Куда упал Тунгусский метеорит? И упал ли?

Тунгусское событие произошло 30 июня 1908 года в северной сибирской тайге. Его сопровождал огромный взрыв, который повалил деревья в радиусе до 40 километров от эпицентра.

Причина Тунгусского события до сих пор не определена. Наиболее распространённой считается гипотеза о падении космического тела. В связи с этим внимание привлекает озеро Чеко, которое находится всего лишь в 8 километрах от предполагаемого эпицентра взрыва и рассматривается некоторыми исследователями как след от падения Тунгусского метеорита.

Учёные из Красноярска, Новосибирска и Казани при ведущем участии специалистов Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук описали морфологию дна и донных отложений озёр Заповедное и Пеюнгда, расположенных на территории Тунгусского государственного природного заповедника недалеко от предполагаемого эпицентра Тунгусского события.

Исследователи сравнили полученные данные с озером Чеко и поставили под сомнение гипотезу о связи озера Чеко с Тунгусским явлением.

Результаты показали, что озёра Заповедное и Пеюнгда по форме и глубине сопоставимы с озером Чеко. Все они имеют круглую и воронкообразную форму. Таким образом, форма озера Чеко не уникальна для этого района.

Учёные отобрали донные отложения в этих озёрах и с помощью радиоуглеродного анализа определили, что возраст Заповедного превышает две тысячи лет. Сейсмоакустические исследования показали, что толщина отложений озера Пеюнгда соответствует возрасту нескольких тысяч лет. Донные отложения из Чеко показывают, что возраст этого озера должен быть не менее трёхсот лет.

В итоге возраст всех трёх озёр превышает возраст Тунгусского события. Расположение всех трёх в руслах рек также указывает на их общее происхождение. Эти факты свидетельствуют против гипотезы об уникальном ударном происхождении озера Чеко в результате Тунгусского события 1908 года.

- Раньше считалось, что необычная форма озера Чеко уникальна для тунгусского района. Этот факт был одним из главных аргументов в пользу его ударного происхождения. Наши исследования геоморфологии дна озёр Заповедное и Пеюнгда опровергают уникальность формы озера Чеко,- рассказал ведущий научный сотрудник Института биофизики Сибирского отделения РАН, профессор Сибирского федерального университета, доктор биологических наук Денис Рогозин.

Сходство формы трёх водоёмов указывает на их общее происхождение. Разница в возрасте озёрных отложений ставит под вопрос их ударное происхождение - для этого потребовался бы прилёт трёх почти одинаковых космических тел в разное время, что маловероятно, учитывая, что озёра расположены почти в одном месте на земном шаре.

- Кроме того, все три озера расположены в руслах рек, поэтому более вероятна геологическая природа их происхождения. Предположительно оно связано с карстовыми процессами либо с таянием вечной мерзлоты, ведь форма озёрных чаш выглядит как следствие обвала подстилающих пород. Таким образом, мы представили ещё одно свидетельство против гипотезы о происхождении озера Чеко в результате Тунгусского события,- подчеркнул Денис Рогозин.

В работе принимали участие исследователи из Института биофизики СО РАН, Сибирского федерального университета, Казанского федерального университета, Красноярского государственного педагогического университета имени В. П. Астафьева, Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН.

Ранее красноярские физики опровергли падение Тунгусского метеорита на Землю. В 2020 году они сообщили, что вековая тайна Тунгусской катастрофы близка к разгадке. По их расчётам исследователей, значительные разрушения в районе Подкаменной Тунгуски связаны совсем не с падением космического объекта на Землю, что объясняется и отсутствием на поверхности метеоритных фрагментов.

Блуждающие объекты - астероиды и кометы - привлекают внимание учёных и обывателей, так как представляют особую опасность для жителей Земли. 30 июня 1908 года над Сибирью в районе Подкаменной Тунгуски произошло событие, о причинах которого до сих пор спорят. Десятилетия поисков не приносили новых результатов. Тайна Тунгусского явления оставалась неразгаданной, несмотря на десятки предложенных гипотез.

Основываясь на расчётах траектории и массы космического объекта, внешних действующих на него сил и изменений начальной скорости, учёные Красноярского научного центра при участии молодых коллег из нескольких российских академических институтов и университетов представили новое объяснение Тунгусского феномена.

Они показали, что разрушения, созданные Тунгусским космическим телом, могли быть вызваны ударной волной. Взрывной удар мог возникнуть при прохождении космического тела через атмосферу Земли при условии, что оно состояло не изо льда, как кометные ядра, а из железа. Примеры крупных космических тел из железа хорошо известны. Например, Аризонский метеорит с начальным размером более 50 метров образовал 50 тысяч лет назад в месте падения кратер диаметром 1200 и глубиной 200 метров.

Чтобы проверить свою теорию и подробнее изучить поведение космических тел при вхождении в атмосферу, учёные создали модель поведения малых астероидов в атмосфере Земли.

- Мы рассчитали траекторные характеристики для космических объектов диаметром от 200 до 50 метров, состоящих из железа, льда или каменных пород, таких как кварц и лунный грунт. Модель показывает, что Тунгусское тело не могло состоять из камня или льда, поскольку низкая прочность этих внутренне неоднородных материалов, в отличие от железа, приводит к быстрому разрушению таких тел в атмосфере в условиях колоссального аэродинамического давления,- рассказывал тогда руководитель проекта, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физики имени Л. В. Киренского, профессор Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ Сергей Карпов.

Помимо этого, предложенная модель учитывала изменение траектории движения космического тела в зависимости от аэродинамического сопротивления, угла и скорости входа в атмосферу, свойств материала тела и его прохождения через различные слои атмосферы.

Основываясь на результатах моделирования, исследователи показали, что Тунгусский феномен был вызван железным астероидом с наиболее вероятным размером от 100 до 200 метров. Этот астероид прошёл сквозь атмосферу Земли при минимальной высоте полёта 10-15 километров со скоростью около 20 километров в секунду. Он продолжил своё движение по околосолнечной орбите, потеряв около половины своей начальной массы, которая могла превышать три миллиона тонн и сохранив при этом свою целостность.

Подобный объект мог создать ударную волну, способную вызвать падение деревьев на территории, значительно превышающей полторы тысячи квадратных километров, и не оставить на поверхности Земли никаких следов самого исходного тела.

Основной вклад вносила сферическая составляющая этой ударной волны, характерная для взрыва. Расчёты показали, что её возникновение связано с резким увеличением скорости испарения тела при приближении к эпицентру в верхних слоях тропосферы - для двухсотметрового тела - до 500 тысяч тонн в секунду из-за сильного нагрева его поверхности.

Именно эта огромная масса может мгновенно расширяться в виде высокотемпературной плазмы, создавая эффект взрыва. Таким образом, колоссальные разрушения на Земле были вызваны не прямым попаданием астероида, а ударными волнами, создаваемыми при прохождении крупного космического тела в атмосфере.

Ещё одна загадка Тунгусского феномена - причина пожаров, охвативших район эпицентра площадью более 160 квадратных километров. Объяснение этого явления связано с действием светового излучения высокой интенсивности, порождаемого головой болида с температурой излучающей поверхности свыше 10 тысяч градусов на минимальной высоте полёта.

Было показано, что именно в таких условиях на поверхности Земли достигается температура воспламенения горючих материалов, которые нагреваются при поглощении оптического излучения от болида за расчётное время пролёта над эпицентром в течение 1-1,5 секунды.

- Моделирование поведения различных космических тел в атмосфере Земли поможет более точно предсказывать степень астероидной опасности. В особенности это касается космических объектов, размером более двух километров. Именно такие астероиды представляют наибольшую угрозу для нашей цивилизации. Модельные расчёты позволят определить вероятность столкновения подобных объектов с Землёй, их свойства, последствия падения, а также характерные особенности сквозного прохождения через атмосферу даже без столкновения с поверхностью Земли, поскольку ударные волны, порождаемые этим прохождением, обладают колоссальной разрушительной силой,- пояснил Сергей Карпов.