, выявленный по аэрофотоснимкам, имел форму бабочки и получил название "бабочки Анфиногенова". Размах ее крыльев был меньше, чем тот, который по крайней границе вывала устанавливал В. Фаст. По собственной методике Д. Анфиногенов рассчитал положение линии проекции траектории. Азимут, направленный от места падения на Тунгусское тело, составлял А = 99° (рис. 13) [41]. Картина вывала на северо-западе не соответствовала расчетному расстоянию от эпицентра взрыва. В направлении движения тела радиус зоны разрушений был минимальным. Получив независимым методом информацию о разрушениях, вызванных Тунгусским взрывом, Д. Анфиногенов поставил под сомнение концепцию об эпицентре взрыва. Отрицался сам факт его существования. Утверждалось, что источником была линейная ударная волна. Выводы о точечном взрыве, не оставившем материальных следов, Анфиногенов считал заблуждением, основанным на ошибочной трактовке явления.

Масштабный вывал леса в районе Подкаменной Тунгуски был результатом действия взрывной волны. Тщательное картирование выявило неучтенные ранее особенности вывала. Основными из них были [42]:

1) центр поля вывала не совпадает с центром площади поражения;

2) граница вывала имеет характерную двух лепестковую форму;

3) в "крыльях" сваленные деревьев отклоняются от радиального направления.

В статье указывают, что была проведена серия опытов, моделирующих траекторию полета и взрыв Тунгусского тела. Моделью разрушаемого "болида" служил детонирующий шнур (ДШ), который взрывали над спичками (модель леса). Соответствие вывалу леса на местности, и наблюдаемого в эксперименте, было получено при скорости распространения взрыва по шнуру 7 км/с, когда наклон оси ДШ к плоскости горизонта составлял 30°, при усилении линейной энергии на нижнем участке шнура в 4 раза. Исследование трех вариантов ударной волны (цилиндрической, конической и криволинейной) от взрыва метеорита свелись к следующим результатам [43]:

а) наклон оси волны к поверхности Земли достаточно большой (40—60°);

b) проекция траектории метеорита на поверхность Земли практически совпала с осью симметрии поля вывала (А = 105°);

с) пересечение линии траектории с поверхностью земли не совпадает с центром вывала леса – оно удалено от него на расстояние 10—20 км;

d) ударная волна, обращенная вниз, имела вид «колокола».

Работа по составлению полного каталога и карт вывала леса в районе Тунгусской катастрофы начали экспедиции с 1961 года, продолжили в экспедициях 1963, 1964, 1965, 1968, 1969, 1971, 1977, 1978 и 1979 года. Сопоставляя направленность плоскостей ожога веток у деревьев, исследователи пришли к выводу: центр лучистого ожога лежит на линии, проходящей через центральную часть вывала леса, по азимуту А = 284° от истинного меридиана и под углом α = 25° к горизонту [44]. Тунгусское тело очевидцы наблюдали далеко к востоку от эпицентра. Вывал леса в эпицентре не является равномерным, имеет сложную геометрию и внутреннюю неоднородность. Анализ картины разрушений показал: у зоны вывала леса просматривается осевая симметрия. После обработки новых данных и свидетельских показаний, предполагают, что азимут траектории А ≈ 115°. С показаниями очевидцев, опрошенных после 1965 года, совпадала линия симметрии, принятая как проекция траектории "болида". Полет тела по азимуту А = 115° получил широкое признание. Указанный Е. Криновым азимут траектории (А = 137°), перестал быть актуальным. В согласии с показаниями очевидцев, опрошенных в 1965 г., и характером повала леса линию симметрию приняли за проекцию траектории "болида". Выступая на XII метеоритной конференции, Н.В. Васильев признал, что расчеты вывала леса, выполненные В.Г. Фастом и Д.Ф. Анфиногеновым, вкупе с опросами очевидцев В.Г. Коненкиным (п. Ванавара), определяют проекцию траектории Тунгусского тела, которая совпадает с осью симметрии площади вывала леса [45]. Исследователи пытались понять траекторию полета тела. Ее определяли по вывалу леса в районе эпицентра, по показаниям приборов в 1908 году, по показаниям очевидцев и другим данным. По наблюдениям очевидцев, по акустическим и барическим данным, электрофонным явлениям получалось, что азимут траектории Тунгусского тела был близок к нулю. Вывалы леса перед эпицентром взрыва и за ним располагались симметрично по обе стороны определенной линии траектории. Разрушения наблюдались на линии траектории, поэтому последовал вывод: «Тунгусский метеорит (или, по крайней мере, его часть) не закончил свое существование в момент взрыва, а продолжал свое движение по траектории со сверхзвуковой скоростью» [46]. Не размышляя над неувязками в свидетельских показаниях о разнонаправленных азимутах, восточный вариант траектории полета признали подавляющее число ученых [47]. Отклонение от радиальности векторной структуры вывала леса ученые объяснили воздействием баллистической волны. Обоснование южного варианта траектории проводил И. Астапович. Достоверность движения "болида" на южной и восточной стороне не вызывала сомнений у Ф.Ю. Зигеля. Он обратил внимание на особенность явления: в поселении Ванавара и в других местах (между эпицентром и районом п. Кежма), полета метеорита никто не видел. Очевидцы слышали только взрыв.

Ученые [47] выполнили анализ показаний 708 очевидцев Тунгусского явления. Разброс показаний по траектории полета присутствовал не только в восточном и юго-восточном направлении движения болида, но также в южном и западном направлениях. Южные очевидцы наблюдали явление преимущественно утром, и пролет болида в направлении на север. Восточные наблюдатели рассказывал о каком-то другом болиде, т. к. большинство очевидцев наблюдали явление «в обед». По их мнению, болид летел быстро в направлении на запад, продолжительность наблюдений менее 5 минут. Вывод статьи гласил: «Имеются основания для предположения, что 30 июня 1908 г. наблюдалось несколько объектов со своими особенностями и пространственно-временными характеристиками» [48]. Ученые, используя ЭВМ [15], разделили очевидцев явления на тех, чьи показания были разнонаправлены и одинаковы. Оказалось, что свидетели дают направление полета болида, совпадающее с осью симметрии разрушенной зоны, определенной по картине вывала леса.

Анализ свидетельских показаний, в рассмотренных выше работах, выполнялся одними исследователями. Разногласия по направлениям движения метеорита остались. Почему игнорируются траектории болида, не соответствующие зоне разрушений, авторы не объясняют.

Профессор Ф. Зигель не исключал возможности движения Тунгусского тела по обеим траекториям. Исходя из общих соображений и согласуя разнящиеся свидетельские показания, он высказал сомнительную гипотезу, что до села Кежмы "болид" двигался по южной траектории, а затем, перелетев в район Преображенки, перешел на восточную траекторию [49]. Ф. Зигель утверждал, что тело имело искусственное происхождение.

Весной, летом и осенью 1908 г. было зарегистрировано резкое повышение болидной активности. Сообщений о наблюдении болидов в газетных публикациях того года было в несколько раз больше, чем в предыдущие годы. Болиды, излучающие свет, видели в Англии, европейской части России, в Прибалтике и Средней Азии, Сибири и Китае. Подобные истории представляют трудность в интерпретации полета "болида". Наблюдаемая очевидцами разносторонняя направленность полета светящегося тела, является серьезным препятствием для авторов, излагающих природу физического явления. Материалы опроса свидетелей, показаний очевидцев, опубликованные в научных работах, заставляют принять объективную данность: если в пространстве над Сибирью не происходила полета техногенного объекта, то в разрушении участвовало не менее двух тел, разделенных каким-то промежутком времени. Среди сотен документированных материалов нет показаний очевидца, который видел бы два болида, наблюдаемых в один день. Поэтому такую трактовку явления Н.В. Васильев характеризует [46] «крайне натянутой», хотя перекрытие зон видимости считает вероятным. Ученый признает, что природа Тунгусского феномена не установлена, многолетние попытки интерпретации его в рамках классической парадигмы не принесли успеха. Васильеву представляется целесообразным объяснения альтернативных вариантов.