По щастлива случайност тяло с тегло един милион тона бръсна по тангенциал до Земята
Сутринта на 30 юни 1908 г., високо в небето близо до река Подкаменная Тунгуска в Западен Сибир, се случи грандиозен взрив. Това явление влезе в историята на естествената наука като падането на Тунгуския метеорит. В интервю с журналиста Николай ДРОЖКИН, лауреат на Държавната награда на СССР, експерт по газодинамика, топлопренос и топлинна защита на самолетите, кандидат на физико-математическите науки, академик на Руската академия по космонавтика на името на И. К. Е. Циолковски Иван МУРЗИНОВ.
Иван Мурзинов: „Сблъсъкът на Земята с космическо тяло с диаметър над 10 километра застрашава съществуването на човешката цивилизация“. Снимка от архива на автора
Иван Никитиевич, падането на Тунгуския метеорит е събитие преди повече от век, но интересът към тази тема остава и привлича учени от различни специалности. Какъв е проблема?
- Неслучайно проблемът с Тунгуския метеорит остава актуален. Основната причина е, че и до днес няма отговори на много въпроси, въпреки че има безброй публикации. Приблизително 30% от изследователите вярват, че това е метеорит от астероиден произход, същия брой казват, че Земята се е срещнала с комета, а други 40% излагат различни хипотези, включително фантастични. За съжаление все още няма обща гледна точка за този уникален феномен.
Но наскоро се появи друг фактор. По целия свят се осъзнава опасността, заплашваща човечеството, свързана с падането на космически тела на Земята - разрушителни ударни вълни, топлинна радиация, пожари, смущения в атмосферата, а с падането на Земята - сеизмични вълни, образуване на кратери, цунами … Опасността се умножава по падането на космическите тела в местоположението на атомни електроцентрали, съоръжения за съхранение на радиоактивни отпадъци, хидравлични конструкции, химически заводи и други съоръжения. Днес е общоприето, че сблъсъкът на Земята с космическо тяло с диаметър повече от 10 километра застрашава съществуването на човешката цивилизация. Но тела с диаметър от няколко десетки метра могат да причинят големи щети. Позволете ми да ви напомня, че на 15 февруари 2013 г. в резултат на падането на метеорита в Челябинск с диаметър около 20 метра бяха ранени над 1600 души,а материалните щети възлизат на около милиард рубли.
Поради това се обръща сериозно внимание на проблема с безопасността на метеоритите. Но за да се противопоставим успешно на метеорната опасност, трябва да имаме добро разбиране на целия комплекс от физически процеси, съпътстващи падането на космическите тела. Ето защо е важно да се проведе цялостно проучване и проучване на всички фактори, които са уникални по отношение на мащаба на паданията на Тунгуския и Челябински метеорити.
Промоционално видео:
Моля, припомнете ми основните факти, свързани с Тунгуския феномен
- Ще започна с определенията. Приемат се следните термини: „метеороид“, „метеор“, „огнена топка“, „метеорит“. Метеороидът е малко космическо тяло, което нахлува в земната атмосфера със скорост от 11 до 73 километра в секунда. Метеор - феноменът на светкавица и блясък на метеороид в атмосферата. Изключително ярки метеори се наричат огнени топки. Метеоритът е паднало космическо тяло, намерено на Земята.
И така, сутринта на 30 юни 1908 г. в обширна област над Източен Сибир полетът на ослепително ярка огнена топка и нейната грандиозна експлозия бяха наблюдавани високо в небето близо до река Подкаменная Тунгуска. В този случай "експлозията" е интензивно отделяне на кинетична енергия на метеороид в атмосферата поради неговото фрагментиране и забавяне на фрагментите.
В резултат на експлозията, чийто звук се чуваше на разстояние повече от 1000 километра от епицентъра, на площ от над 2000 квадратни километра, вековни дървета бяха напълно отсечени и на място с диаметър 20 километра бушуваше горски пожар. Земетресение с магнитуд до 5, причинено от взривна вълна, бе отбелязано на площ от над 3 милиона квадратни километра, а въздушна взривна вълна обиколи земното кълбо.
Редица аномални явления са свързани с полета на Тунгуския метеорит: локална магнитна буря, регистрирана на почти 1000 километра от епицентъра в Иркутск; съскащи подсвиркващи звуци, чути едновременно с полета на метеорита, когато акустичните и ударните вълни все още не са достигнали до наблюдателя; През нощта от 30 юни на 1 юли 1908 г. в Централен Сибир, европейската част на Русия и Западна Европа на север от линията Ташкент - Симферопол - Бордо, и по географска дължина от Атлантическия океан до Красноярск тъмнината практически не идваше, нажежени облаци се наблюдаваха високо в небето.
Академик от Руската академия на медицинските науки Николай Василиев, който от десетилетия провежда изследвания върху Тунгуския метеорит, отбелязва в монографията си: „… днес можем с пълна отговорност да заявим, че космическото вещество, което би могло да бъде гарантирано да бъде идентифицирано с веществото на Тунгуския метеорит, все още не е намерено“… И това е една от основните загадки на Тунгуския метеорит, тъй като според различни литературни източници масата му е около милион тона! А фактът, че тунгуската болида се нарича метеорит, е просто почит към историята.
А какви търсения и проучвания на Тунгуския метеорит бяха организирани?
- Пионер, ентусиаст и организатор на търсенето на метеорит е Леонид Алексеевич Кулик, ленинградски метеоролог, автор на множество публикации и ръководител на експедиции до мястото на бедствието през 1927-1939 г. Първо той открива и изследва епицентъра на експлозията, мястото на изсичане и изгаряния на дървета и насочва вниманието на научната общност към този проблем.
Първата следвоенна научна експедиция до мястото на събитията е организирана през 1958 г. от Комитета по метеоритите на Академията на науките на СССР, по същото време в Томск е създадена „Всеобхватна аматьорска експедиция за изследване на Тунгуския метеорит“, която по-късно става ядро на Комисията по метеоритите и космическия прах на Сибирския клон на Академията на науките на СССР.
Предложени са повече от сто от най-разнообразните теории, хипотези и версии. Преглед на тях може да се намери в монографията на А. И. Войцеховски и В. А. Ромейко "Тунгуски метеорит", 2008 г. Но явлението Тунгуска е толкова многостранно, че нито една от хипотезите не отговаря на всички въпроси.
Каква е същността на вашата хипотеза?
- Съвсем накратко, изходната точка на хипотезата може да бъде посочена в едно изречение: не всички метеороиди, влизащи в земната атмосфера, падат на нейната повърхност. Някои от тях са преходни, тоест проникват в атмосферата и отново летят в космоса. Траекториите на полета са известни от наблюдения на някои огнени топки.
Дали траекторията на полет или голям метеороид ще падне на Земята се определя главно от ъгъла на влизането му в атмосферата на височина 100 километра. Изследванията показват, че има критичен ъгъл от 9 градуса. При големи стойности всички метеороиди ще паднат на Земята. При по-ниски стойности, в зависимост от балистичния коефициент и скоростта на метеороида, са възможни траектории, както преминаващи, така и пресичащи се със земната повърхност.
След навлизане в атмосферата полетът на големи метеороиди продължава с почти постоянна скорост до височини от 30 километра, тъй като съпротивлението на разредената горна атмосфера е малко. Но налягането на въздуха върху челната повърхност се увеличава бързо. И така, с метеороид, навлизащ в атмосферата със скорост 20 километра в секунда, това налягане достига 30 атмосфери на височина 35 километра и 70 атмосфери на височина 30 км.
Изследванията на метеороидите показват, че те имат ниска якост и при достигане на праговете на налягането се разбиват на много фрагменти с различни размери. Малките фракции на метеороида имат общо по-голямо съпротивление и се инхибират интензивно, като отдават своята кинетична енергия на въздуха. А явлението освобождаване на голямо количество енергия в ограничен обем за кратък период от време е експлозия.
Кинетичната енергия на метеороида е огромна. И така, при скорост на метеороид от 20 километра в секунда, всеки килограм от неговата маса има енергия, еквивалентна на 50 килограма тротил. Според различни литературни източници масата на Тунгуския метеорит се оценява на до 1 милион тона, а мощността на експлозията е еквивалентна на над 1000 атомни бомби, хвърлени върху японските градове Хирошима и Нагасаки.
Какво можете да кажете за показанията на очевидци на Тунгуския феномен? Позволяват ли ви да дефинирате параметрите на траекторията?
- В резултат на проучвания, проведени с дълъг интервал от време, беше събрано огромно количество фактически материали, често противоречиви, но няма друг. Нека цитираме един много важен, според нас, откъс от вестник „Сибир“от 2 юли 1908 г.: „… на 17 юли сутринта (стар стил) в началото на 9 часа наблюдавахме някакъв необичаен феномен на природата. В село Нижне-Карелински селяните видяха на северозапад доста високо над хоризонта някакво изключително силно (беше невъзможно да се види) тяло, светещо със синкаво-бяла светлина, движещо се отгоре надолу за 10 минути. Тялото беше представено под формата на „тръба“, тоест цилиндрична … Небето беше безоблачно, само че не високо над хоризонта от същата страна, в която се наблюдаваше светещото тяло, имаше забележимо малък тъмен облак. Беше горещо и сухо. Приближаване към Земята (гората),лъскавото тяло сякаш се бе размазало, но на негово място се образува огромен дим и се чу изключително силно почукване, сякаш от големи падащи камъни или огнева стрелба. Всички сгради трепереха. В същото време от облака започна да избухва недефиниран пламък. Всички жители на селото избягаха по улиците в паника …"
И каква информация може да бъде извлечена от тази бележка?
- Село Нижне-Карелинское се намира на разстояние от 465 километра от епицентъра на експлозията. Това означава, че поради кривината на земната повърхност жителите са могли да видят само това, което е по-високо от 17 километра над епицентъра. Те наблюдават феномена на експлозията и неговите последици доста високо над хоризонта. Това опровергава височината на експлозия от 7–10 километра, приета в литературата.
Огромен дим показва, че гората се е запалила от радиацията на огнения облак. А гореспоменатият малък облак не е нищо повече от частите на летящия Тунгуски метеорит, останали след експлозията. Тоест, не е престанало да съществува, а е отлетяло по-далеч!
Как си обяснявате аномалните явления, свързани с полета на метеорита?
- В нощта от 30 юни на 1 юли 1908 г. в Западен Сибир, европейската част на Русия и Западна Европа, нощната тъмнина практически не настъпи, светещи облаци се наблюдаваха високо в небето. Подобна ситуация възникна след изригването на вулкана Кракатоа, когато огромно количество пепел беше изхвърлено в атмосферата.
Разбира се, експлозия на височина на Тунгуския метеорит може да доведе до задълбочено запрашаване на горните слоеве на атмосферата. Малки фракции могат да бъдат отнесени от вятъра за 15–20 часа на големи разстояния, но не и до Западна Европа, твърде далеч. Не се наблюдава бяла нощ след експлозията в североизточния Сибир. Това предполага, че североизточен вятър е преобладавал на големи височини в северното полукълбо.
Сега нека разгледаме хипотетичната траектория на метеорита (или неговите фрагменти) зад епицентъра на експлозията. Метеоритът достигна Атлантическия океан за броени минути, оставяйки след себе си струя прах и създавайки условия за бяла нощ в обширната територия на Евразия.
По отношение на бялата нощ, датският астроном Kool още на 4 юли 1908 г., в разгони, пише: "… би било желателно да се знае дали много голям метеорит не се е появил наскоро в Дания или някъде другаде."
Нека се спрем на още две тунгуски аномалии, които все още не са получили еднозначно обяснение.
Няколко минути след преминаването на метеорита магнитометрите в Иркутск (на около 900 километра от епицентъра) регистрираха локална магнитна буря, продължила няколко часа. Магнитни бури възникват, когато има рязка промяна в потока на заредените частици към Земята от Слънцето поради нейното въртене и нестационарни ядрени процеси в нея.
Зад Тунгуския метеорит, летящ в атмосферата, се образува високотемпературна пътека с изключително висока плътност на заредените частици. Изчисленията показват, че потокът на тези частици през напречните сечения на събуждането дори надвишава потока на частици от Слънцето през напречното сечение на Земята. Ето защо не е изненадващо, че Тунгуският метеорит предизвика локална магнитна буря. Между другото, локални магнитни бури се записват при изстрелване на ракети от полигона на Байконур на разстояние около 800 километра. Това се дължи на излъчването на голямо количество заредени частици в атмосферата от ракетната задвижваща система.
Много очевидци отбелязват, че Тунгуският метеорит е бил електрофоничен …
- Това е името на ярките огнени топки, които издават съскащи свистящи звуци, чувани едновременно с полета си, когато акустични и ударни вълни все още не могат да достигнат до наблюдателя. Подобни явления са известни отдавна, но все още няма задоволително обяснение на това явление. Една от първите хипотези на физиката на електрофонните огнени топки беше предположението на астронома I. S. Астапович, според която звукът се генерира от изтичането на статично електричество от земни обекти, предизвикано от преминаването на метеороид. Други изследователи свързват това явление с електромагнитни смущения без ясно обяснение на връзката им със звуковите вълни.
Около една трета от всички огнени топки, най-ярките и дълготрайни, са електрофонични. Тези огнени топки излъчват значителна топлинна енергия, главно в инфрачервения диапазон на дължината на вълната, която се абсорбира от повърхността на Земята. Различните области на повърхността - гора, вода, поле - имат различни физически характеристики и се нагряват до различни температури, пренасяйки топлината към повърхностния слой на въздуха, което създава определени спада на налягането. Има вятър, който създава съскащи и съскащи звуци.
Въз основа на горното и известните факти, каква е картината на Тунгуския феномен за вас?
- Сутринта на 30 юни 1908 г. гигантски каменен метеороид от астероиден произход навлезе в земната атмосфера със скорост около 20 километра в секунда по много равна траектория. Ъгълът на навлизането му в атмосферата на височина от 100 километра беше в диапазона от 7-9 градуса. След като прелетя около 1000 километра, метеороидът беше унищожен от високо налягане и експлодира на височина 30-40 километра. Гората е опожарена от радиация от ядрото на експлозията. Ударните вълни извършват непрекъсната изсичане на горите на място с диаметър около 60 километра и причиняват земетресение с магнитуд до 5 точки.
Малки фрагменти от Тунгуския метеорит с характерни размери до 0,2 метра са изгорени (изпарени) в епицентъра на експлозията. По-големите фрагменти, отчитайки височината на експлозията и малкия ъгъл на наклон на траекторията, летяха в тайгата на стотици и хиляди километри в съответствие с техните балистични коефициенти. Най-големите фрагменти от метеорита могат да попаднат в Атлантическия океан и дори да се върнат в космоса.
Запушването на горните слоеве на атмосферата с експлозивни продукти и отломки, движещи се по траекторията, доведе до оптични аномалии над обширната територия на Евразия. Метеоритна пътека с високо ниво на заредени частици предизвика локална магнитна буря. Радиационното излъчване и неравномерното нагряване на повърхностния слой на въздуха направиха този автомобил електрофоничен.