Тайна Тунгусского метеорита

1.1. Тунгусское диво

Мать-Родина пальцем в нас тычет с плаката: «Тунгусское диво найдите, ребята!»

Г. Ф. Карпунин, поэт, участник экспедиций 1960–1961 гг.

Из записки Суслова [1]Кулику:«Со сбором минералогических коллекций будьте очень осторожны, а также и с самим метеоритом, ибо тунгусы чрезвычайно не любят и боятся, когда „ЛЮЧА“ – русские копаются в горах и увозят камни, ибо они прекрасно помнят историю с Бодайбо [2], когда их выгнали из заветных лесов.

Как только увидите первого тунгуса, начинайте разъяснения, что вы едете посмотреть то „ДИВО“ (тунгусский термин), которое столько напакостило тунгусам в 1908 году» [5].

Знаменитый и загадочный Тунгусский метеорит.

Первая советская научная экспедиция под руководством Леонида Кулика побывала на месте взрыва метеорита в 1927 году, спустя 19 лет после его падения. На месте катастрофы перед глазами исследователей открылась картина апокалипсиса! Огромная площадь поваленного леса скрывалась за горизонтом. Деревья лежали параллельно друг другу с вывороченными корнями, направленными в одну сторону. Часть деревьев стояла на корню, но без ветвей. Позднее выяснилось, что это был эпицентр взрыва. На месте происшествия, прежде всего, пытались обнаружить метеоритный кратер, а в нём железную или хотя бы каменную глыбу, увы, поиски растянулись на целый век.

Рис. 1.1. Лесоповал

Явления такого масштаба, как Тунгусский метеорит, на планете Земля происходили не так часто, и они вызывают неподдельный интерес. Человеку непременно хочется докопаться до истины – на случай, если такой представится в будущем.

В настоящее время местность падения Тунгусского метеорита достаточно хорошо исследована и изучена специалистами, но вместе с тем данная катастрофа относится к одной из самых загадочных XX столетия.

30 июня около 7 часов утра над обширной территорией Центральной Сибири в междуречье Нижней Тунгуски и Лены, приблизительно в северо-западном направлении, пролетел гигантский шар-болид. Полёт сопровождался звуковыми и световыми эффектами и закончился мощным взрывом с последующим сплошным повалом тайги в междуречье Кимчу и Хушмы – притоков Подкаменной Тунгуски. Взрыв произошёл на высоте около 5–10 километров в 7 часов 14 минут местного времени, сопровождался землетрясением и воздушной волной.

Вот таким повествованием начинается эта загадочная катастрофа под кодовым названием Тунгусский метеорит.

Люди, наблюдавшие в безоблачном небе за полётом огромного светящегося тела, приходили в ужас от ослепительно-яркого света и грохочущих звуков. Более чем на тысячу километров вокруг слышались пушечные хлопки. В далёких таёжных посёлках и стойбищах, наиболее приближенных к месту взрыва, началась паника. Набожные люди восприняли данное светопреставление как конец света и божественную кару. Другие восприняли как начало войны с Японией. В считаные секунды в радиусе около 40 километров взрывной волной был повален лес.

Одновременно под действием светового излучения на десятки километров вокруг вспыхнула тайга. Начавшийся пожар уничтожал то немногое, что уцелело после взрыва. Сплошной вывал деревьев произошёл на площади в 2 150 квадратных километров.

Почему Тунгусский метеорит взорвался подобно самой мощной взрывчатке? Что это за странное космическое тело и куда оно исчезло?

Почему взрыв произошёл в воздухе, а не от удара о землю?

Данную задачу учёные пытаются решить в течение века и по этому поводу родили массу гипотез. Существующее количество гипотез, с различными сценариями развития необычной катастрофы, за сто лет перевалило за сотню. Всевозможные варианты на любой вкус, но к общему знаменателю учёный мир так и не пришёл. Перечислю основные направления человеческой мысли по поводу данной катастрофы: техногенные, геофизические, метеоритные, синтетические, связанные с антивеществом, религиозные.

Поскольку гипотезы между собой пересекаются, то их сгруппировали. В. А. Ромейко в своей подборке приводит 40 концентрированных гипотез [7]. Но даже сорок гипотез дают возможность разгуляться фантазии людской мысли. Очень кратко о том, что же это за идеи.

Писали о разном, предполагали о многом. От взрыва болотного газа до антропогенного воздушного ядерного взрыва. От падения железистого или каменного метеорита до прилёта чёрной микродыры. От гигантской шаровой молнии до падения звездолёта. От плазмоцида, оторвавшегося от Солнца, до фантастического лазерного луча. Метеорит с Марса, неотличимый от Земли. От столкновения с облаком космической пыли до столкновения с НЛО. Бог Агды спускался в тайгу.

К концу XX века поток фантазий поиссяк, после чего вспомнили про великого экспериментатора Николу Теслу (1856–1943) и его опыты с беспроводной передачей электроэнергии на расстояние. Ну конечно, это его рук дело! В начале ХХ века Тесла ставил различные эксперименты и пытался осуществить передачу электроэнергии без проводов. Историки утверждают, что в этот период времени Тесла якобы запрашивал карты Сибири из библиотеки Конгресса США, а также заявлял, что в его силах пролить свет на дорогу до Северного полюса, проложенную экспедицией знаменитого путешественника Роберта Пири.

Тесла был справедливым человеком и хотел человечеству подарить добро и свет. Изобретённый им в конце XIX века трёхфазный генератор-двигатель переменного тока до сих пор верой и правдой служит людям. Тесла проводил опыты на острове Лонг-Айленд, недалеко от Нью-Йорка. Однажды ночью он сидел в своей лаборатории, рядом с деревянной башней, и с её макушки пускал молнии в небо – в результате в Нью-Йорке было светло как днём. Если в Нью-Йорке светло, то почему в Подкаменной Тунгуске очень темно? Несправедливо!

Единственное, что не учёл Тесла, – так это несовпадение часовых поясов Нью-Йорка и Подкаменной Тунгуски, в результате его шаровой электрический болид «прилетел» тогда, когда в Сибири уже светило Солнце. Вот это – обидно, однако!

Среди авторов гипотез есть журналисты, писатели и просто учёные – физики, химики, геологи, биологи, метеоритчики, есть даже Нобелевские лауреаты.

В 1965 году лауреат Нобелевской премии Либби (отец радиоуглеродного анализа) в соавторстве с физиком Коуэном в британском журнале «Нейчур» опубликовали статью «Тунгусский метеорит 1908 года – это кусок антивещества». Никто не видел кузькину мать, но эти ребята, похоже, её хотели показать своей гипотезой. Они утверждали, что Тунгусский метеорит состоял из антивещества, а при соприкосновении с земным веществом атмосферы произошла аннигиляция, с выделением огромной энергии.

Иначе, материя и антиматерия, соединившись, превратились в энергию, не оставив никаких осколков!

В гипотезе признанных физиков есть одно серьёзное недоразумение: почему антивещество «не видело» окружающей атмосферы Земли, пока не достигло 10 км до поверхности? Земная атмосфера, между прочим, распространяется до высоты 1 000 км.

Пожалуй, самая забавная из этого списка гипотез – это детонационный взрыв тучи мошкары объёмом более 5 км³!

Но здравый, коллективный разум после жарких споров возобладал, и учёные пришли к выводу, что Тунгусское тело кометного происхождения и взорвалось оно в атмосфере.

На кометный след указывали многие теоретики, но он позднее был отвергнут из-за рыхлости кометного вещества, которое не смогло пройти такие расстояния и не сгореть. Потом снова к нему возвращались как единственному серьёзному нарушителю воздушных границ СССР ещё до полёта Пауэрса. (Американский самолёт-шпион U‑2 был сбит советской ракетой С‑75 под Свердловском 1 мая 1960 года.)

В 1959 году Алексеем Золотовым была выдвинута прозаичная идея, что вывал леса на Тунгуске был вызван не баллистической ударной волной, а именно взрывом.

Из всех известных гипотез, где говорится об объёмном взрыве, – это гипотеза Цынбала – Шнитке. На мой взгляд, данная гипотеза заслуживает внимания и на ней стоит остановиться. Гипотеза была озвучена в конце 80‑х годов ленинградскими учёными – химиком М. Н. Цынбалом и инженером В. Э. Шнитке. Они предположили, что произошёл детонирующий взрыв газовоздушной смеси из кислорода, водорода, метана, ацетилена, перекиси водорода, аммиака, тугоплавкой пыли, углерода и других веществ. Что-то подобное в конце 70‑х высказывал томский инженер В. М. Кувшинников, участник тунгусских экспедиций, основываясь на «красном свечении», которое наблюдали очевидцы взрыва.

Единственное, что в данной гипотезе настораживает, откуда такое количество различных веществ было собрано в одном метеорите? Конечно, можно включить всю таблицу Менделеева, всё равно никто не проверит, но рабочим является водород, сгорающий в кислороде. Данную гипотезу можно с некоторой натяжкой отнести к прототипу моей точки зрения.

Гипотеза Цынбала – Шнитке:

1) указывает на кометный след болида;

2) не объясняет сейсмические явления;

3) представляет собой объёмный взрыв, подобный взрыву вакуумной бомбы;

4) не согласуется с вывалом леса.

Все четыре пункта я взял с сайта Tunguska.ru, со страницы обзора гипотез [7].

По пункту 4 должен сказать следующее. Очевидно, данный пункт попал в этот обзор из более ранних публикаций, так как и в других источниках приводится именно такая формулировка или похожая: «Эта гипотеза многое объясняла, кроме одного, почему повал деревьев направлен наружу, а не внутрь, как это бывает при объёмных взрывах» [7].

Должен опровергнуть вывод, выделенный курсивом. Дело в том, что при объёмном взрыве возникают две ударные волны: положительная и отрицательная. Положительная ударная волна идёт первой и распространяется из эпицентра. Вторая – отрицательная, с запаздыванием по времени, идёт с периферии в эпицентр по причине того, что топливо с кислородом выгорают и в данном объёме образуется разрежение, грубо – вакуум. Авторы обзора (Ромейко и другие) четвёртый пункт трактуют неправильно. По их мнению, положительная ударная волна в вакуумном взрыве вообще отсутствует, а сразу накатывает отрицательная волна. Видимо, слово «вакуумная» действует каким-то магическим образом. Отрицательная волна – она слабее из-за того, что космический вакуум далеко не достигается. При любом взрыве атомной бомбы или вакуумной бомбы сначала идёт ударная волна из эпицентра взрыва. Вот эта первая мощная ударная волна разрушает то, что возникает препятствием на её пути. На Подкаменной Тунгуске она безжалостно валила лес до горизонта, поэтому лес упал «правильно» веером корнями к эпицентру.

Похожую гипотезу высказывал Э. М. Дробышевский, д. ф.‑ м. н., сотрудник петербургского Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе. В гипотезе был рассмотрен «вариант химического взрыва гремучей смеси кислорода и водорода, выделившихся из кометного льда путём электролиза после многократного её прохождения вокруг Солнца» [7].

Непонятно одно, как происходил электролиз под действием солнечных лучей, а потом полученные компоненты консервировались в метеоритном теле, пока не долетели до голубой планеты Земля?

Для того чтобы разобраться в Тунгусской катастрофе, пришлось написать небольшую книгу. Но начать разборки следует с объёмного взрыва, который разрушил метеорит и повалил сибирскую тайгу.

1.2. Вакуумная бомба

Принцип действия вакуумной бомбы основан на детонации облака горючего топлива. Благодаря распылённости взрывчатого аэрозоля в большом объёме (на несколько порядков больше, чем размеры самого заряда) возникает ударная волна поражающего действия. Взрыв происходит в две стадии: 1) по команде взрывателя подрывается небольшой заряд обычного взрывчатого вещества, после чего горючее вещество разлетается по большому объёму воздуха; 2) подрывается второй заряд или несколько зарядов, вызывающих детонацию распылённого аэрозоля в смеси с воздухом.

Смесь горючего вещества и воздуха в объёме очень быстро выгорает при очень высоких температурах. Отсюда и название: объёмно-детонационный взрыв. В момент взрыва кислород и распылённые вещества сгорают, образуется ударная волна, а в данном объёме образуется разрежение, сказать грубо – вакуум. После чего в место взрыва приходит отрицательная ударная волна. Отсюда название – вакуумная бомба.

Из учебников по физике можно узнать, что за любой ударной волной (зоной сжатия) следует зона разрежения (закон сохранения масс). Объёмно-детонирующий заряд в силу большого занимаемого объёма в пространстве формирует также объёмную ударную волну. Поэтому бьёт она не точечно, как при взрыве бризантного заряда, и воронок не оставляет, но лес валит хорошо и с корнем.

Впервые бомбы объёмного-детонирующего взрыва применили американцы во вьетнамской войне в 1969 году. Эффект был ошеломляющим. В вертолёт «Ирокез» загружали два или три таких боеприпаса, а потом скидывали прямо на джунгли. Взрыв даже одной бомбы расчищал вполне пригодную посадочную площадку, позволяющую высадку десанта. В то время как обычные бомбы проблему не решали, хотя лес они валили, но образовывалась огромная воронка и бурелом.

Они же, американцы, опытным путём установили, что бомба отлично подходит для борьбы с негерметичными укреплениями Вьетконга. Аэрозольное облако распылённого топлива, как обычный газ, затекает внутрь любых негерметичных помещений, блиндажей, окопов. При подрыве облака аэрозоля все сооружения буквально взлетали на воздух.

Как ни парадоксально звучит, но человечество страдало от вакуумных бомб задолго до их изобретения, не понимая процессов объёмного взрыва. В XIX веке в период индустриализации по непонятным причинам вдруг взлетали на воздух мукомольные мельницы, сахарные фабрики, взрывались шахты и даже лесопилки. Что происходило? Распылённая в воздухе тонкодисперсная пыль муки или сахара, угольная пыль и даже деревянные опилки в смеси с кислородом – это и есть готовая к применению бомба объёмного действия. Достаточно детонатора в форме случайной искры или огня, после чего взрыв. Секрет кроется в том, что распылённое вещество в виде аэрозольной взвеси имеет огромную поверхность, а при соприкосновении с окислителем ведёт себя как настоящий боеприпас. Не будем далеко ходить, в середине XX века, когда природный газ стал широко использоваться в быту, всякая утечка и случайная искра приводили к взрыву. Сегодня, в связи с программой полной газификации населения, такие объёмные взрывы наблюдаются почти каждый год, разрушая подъезды многоэтажек и целые дома.

Вакуумная бомба была объявлена экспертами ООН «негуманным средством ведения войны, вызывающим чрезмерные страдания». Человек, находившийся в объёме взрыва такой бомбы, получал чудовищные травмы.

В России в 2007 году изготовлена и испытана самая мощная вакуумная бомба, назвали её «папа» в противовес американской «маме». Кто круче? Наша бомба на тонну легче, но у неё в четыре раза больше радиус гарантированного поражения. То есть при массе взрывчатки в 7,1 тонны тротиловый эквивалент взрыва – 44 тонны. В американской больше обычной взрывчатки, и она может применяться для глубинных взрывов.

В 2003 году американская супербомба была испытана. Длина её 10 м, диаметр 1 м. Из 9,5 тонны её массы 8,5 тонны составляет взрывчатка. ВВС США провели два испытания своей бомбы в штате Флорида, после чего она была отправлена в Ирак, но так и не взорвалась. Банально – не нашли подходящей цели.

Следует отметить тот факт, что вакуумные бомбы против солдат регулярной армии почти не применяли. Будем надеться, что и дальше будет так.

Мощность взрыва Тунгусского метеорита во много крат превосходит и «маму» и «папу».

Далее читаем критику ещё одной гипотезы, которую я не смог обойти своим вниманием, так как появилось большое количество последователей и якобы она раскрывает тайну ТМ.

1.3. Электроразрядный взрыв

К концу XX века абстрактные и экзотические гипотезы падения Тунгусского метеорита постепенно уходили в прошлое. На смену им стали подниматься на щит гипотезы технического характера с претензией стать общепринятыми теориями. Одной из них является гипотеза к. ф.‑ м. н. Александра Невского о высотном электроразрядном взрыве. Впервые изложена в докладе на семинаре Комитета по метеоритам Академии наук СССР в 1963 году, но она становится некой базой и для других новых гипотез. В 1978 году данная гипотеза была опубликована в «Астрономическом вестнике» (том 12, № 4) с длинным названием: «Явление положительного стабилизируемого электрического заряда и эффект электроразрядного взрыва крупных метеоритных тел при полёте в атмосферах планет». В 1987 году появилась публикация данной гипотезы в журнале «Техника – молодёжи» (№ 12) [8].

Сущность данной гипотезы заключается в следующем. При полёте метеорита в атмосфере Земли вокруг него образуется плазменная оболочка. Цитата: «Поверхность тела может накаляться до такой степени, что начинается термоэлектронная эмиссия, то есть „испарение“ свободных электронов. Эти электроны захватываются и уносятся встречным потоком плазмы. Тело приобретает всё возрастающий положительный заряд. Образуется огромный электрический диполь с концентрированным положительным зарядом на поверхности и рассеянным отрицательным зарядом в плазменном хвосте.

Поскольку положительный заряд поверхности при достижении некоторой скорости стабилизируется и достигает значительной величины, то между телом и Землёй возникает огромная разность потенциалов, которая может привести к пробою воздушного слоя между метеоритным телом и Землёй, то есть К РАЗРЯДУ МОЛНИИ» [9].

Далее идут некоторые ограничения, зависящие от влажности, температуры и других факторов. Задаются параметры электрического разряда и его пробой на землю.

Весьма красивая гипотеза, и не более, но на её основе строятся новые гипотезы некоторых специалистов с учёными степенями.

Считаю, что данная гипотеза не может быть положена в основу теории, объясняющей падение Тунгусского метеорита.

Почему? Читаем ниже.

Молния поцарапает кору одного дерева

Сначала немного посчитаем. Поскольку (по Невскому) произошёл электрический разряд, то он мог произойти между обкладками конденсатора. Положительно заряженной обкладкой являлся болид, а отрицательной – поверхность земли.

Энергия заряженного конденсатора равна:

W = ½ CU²,

где С – электроёмкость конденсатора.

Электроёмкость плоского конденсатора равна:

С = εε_o S / d,

где ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды, для воздуха ε = 1,00059 (можно не учитывать);

ε_о – электрическая постоянная, ε_о = 8,85 × 10^–12 Ф/м;

S – площадь пластины;

d – расстояние между пластинами (10 км).

В расчёте берём диаметр метеорита 100 м (r = 50 м).

S = πr² = 3,14 × 50² м = 7 850 м².

С = 8,85 × 10^–12 × 7 850 / 10⁴ = 6,94725 × 10^–12 Ф.

Напряжение пробоя воздуха возьмём 30 кВ/см, как указано в гипотезе, тогда разность потенциалов на высоте 10 км должна составить:

U = 3 × 10¹⁰ В.

Найдём энергию заряженного конденсатора, которая равна:

W = ½ × CU² Дж.

W = ½ × 6,94725×10^–12 × (3 × 10¹⁰)² = 3,1262625 · 10⁹ Дж.

Переведём полученную энергию в тротиловый эквивалент из расчёта 1 кт = 4,184 · 10¹² Дж. Получим 0,00074719 кт.

На высоте 10 км ёмкость конденсатора маленькая, отсюда получена соответствующая энергия. По оценкам специалистов мощность Тунгусского взрыва оценивается в 40–50 мегатонн, что соответствует энергии самой мощной из взорванных водородных бомб.

Как видите, несопоставимые цифры, энергии явно недостаточно для повала деревьев на огромной территории.

Добавлю, ёмкость конденсатора заряженного дождевого облака на порядки больше.

Отбросим расчёты. Автор гипотезы и его последователи наверняка скажут, что они не корректны.

Хорошо, перейдём к логике рассуждений падения Тунгусского метеорита.

Автор говорит об «испарении» свободных электронов, но положительные ионы оставляет в теле метеорита. Странная фильтрация. Летящее с высокой скоростью твёрдое тело теряет не только свободные и несвободные электроны, но и положительные ионы. Тело теряет целые куски, которые отрываются от него, и в этом случае говорить о поляризации просто не логично. Если даже появляются участки поляризации (разности потенциалов), то они тут же замыкаются плазмой. Метеорит – это диэлектрик, а плазма – проводник, она окутывает твёрдый метеорит как кокон, замыкая на себя разнополярные заряды. Вот в самой плазме электрические токи идут постоянно, с помощью которых и она разогревается. Это токи ЗЭТ (зона электрических токов) [10]. Вопрос: как диэлектрик может накопить огромную разность потенциалов? Кстати, подобную гипотезу выдвигал В. Ф. Соляник ещё в 1951 году. «Он полагал, что Тунгусский метеорит был железоникелевым положительно заряженным телом, которое разрядилось на высоте 15–20 км и упало далеко от места взрыва» [11].

Железоникелевый метеорит – это для конденсатора гораздо корректней, чем силикатный или ледяной, но, даже пусть он из чистого золота, окружающая его плазма снивелирует (сожжёт) все его потенциалы.

Добавлю ещё одну маленькую цитату из указанной выше гипотезы, где подводится как бы итог: «…преобразование энергии движения космического тела в энергию электрического разряда может происходить В ВИДЕ ОЧЕНЬ СИЛЬНОГО ВЗРЫВА» [9].

Из физики нам известно, что кинетическая энергия всегда преобразуется в ТЕПЛОТУ! Электрическую энергию нельзя накопить в диэлектрике, хотя молекулы и атомы поляризуются.

Накопить какой-то потенциал может только плазма. Кстати, плазма и должна быть первой обкладкой конденсатора. Даже если бы накопленный потенциал достиг напряжения пробоя диэлектрика (воздушного столба), то это была бы та самая молния, какие мы наблюдаем в летнее время во время грозы. Если бы энергетический потенциал в молниях был так же велик, как это было в Тунгусском метеорите (было повалено 60 тыс. деревьев), то на Земле не осталось бы ни одного дерева в течение одного часа, так как на земном шаре одновременно возникает около 1 800 гроз и в 1 секунду проскакивает от 40 до 100 молний.

Удару молнии предшествует образование так называемых лидера и стримера, которые двигаются друг другу навстречу. По проложенному пути (каналу) проскакивает и сам электрический разряд, эти извилистые разряды молний мы постоянно наблюдаем во время грозы. Извилистые потому, что путь (канал) этого разряда прокладывается не из наших человеческих умственных способностей и знаний геометрии – чем прямее, тем короче. Данный путь прокладывается из соображений природы – чем меньше сопротивление среды, тем короче. Поэтому молния, начавшаяся в определённой точке облака, может ударить в точку, отстоящую от её проекции на земле за несколько километров. Следуя данным фактам, картина вывала леса должна быть не симметричной.

Теперь по поводу самой молнии. Снова посмотрим на грозовую тучу. Вы когда-нибудь видели, чтобы из одного грозового облака вылетели одновременно десяток, сотня или тысяча молний? Вылетает одна, а потом она может разделиться на несколько более тонких ветвей. А почему мы всегда видим одну молнию? Да потому, что для разряда проводящей обкладки конденсатора достаточно одного проводника и все заряды моментально стекают, это притом что обкладкой в грозовом облаке является не металл. Тогда откуда с обкладки конденсатора болида Невского образовались многоканальные разряды молний одновременно: «Физические условия в каналах, число которых может достигать сотен тысяч». Я уже не говорю о размерах, грозовое облако на порядок, на несколько порядков превосходит размеры метеорита. Просто несопоставимые размеры. Зато с километрового облака при пробое одной молнии заряды как рукой снимает, а стометровый болид рождает их с неимоверной скоростью, и они превращаются в «многоканальные» молнии.

Не для того затеян разбор полётов над Тунгуской, чтобы убить одну гипотезу, а для того, чтобы показать, что эти гипотезы множатся, считая данную версию почти теорией.

Метеорит из кварца?

В том же журнале «Техника – молодёжи», но позднее публикуется статья «Тунгусский метеорит – что это было», в которой В. В. Кореньков, понимая, что в каменной глыбе не удастся накопить огромный заряд, пытается реанимировать гипотезу Невского. Для этого он заменяет камень метеорита на кварц – более 50 % массы тела, остальное – горная порода с небольшим включением железа. «Из-за кварцевой основы поверхности космического тела на его поверхности имелся приобретённый ранее большой электрический потенциал»