1969 Золотов - Проблема Тунгусской катастрофы 1908г

А. В. З О Л О Т О В
роблема
Ту нгусско й к а т а с т р о ф ы
А. В. ЗОЛОТОВ
Пробле ма
Тунгусской катастрофы
1908 г.
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА И ТЕХНИКА»
Минск
•
1969
526
3-81
ПРЕДИСЛОВИЕ
УДК 523.16
Проблема Тунгусской катастрофы 1908 г. 3 о л о т о в А. В.
Изд-во «Наука и техника», 1969, 1—204.
Тунгусская катастрофа 1908 г.— уникальное явление при­
роды, изучение которого представляет большой научный инте­
рес. Однако это редчайшее интересное явление до сих пор еще
недостаточно изучено.
В течение более 50 лет в литературе излагалась только
одна точка зрения —■ метеоритного характера, которая осно­
вана на предположении о том, что взрыв космического тела и
все разрушения в тайге произошли за счет кинетической
энергии движущегося тела. Как известно, эта рабочая гипоте­
за не привела к решению проблемы.
В настоящее время наряду с первой точкой зрения суще­
ствует другая, которая основана на предположении о том, что
взрыв Тунгусского космического тела и все разрушения в тай­
ге произошли за счет внутренней энергии самого тела — хими­
ческой или ядерной.
Данная книга является первой попыткой систематического
изложения второй точки зрения на тунгусское явление.
Рассчитана на научных работников, а также будет с ин­
тересом прочитана широкими кругами читателей.
Библиография— 176 назв. ;Таблиц 13. Рисунков 58.
2- 6-1
128-69
В книге А. В. Золотова «Проблема Тунгусской катастро­
фы 1908 г.» представлено обобщение результатов многолетней
работы автора по исследованию тунгусской проблемы.
Не решая проблемы в целом, автор дает новую постановку
задачи и рассматривает проблематику исследования тунгус­
ского явления с точки зрения своей рабочей гипотезы.
Начиная с 1960 г. А. В. Золотов проводил исследования
тунгусской проблемы по программе, одобренной академика­
ми Л. А. Арцимовичем, Е. К. Федоровым, М. А. Леонтовичем
и мною.
При разработке программы исследований А. В. Золотов
исходил из идеи о ядерном характере взрыва Тунгусского кос­
мического тела. Эта идея многим ученым представляется со­
вершенно невероятной и ненаучной. Однако, даже не разделяя
такой точки зрения с автором данной книги, приходится при­
знать ее важное значение как рабочей гипотезы, позволяющей
поставить исследование явлений Тунгусской катастрофы с дру­
гой точки зрения и получить новые и интересные результаты.
А. В. Золотов и руководимый им состав экспедиции про­
явили энергию при сборе материалов, незаурядную наблюда­
тельность и способность к анализу и сопоставлению собран­
ных фактов и наблюдений. Ряд заключений А. В. Золотова
о характере тунгусского падения заслуживает пристального
внимания и, по моему мнению, представляет существенный
вклад в изучаемую проблему.
Отметим некоторые из этих заключений.
,
1. Анализ характера вывала леса в районе катастрофы,
характера повреждений сухих и живых деревьев позволил
А. В. Золотову оценить соотношение интенсивностей балли­
стической и взрывной волн. Малая интенсивность баллисти­
ческой волны заставляет прийти к выводу о малой скорости
(порядка Нескольких километров в секунду) космического те­
ла в момент катастрофы.
1*
3
2. Приходится признать, что взрыв космического тела на
высоте в несколько километров произошел вследствие быстро­
го выделения содержавшейся в нем в момент взрыва внутрен­
ней энергии.
3. Представляет значительный интерес независимая оценка
А. В. Золотовым энергии взрыва ((3—4) • 1023 эрг, или 8—
10 мегатонн тротила), а также световой энергии взрыва
(1—2) • 1023 эрг.
4. Заслуживает большого внимания предложенная авто­
ром идея использовать анализ радиоактивности годичных сло­
ев деревьев для установления возможной активации или вы­
падения радиоактивных осадков в момент катастрофы 1908 г.
Предложенная автором методика радиоактивного анализа
годичных слоев деревьев является очень сильной для провер­
ки гипотезы о ядерном характере тунгусского взрыва, но вви­
ду возможных помех от радиоактивных выпадений после
1945 г. необходимо более тщательно провести сбор материалов
и их анализ. Я думаю, что если в древесине живущих деревь­
ев в годичных слоях, относящихся к 1908 г., будут обнару­
жены радиоактивные особенности, то придется признать по
крайней мере, что тунгусский взрыв сопровождался ядерными
реакциями. Отрицательный результат в этом случае не явля­
ется решающим.
В 1965 г. в английском журнале «Природа» опубликована
статья лауреата Нобелевской премии, известного американ­
ского ученого Либби, в которой он приводит результаты ис­
следования содержания радиоактивного углерода в годичных
слоях деревьев, спиленных в Америке. В годичном слое 1909 г.
Либби обнаружил небольшое повышение содержания радио­
активного углерода. Результаты Либби согласуются с данны­
ми работы академика А. П. Виноградова. На основании этих
данных Либби допускает возможность ядерной природы тун­
гусского взрыва 1908 г. В своей статье Либби ссылается на
результаты экспедиции А. В. Золотова в район Тунгусской
катастрофы, вследствие чего международный интерес к ре­
зультатам работы А. В. Золотова сильно возрос.
Оценивая результаты работы автора книги в целом, я счи­
таю, что она была безусловно полезной, и полученные мате­
риалы и их анализ представляют существенный вклад в ре­
шение проблемы Тунгусской катастрофы — этого интересней­
шего явления природы.
Академик Б. П. КОНСТАНТИНОВ
ВВЕДЕНИЕ
30 июня 1908 г. в атмосферу Земли влетело космическое
тело и ранним утром взорвалось над тайгой в бассейне
р. Подкаменной Тунгуски, в 65 км от фактории Ванавары.
Взрыв этого космического тела произвел огромные разруше­
ния в тайге. Миллионы вековых деревьев сибирской тайги на
расстоянии до 20—25 км от эпицентра взрыва были повале­
ны сплошным настилом.
Звуки взрыва были слышны на расстоянии до 1200 км. На
расстоянии до 1000 км ощущались сотрясения почвы и наблю­
далось качание предметов, например висячих ламп и лампад.
На расстоянии до 200—300 км были выбиты стекла в окнах,
обращенных к месту взрыва. Воздушная волна тунгусского
взрыва обошла вокруг всего земного шара и была зарегист­
рирована на всех метеорологических станциях мира.
Взрыв Тунгусского космического тела вызвал сейсмиче­
ские волны, которые были зарегистрированы в Иркутске,
Ташкенте и других городах, а также — возмущение магнитно­
го поля Земли, которое было зарегистрировано на Иркутской
магнитной станции. В последующие несколько дней в запад­
ной стороне от места взрыва в полосе от 40 до 60° северной
широты от г. Енисейска до Лондона на протяжении более
6000 км наблюдалось аномальное свечение атмосферы, на­
столько сильное, что на огромной территории Европы и Азии
(в России, Англии, Ирландии, Бельгии, Голландии, Швеции,
Франции, Германии, Польше, Австро-Венгрии и Югославии)
в ночное время можно было фотографировать и читать газе­
ту. В первую ночь после взрыва во многих городах Европы
и Азии астрономы не смогли проводить наблюдения, так как
небосвод был настолько светлым, что на нем не было видно
звезд.
Факты показывают, что 30 июня над тунгусской тайгой
произошло какое-то грандиозное явление природы. Однако в
5
то время не обратили должного внимания на это уникальное
явление и оно вскоре было забыто.
Первый ученый прибыл на место взрыва космического те­
ла только в 1927 г., через 19 лет после катастрофы. Это был
научный сотрудник Минералогического музея Академии наук
РСФСР Л. А. Кулик, который провел большую работу по
первичному обследованию района катастрофы и поискам ме­
теоритного вещества. Л. А. Кулик обнаружил радиальный вы­
вал леса в районе катастрофы. Это открытие рассеяло все
сомнения относительно достоверности тунгусского явления.
С тех пор с некоторыми перерывами под руководством Коми­
тета по метеоритам Академии наук СССР ведется планомер­
ное изучение тунгусской проблемы.
С 1959 г. в изучении тунгусского феномена принимают
участие экспедиции энтузиастов, организованные на общест­
венных началах. Поводом для организации самодеятельных
экспедиций явились фантастическое предположение писателяфантаста А. П. Казанцева о взрыве в тунгусской тайге косми­
ческого корабля на атомном горючем и дискуссия о неразга­
данной «Тайне Тунгусского метеорита», развернувшаяся в то
время на страницах печати. Несмотря на критику работы от­
дельных групп, 9-я метеоритная конференция 1960 г. в целом
положительно оценила деятельность энтузиастов. Большая
часть энтузиастов — членов самодеятельных экспедиций в
дальнейшем вошла в состав официальных научных экспеди­
ций и продолжает работать над решением тунгусской про­
блемы.
Автор настоящей работы также принимал участие в одной
из самодеятельных экспедиций 1959 г. Позднее при поддерж­
ке Президиума АН СССР Волго-Уральским филиалом Всесо­
юзного научно-исследовательского института геофизики
(г. Октябрьский, Башкирская АССР) была организована офи­
циальная экспедиция под руководством автора по изучению
тунгусской проблемы. Работа экспедиции проходила в содру­
жестве с Ленинградским физико-техническим институтом
им. А. Ф. Иоффе АН СССР.
Результаты нашей экспедиции 1959—1962 гг. с определен­
ной степенью надежности показали, что взрыв Тунгусского
космического тела произошел не за счет кинетической энер­
гии движущегося тела, как считалось ранее, а за счет внут­
ренней энергии взрывчатого превращения — химического или
ядерного. В связи с этим возникла необходимость проведения
специального исследования физических явлений в районе
Тунгусской катастрофы с целью изучения возможных ядерных
процессов при взрыве космического тела. Задачи нашей экспе­
диции были специальными, и в план метеоритной экспедиции
Комитета по метеоритам АН СССР они не входили.
6
В настоящее время собран большой фактический материал
и проведена огромная работа большого коллектива исследо­
вателей по изучению проблемы Тунгусской катастрофы
1908 г., результаты которой достаточно полно изложены в ли­
тературе [1—100]. Но этот материал и проделанная работа
еще не привели к решению проблемы. Тунгусская катастрофа
1908 г. остается уникальной, еще не разгаданной тайной при­
роды.
За время ее изучения выдвигалось очень много различных
гипотез и предположений по тунгусской проблеме, но боль­
шинство этих гипотез было фантастическим, оторванным от
фактического материала. Большое количество различных, за­
частую противоречивых гипотез само по себе свидетельству­
ет о недостаточности фактических данных. Поэтому возникла
необходимость сбора нового и бесспорного фактического
материала. Характерная особенность изучения тунгусской
проблемы в последнее время заключается в том, что оно поло­
жено на фактическую основу и проходит под лозунгом «фак­
ты и только факты». Все гипотезы и предположения недоста­
точно обоснованные, не соответствующие или противореча­
щие фактическим данным (более 10 различных гипотез) были
отброшены.
В настоящее время остались только две четко сформули­
рованные рабочие гипотезы, по которым проводится исследо­
вание тунгусской проблемы.
1. Рабочая гипотеза Комитета по метеоритам АН СССР
основана на предположении о том, что взрыв Тунгусского
космического тела и все разрушения в тайге произошли за
счет кинетической энергии движущегося тела.
2. Рабочая гипотеза нашей экспедиции основана на пред­
положении о том, что взрыв космического тела и все разру­
шения в тайге произошли за счет внутренней энергии самого
тела — химической или ядерной.
Эти две рабочие гипотезы основаны на двух возможностях
взрыва космического тела при встрече с Землей: за счет ки­
нетической или внутренней энергии этого тела. Других воз­
можностей взрыва космического тела не существует, поэтому
не существует и других, сколько-нибудь существенно отли­
чающихся от приведенных двух рабочих гипотез изучения
тунгусского явления.
Все остальные гипотезы будут частным случаем приведен­
ных двух. Например, несмотря на огромную работу, проведен­
ную группой томских исследователей под руководством
Г. Ф. Плеханова, эта группа самостоятельной рабочей гипо­
тезы не имеет. По словам ее авторов, предложенный ими «ва­
риант гипотезы облака космической пыли, по-видимому, не
отличается принципиально от варианта кометной гипотезы»,
7
развиваемой Комитетом по метеоритам. Между обоими вари­
антами «имеются лишь терминологические различия» [86, 99].
Наличие двух принципиально различающихся рабочих ги­
потез при изучении тунгусской проблемы, на наш взгляд, яв­
ляется целесообразным, так как выяснение такого сложного
явления природы, как Тунгусская катастрофа, необходимо
проводить всесторонне, с различных точек зрения. Это помо­
жет различным группам исследователей более тщательно ана­
лизировать факты и более глубоко аргументировать свои до­
воды.
В соответствии с рабочей гипотезой о возможности взрыва
космического тела за счет его внутренней энергии автору
представляется целесообразным разделить изучение тунгус­
ской проблемы на три основных этапа:
1. Изучение причины взрыва космического тела (за счет
кинетической или внутренней энергии этого тела) и определе­
ние его параметров (размеры, плотность, структура, форма,
скорость космического тела и др.). Основным вопросом на этом
этапе является оценка конечной скорости космического тела,
значение которой определяет возможность того или иного ва­
рианта взрыва. Например, если конечная скорость космическо­
го тела менее 5 км/сек, то взрыв тела в воздухе за счет кинети­
ческой энергии принципиально невозможен [33, 69]. Тогда
остается единственный вариант — взрыв за счет внутренней
энергии самого тела.
2. Изучение характера взрыва космического тела (хими­
ческий или ядерный) и определение его параметров (общая
энергия взрыва, доля световой энергии, температура области
взрыва, концентрация энергии и др.). На этом этапе важны
исследование радиоактивности почвы и растений в районе
Тунгусской катастрофы, определение доли световой энергии
взрыва, исследование микробарограмм для оценки концент­
рации энергии взрыва на единицу массы и объема тела, ис­
следование геомагнитного возмущения и др.
3. Изучение природы космического тела (естественное или
искусственное происхождение тела). Основными вопросами
в изучении на этом этапе является исследование типа взрыв­
чатого превращения, химического состава космического тела,
траектории и высоты полета тела, характера свечения во вре­
мя полета (самосвечение тела или свечение баллистической
волны), характера свечения атмосферы после полета и взры­
ва тела и др.
В соответствии с этим планом производился анализ и
обобщение фактического материала и изложение результатов
исследования в данной работе.
В первой главе кратко рассмотрены история вопроса и по­
становка задачи.
6
Во второй главе излагаются результаты первого этапа изу­
чения тунгусской проблемы. На основе обобщения новых фак­
тических данных, анализа карты поваленного леса и взаимо­
действия взрывной и баллистической волн во второй главе
дается оценка по порядку величины основных параметров
космического тела и делается вывод о том, что Тунгусское
космическое тело не могло быть роем частиц или облаком кос­
мической пыли, тело имело небольшие поперечные размеры
(эффективный диаметр около 50—70 м), на конечном участке
пути двигалось с относительно небольшой скоростью около
1—2 км/сек и взорвалось за счет внутренней энергии самого
тела.
В третьей главе рассмотрены данные по второму этапу
изучения тунгусской проблемы. В результате исследования
радиоактивности древесины и светового ожога тунгусских де­
ревьев, анализа микробарограмм, записанных на расстоянии
нескольких тысяч километров от места взрыва, а также на
основании анализа геомагнитного эффекта в третьей главе
сделан вывод о том, что взрыв Тунгусского космического тела
произошел по законам точечного взрыва с большой концен­
трацией энергии в малом объеме, которую не может обеспе­
чить взрыв обычных ВВ; тунгусский взрыв сопровождался
образованием высокотемпературной плазмы, ядерных реакций
и потока ионизирующих излучений.
Третий этап изучения тунгусской проблемы — о происхо­
ждении космического тела — в настоящее время еще не за­
вершен. Однако, по мнению автора, имеющихся фактических
данных достаточно для решения и этого сложного вопроса.
Основное внимание в данной работе уделялось первому
этапу изучения тунгусской проблемы, так как этот этап явля­
ется фундаментальным и его решение определяет пути даль­
нейшего исследования всей проблемы в целом.
В заключение автор выражает глубокую благодарность
академикам Б. П. Константинову, Л. А. Арцимовичу, М. А.
Леонтовичу, Е. К. Федорову, члену-корреспонденту АН СССР
В. В. Федынскому, докторам физико-математических наук
10. П. Лунькину и М. М. Бредову за обсуждение и проявлен­
ный интерес к результатам данной работы, выражает благо­
дарность директору ВНИИ геофизики профессору М. К.
Полшкову, директору Волго-Уральского филиала ВНИИ гео­
физики И. Г. Жувагину, Б. Я. Кудымову, Е. А. Козлову, Л. Г.
Петросяну, П. А. Бродскому, А. В. Кавину за содействие в про­
ведении работ по тунгусской проблеме; А. П. Казанцеву, Ф. Ю.
Зигелю, В. Н. Мехедову, И. Г. Дядькину, И. Л. Дворкину,
Л. Д. Немцову, Ю. А. Гулину, И. Т. Зоткину, В. А. Бронштэну,
К. П. Флоренскому, Е. Л. Кринову, К- П. Станюковичу, Г. Ф.
Плеханову, Н. В. Васильеву, Д. В. Демину, В. К- Журавлеву,
9
Л. В. Кириченко, Б. И. Вронскому за обсуждение результатов
работы; В. Г. Дворецкому, Г. Н. Звереву, В. А. Исякаеву, К. Д.
Янковскому, В. А. Коробейникову, П. А. Пикунову, С. А. Пиро­
гову, В. И. Иванову, Г. В. Колобковой, А. Ф. Девятову, Е. Г.
Ефремову, В. А. Вавилину, А. Ф. Яфарову, А. А. Дивеевой,
С. И. Семеновой, А. А. Молчанову, Б. М. Рябову, П. А. Газиеву, Е. Н. Сыромятникову, Р. Ф. Гиниатуллиной, С. С. Евтушен*
ко, М. Я- Золотовой, Э. П. Зверевой, Е. Г. Николаевой, М. Г.
Лысенковой, В. А. Самсоновой за участие в экспедициях в рай­
он Тунгусской катастрофы и помощь в выполнении лаборатор­
ных работ. Автор благодарен участникам Томской экспедиции,
материалы которой использованы в книге, а также лицам, ока­
завшим содействие в проведении экспедиционной и исследова­
тельской работы.
Глава I
ИСТОРИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
§1
ПЕРВЫЕ ВПЕЧАТЛЕНИЯ
Полет Тунгусского космического тела наблюдали многие
тысячи жителей Красноярского края на расстояния до 800 км
от места взрыва. Сведения о наблюдениях очевидцев были
собраны в Иркутской магнитной и метеорологической обсер­
ватории, а затем были переданы в метеоритный отдел Мине­
ралогического музея Академии наук СССР. В настоящее вре­
мя свидетельства очевидцев о наблюдении тунгусского явле­
ния хранятся в научном архиве Комитета по метеоритам
АН СССР. Сводка этих показаний очевидцев опубликована
в книге Е. Л. Кринова «Тунгусский метеорит» [38].
Чтобы иметь некоторое представление о масштабах тун­
гусского явления и первых впечатлениях о нем, приведем не­
сколько характерных примеров и показаний очевидцев.
Очевидец А. Голощекин из с. Каменского, расположенного
на р. Енисее на расстоянии около 600 км к ЗЮЗ от эпицент­
ра взрыва (самая западная точка наблюдения полета косми­
ческого тела),
«...сообщил в своем письме от 30 июня 1908 г., что в 7 час
утра в селе Каменском наблюдалось следующее явление:
слышались три подземных громовых удара по направле­
нию от северо-запада, следовавших друг за другом; не­
которые наблюдали сотрясение. Из расспросов местных
обывателей он узнал, что несколькими минутами ранее
некоторые из них видели как бы оторвавшееся от солнца
тело больше аршина длиной, продолговатой формы и к
одному концу суживающееся; голова у него была свет­
лая, как солнце, а остальная часть более туманного цвета.
Тело это, пролетев пространство, упало на северо-восто­
ке» [38, стр. 64].
Корреспондент из г. Канска (расположен на расстоянии
630 км на ЮЗ от эпицентра взрыва, один из самых южных
пунктов наблюдения полета космического тела) Н. Тропин
И
в письме от 18 июня (1 июля по новому стилю) 1908 г., т. е.
на следующий день после тунгусского взрыва, писал:
«Сейчас могу сообщить о замеченном здесь, в Канске,
многими лицами землетрясении, бывшем 17 сего июня
(старого стиля) в 7 час утра (отметить минуты не уда­
лось). Наблюдения на улице: тихое, ясное утро, солнце —
вдруг довольно сильный глухой удар, вроде грома и при­
нятый многими за гром, затем продолжительный гул, и
через некоторое время удар повторился, но слабее: про­
должалось все примерно 5 мин. Животные были встрево­
жены и выражали беспокойство.
Наблюдение в доме: слышен был удар первый и вто­
рой, принятые тоже за удары грома, а другие лица при­
няли удары за шум от катания во дворе бревен, но, вый­
дя на улицу, обратили внимание на подземный гул; в до­
мах было замечено качание висевших предметов, дребез­
жание посуды и заметный стук внутренних деревянных
ставней в одном доме» [38, стр. 65].
Другой очевидец, находившийся во время полета косми­
ческого тела недалеко от г. Канска, Е. Е. Сарычев, опрошен­
ный в 1921 г., рассказал:
«Я был кожевенным мастером и летом (ближе к весне)
часов около 8-ми (до обеда) с работниками мыл шерсть
на берегу р. Кана. Как вдруг послышался сперва шум,
как от крыльев вспуганной птицы, в направлении с юга
на восток, на село Анцырь, и по реке пошла вверх по
течению волна вроде зыби. После этого последовал один
резкий удар, а за ним — глухие, как бы подземные рас­
каты. Удар был настолько силен, что один из рабочих,
Е. С. Власов,... упал в воду. С появлением шума в возду­
хе появилось как бы сияние круговидной формы, разме­
рами около половины луны, с синеватым оттенком, быст­
ро летящее от Филимонова к Иркутску. За сиянием оста­
вался в виде голубоватой полосы след, растянувшийся по
всему пути и потом постепенно исчезавший с конца. Сия­
ние, не разорвавшись, скрылось за горой. Продолжитель­
ность явления я заметить не мог, но оно было очень не­
долго. Погода была совершенно ясная и было тихо» [38,
стр. 65].
Корреспондент из с. Малышевки, расположенного на рас­
стоянии около 800 км на юг от места взрыва (по данным
Е. Л. Кринова, это самая южная точка, в которой наблюдал­
ся полет космического тела), И. В. Никольский в анкете о
землетрясении писал, что
<...в 8 час 15 мин утра на северо-востоке был слышен глу­
хой гром, как бы от въехавшего на подмостки плашкоута
экипажа. Ровно в 8 час 15 мин утра работавший в волост­
12
ном дворе мальчик увидел упавший в виде обрубка или в
виде ведра огонь по направлению к северо-востоку; то же
и в том же направлении видели рабочие, работавшие в ле­
су верст за 20 от Малышевки. Световых явлений Николь­
ский не видел, но глухой гром слышал вместе с другими
лицами» [38, стр. 64].
Начальник Киренской метеорологической станции, распо­
ложенной на расстоянии около 500 км к юго-востоку от места
взрыва, Г. К. Кулеш в своем письме от 23 июня (старого сти­
ля) 1908 г. писал:
«17 июня (по старому стилю) на северо-западе от Киренска наблюдалось необыкновенное явление, продолжав­
шееся приблизительно с 7 час 15 мин до 8 час утра... слы­
шал глухие звуки, но принял их за залпы ружейных выст­
релов на военном поле за р. Киренгой. Окончив работу, я
взглянул на ленту барографа и, к удивлению своему, за­
метил черту рядом с чертой, сделанной в 7 час утра (ча­
совая отметка времени)..., в продолжении работы я не
вставал с места... и никто не входил в комнату».
Далее он сообщил, что, по рассказам очевидцев,
«в 7 час 15 мин утра на северо-западе появился огненный
столб, в диаметре сажени четыре, в виде копья. Когда
столб исчез, послышались пять сильных отрывистых уда­
ров, как из пушки, быстро и отчетливо следовавших один
за другим; потом показалось в этом месте густое облако.
Через минут пятнадцать слышны были опять такие же
удары, еще через пятнадцать минут повторилось то же са­
мое. Перевозчик, бывший солдат и вообще человек быва­
лый и развитой, насчитал четырнадцать ударов. По обя­
занности своей он был на берегу и наблюдал все явление
с начала и до конца. Огненный столб был виден многи­
ми, но удары слышались еще большим числом людей...»
[38, стр. 62].
На расстояниях более 800 км, по данным Е. Л. Кринова
[38], световые явления не наблюдались, на расстоянии около
1000 км и более отмечались только механические и акустиче­
ские явления. Например, заведующий метеорологической
станцией с. Маритуй, расположенной на расстоянии около
1000 км на юг от места взрыва, в письме от 26 июля 1908 г.
писал:
«Землетрясение 17-го июня заметили пять человек. Путе­
вой сторож Алексеев, придя с дежурства около 8 час утра,
в помещении на версте 78-й Забайкальской ж. д,, около
«Толстого мыса», заметил, что лампадка качнулась и ико­
на, стоявшая на полке у стены, выходящей на юг, упала
на пол. Масло из лампадки выплеснулось. Размах лам­
падки приблизительно 1/4 аршина. Лампадка качалась
13
в направлении с ССЗ на ЮЮВ. Колебания почвы и гула
не замечали» [38, стр. 69].
Теперь рассмотрим несколько показаний очевидцев, нахо­
дящихся на расстоянии 200—400 км от места взрыва.
«Инженер В. П. Гундобин писал Кулику в 1924 г. о том,
что, путешествуя по Сибири, он встречал неоднократно
очевидцев падения метеорита.
Так, И. В. Кокорин рассказывал ему, что во время па­
дения метеорита он плыл по р. Ангаре около Мурского
порога, вблизи села Богучаны (около 330 км на ЮЗ от
места взрыва.— А .З .). «Это было в 5 час утра 17 июня
1908 г.», говорил Кокорин. Он сидел рулевым в лодке.
Впечатления его были таковы: на севере блеснул голубо­
ватый свет, и пронеслось с юга огненное тело, значитель­
но больше солнца, оставлявшее широкую светлую полосу;
затем разразилась такая канонада, что все рабочие, быв­
шие в лодке, бросились прятаться в каюту, позабывши
про опасность, грозившую со стороны порога. Первые уда­
ры были слабее, а потом все усиливались. Звуковой эф­
фект, по его определению, длился 3—5 мин. Сила звуков
была настолько велика, что лодочники были совершенно
деморализованы, и стоило больших усилий вернуть их на
свои места в лодке» [38, стр. 57].
Житель д. Ковы (около 300 км на ЮЮЗ) С. И. Привалихин, 39 лет, опрошенный Е. Л. Криновым в 1930 г., рас­
сказал:
«Число, месяц и год, когда упал метеорит, не помню, но
было это во время бороньбы паров в совершенно ясный
день утром. Солнце поднялось уже довольно высоко. Мне
было в то время лет 15. Я находился в 10 верстах от
д. Ковы, на пашне. Только я успел запрячь лошадь в бо­
рону и стал привязывать другую, как вдруг услышал
как бы сильный выстрел из ружья (один удар) вправо от
себя. Я тотчас же повернулся и увидел летящее как бы
воспламенение, вытянутое: лоб шире, к хвосту уже, цве­
том, как огонь днем, белый, во много раз больше солнца,
но много слабее его по яркости, так что на него можно
было смотреть. Позади пламени оставалась как бы пыль;
она вилась клубками, д о т пламени оставались еще синие
полосы. Летело оно быстро, минуты три. Исчезло пламя
за гривой гор между севером и западом (немного запад­
нее севера). Увидел я его летящим на высоте немного ни­
же половины расстояния между зенитом и горизонтом,
над летним солнцезакатом. Как только скрылось пламя,
послышались звуки сильнее ружейных выстрелов, чувст­
вовалось дрожание земли и слышно было дребезжание
стекол в окнах зимовья, куда я вбежал сразу же, как
только увидел пламя. Туда прибежали в испуге и другие
крестьяне, боронившие вместе со мною» [38, стр. 56].
Житель с. Кежмы И. А. Кокорин, опрошенный Е. Л. Кри­
новым в 1930 г„ рассказал;
«Вместе с Брюхановым и другими (человек 5—6) я ехал
в лодке по р. Ангаре в Кову добывать жернова. Около
д. Заимской (около 260 км на ЮЮЗ) мы подъехали к бе­
регу и, укрепив у берега лодку, пошли «на угор» в село,
расположенное прямо на юг. Отойдя несколько шагов от
лодки, мы увидели справа от себя (прямо на западе) ле­
тящее наклонно к земле на север огненно-красное пламя,
как при выстреле из ружья, раза в три больше солнца, но
не ярче его; смотреть на него было можно, и видели, как
пламя скрылось за горами на северо-западе. Пламя мы
заметили, когда оно уже появилось на небе. Как только
пламя коснулось земли, послышались звуки наподобие
беспрерывной стрельбы из пушек. Звуки продолжались
не больше полчаса. Во время звуков дрожала земля, стек­
ла в окнах дребезжали и продолжали дребезжать, когда
мы вошли уже в дом. Вода в реке была спокойна» [38,
стр. 55].
Енисейский уездный исправник Солонина в своем рапорте
от 19 июня 1908 г. на имя енисейского губернатора доносил:
«17-го минувшего июня, в 7 час утра над с. Кежемским
(на Ангаре) с юга по направлению к северу при ясной
погоде высоко в небесном пространстве пролетел громад­
ных размеров аэролит, который, разрядившись, произвел
ряд звуков, подобных выстрелам из орудий, а затем ис­
чез» [38, стр. 51].
В своих письмах к Л. А. Кулику в 1935 и 1936 гг. Т. Н. Нау­
менко, во время падения космического тела находившийся в
с. Кежме (220 км на ЮЮЗ), где он отбывал ссылку за поли­
тическую деятельность в дореволюционное время, сообщил
следующие впечатления от падения космического тела:
«... 17 или 18 июня 1908 г., около 8 час утра день был на
редкость ясный, и не было заметно ни одного облачка,
ветер не шевелился, была полнейшая тишина... Вдруг
послышался отдаленнейший, еле слышный звук грома;
это заставило нас невольно оглянуться во все стороны;
звук послышался как будто из-за р. Ангары... звук грома
начал быстро усиливаться, он казался уже чем-то необык­
новенным, поскольку никаких туч на горизонте не было
видно, при этом раздался первый, сравнительно неболь­
шой удар; ...когда я быстро повернулся в направлении
I удара, то увидел, что лучи солнца пересекались широкой
Ч огненно-белой полосой с правой стороны лучей; с левой же
по направлению к северу... в тайгу летела неправильной
15
г
формы еще более огненно-белая (бледнее солнца, но
почти одинаковая с лучами солнца) несколько продолго­
ватая масса в виде облачка («комка») диаметром гораздо
больше луны... и без правильных очертаний краев.
После первого несильного удара, примерно через дветри секунды, а то и больше... раздался второй, довольно
сильный удар грома,... самый сильный, какие бывают во
время грозы. После второго удара «комка» уже не стало
видно, но хвост, вернее полоска, уже вся очутилась с ле­
вой стороны лучей солнца, перерезав их, и стала во много
раз шире, чем была с правой стороны от него; и тут же
через более короткий промежуток времени, чем было меж­
ду первым и вторым ударами, последовал третий удар
грома, и такой сильный (как будто бы еше с несколькими,
внутри него слившимися вместе ударами, даже с трес­
ком), что вся земля задрожала и по тайге разнеслось та­
кое эхо (какой-то оглушительный сплошной гул), что
казалось, что гул охватил всю тайгу необъятной Сибири...
Плотники... после первого и второго ударов в полном не­
доумении крестились..., а когда раздался третий удар, так
плотники попадали с постройки на щепки навзничь
и
некоторые были так ошеломлены и совсем перепуганы,
что мне приходилось приводить их в чувство и успокаи­
вать..., все мы побросали работу и пошли в село. Там увидели на улицах целые толпы местных жителей, с ужасом
говоривших об этом явлении. Некоторые еще спали, и их
разбудили эти необыкновенной силы удары грома, от
которых звенели стекла, а в некоторых домах даже трес­
нули печки и попадала с полок кухонная посуда...» [24,
стр. 119].
Очевидец Д. Ф. Брюханов, опрошенный Л. А. Куликом в
1938 г., рассказал:
«В ту пору я пахал свою пашню на Народимой (6 км к
западу от с. Кежмы). Когда я сел завтракать около сво­
ей сохи, вдруг раздались удары, как бы пушечные выст­
релы. Конь упал на колени. С северной стороны над ле­
сом вылетело пламя. Я подумал: неприятель стреляет (в
ту пору о войне говорили). Потом вижу: еловый лес вет­
ром пригнуло; ураган—думаю; схватился за соху обеими
руками, чтобы не унесло. Ветер был так силен, что снес
немного почвы с поверхности земли; а потом этот ураган
на Ангаре воду валом погнал: мне хорошо было видно,
так как пашня была на бугре.
В то же лето приезжали русские с Панолика (фактория)
и говорили, что еще севернее от них раздавались такие же
выстрелы и в избах на Панолике выбило окна, а сидев­
ших в одной избе сбросило с лавок на пол» [38, стр. 52].
Житель с. Кежмы А. К. Брюханов, опрошенный в 1929 г.
учительницей 3. Востриковой, передавшей свои записи Л. А.
Кулику, рассказал:
«... не успел я еще одеться совсем после бани, слышу шум.
Выскочил, как был, на улицу и сразу на небо взгляд ки­
нул, потому слышно — шум оттуда. И вижу: синие, зеле­
ные, красные, жаркие (оранжевые) полосы по небу идут,
и шириной они с улицу.
Погасли полосы, и снова послышался грохот, и земля за­
тряслась. Потом снова показались полосы и ушли «под
сивер». Казалось, что были они верст за 20 от Кежмы. Ну,
а потом услыхал я, что конец им был далеко, на тунгус­
ской стоянке. Тунгусы рассказывали, что сожгло у них
4 лабаза всякого имущества да «оленей» 50 хлеба. А у
стоянки вырыло канаву и находили в ней тунгусы какието камни» [38, стр. 53].
Начальник Нижне-Илимского отделения (около 420 км на
ЮЮВ) Бакулин в письме от 28 июня 1908 г. сообщил:
«Во вторник, 17 июня, около 8 час утра (часы не провере­
ны), по рассказам большого круга местных жителей, ими
был первоначально замечен в северо-западном направле­
нии спускавшийся косвенно к горизонту с востока на за­
пад огненный шар, который при приближении к земле
превратился в огненный столб и моментально исчез; пос­
ле исчезновения в этом направлении был виден клуб
дыма, поднимавшийся от земли вверх.
Спустя несколько минут произошел сильный шум в
воздухе с глухими отдельными ударами, похожими на
громовые раскаты. Следом за этими ударами последова­
ло около 8 сильных ударов, похожих на орудийные выст­
релы. Самый последний удар был со свистом и особенно
сильный, от которого поверхность земли и постройки слег­
ка колебались... Эти явления подтверждают и жители око­
нечных селений Нижне-Илимской волости, часть Коченгской и Карапчанской волостей, расположенных с востока
на запад, на пространстве около 300 верст» [38, стр. 58].
Большой интерес представляют показания очевидцев, кото­
рые находились в ближайшем населенном пункте — в факто­
рии Ванаваре, расположенной в 65 км на ЮЮВ от места
взрыва.
Житель фактории Ванавары С. Б. Семенов, опрошенный
Л. А. Куликом в 1927 г. и Е. Л. Криновым в 1930 г., рассказал
следующее:
«Точно год не помню, но больше двадцати лет назад во
время пахоты паров в завтрак я сидел на крыльце дома
на фактории Ванаваре и лицом был обращен на север.
Только я замахнулся топором, чтобы набить обруч на
16
2. А. В. Золотов
17
кадушку, как вдруг на севере, над тунгусской дорогой Ва­
силия Ильича Онкоуль (зимняя дорога метеоритной экс­
педиции,— Е. К-), небо раздвоилось, и в нем широко и вы­
соко над лесом (как показывал Семенов, на высоте около
50° — Е.К.) появился огонь, который охватил всю север­
ную часть неба. В этот момент мне стало так горячо, что
словно на мне загорелась рубашка, причем жар шел с се­
верной стороны. Я хотел разорвать и сбросить с себя ру­
башку, но в этот момент небо захлопнулось и раздался
сильный удар. Меня же сбросило с крыльца сажени на
три. В первый момент я лишился чувств, но выбежавшая
из избы жена ввела меня в избу. После же удара пошел
такой стук, словно с неба падали камни или стреляли из
пушек, земля дрожала, и когда я лежал на земле, то при­
жимал голову, опасаясь, чтобы камни не проломили голо­
ву. В тот момент, когда раскрылось небо, с севера ^пронесся мимо изб горячий ветер, как из пушки, который ос­
тавил на земле следы в виде дорожек и повредил росший
лук. Потом оказалось, что многие стекла в окнах были вы­
биты, а у амбара переломило железную накладку для
замка у двери. В тот момент, когда появился огонь, я
увидел, что работавший около окна избы П. П. Косолапов
присел к земле, схватился обеими руками за голову и
убежал в избу» [38, стр. 48].
Упоминавшийся Семеновым П. П. Косолапов, опрошенный
Л. А. Куликом в 1927 г., сообщил следующее:
«В июне 1908 г. часов в 8 утра я собирался на фактории
Ванаваре на сенокос и мне понадобился гвоздь. Не найдя
его в избе, я вышел во двор и стал вытаскивать гвоздь
щипцами из наличника окна. Вдруг мне что-то как бы
сильно обожгло уши. Схватившись за них и думая, что
горит крыша, я поднял голову и спросил сидевшего у сво­
его дома на крыльце С. Б. Семенова: «Вы что, видели чтонибудь?» — «Как не видать,— отвечал тот,— мне тоже
показалось, что меня как бы жаром охватило». После это­
го я сразу же пошел в избу, но только что я вошел в нее
и хотел сесть на пол за работу, как раздался удар, посы­
палась с потолка земля, вылетела из русской печи на сто­
явшую против печи кровать заслонка от печи и было вы­
шиблено в избу одно стекло из окна. После этого раздал1
ся звук наподобие раскатов грома, удалявшихся к северу.
Когда стало потом потише, то я выскочил на двор, но
больше ничего уже не заметил» [38, стр. 50].
Дочь Семенова, А. С. Косолапова, опрошенная Е. Л. Криновым в 1930 г., в возрасте 41 года, рассказала:
«Мне было 19 лет, и во время падения метеорита я была
на фактории Ванаваре. Мы с Марфой Брюхановой при-
шли на ключ (за баней фактории) по воду. Марфа стала
черпать воду, а я стояла подле нее, лицом к северу. Вдруг
я увидела перед собой на севере, что небо раскрылось до
самой земли и пыхнул огонь. Мы испугались, но небо сно­
ва закрылось и вслед за этим раздались удары, похожие
на выстрелы. Мы подумали, что с неба падают камни и в
испуге бросились бежать, оставив у ключа свой ушат. Я
. бежала, пригнувшись и прикрыв голову, боясь, как бы на
голову не упали камни. Марфа бежала позади меня. Под'
бежав к дому, мы увидели моего отца, С. Б. Семенова, ле­
жавшего у амбара без чувств напротив крыльца дома.
Марфа и я ввели его в избу. Было ли во время появления
огня жарко, я не помню. В это время мы сильно испуга­
лись. Огонь был ярче солнца. Во время звуков земля и
избы сильно дрожали, а в избах с потолков сыпалась зем­
ля. Звуки сначала были очень сильные и слышались пря­
мо над головой, а потом постепенно стали все тише и ти­
ше» [38, стр. 49].
Представляют интерес также показания очевидцев, кото­
рые в момент катастрофы находились непосредственно в пре­
делах зоны разрушений. Во время катастрофы в пределах об­
ласти разрушений в тайге находилось 6 человек, которые
жили в двух чумах. Один их этих чумов — чум детей умерше­
го эвенка Подыги: Чекарена, Чучанча и Налеги — стоял на
р. Аваркитте( Ховоркикте) на расстоянии около 40 км на
ЮЮВ от эпицентра взрыва. Они рассказывали, что
«были разбужены сильным грохотом. Повсюду слышались
удары, сотрясение земли, сильный треск и шум. Страшная
буря, от которой трудно было удержаться на ногах, вбли­
зи их чума валила лес. Вдали, по направлению на север,
было видно какое-то облако; после они убедились, что это
был дым» [38, стр. 23].
Другой чум эвенков Ивана и Акулины находился даже в
зоне светового ожога деревьев на расстоянии, вероятно, око­
ло 20—25 км на ВЮВ от эпицентра взрыва. Позднее Акулина
следующим образом рассказала об этом событии:
«Рано утром, когда все в чуме еще спали, чум взлетел на
воздух, а вместе с ним — и люди. Упав на землю, вся
семья получила лишь незначительные ушибы, Акулина же
и Иван потеряли сознание и от сильного испуга долго не
могли понять, что случилось с ними. Когда же сознание к
ним вернулось, они увидели горящий кругом лес. Много
лесу было повалено. Кругом слышался какой-то шум»
[38, стр. 22].
В момент катастрофы в чуме Ивана и Акулины находился
эвенк Василий Охчен. Подтвердив рассказ Акулины, он доба­
вил, что
18
2*
19
«проснулся в хот момент, когда сорвало чум и его силь­
ным толчком отбросило в сторону. Сознания он не поте­
рял... был слышен невероятно сильный продолжительный
гром, и земля тряслась, горящие деревья падали, кругом
все было застлано дымом и мглой. Вскоре гром стих, ве­
тер прекратился, но лес продолжал гореть. Все трое от­
правились на поиски оленей, которые в момент катастро­
фы разбежались. Многих оленей из стада не оказалось,
найти их не могли» [38, стр. 22].
Относительно места расположения чума Ивана и Акулины
в литературе имеются противоречивые сведения: на берегу
р. Хушмы и р. Чамбы. Это вызвано тем, что некоторые эвенки
в своих показаниях р. Хушму, на берегу которой они жили,
называли Чамбой. О рассказах Ивана, Акулины писал и Л. А.
Кулик [11]. Сотрудник Красноярского музея А. Н. Соболев
2 февраля 1924 г. писал Л. А. Кулику, что некий Н. Н. Карта­
шев, работавший летом 1923 г. на р. Подкаменной Тунгуске,
слышал от эвенка Ильи Потаповича Петрова (по прозвищу
Лючеткан) следующий рассказ:
«Давно (лет 15 назад) на р. Чамбэ жил его брат, теперь
старый тунгус, почти не говорящий по-русски и живущий
на Тетере с Ильей Потаповичем. И вот однажды произо­
шел какой-то ужасный взрыв с грохотом и ветром. Сила
взрыва была такова, что на р. Чамбэ на много верст по
обоим берегам был повален лес на одну сторону. Чум его
брата повалило, покрышку чума унесло ветром, оглушило
брата, разогнало его оленей, которых он, очнувшись, не
мог собрать, за исключением очень немногих. Все это так
повлияло на него, что он долго хворал. В поваленном лесу
образовалась в одном месте яма, из которой потек ручей в
реку Чамбэ. Через это место прежде проходила тунгус­
ская дорога. Теперь ее забросили, потому что она оказа­
лась заваленной, непроходимой, и, кроме того, место это
вызывало ужас у тунгусов... От Подкаменной Тунгуски
до этого места и обратно на оленях три дня... Рассказы­
вая, Илья Потапович обращался к своему брату, перенес­
шему все это. Брат оживился, что-то усиленно рассказы­
вал по-тунгусски Н. Н. Карташеву, стуча палками по пал­
кам чума и по покрышке их, размахивая руками, стараясь
показать, как разметало его чум» [38, стр. 16].
Все эти показания, многие из которых были записаны в
первые же дни после полета и взрыва космического тела, не
требуют особых комментариев, они убедительно говорят о
том, что 30 июня 1908 г. над сибирской тайгой произошло
грандиозное явление природы, которое заслуживает глубоко­
го, всестороннего и полного научного изучения. Однако в то
время научное исследование этого редчайшего феномена при­
20
роды не было сделано. Все ограничилось только публикацией
нескольких газетных сообщений.
Так, например, в газете «Красноярец» от 13 июля 1908 г.
было опубликовано следующее сообщение:
«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. Непосред­
ственно за этим раздался страшный удар, сопровождае­
мый подземным толчком, от которого буквально сотряс­
лись здания, причем получилось впечатление, как буд­
то бы по зданию был сделан сильный удар каким-нибудь
огромным бревном или тяжелым камнем. За первым уда­
ром последовал второй, такой же силы и третий. Затем—
промежуток времени между первым и третьим ударами
сопровождался необыкновенным подземным гулом, похо­
жим на звук от рельс, по которым будто бы проходил
единовременно десяток поездов. А потом в течение 5—
6 мин происходила точь-в-точь артиллерийская стрельба:
последовало около 50—60 ударов через короткие и почти
одинаковые промежутки времени. Постепенно удары ста­
новились к концу слабее. Через 1,5—2-минутный перерыв
после окончания сплошной «пальбы» раздалось еще один
за другим шесть ударов наподобие отдаленных пушечных
выстрелов, но все же отчетливо слышных и ощущаемых
сотрясением земли.
Небо на первый взгляд было совершенно чисто. Ни ве­
тра, ни облаков не было. Но при внимательном наблюде­
нии на севере, т. е. там, где, казалось, раздавались удары,
на горизонте ясно замечалось нечто, похожее на облако
пепельного вида, которое, постепенно уменьшаясь, дела­
лось более прозрачным и к 2—3 час дня совершенно ис­
чезло.
Это же явление, по полученным сведениям, наблюда­
лось и в окрестных селениях Ангары на расстоянии 300
верст (вниз и вверх) с одинаковой силой. Были случаи,
что от сотрясения домов разбивались стекла в створчатых
рамах. Насколько были сильны первые удары, можно
судить по тому, что в некоторых случаях падали с ног ло­
шади и люди.
Как рассказывают очевидцы, перед тем, как начали
раздаваться первые удары, небо прорезало с юга на север
со склонностью к северо-востоку какое-то небесное тело
огненного вида, но за быстротою (а главное — неожидан­
ностью) полета ни величину, ни форму его усмотреть не
могли. Но зато многие в разных селениях отлично видели,
что с прикосновением летевшего предмета к горизонту в
том месте, где впоследствии было замечено указываемое
21
выше своеобразное облако, но гораздо ниже расположе­
ния последнего—на уровне лесных вершин как бы вспых­
нуло огромное пламя, раздвоившее собою небо. Сияние
было так сильно, что отражалось в комнатах, окна кото­
рых обращены к северу, что и наблюдали, между прочим,
сторожа волостного правления. Сияние продолжалось,
по-видимому, не менее минуты, так как его заметили
многие бывшие на пашнях крестьяне. Как только «пламя»
исчезло, сейчас же раздались удары.
При зловещей тишине в воздухе чувствовалось, что в
природе происходит какое-то необычайное явление. На
расположенном против села острове лошади и коровы на­
чали кричать и бегать из края в край. Получилось впечат­
ление, что вот-вот земля разверзнется и все провалится в
бездну. Раздавались откуда-то страшные удары, сотрясая
воздух, и невидимость источника внушала какой-то суе­
верный страх. Буквально брала оторопь...» [38, стр. 9].
В газете «Сибирь» от 2 июля 1908 г. (Иркутск) С. Кулеш
описал падение космического тела следующим образом:
«17-го июня утром, в начале 9 час у нас наблюдалось ка­
кое-то необычное явление природы. В селении Н.-Карелинском (верст 200 от Киренска к северу) крестьяне уви­
дали на северо-западе, довольно высоко над горизонтом,
какое-то чрезвычайно сильно (нельзя было смотреть)
светящее белым голубоватым светом тело, двигавшееся
в течение 10 мин сверху вниз. Тело представлялось в ви­
де «трубы», т. е. цилиндрическим. Небо было безоблачно,
только невысоко над горизонтом, в той же стороне, в ко­
торой наблюдалось светящееся тело, было заметно малень­
кое темное облачко. Было жарко, сухо. Приблизившись к
земле (лесу), блестящее тело как бы расплылось, на ме­
сте же его образовался громадный клуб черного дыма и
послышался чрезвычайно сильный стук (не гром), как бы
от больших падавших камней или пушечной пальбы. Все
постройки дрожали. В то же время из облачка стало вы­
рываться пламя неопределенной формы.
Все жители селения в паническом страхе сбежались на
улице, бабы плакали, все думали, что приходит конец
мира... В конце концов решили послать в Киренск нароч­
ного узнать, что обозначает столь напугавшее их явление
(от этого нарочного и почерпнуты переданные выше све­
дения).
Пишущий эти строки был в то время в лесу, верстах
в 6 от Киренска на север, и слышал на северо-западе как
бы пушечную пальбу, повторявшуюся с перерывами в те­
чение минимум 15 мин несколько (не менее 10) раз.
В Киренске в некоторых домах, в стенах, обращенных на
22
северо-запад, дребезжали стекла. Эти звуки, как теперь
выяснилось, были слышны в с. Подкаменском, Чечуйском, Заваломном и даже на станции Мутинской, верстах
в 180 от Киренска на север.
В это же время в Киренске некоторые наблюдали на
северо-западе как бы огненно-красный шар, двигавший­
ся, по показаниям некоторых, горизонтально, а по пока­
заниям других — весьма наклонно. Около Чечуйска кре­
стьянин, ехавший по полю, наблюдал это же на северозападе.
Около Киренска в д. Ворониной крестьяне видели ог­
ненный шар, упавший на юго-восток от них (т. е. в сто­
роне, противоположной той, где находится Н.-Карелинское).
Явление возбудило массу толков. Одни говорят, что
это громадный метеорит, другие — что это шаровая мол­
ния (или целая серия их). Часа в 2 между Киренском
и Н.-Карелинским (ближе к Киренску) в тот же день бы­
ла обыкновенная гроза с проливным дождем и градом»
[38, стр. 7].
В газете «Сибирская жизнь» от 14 августа 1908 г. сооб­
щалось, что на приисках Гавриловском и Золотой Бугорок
Северо-Енисейского округа Енисейской губернии
«все почувствовали сотрясение почвы, сопровождающееся
сильным гулом, как бы от грома, вслед за которым после­
довали еще два, но более слабых удара, потом еще не ме­
нее 10 еще более слабых. Постройки приисковые издава­
ли треск и скрип, так что люди выбегали со страхом на
улицу; бывшие на работе рабочие замечали, как тряс­
лись кулибинки (золотопромывальные машины) и от
земли поднималась пыль, что вызвало панику и бегство
с работ. На Гавриловском прииске лошади падали на
колени, на Золотом Бугорке с полок падала посуда» [38,
стр. 9].
Вскоре после газетных публикаций тунгусское явление бы­
ло практически полностью забыто.
§2
НАЧАЛО НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Научное исследование тунгусского явления началось спу­
стя 13 лет после взрыва космического тела, уже после
Октябрьской социалистической революции. В 1921 г. по ини­
циативе Л. А. Кулика Академия наук РСФСР организовала
специальную метеоритную экспедицию для сбора материалов
и сведений о метеоритах, выпавших на территории страны,
в том числе и в районах Сибири. В то тяжелое для молодой
П
Советской республики время, когда в стране еще не закончи­
лась гражданская война, несмотря на разруху, Советское пра­
вительство поддержало инициативу Л. А. Кулика и для про­
ведения этой экспедиции выделило необходимые средства.
Во время экспедиций Л. А. Кулик собрал большой факти­
ческий материал о метеоритах, особенно о Тунгусском метео­
рите, ориентировочно определив место его падения в бассейне
р. Подкаменной Тунгуски. На основании собранных мате­
риалов у Л. А. Кулика сложилось впечатление, что Тунгус­
ское космическое тело представляло собой огромный метео­
рит, который при входе в плотные слои атмосферы раздро­
бился, потерял космическую скорость (имел «точку задержки»)
и отдельными частями выпал на землю. Многократные
звуковые удары, о которых говорили очевидцы, Л. А. Кулик
объяснял групповым падением метеорита, а разрушения в
тайге — действием головной воздушной волны, образовав­
шейся впереди летящего метеорита.
Примерно таких же взглядов придерживались и другие за­
чинатели изучения тунгусского явления: С. В. Обручев,
А. В. Вознесенский и И. М. Суслов [4, 5, 9]. Директор Иркут­
ской магнитной и метеорологической обсерватории А. В. Воз­
несенский опубликовал показания очевидцев, а также очень
важные сведения о сейсмической волне, которая была вызва­
на тунгусским взрывом и записана в Иркутской сейсмической
станции [5]. Это была первая публикация инструментальной
записи явления, сопровождавшего взрыв Тунгусского косми­
ческого тела. А. В. Вознесенский впервые определил момент
тунгусского взрыва на основании инструментальных данных—
по записи сейсмических и воздушных волн, вызванных этим
взрывом. А. В. Вознесенский предполагал, что
«первые разрывы метеорита произошли не на поверхно­
сти Земли, а на высоте около 20 км над нею» [5], т. е.,
по его мнению, первоначальное разрушение космического
тела произошло в области задержки обычных метеоритов.
А. В. Вознесенский писал:
«Судя по всему вышесказанному, весьма вероятно, что
будущий исследователь места падения Хатангского ме­
теора (а для этого пока, к сожалению, ничего еще не сде­
лано) найдет что-то очень близкое к «метеорному крате­
ру» Аризоны и вокруг него на таких же расстояниях, как
и в Аризоне, т. е. до 2—3 км в окружности, массу облом­
ков, отделившихся от главного ядра еще до падения или
при самом падении. Во всяком случае если индейцы Ари­
зоны до сих пор хранят легенду о виденной их предками
огненной колеснице, упавшей с неба и углубившейся на
месте кратера в землю, то и современные тунгусы вправе
будут создать такую же легенду о новом огненном камне,
24
показать который они упорно не хотели русским, интере­
совавшимся этим делом в 1908 г. Как бы то ни было, ро­
зыски и исследование Хатангского метеорита — дело
весьма интересное и, быть может, даже могущее себя оку­
пить, если этот метеорит окажется принадлежащим к ти­
пу железных. Было бы очень печально, если бы в наш век
дело ограничилось бы только созданием одной новой ле­
генды» [5, стр. 38].
За разгадку тунгусской тайны взялся Л. А. Кулик— боль­
шой энтузиаст исследования «тунгусского дива», как тогда на­
зывали это явление. Он был одним из первых, кто понял на­
учную ценность и считал необходимым скорейшее изучение
этого грандиозного и исключительного явления природы.
Л. А. Кулика поддерживал академик В. И. Вернадский.
В 1927 г. Л. А. Кулик организовал первую специальную
экспедицию, в задачу которой входило обследование района
«падения» Тунгусского космического тела. Он открыл ради­
альный почти сплошной вывал леса радиусом до 20—25 км,
в центральной части области поваленного леса в районе эпи­
центра им была обнаружена-область стоячего леса радиусом
около 5 км. Эта область состоит из участков сухого мертвого
леса с обломанными и обожженными сучками и вершинами
(«телеграфный лес», как назвал его Л. А. Кулик) и участков
живого растущего леса, пережившего катастрофу (молодая
поросль, выросшая после катастрофы, здесь не рассматрива­
ется). Л. А. Кулик отмечал также наличие мгновенного ожо­
га мха, кустарника и деревьев. Область ожога почти совпа­
дает с областью вывала леса и достигает радиуса 15—18 км.
В районе эпицентра было обнаружено несколько воронок, ко­
торые он принял за метеоритные.
Свои представления Л. А. Кулик изложил следующим об­
разом:
«Струею огненной из раскаленных газов и холодных тел
метеорит ударил в котловину с ее холмами, тундрой и бо­
лотом и, как струя воды, ударившись о плоскую поверх­
ность, рассеивает брызги на все четыре стороны, так точ­
но и струя из раскаленных газов с роем тел вонзилась
в землю и непосредственным воздействием, а также и
взрывной отдачей произвела всю эту мощную картину
разрушения. И по законам физики (интерференция волн)
должно было быть тоже и такое место, где лес мог оста­
ваться на корню, лишь потеряв от жара кору, листву и
ветви» [Ю].
В течение четырех лет экспедиция Л. А. Кулика все свои
силы направляла на поиски осколков метеорита. Однако ме­
теоритное вещество не было найдено, а воронки оказались
термокарстового происхождения, которые типичны для райо­
25
нов вечной мерзлоты [38]. Таким образом, представления
Л. А. Кулика не получили практического подтверждения.
Ожог местности раскаленными газами, как считал ученый,
также не объясняет наличия растущих деревьев и целых рощ
в эпицентре катастрофы. Л. А. Кулик связывал падение Тун­
гусского космического тела с кометой Понс-Виннеке [6, 7]. Но
это предположение в дальнейшем не подтвердилось [38].
Важным моментом в изучении тунгусского явления была
публикация Ф. Уипплом и И. С. Астаповичем в 1930 и 1933 гг.
микробарограмм и барограмм зарубежных и отечественных
станций с записью воздушных волн тунгусского взрыва, по ко­
торым была произведена оценка энергии взрыва [14, 18]. По
оценке Уиппла, энергия тунгусского взрыва равна 3 • 1020 эрг
[14]; по оценке Астаповича— 1021 эрг [18]. Так же, как и сей­
смограммы, барограммы и микробарограммы имеют большое
значение для изучения тунгусского феномена, так как они
представляют собой инструментальную запись явлений, со­
провождавших взрыв космического тела.
На основании аномального свечения атмосферы 30 июня —
2 июля 1908 г. академик В. И. Вернадский высказал предпо­
ложение, что Тунгусское космическое тело представляло собой
плотное облако космической пыли, которое прошло через
атмосферу и вызвало аномальное свечение [16, 23] (однако
в дальнейшем академик В. И. Вернадский на этом предполо­
жении не настаивал).
В 1934—1935 гг. Ф. Уиппл и И. С. Астапович высказали
гипотезу о том, что Тунгусское космическое тело было не­
большой кометой. Аномальное свечение атмосферы после
взрыва они объясняли тем, что хвост этой кометы был захва­
чен атмосферой и вызвал ее аномальное свечение [170, 171].
Аэрофотосъемка в 1938—1939 гг. центральной части райо­
на катастрофы подтвердила радиальный характер вывала
леса.
В связи с гибелью Л. А. Кулика в 1942 г. во время Отече­
ственной войны работы по изучению тунгусского феномена
были временно прекращены. Основными результатами рабо­
ты Л. А. Кулика является то, что он установил район взрыва
Тунгусского космического тела и открыл радиальный характер
вывала леса в области разрушений.
§з
ГИПОТЕЗА О КРАТЕРООБРАЗУЮЩЕМ МЕТЕОРИТЕ
В 1947 г. К- П. Станюковичем и В. В. Федынским была раз­
работана теория кратерообразующих метеоритов [33]. Со­
гласно этой теории, тело, движущееся с космической скоро­
26
стью более 3 км/сек, при ударе о Землю взрывается за счет
мгновенного перехода кинетической энергии в тепловую. При
ударе о земную поверхность с космической скоростью тело
разогревается до температуры в десятки тысяч градусов и по­
чти мгновенно испаряется. Такое быстрое «взрывообразное»
испарение тела (быстрый переход твердого состояния в газо­
образное) по существу представляет собой взрывное явление.
При ударе о земную поверхность со скоростью около 5 км/сек
мощность взрыва обычного метеорита (каменного или желез­
ного) равна мощности взрыва тротила такой же массы. При
Взрыве метеорита в земной поверхности образуется кратер.
Поэтому такие метеориты называются кратерообразующими.
Разработка теории кратерообразующих метеоритов явля­
ется важным этапом в развитии метеоритики. Эта теория пол­
ностью объяснила образование Аризонского и других крате­
ров, происхождение которых долгое время оставалось загад­
кой. По этой теории Тунгусская катастрофа объяснялась
падением гигантского кратерообразующего метеорита [38, 46].
В 1949 г. вышла книга Е. Л. Кринова — участника экспе­
диции Л. А. Кулика 1929—1930 гг,— «Тунгусский метеорит»,
в которой подведены итоги изучения тунгусского явления до
1949 г. В работах «Тунгусский метеорит», «Основы метеори­
тики» (изд. 1955 г.), «Метеориты» (изд. 1958 г.) Е. Л. Кринов
пишет:
«Утром 30 июня 1908 г. в Енисейской тайге, в бассейне
р. Подкаменной Тунгуски, упал гигантский метеорит.
Имея огромную начальную массу и весьма значительную
геоцентрическую скорость, он врезался в земную поверх­
ность. В результате произошел взрыв колоссальной силы.
Взрывной волной были вырваны с корнем и повалены ме­
стами сплошным настилом вековые деревья тайги. Рас­
каленные газы на десятки километров обожгли весь ра­
стительный покров на поверхности земли» [38, стр. 3].
«...Основные вопросы, связанные с условиями падения
этого метеорита, уже разрешены. Теперь не подлежит
сомнению, что Тунгусский метеорит, имея колоссальную
начальную массу, пробил с космической скоростью всю
толщу земной атмосферы и с остатком этой скорости
ударился о поверхность Земли. При этом последовал
взрыв огромной силы, приведший, вероятно, к полному
разрушению метеорита» [46, стр. 104].
«Этим и объясняется тот факт, что в районе падения ме­
теорита не было обнаружено даже незначительных метео­
ритных осколков. Наиболее вероятным местом падения
и взрыва в настоящее время считается южная часть впа­
дины, находящейся в центре радиального вывала леса,
так называемое Южное болото» [48, стр. 51].
27
«Отсутствие метеоритного кратера объясняется тем, что
возникший первоначально в пласте вечно мерзлого ила
кратер быстро (вероятно, в первое же лето) исчез, так
как ил растаял и образовался слой воды. На месте паде­
ния метеорита возникло болото» [48, стр. 52].
В 1957 г. сотрудник Комитета по метеоритам АН СССР
А. А. Явнель обнаружил в пробах Л. А. Кулика, привезенных
с места катастрофы в 1929—1930 гг., метеоритное вещество —
железные частицы и метеоритную пыль. Это вещество было
отнесено к Тунгусскому метеориту [47]. Поскольку обнару­
женные частицы оказались железными, то Тунгусский ме­
теорит стали считать железным кратерообразующим метеори­
том. Однако повторные исследования образцов Л. А. Кулика,
которые хранились в районе катастрофы, на пристани на бе­
регу р. Хушма, не подтвердили сделанных выводов — в этих
образцах метеоритные частицы не были найдены [58, 59].
В дальнейшем выяснилось, что пробы Л. А. Кулика, храня­
щиеся в Комитете по метеоритам, возможно, были засорены
при распиловке других железных метеоритов (Сихотэ-Алиньского и др.) [58]. Так как вещество железного метеорита в
районе Тунгусской катастрофы не было найдено, были выдви­
нуты предположения о каменном или даже ледяном ме­
теорите:
«...Сихотэ-Алиньский метеорит был железный, и его об­
ломки легче обнаружить, чем обломки каменного метеори­
та, каким, возможно, был Тунгусский... Наконец, метеорит
мог быть и ледяным [53, стр. 85].
Представление о Тунгусском космическом теле как о кра­
терообразующем метеорите казалось правильным до 1959 г.
До этого времени считалось, что
«Тунгусский метеорит относится к числу гигантских кра­
терообразующих метеоритов, падения которых сопро­
вождаются взрывом и образованием метеоритного кра­
тера» [48, стр. 46].
Эти представления были приняты за основу решения тун­
гусской проблемы:
«В результате проведенных на протяжении многих лет
работ по изучению падения Тунгусского метеорита мож­
но считать, что основные вопросы, связанные с условием
падения этого исключительного метеорита, теперь разре­
шены» [48, стр. 51].
Однако дальнейшие исследования не подтвердили этого
взгляда на тунгусское явление — никаких следов наземного
взрыва и следов удара о землю «гигантского метеорита» в
районе катастрофы не было обнаружено.
В 1958 г. после длительного перерыва в район Тунгусской
катастрофы была организована специальная метеоритная
28
экспедиция под руководством геохимика К. П. Флоренского.
Основными задачами этой экспедиции были:
1) маршрутное обследование всего района разрушений в
целом;
2) отбор проб почвы с целью поисков метеоритного веще­
ства [59].
В результате работы экспедиции проведено маршрутное
обследование всего района разрушений, который впервые был
положен на точную топографическую основу, и определены
ориентировочные границы области поваленного леса.
В районе разрушений отобраны образцы почвы, однако
метеоритное вещество в них обнаружить не удалось. Метео­
ритная экспедиция 1958 г. не подтвердила представления о
тунгусском явлении как о кратерообразующем метеорите. По
этому поводу в отчете экспедиции сказано:
«Никаких следов нарушений, которые можно было бы
связать с мощным взрывом в пределах болота, нами от­
мечено не было...
Нам представляется несомненным, что возможность су­
ществования кратера, имевшего сотни метров в диамет­
ре и полностью затянувшегося за 50 лет, должна быть
исключена» [59, стр. 125].
«Общее сопоставление всех полученных результатов по­
зволяет прийти к выводу, что отнесение Тунгусского ме­
теорита к группе типичных кратерообразующих метеори­
тов преждевременно» [59, стр. 131].
Таким образом, представления о тунгусском явлении как
о кратерообразующем метеорите, которые развивались в те­
чение 11 лет (1947—1958 гг.) и были приняты как решение
проблемы, экспедицией 1958 г. не подтвердились: кратера не
было, метеоритные осколки не обнаружены [59].
§4
ГИПОТЕЗА О ЯДРЕ ЛЕДЯНОЙ КОМЕТЫ
После того как гипотеза о кратерообразующем метеорите
фактическими данными не подтвердилась, возникла задача
развития новых представлений о тунгусском явлении, не свя­
занных с образованием кратера. Нужно было решить, что про­
изошло с космическим телом: взрыв, механическое разруше­
ние или испарение? Где произошло это разрушение: на земле
или в воздухе? Какая волна произвела наземные разрушения:
взрывная или баллистическая?
В связи с этим было выдвинуто предположение о том, что
наземные разрушения при катастрофе могли быть про­
изведены не только взрывом, но и баллистической волной,
29
образующейся при движении тела со сверхзвуковой скоростью
[46, 56, 71]. В первое время представления о действии балли­
стической волны были все еще «привязаны к земле», так как
разрушения связывались и с наземным взрывом!
«...Имеющиеся к настоящему времени неполные данные
об области поваленного Леса позволяют заключить, что
эта область имеет грубо эллиптическую форму, направле­
ние большой оси которой совпадает с направлением тра­
ектории метеорита. Поэтому есть основание предполагать,
что вывал леса был вызван не только взрывной волной,
распространившейся от места удара метеорита о землю,
но и ударной волной, сопровождавшей метеорное тело,
угол наклона траектории которого к горизонтальной по­
верхности вблизи места падения составлял всего лишь
около 10 градусов» [46, стр. 104].
«Болид летел с юга на север, производя мощные све­
товые, акустические и механические явления. Его траек­
тория длиной свыше 1000 км имела очень малый наклон
к горизонту, так что последние 60—80 км он прошел на
«бреющем полете», причем мощная баллистическая волна
произвела сильный бурелом тайги... Удар о почву сопро­
вождался явлениями, напоминающими взрыв атомной
бомбы: вертикальный фонтан взрыва, возникновение мощ­
ной взрывной волны, обошедшей Землю за 30 час, метео­
ритная гиперсейсма, конденсация паров на продуктах
взрыва, вызвавшая «черный» дождь... В центре полосы
бурелома следов падения не видно, возможно, из-за за­
болачивания местности и испарения метеорита при паде­
нии» [101, стр. 515].
«Большой интерес с точки зрения действия ударных
волн представляет эффект падения знаменитого Тунгус­
ского метеорита, когда косая баллистическая волна, обра­
зованная при его полете по отлогой траектории к земной
поверхности с юга на север, при достижении Земли раз­
бросала лес по обе стороны траектории, а взрывная удар­
ная волна, которая возникла при взрыве метеорита (при
ударе его о Землю), разбросала лес радиально во все
стороны от места взрыва. В результате взаимодействия
обеих волн и их отражения от рельефа местности полу­
чилась сложная запутанная картина поваленного леса,
которая сильно затруднила поиски места падения ме­
теорита» [50].
Но в дальнейшем эти суждения о возможности вывала
леса баллистической волной привели к поискам новых объ­
яснений:
«Сама теория разрушающих метеоритов должна быть до­
полнена случаем, при котором достаточно мощные на­
30
земные разрушения происходят без образования кратера
на поверхности земли» [59, стр. 131].
Гипотеза о Тунгусской катастрофе как о взрыве кратеро­
образующего метеорита уже явно не соответствовала факти­
ческим данным, и важность представлений о действии балли­
стической волны заключается в том, что они убедили самих
сторонников версии о кратерообразующем метеорите, что она
не подтверждается фактами. Е. Л. Кринов, в прошлом стог
ронник и защитник гипотезы о кратерообразующем метеори­
те, после экспедиции 1958 г. писал:
«Наблюдения в районе падения метеорита дали основа­
ние сделать следующий вывод: вокруг Южного Болота
нет следов наземного взрыва» [58, стр. 60].
Это было признание отсутствия метеоритного кратера в
Южном Болоте и фактический отказ от гипотезы о кратеро­
образующем метеорите.
Таким образом, в 1959 г. после экспедиции 1958 г. сложи­
лось следующее мнение о тунгусском явлении: при полете
тела с большой космической скоростью образовалась мощная
баллистическая волна, которая на конечном участке полета
тела при малом наклоне его траектории (р = 7—17° [38]) про­
извела все разрушения в тайге. Само же тело разрушилось
в конце своего пути (в точке задержки) и распылилось на
большой площади.
«Как железные, так и каменные метеориты дробятся и
рассыпаются в атмосфере. Радиолокационные исследова­
ния установили, что есть очень крупные метеориты, рас­
сыпающиеся в самых верхних слоях атмосферы. Очевид­
но, что и Тунгусский метеорит раздробился. Рой мелких
кусков должен был создать хвост около основного тела
и по инерции упасть в районе зон разрушения, как это
было при падении Сихотэ-Алиньского метеорита. Правда,
Сихотэ-Алиньский метеорит железный и его обломки лег­
че обнаружить, чем обломки каменного метеорита, ка­
ким, возможно, был Тунгусский. Но никаких сколько-ни­
будь подробных поисков осколков в зоне падения Тунгус­
ского метеорита не производилось» [53, стр. 85].
Одни исследователи считали, что космическое тело распы­
лилось в мелкодисперсное состояние, другие высказывали
мысль о выпадении крупных метеоритных осколков.
«Все сотрудники экспедиции единодушно пришли к выво­
ду, что Южное Болото не могло быть наземным центром
взрыва, вызвавшего общий вывал леса. Это утвержде­
ние, разумеется, никак не связано с возможностью попа­
дания в Южное Болото (как и любое другое место) от­
дельных метеоритных масс, падение которых не вызвало
мощных взрывных явлений» [59, стр. 126].
31
«Отрицать существование небольших кратеров, не связан­
ных с общим разрушением леса, безусловно невозможно,
так как такое детализированное обследование всей пло­
щади района было непосильно для нашей экспедиции»
[59, стр. 127].
Указывалось на возможность взрыва рыхлого тела «в ре­
зультате разогрева и смешения его вещества с кислородом»
[61].
В своем отчете о результатах метеоритной экспедиции
1958 г. К. П. Флоренский писал:
«...Предварительное рассмотрение материалов экспедиции
1958 г. было произведено М. А. Никулиным и В. Н. Ра­
дионовым [71]. Оно показало, что наблюдаемые разруше­
ния легче всего объясняются действием баллистической
волны метеорита, который испытывает резкое торможение.
Подобное торможение неизбежно возникает при вне­
запном дроблении метеорита. Дробление могло иметь
взрывообразный характер, но мощность такого «взрыва»
могла быть и не велика, лишь бы она привела сравнитель­
но монолитную массу в достаточно дисперсное состояние»
[59, стр. 131].
По этим представлениям центр ударной волны, которая
произвела разрушения в тайге, должен был находиться в воз­
духе над земной поверхностью, но область выпадения оскол­
ков космического тела могла и не совпадать с центром обла­
сти разрушений, поэтому в дальнейшем предполагалось про­
извести более тщательные поиски метеоритных осколков.
«При подобном объяснении явления возникает большая
вероятность несовпадения эллипса рассеяния метеорита с
эпицентром действия ударной волны, что может быть учте­
но при дальнейших работах» [59, стр. 131].
Летом 1959 г. в разных городах страны независимо одна
от другой было организовано несколько самодеятельных
экспедиций с целью обследования района катастрофы 1908 г.
Это комплексная самодеятельная экспедиция томичей (КСЭ)
в составе 12 человек под руководством Г. Ф. Плеханова, ту­
ристическая группа московских студентов в составе 8 человек
под руководством Б. Р. Смирнова, научно-туристическая
экспедиция в составе автора данной книги и сотрудника Вол­
го-Уральского филиала Всесоюзного научно-исследователь­
ского института геофизики И. Г. Дядькина. Кроме экспедиций,
организованных на общественных началах, в 1959 г. в районе
катастрофы проводила работу экспедиционная группа Коми­
тета по метеоритам в составе двух человек — участника ме­
теоритной экспедиции 1958 г. геолога-пенсионера Б. И. Врон­
ского и студента Иркутского сельскохозяйственного институ­
та В. Н. Петрова. Группа Б. И. Вронского проводила отбор
32
проб ила в реках и озерах с целью поисков распыленного ме­
теоритного вещества предполагаемого каменного метеорита.
Однако эти поиски не увенчались успехом — метеоритное ве­
щество в пробах не было найдено.
Одним из важных обстоятельств, повлиявших на организа­
цию самодеятельных экспедиций, явилось то, что результаты
метеоритной экспедиции 1958 г. разрушили старые представле­
ния о тунгусском явлении как о кратерообразующем метеори­
те. А новых представлений еще не было. Гипотеза о взрыве
рыхлого тела при смешении его вещества с кислородом [51]
или о механическом разрушении космического тела казалась,
по-видимому, недостаточно убедительной. Загадочность тун­
гусского явления еще более увеличилась. Неразгаданная тай­
на природы привела в тайгу энтузиастов; они хотели видеть
все своими глазами и попытаться выяснить: что же все-таки
произошло — падение обычного метеорита, ядерный взрыв
или новое, вообще еще не известное человеку явление приро­
ды? Эти вопросы требовали ответа.
В 1959 г. Томская экспедиция провела по нескольким мар­
шрутам и в районе эпицентра металлометрическую и магнит­
ную съемку с целью поисков распыленного вещества и же­
лезных осколков космического тела, однако никакого ме­
теоритного вещества не было обнаружено. Томичи провели
также полевую радиометрическую съемку с целью обнаруже­
ния возможной радиоактивной аномалии.
По данным полевой радиометрической съемки в централь­
ной части области разрушений, Томская экспедиция получила
несколько (в 1,5—2 раза) завышенные значения радиоактив­
ности образцов почвы и деревьев по сравнению с радиоак­
тивностью образцов в периферийной части области. Но эти
данные в дальнейшем не'подтвердились.
По результатам обследования района катастрофы, сбора
и анализа фактических материалов наша экспедиция 1959 г.
пришла к следующим выводам:
1. При такой наклонной траектории, по какой летело Тун­
гусское космическое тело (р = 7—17° [38]), баллистическая
волна не могла произвести р а д и а л ь н ы й вывал леса, так
как в этих условиях баллистическая волна должна произве­
сти п о л о с о в о й осесимметрический вывал леса, чего не на­
блюдается в действительности.
2. В условиях Тунгусской катастрофы (малый наклон тра­
ектории космического тела) радиальный характер вывала
леса может произвести только с ф е р и ч е с к а я ударная
волна.
3. Поскольку сферическую симметрию в данных условиях
может иметь только взрывная волна (баллистическая вол­
на имеет практически цилиндрическую симметрию), то из
3. А. В. Золотов
33
радиальности вывала леса следует, что Тунгусское космическое
тело в конце своего пути претерпело какое-то взрывчатое или
взрывоподобное превращение, в результате которого образо­
валась сферическая ударная волна, которая и произвела в
основном все разрушения в тайге.
4. Размеры зоны разрушения характеризуют мощность
взрыва космического тела. Радиус зоны вывала леса равен
22—25 км. Вывал леса таких размеров может произвести
взрыв с полной энергией около 4 • 1023 эрг, что соответствует
тротиловому эквиваленту около 10 млн. г [64].
5. Наличие стоячего сухого и растущего леса, сохранив­
шегося на корню в районе эпицентра взрыва внутри области
поваленного леса, говорит о том, что взрыв космического тела
произошел в воздухе.
6. Размеры области стоячего леса радиусом около 5 км
характеризуют высоту взрыва. Космическое тело взорвалось
в воздухе на высоте нескольких километров (не менее
5 км) [64].
7. Поскольку баллистическая волна не произвела вывал
леса ее интенсивность была меньше интенсивности взрывной
волны. Ограничение мощности баллистической волны накла­
дывает вполне определенные ограничения и на размеры и ско­
рость космического тела.
По нашим данным, скорость космического тела на конеч­
ном участке пути была не более 3—4 км/сек. В этом случае
взрыв Тунгусского космического тела в воздухе за счет пе­
рехода его кинетической энергии в тепловую невозможен, так
как даже при ударе о Землю тело взрывается лишь при ско­
рости, около 5 км/сек [33]. Отсюда, по-видимому, можно за­
ключить, что Тунгусское космическое тело взорвалось по дру­
гой причине, т. е. за счет внутренней энергии [64].
8 По соотношению зоны ожога радиусом 15—16 км 138]
и зоны механических разрушений радиусом 22—25 км_можно
произвести оценку доли световой энергии, выделившейся при
взрыве, от полной энергии взрыва. По этим данным, световая
энергия тунгусского взрыва составляет несколько десятков
процентов от общей энергии взрыва [64].
9. По результатам исследования радиоактивности образ­
цов почвы и растений из района катастрофы наша экспедиция
пришла к выводу, что изменение общей удельной радиоактив­
ности тунгусских образцов деревьев и поверхностного слоя
почвы (полученное при полевой радиометрической съемке
и лабораторных измерениях нашей и Томской экспедиции
1959 г.) полностью можно объяснить различием условии
осаждения искусственных радиоактивных осадков (сухостои,
растущее или поваленное дерево, болота, поляны в лесу, щели
в камнях и т. д.) последних лет. Из сказанного следует, что
34
вследствие заражения от ядерных испытаний исследование
интегральной удельной радиоактивности тунгусских образцов
не дает ответа на вопрос о связи их радиоактивности с Тун­
гусской катастрофой 1908 г. Поэтому необходимы специаль­
ные дифференцированные исследования радиоактивности тун­
гусских образцов с целью определения места и времени
радиоактивного загрязнения местности. Для решения этого
вопроса мы приняли методику послойного исследования ра­
диоактивности образцов золы древесины по годичным коль­
цам прироста деревьев, переживших катастрофу, так как
растущее дерево оказалось не только чувствительным инди­
катором повышения радиоактивности, но и своеобразным ра­
диоактивным календарем, по которому можно определить
время заражения местности радиоактивными осадками —
продуктами ядерного взрыва [65].
V гг _^етеоРитная экспедиция 1958 г. под руководством
•К* П. Флоренского обнаружила аномально быстрый прирост
деревьев в районе Тунгусской катастрофы, что, по мнению
К. П. Флоренского, связано с увеличением удобрений после
пожара и увеличением освещенности среди разреженного
ветровалом леса [51]. Конечно, увеличение света и удобрений
улучшает условия роста деревьев, но эти причины не объясня­
ют такого длительного в течение более 50 лет многократного
усиления прироста древесины, наблюдающегося в районе
1унгусской катастрофы. По нашим данным, прирост деревьев
в эпицентре взрыва увеличился в некоторых местах более чем
в '
0 раз по сравнению с нормальным приростом деревьев
в таежных условиях. По-видимому, такой бурный прирост
нельзя объяснить ни одной из обычных для тайги причин уве­
личения прироста деревьев. Он нехарактерен для таежных
условий и является прямым следствием тунгусского взрыва.
В результате взрыва космического тела в районе катастрофы,
по-видимому, образовалось вещество, стимулирующее рост
растений.
Сравнение этих выводов с выводами метеоритной экспеди­
ции 1958 г. [59] показывает, что выводы нашей экспедиции по
всем основным вопросам существенно отличаются от выводов
метеоритной экспедиции. Следует отметить, что Комитет по
метеоритам к выводам нашей экспедиции отнесся отрица­
тельно.
В начале 1960 г. полученные нами результаты были рас^смотрены и обсуждены на совещании при академике-секретаре физико-математического отделения Академии наук СССР.
Участники совещания признали правильной методику исследо­
ваний нашей самодеятельной экспедиции, в целом одобрили
ее результаты и рекомендовали продолжить начатые исследо­
вания.
з*
35
В июне 1960 г. в Киеве проходила 9-я метеоритная кон­
ференция. Значительная часть докладов на этой конференции
была посвящена тунгусской проблеме.. Одним из важных ре­
зультатов обсуждения тунгусской проблемы на конференции
является признание факта взрыва космического тела в возду­
хе [69], что подтверждает предположение о световом ожоге
деревьев в районе катастрофы, так как при взрыве тела в
воздухе на высоте нескольких километров наиболее вероятной
причиной возникновения пожара в тайге в области разруше­
ний является световое излучение взрыва. Эти два факта —
взрыв тела в воздухе и световой ожог деревьев — существен­
но меняют все старые представления о Тунгусской катастрофе.
Рассмотрим развитие взглядов о взрыве космического тела
в воздухе. Вначале в 1946 г. А. П. Казанцев — автор пред­
положения о взрыве космического тела в воздухе (речь
идет именно о взрыве, а не о разрыве или механическом раз­
рушении космического тела на части в точке задержки, как
об этом писали Л. А. Кулик [10] и А. В. Вознесенский [5])
считал, что взрыв произошел на высоте нескольких сотен мет­
ров (200—300 м) над землей. Это предположение было сде­
лано на основании факта наличия стоячего леса, сохранивше­
гося на корню в центральной части зоны разрушений [49].
Вместе с тем оно до 1960 г. категорически отрицалось.
До 1960 г. теории о возможности взрыва космического тела
в воздухе еще не было. Поэтому, несмотря на странное от­
сутствие следов падения космического тела, тогда полагали,
что оно упало на Землю [38]. В 1959 г., когда уже разверну­
лась дискуссия о возможности взрыва Тунгусского космиче­
ского тела в воздухе, для некоторых* авторов было все-таки
проще считать, что кратер затянуло в болоте, нежели при­
знать возможность взрыва Тунгусского космического тела в
воздухе. Е. Л. Кринов, например, писал:
«Отсутствие метеоритного кратера объясняется тем, что
возникший первоначально в пласте вечно мерзлого ила
кратер быстро (вероятно, в первое же лето) исчез, так
как ил растаял и образовался слой воды. На доесте паде­
ния метеорита возникло болото» [48, стр. 52].
После развития К. П. Станюковичем теории о возможно­
сти быстрого взрывообразного испарения, или так называе­
мого «теплового взрыва» космического тела в воздухе при по­
лете с большой космической скоростью в несколько десятков
километров в секунду [69], воздушный взрыв Тунгусского
космического тела был признан всеми. Отсутствие кратера и
других следов наземного взрыва в районе катастрофы сейчас
ни у кого не вызывает удивления, не вызывает сомнений и сам
факт воздушного взрыва космического тела. Как отмечает
Е. Л. Кринов,
36
«не вызывает удивления также и отсутствие кратера в
районе падения метеорита, поскольку взрыв последнего
произошел в воздухе» [58, стр. 61].
При разработке предположения о том, что все разрушения
в тайге произвела баллистическая волна, М. А. Цикулин счи­
тал, что точка задержки космического тела, в которой произо­
шло взрывообразное разрушение тела, находилась на высоте
100—500 м [53, 71]. Некоторые члены метеоритной экспедиции
1958 г. допускали возможность взрыва на высоте 1—2 км. По
нашим данным, высота взрыва была около 5 км [64]. По мне­
нию Г. Ф. Плеханова, космическое тело взорвалось на высоте
10—12 км.
Итак, потребовалось 14 лет дискуссии для того, чтобы под­
твердить предположение о воздушном взрыве космического
тела. Однако доказательство этого предположения оказало
большое влияние на пути дальнейшего изучения тунгусской
проблемы. Гипотеза о Тунгусской катастрофе как о падении
обычного метеорита была официально признана ошибочной.
Так, академик В. Г. Фесенков подчеркивал:
«Примером (столкновения кометы с землей.— А. 3.) мо­
жет служить происшедшее в нашей памяти 30 июня
1908 г. падение кометы в районе Ванавары, в централь­
ной Сибири, которое сначала ошибочно было приписано
обычному метеориту» [124].
В качестве новой гипотезы на метеоритной конференции
в Киеве было выдвинуто предположение о том, что Тунгус­
ский метеорит представлял собой ядро ледяной кометы, кото­
рое взорвалось в в о зд у х е при конечной скорости около
30 км/сек [69].
В 1960 г. Е. Л. Кринов писал:
«Тунгусский метеорит вторгся в земную атмосферу со ско­
ростью, близкой к максимально возможной и достигав­
шей приблизительно 60 км/сек. Следовательно, он был
встречным, т. е. двигался вокруг Солнца навстречу Земле.
Но только кометы движутся как в прямом, так и в обрат­
ном направлении...
Представляя собой ядро кометы, Тунгусский метеорит
должен был состоять из очень рыхлого вещества или из
глыбы замерзшей воды и газов: метана, аммиака, угле­
кислого газа и др.
...И если Тунгусский метеорит действительно был ядром
кометы, то не может вызывать удивления отсутствие в
почве распыленного метеоритного вещества обычного со­
става» [58, стр. 61].
Таким образом, признание факта взрыва Тунгусского кос­
мического тела в воздухе (ведь радиальный вывал леса и на­
личие стоячего «телеграфного» леса в эпицентральной части
37
области разрушений, на основании чего сейчас делается вы­
вод о взрыве космического тела в воздухе [49, 64, 80], были
известны еще со времен первых экспедиций Л. А. Кулика [38])
привело к появлению новой гипотезы о том, что Тунгусский
метеорит представлял собой ядро ледяной кометы, которое
при движении в плотных слоях атмосферы с большой косми­
ческой скоростью быстро «взрывообразно» испарилось, про­
извело все разрушения в тайге и больше никаких следов после
себя не оставило. В дальнейшем, когда в образцах почвы из
района катастрофы были обнаружены силикатные и магнетитовые шарики, было высказано предположение о наличии
в составе ядра ледяной кометы тугоплавких частиц, состоя­
щих из никелистого железа и силикатов. Эти включения туго­
плавких частиц могли бы объяснить возможное распыление
вещества космического тела, но принадлежность силикатных
и магнетитовых шариков, найденных в пробах почвы, к Тун­
гусскому космическому телу в настоящее время никакими
фактами еще не доказана.
В основу кометной гипотезы положено предположение о
большой скорости космического тела, которая необходима
для обоснования возможности его взрыва в воздухе за счет
кинетической энергии [69, 80]. Но большая скорость Тунгус­
ского космического тела не является доказанным фактом.
В связи с этим суждения о Тунгусской катастрофе как о па­
дении ледяной кометы не подтверждены фактическим мате­
риалом, поэтому они могут быть приняты только как гипо­
теза.
§5
НОВАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Все рассмотренные гипотезы и предположения метеорит­
ного характера были важными этапами в исследовании тун­
гусского явления, но следует признать, что они не привели к
решению проблемы. Эти гипотезы фактическим материалом
не обоснованы и не подтверждены.
Обобщение имеющихся материалов показывает, что Тун­
гусская катастрофа — это новое, грандиозное, чрезвычайно
редкое и исключительно интересное, но еще не изученное уни­
кальное явление природы, которое г о р а з д о с л о ж н е е ,
чем падение обычного метеорита или ядра ледяной кометы.
Однако изучение такого феномена природы оказалось в мето­
дическом тупике, так как методика исследования падения
обычного метеорита или ледяной кометы для изучения Тун­
гусской катастрофы как явления более сложного оказалась
недостаточной и ограниченной, а следовательно, и неплодо­
38
творной. Не случайно до сих пор Тунгусская катастрофа оста­
лась неразгаданной тайной природы, в то время как при сов­
ременном уровне науки и техники тунгусская проблема безу­
словно может быть полностью решена, но для ее решения
нужен новый, более широкий подход, нужна новая методика,
новые методические разработки.
С этой точки зрения опубликование научно-фантастических
рассказов «Взрыв» и «Гость из космоса» писагеля-фантаста
Александра Казанцева [32, 49] оказалось важным этапом, так
как эти рассказы породили спор и широкую дискуссию, что
в конечном счете вырвало тунгусскую проблему из узких ра­
мок представлений о падении обычного метеорита. Нужно бы­
ло решительно расширить методы исследования тунгусской
проблемы с применением новейших достижений науки и тех­
ники, в том числе и методов ядерной физики.
За весь период исследования тунгусской проблемы было
выдвинуто очень много различных гипотез и предположений,
например:
1. Железный метеоритный дождь (Л, А. Кулик) [10].
2. Каменный метеоритный дождь (Б. И. Вронский) [57].
3. Взрыв метеорита при ударе о землю с образованием
кратера — кратерообразующий метеорит (К. П. Станюкович,
Е. Л. Кринов) [38, 56].
4. Взрыв метеорита в результате электрического разряда
(В. Соляник) [172].
5. Взрыв метеорита в результате разогрева и смешения
его вещества с кислородом (К. П. Флоренский) [51].
6. Взрыв метеорита за счет перехода кинетической энер­
гии в тепловую при торможении космического тела в возду­
хе — тепловой взрыв (К. П. Станюкович) [69, 80].
7. Взрыв метеорита по причине, подобной взрыву плане­
ты Фаэтон, природа которого в настоящее время еще не вы­
яснена (Ф. Ю. Зигель) [52].
8. Взрыв метеорита, состоящего из антивещества [162,
173, 174].
9. Взрыв космического корабля на атомном топливе
(А. П. Казанцев) [32, 41].
10.
Взрыв ядра ледяной кометы (В. Г. Фесенков, И. С. Аста­
пович, Ф. Уиппл) [73, 170, 171].
Однако ни одна из этих гипотез достаточным фактическим
материалом не подтверждена. Так, в основу теоретических
разработок, представленных на 9, 10 и 11-й всесоюзных метео­
ритных конференциях (1960, 1962 и 1964 гг.) и объясняющих
механизм взрыва космического тела в воздухе за счет его ки­
нетической энергии, положено допущение о большой скорости
Тунгусского космического тела (несколько десятков километ­
ров в секунду). Но такая скорость не доказана, а потому
39
и выводы по данным работам могут рассматриваться только
как гипотезы.
Прежде чем определить направление и пути расширения
методики исследования, необходимо найти недостатки преды­
дущих методов. Гипотезы метеоритного характера (остальные
гипотезы не считаются признанными, поэтому здесь не рас­
сматриваются) основаны на предположении о том, что все
разрушения, произведенные Тунгусским космическим телом,
произошли за счет кинетической энергии движущегося тела.
Исходя из этого предположения, все остальные параметры
тунгусского явления в конечном счете определяются соотно­
шением
Еа
Ек
тЛ
2 ’
(1)
связывающим полную энергию Еп, выделившуюся при ката­
строфе, конечные значения массы тк и скорости ок космиче­
ского тела с его кинетической энергией Ек. Соотношение (1)
ограничивает рамки всех рассуждений и построений гипотезы
о ледяной комете. В то же время уравнения метеорной физи­
ки и соотношение (1) с точки зрения определения параметров
космического тела однозначного решения не имеют [70]. Огра­
ниченность предыдущей методики исследования тунгусской
проблемы в конечном итоге состоит в том, что рзрыв за счет
кинетической энергии не исчерпывает всех возможных причин
взрыва космического тела.
Рассмотрим возможные причины тунгусского взрыва. При
встрече с Землей как с планетой в целом (т. е. включая взаи­
модействие космического тела с атмосферой) космическое
тело может взорваться по двум причинам.
1. За счет перехода кинетической энергии движущегося
тела в тепловую при очень быстром торможении этого тела —
так называемый взрыв тела при ударе, или тепловой взрыв
(в данном случае взрыв происходит за счет воздействия на
тело внешних сил). Причем взрыв тела по этой причине мо­
жет быть как при ударе о землю со скоростью около 5 км!сек
[33], так и в воздухе при скорости в несколько десятков кило­
метров в секунду —30—60 км/сек [69, 80].
2. За счет внутренней энергии взрывчатого превращения.
Энергия взрывчатого превращения может быть химической
или ядерной (тогда взрыв происходит за счет воздействия на
тело внутренних сил).
Вероятность взрыва космического тела за счет внутренней
энергии в принципе не равна нулю. Это положение дает науч­
ное обоснование новой постановки задачи в изучении тунгус­
ского явления с учетом возможности взрыва космического те­
ла за счет его внутренней энергии. Второе предположение
40
существенно расширяет методику и определяет пути дальней­
шего изучения проблемы. Исходя из наличия нескольких при­
чин взрыва космического тела, следует, что центральной зада­
чей изучения тунгусской проблемы является определение при­
роды и причины тунгусского взрыва.
В связи с новой постановкой задачи возникает ряд вопро­
сов, которые ранее исключались из рассмотрения, не изуча­
лись и даже не входили в программу исследования тунгус­
ского явления:
1. За счет какой энергии произошел взрыв Тунгусского ко­
смического тела — кинетической или внутренней энергии са­
мого тела?
2. Если тунгусский взрыв произошел за счет внутренней
энергии взрывчатого превращения космического тела (пред­
посылки для такого вывода уже имеются), то какой характер
имел этот взрыв: химический или ядерный?
3. Если тунгусский взрыв имел ядерный характер, то ка­
кое происхождение имело космического тело: естественное или
искусственное?
Эти вопросы назрели в процессе развития представлений
о Тунгусской катастрофе и требуют объективного изучения
на основе достоверного фактического материала.
За время изучения тунгусской проблемы накоплен огром­
ный фактический материал, собранный за многие годы большим
коллективом исследователей. Одним из важных фактических
материалов является карта поваленного леса, составленная
по данным измерений около 50 000 азимутов поваленных де­
ревьев [84, 87, 88, 94]. Уже имеющихся данных по тунгусской
проблеме вполне достаточно для того, чтобы перейти от на­
копления фактических материалов к количественной оценке
параметров Тунгусского космического тела и всего явления
в целом на основе анализа и обобщения достоверных факти­
ческих данных.
Г л а в а II
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ТУНГУССКОГО ЯВЛЕНИЯ
§6
7.
Усиленный прирост растений в районе катастрофы [59,
63, 65].
Нужно подчеркнуть, что все перечисленные особенности
являются достоверными фактами, следовательно, они должны
служить основой при изучении тунгусской проблемы. Эти о«н
бенности — следствие вполне определенных причин, выясне­
ние которых поможет раскрыть сущность тунгусского явления.
Интересно отметить также, что все особенности, кроме
последней, в основном были уже известны по результатам
экспедиций Л. А. Кулика 1927—1930 гг. Однако они практи-
ОСОБЕННОСТИ РАЗРУШЕНИЙ
В РАЙОНЕ ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ
Наиболее характерными особенностями разрушений в
районе Тунгусской катастрофы являются:
1. Радиальный характер вывала леса практически с еди­
ным центром, расположенным в районе Южного Болота [10,
38, 59, 88] (рис. 1 [84]). Впервые радиальный характер выва­
ла леса был обнаружен Л. А. Куликом в 1927 г. [10]. Размеры
области разрушений характеризуют общую энергию, выде­
лившуюся при катастрофе [39, 64, 71, 89].
2. Наличие в эпицентре катастрофы стоящего на корню ле­
са. Район стоячего леса, преимущественно сухостоя с обож­
женными сучьями, имеет около 8—10 км в диаметре [38, 59].
Размеры области стоячего леса в эпицентре катастрофы ха­
рактеризуют высоту взрыва космического тела [64].
3. Асимметрия области вывала леса (рис. 1).
4. Область стоячего леса (область эпицентра взрыва) не
совпадает с геометрическим центром области вывала леса и
смещена к северо-западному краю этой области (рис. 1).
5. Наличие зоны ожога и чередование обожженных и не­
обожженных участков леса. На расстоянии всего нескольких
километров от эпицентра (в некоторых случаях в 2—3 км)
сохранились не только отдельные живые деревья, но и целые
рощи растущего леса, уцелевшего во время катастрофы.
Район стоячего леса состоит из отдельных участков мерт­
вого и растущего леса. Эта особенность — чередование обож­
женных и необожженных участков леса как поваленного, так
и неповаленного — наблюдается по всей области ожога де­
ревьев на расстоянии до 15—18 км от эпицентра.
Размеры зоны ожога деревьев характеризуют световую
энергию, выделившуюся при взрыве Тунгусского космического
тела.
6. Свечение верхних слоев атмосферы после катастрофы
[31, 38, 68].
42
Рис. 1. Карта поваленного леса в районе Тунгусской катастрофы
1908 г. по данным экспедиции КМЕТ 1961 г. [84]:
1, 2, 3 — среднее направление поваленных деревьев; 4 — избушки; 5 — общая
граница площади поваленного леса; АВ — траектория космического тела над
областью разрушений
43
чески не были использованы для количественной оценки па­
раметров тунгусского явления.
Рассмотрим, какие расчеты и конкретные выводы можно
сделать на основании перечисленных особенностей района
разрушений Тунгусской катастрофы.
Но прежде чем приступить к расчетам, следует отметить,
что предыдущие попытки сделать оценки параметров Тунгус­
ского космического тела [64] вызвали резкие возражения со
стороны некоторых авторов [80, 88]. Особенно резкие возра­
жения вызвали выводы о характере тунгусского взрыва.
В связи с этим сначала рассчитаем такие параметры, как
размеры, плотность, структура и скорость космического тела.
Эти как бы «внешние» параметры не зависят от характера
взрыва и природы космического тела, не зависят от точки зре­
ния исследователя. При правильном использовании фактиче­
ского материала и правильном расчете они являются объек­
тивными и поэтому не должны быть спорными.
§7
Нормальное уравнение прямой, проходящей через 1-й вектор,
имеет вид (рис. 2):
агх + Ь(у + 1Ь= 0,
а1 =
1 = 1 ,2 , 3, . . . /г,
созаг, Ь1 — — зш а г,
Ц - Яг 51П (аг — # г),
где а* — азимут вектора (от северного направления), О — ази­
мут точки приложения вектора, Яг — расстояние до вектора
от начала координат в км, /,• —
расстояние до прямой от произ- У,
вольного начала координат в км.
Подставляя в систему услов­
ных уравнений (2) координаты
искомого центра совокупности п
векторов хк, ук, получим систему
невязок-г,-:
ПРИЧИНЫ ВЫВАЛА ЛЕСА
Гг = а1хк + Ь1ук + 11,
(взрыв или баллистическая волна?)
1 = 1> 2, 3, . . ., п.
Одним из основных фактов в районе Тунгусской катастро­
фы 1908 г. является радиальный вывал леса (рис. 1) с общей
площадью области поваленных деревьев около 2000 км2 [84,
88] и средним радиусом этой области 25 км. Вывал леса на
такой огромной площади могла произвести только воздуш­
ная волна. Причем проекция на земную поверхность воздуш­
ной ударной волны, которая произвела радиальный вывал ле­
са, должна иметь цилиндрическую симметрию.
По мнению различных авторов, тунгусский радиальный
вывал леса могли произвести:
1) взрывная волна [64, 72, 80, 87, 89];
2) баллистическая волна движущегося космического тела
[56, 59, 71, 86];
3) комбинация взрывной и баллистической волн [50, 71, 84].
Ответ на вопрос, какая волна произвела тунгусский вывал
леса, имеет принципиальное значение для изучения тунгус­
ской проблемы. Для характеристики волны проведем стати­
стический анализ карты поваленного леса в районе катастро­
фы 1908 г. (рис. 1). Карта составлена в основном по данным
экспедиции 1961 г. Комитета по метеоритам АН СССР [88].
Математически эту задачу можно сформулировать сле­
дующим образом. Имеем поле п радиально расположенных
векторов (направление поваленного дерева представляем как
вектор, направленный от корней дерева), п = 338 (рис. 1).
Геометрический смысл невязок
состоит в том, что Гг есть ли-
44
(2)
(3) __
Рис. 2. Изображение поваленного дере­
ва как вектора для обработки карты по­
валенного леса
нейное отклонение направления поваленного дерева от обще­
го центра совокупности всех векторов (рис. 2).
Требуя минимум суммы квадратов всех невязок гг, обще­
известным методом наименьших квадратов [102] найдем иско­
мые координаты центра совокупности всех векторов хк, ук.
Относительно первоначально выбранной произвольной систе­
мы координат: хй= —0,05 км, у к= —0,44 км. Для перевода
координат Хи, Уи в географические координаты ф и X исполь­
зована привязка выбранного для расчетов начала координат
х0, 2/0 относительно астрономического пункта горы Фарринг­
тон с известными координатами [38]: ф = 60°54'58", 98; К=
= 10Г56'59", 70.
45
Относительно горы Фаррингтон центр совокупности векто­
ров имеет следующие координаты (ось У направлена по маг­
нитному меридиану): х \ = — 1,55 км\ у'к= —ЪА км.
Учитывая магнитное склонение в 1961 г. в районе Тунгус­
ской катастрофы Е>^ 1,5° [103] и имея в виду, что одной ми­
нуте по меридиану соответствует 1852 м, а по параллели —
1852 соз ф м, для центра совокупности векторов получаем сле­
дующие координаты:
ф = 60°53'П";
X = 101°55'11".
(4)
Среднее квадратичное отклонение направлений поваленных
деревьев о (г*) от найденного центра совокупности векторов
равно 2,5 км, что на^целый порядок меньше среднего радиуса
зоны вывала леса /? = 25 км. Радиальный характер вывала
леса с малыми размерами области рассеяния направлений по­
валенных .деревьев о{гг)<^Я, говорит о том, что ударная воздушнац волна, которая произвела разрушения в тайге, имела
практически единый центр.
Наличие стоячего леса, сохранившегося на корню после
катастрофы и расположенного внутри области радиально по­
валенного леса [38], исключает наземный взрыв и говорит о
то!ц, что центр ударной волны, которая произвела вывал леса,
находился в воздухе на некоторой высоте от поверхности зем­
ли, не менее 5 км [64]. К таким выводам пришли многие' авто­
ры [59, 64, 69, 71, 80, 86, 88], но дальнейший анализ фактов
и изучение следствий из этих выводов до сих пор еще не были
сделаны, в связи с чем в настоящее время нет единого мнения
по этому вопросу и продолжаются споры о том, какая волна
произвела радиальный вывал.
Радиальный вывал леса могла произвести:
1) сферическая взрывная волна;
2) баллистическая волна на далеком расстоянии от тра­
ектории наклонно двигавшегося тела;
3) баллистическая волна вертикально двигавшегося тела.
Однако малый угол наклона траектории Тунгусского кос­
мического тела к земной поверхности (р = 5—17“ [38]) исклю­
чает для естественного тела образование вертикально распо­
ложенной баллистической волны. Остаются две возможности.
По этому поводу выдвигаются разные варианты механизма
взрыва космического тела. Одни исследователи [72] считают,
что произошло быстрое взрывообразное механическое разру­
шение космического тела от внутренних перенапряжений при
входе тела в плотные слои атмосферы с большой космической
скоростью. При этом происходят резкое увеличение поверхно­
сти и резкое торможение космического тела. В процессе тор­
можения кинетическая энергия движущегося космического
46
тела переходит в энергию ударной волны, которая при резком
и быстром торможении может оказаться близкой к сфериче­
ской.
Другие исследователи полагают, что быстрый переход ки­
нетической энергии в энергию сферической ударной волны
произошел при быстром взрывообразном испарении космиче­
ского тела (например, ледяного), двигавшегося с большой
космической скоростью — около 30 км/сек [69, 80].
Некоторые исследователи считают, что Тунгусское косми­
ческое тело представляло собой облако космической пыли или
рой частиц [74, 86]:
«На границе тропосферы сопротивление, которое испы­
тывало метеорное тело (рой частиц), резко возросло.
Вследствие этого произошло резкое торможение, и высво­
божденная кинетическая энергия перешла в энергию
взрыва» [86, стр. 121].
По мнению Томской группы, произошел как бы удар обла­
ка космической пыли о плотные слои атмосферы, т. е. быст­
рый переход кинетической энергии в энергию ударной волны
произошел при резком торможении облака космической пыли
при входе с большой космической скоростью в плотные слпи
атмосферы. При этом баллистическая ударная волна моп'а
выравняться в сферическую.
По-видимому, здесь нецелесообразно рассматривать, какой
из этих вариантов механизма взрыва космического тела явля­
ется правильным. Возьмем главное и общее содержание из
всех рассуждений: при входе в плотные слои атмосферы на
сравнительно небольшой высоте в пределах тропосферы в кон­
це своего пути Тунгусское космическое тело претерпело взры­
вообразное явление с образованием сферической ударной вол­
ны, которая произвела радиальный вывал леса в тайге.
Причем взрывоподобное превращение должно быть кратко­
временным и малопротяженным в пространстве, так как при
малом наклоне полета космического тела только малопротя­
женный «взрыв» может обеспечить сферическую ударную
волну и радиальный вывал леса. Конечно, такой общей фор­
мулировке без всяких ограничений удовлетворяют все виды
взрыва космического тела за счет его внутренней энергии.
Сделанное обобщение о взрыве космического тела вытека­
ет из объективного факта — радиальности вывала леса.
И действительно, при малом наклоне полета космического те­
ла только сферическая волна может дать на земную поверх­
ность проекцию с цилиндрической симметрией и обеспечить
радиальный вывал леса. Баллистическая волна движущегося
тела при малом наклоне траектории должна дать проекцию
с. осевой симметрией, поэтому радиальный вывал в этих усло­
виях она принципиально произвести не может.
47
Однако некоторые авторы настаивают на том, что ради­
альный вывал леса в тайге могла произвести баллистическая
волна двигавшегося тела, которая могла выравняться в сфе­
рическую. В связи с этим рассмотрим возможность выравни­
вания баллистической волны в сферическую в условиях Тун­
гусской катастрофы.
Для оценки взрывных явлений и ударных волн, по-видимо­
му, целесообразно отвлечься от точки зрения различных ис­
следователей и рассматривать эти вопросы независимо от ме­
ханизма и причины образования ударных волн.
Независимо от характера и механизма взрыва космическо­
го тела очевидно, что, прежде чем взорваться, тело должно
долететь до точки взрыва. Отсюда следует, что в любом слу­
чае к моменту взрыва (или «выравнивания») баллистическая
волна уже сформировалась. Если ее мощность была доста­
точной для вывала леса, то она должна была его произвести.
В этом случае при малом наклоне полета тела длина активно­
го участка траектории Ь с точки зрения разрушения балли­
стической волной должна быть сравнима с областью вывала
леса, т. е. Ь должна быть не менее 25—30 км (рис. 1).
Известно, что баллистическую волну, образовавшуюся при
полете тела в атмосфере с космической скоростью, можно счи­
тать цилиндрической, а ее движение можно рассматривать по
законам цилиндрического взрыва [104].
Таким образом, независимо от природы космического тела
к моменту его взрыва над областью разрушений в тайге вдоль
траектории этого тела существовала цилиндрическая ударная
волна, эквивалентная по своему действию взрыву цилиндри­
ческого заряда.
Из экспериментальных данных известно, что выравнива­
ние ударной волны взрыва цилиндрического заряда конечных
размеров происходит на расстоянии, в несколько раз превы­
шающем линейные размеры заряда. В тунгусском случае
при длине конечного активного участка траектории космиче­
ского тела Е = 25—30 км, что соответствует длине эквивалент­
ного цилиндрического взрыва при малом наклоне траектории
(р = 5—17° [38]) при высоте полета на конечном участке 5—
10 км; выравнивание баллистической волны и ее действие,
подобное сферической волне, в пределах области разрушений
невозможно, так как выравнивание баллистической волны в
сферическую в этом случае можно ожидать на расстоянии не
менее 100 км от траектории.
Из всего сказанного можно сделать вывод, что в условиях
Тунгусской катастрофы (малый наклон траектории, малая
высота полета на конечном участке по сравнению с областью
разрушений и др.) радиальный вывал леса был произведен
взрывной сферической волной. В данном случае проекция бал-
диетической волны на земную поверхность на конечном уча­
стке пути может иметь только осевую симметрию, поэтому
необходимым условием вывала леса баллистической волной
должно быть наличие осесимметрического относительно тра­
ектории полосового вывала леса, что не наблюдается в дей­
ствительности (рис. 1). Вывал леса взрывной волной призна­
ется сейчас многими исследователями; большинство из них
указывают на п р е о б л а д а ю щ е е действие взрывной волны
48
4. А. В. Золотов
Рис. 3. Упрощенная схема вывала леса баллистиче­
ской волной при малых наклоне и высоте полета кос­
мического тела:
/ — проекция траектории космического 'тела; 2 — проекция
баллистической волны в момент взрыва; 3 — проекция балли­
стической волны после взрыва; 0 — эпицентр взрыва; г=0М —
линейное отклонение направления поваленного дерева от
эпицентра; б — угловое отклонение направления поваленного
дерева от эпицентра
[80], допуская, таким образом, частичный вывал и баллисти­
ческой волной.
Поскольку оценка участия баллистической волны в разру­
шения^ имеет большое значение для определения мощности
баллистической волны, рассмотрим этот вопрос на фактиче­
ском материале. Если мощность баллистической волны была
достаточной для вывала леса, то, как уже было сказано, она
должна произвести полосовой осесимметрический вывал леса.
Причем эта полоса должна пересекать всю область разруше­
ний вдоль траектории от края вывала леса до эпицентра. По­
скольку ударная волна валит дерево перпендикулярно своему
фронту, а фронт баллистической волны в момент взрыва про­
ходит через эпицентр, при вывале леса баллистической волной
должны выполняться следующие условия.
1. Должны существовать углы отклонения б направлений
поваленных деревьев от направления на эпицентр, близкие к
90° (рис. 3).
2. На периферии области разрушений должны существо­
вать линейные отклонения г направлений поваленных деревьев
49
от эпицентра, сравнимые с радиусом области разрушений,
г = 25—30 км (рис. 3).
Первое условие является необходимым условием вывала
леса баллистической волной при малом наклоне траектории
и малой высоте полета космического тела. Рассмотрим, как
выполняются эти условия для тунгусского вывала леса.
Из рис. 4 и 5 следует, что из всей совокупности поваленных
деревьев, показанных на рис. 1, нет ни одного с углом откло­
нения от эпицентра, превышающим 33°, при среднем угле
Рис. 4. Распределение угла отклонения б направлений пова­
ленных деревьев от центра разрушений в районе Тунгус­
ской катастрофы 1908 г. (б). Интервал группирования
дб = 2°, а —распределение абсолютного значения б
50
отклонения 6 = 7,5°, т. е. 64(90°, и нет ни одного с линейным
отклонением_от эпицентра, превышающим 10 км, при среднем
отклонении г = 1,9 км, т. е. г<30 км. Эти данные свидетельст­
вуют о том, что оба условия вывала леса баллистической вол­
ной в рассматриваемом случае не выполняются, следовательно,
при Тунгусской катастрофе баллистическая волна вывала леса
не производила.
Таким образом, на основании анализа карты поваленного
леса (рис. 1) можно сделать вывод, что в районе Тунгусской
катастрофы 1908 г. баллистическая волна двигавшегося кос­
мического тела вывала леса не произвела, она не повалила ни
одного дерева; вывал леса в тайге был произведен т о л ь к о
взрывной сферической волной. Мощность баллистической
4*
51
волны была меньше мощности взрывной волны и была недо­
статочной, чтобы произвести вывал леса.
Итак, в районе Тунгусской катастрофы 1908 г. произошел
взрыв космического тела в воздухе, который и произвел раз­
рушения в тайге.
§8
ОБЩАЯ ЭНЕРГИЯ ВЗРЫВА
Величина энергии тунгусского взрыва по оценкам различ­
ных авторов колеблется в пределах 1023—1024 эрг [39, 64,
71, 105].
Сравнение с экспериментальными данными по крупным
воздушным взрывам [106] показывает, что вывал леса на рас­
стоянии 25 км может произвести взрыв с тротиловым экви­
валентом 10—12 млн. г, что соответствует энергии (4—5)
1023 эрг. Однако данные по крупным взрывам приводятся для
оптимальной высоты взрыва. Поэтому для расчета энергии
взрыва необходимо учесть его высоту.
По данным различных исследователей, высота тунгусского взрыва имеет разное значение в пределах 5—10 км [64, 105].
По нашим расчетам, высота тунгусского взрыва равна около
5 км [64], но поскольку существуют другие мнения, рассчи­
таем энергию взрыва для трех значений высоты: Я0= 5; 7
и 10 км.
В § 7 установлено, что радиальный вывал леса в тунгус­
ской тайге был произведен взрывной сферической волной.
Поэтому все параметры, в том числе и энергию ударной вол­
ны тунгусского взрыва, можно рассчитывать по основным за­
конам движения волны сферического взрыва
АРв= )(п 2)
и х = /(Я 2) [104]:
1
4у
АРВ
(5)
У+1
Р1
1
1
| / 1 + 50уа^1 ' 1п А
2
2 < Я2< оо;
к*
0,4
1 /~~ 1п_
0 22
(6)
С
0,735
Уу
1 2 | а, у \
■
Р-2 ~ Г2^Г0’
з ,-
га = V Е0/Р.,
,
,
(7)
(8 )
где ДРВ— избыточное давление на фронте взрывной ударной
волны; Я 2 — безразмерный параметр; г2 — радиус ударной
волны в м; г0 — динамическая длина сферического взрыва в м\
52
Ео энергия взрыва в кгм\ Р\ — среднее значение давления
в кг!см2 в нижнем слое атмосферы толщиной, равной высоте
взрыва Но; у показатель адиабаты Пуассона; сп — постоян­
ный множитель, для сферического взрыва 01 = 0,851; т — без­
размерное время.
Считая, что некоторая асимметрия области вывала леса
относительно эпицентра обусловлена перераспределением
энергии взрывной волны (причины которого будут рассмотре­
Рис. 6. Зависимость коэффициента отражения к от
угла падения а и избыточного давления на фронте
падающей волны ДР [109]
ны ниже), можно принять, что среднее расстояние от эпи­
центра до границы вывала леса равно среднему радиусу об­
ласти поваленного леса, т. е. равно 25 км (рис. 1). Из экспе­
риментальных данных по крупным взрывам известно, что
избыточное давление на фронте ударной волны, которая начи­
нает валить деревья, равно 0,12±0,02 кг/см2 [105—107].
Здесь следует учесть, что в формулу (5) входит избыточное
давление на фронте прямой падающей волны, тогда как раз­
рушения на поверхности земли при воздушном взрыве про­
изводит в основном головная ударная волна с вертикальным
фронтом, которая образуется в результате сложения прямой
и отраженной волн и распространяется вдоль поверхности
земли. Однако по известному давлению на фронте головной
53
§ 9
ударной волны, которая произвела разрушения в тайге, мож­
но определить давление на фронте прямой падающей волны,
При отражении ударной волны от поверхности земли из­
быточное давление в суммарной головной ударной волне при
углах падения прямой волны от 0 до 80° будет не менее чем
в 2 раза больше, чем в прямой падающей волне [108, 109]
(рис. 6). При высоте тунгусского взрыва 5—10 км это усло­
вие выполняется во всей области разрушений, в связи с чем
давление АРВ на фронте прямой падающей волны на границе
вывала леса на расстоянии 25 км от эпицентра взрыва равно
не более 0,6 ±0,1 кг!см2. По известному давлению на фронте
сферической ударной волны в одной точке, согласно уравне­
ниям (5) — (8), основные параметры волныодйозначно опреде­
ляются во всем пространстве, в том.числе однозначно опреде­
ляется и энергия взрыва. Следует учесть также, что формулы
(5) — (8) справедливы для однородной среды с постоянной
плотностью.
Для учета изменения давления атмосферы с высотой в пер­
вом приближении в расчете параметров волны можно принять,
что давление среды, в которой произошел взрыв, равно сред­
нему значению давления в нижнем слое атмосферы толщиной,
равной высоте взрыва # 0. Таким образом, изменение энергии
взрыва с изменением его высоты учитывается через изменение
с высотой среднего значения давления нижнего слоя атмо­
сферы Р | .
Как видно из табл, 1, при высоте взрыва 5, 7 и 10 км энер­
гия, необходимая для данных разрушений в тайге, равна со­
ответственно (3±1) • 1023 эрг, (4± 1,5) • 1023 и (5,5±1,5) •
- 1023 эрг.
Таблица 1
Параметры ударной волны Тунгусского взрыва 1908 г. на расстоянии
25 к м от эпицентра при разной высоте взрыва
И,
км
5
5
5
7
7
7
10
10
10
Ри
АРв.
кг/см2 кг/см2 Яг
0,05
0,06
0,07
0,05
0,06
0,07
0,05
0,06
0,07
0,75
0,75
0,75
0,665
0,665
0,665
0,563
0,563
0,563
м
Г2
Г°=1Гг
>
М
3,89
3,34
2,99
3,52
3,06
2,76
3,08
2,75
2,46
Примечание.
54
т
2,74
2,28
2,00
2,44
2,05
1,81
2,08
1,80
1,56
25500
25500
25500
26000
26000
26000
27000
27000
27000
6560
7650
8530
7380
8510
9400
8770
9820
10950
/„—динамическое время.
Е«=г1Р1ш
эрг
сек
сек
2,1.10м
3,3.1023
4,6.1023
2,6.1023
4,0-1023
5,4.10м
3,7.1023
5,2-1023
7,2.1023
23,5
27,5
30,6
26,8
30,9
34,1
32,3
36,1
40,3
64,4
62,6
61,1
65,2
63,3
61,8
66,9
65,0
63,1
ОЦЕНКА ВЕРХНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ
БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ
Из радиальности вывала леса и отсутствия осесимметриче­
ского (относительно траектории) полосового вывала леса
(рис. 1) следует, что мощность баллистической волны меньше
мощности взрывной волны и была недостаточна, чтобы произ­
вести вывал леса. Поэтому в пределах всей области разруше­
ний в тайге избыточное давление на фронте баллистической
волны ДРб меньше избыточного давления на фронте взрывной
волны АРВКак уже отмечалось, избыточное давление на фронте удар­
ной волны, которая начинает валить деревья, равно 0,1—
0,14 кг/см2 [105, 107], тогда в любой точке в пределах всей
области разрушений на земной поверхности избыточное дав­
ление на фронте баллистической волны не могло быть более
0,1 кг/см2, так как баллистическая волна вывала леса не про­
изводила.
Таким образом, для баллистической волны имеет место
условие
Д Рб<0,1 кг! см2,
(9>
которое выполняется во всей области разрушений. Это усло­
вие можно использовать для оценки верхнего значения энер­
гии баллистической волны Тунгусского космического тела.
Однако для такой оценки, кроме значения давления на фрон­
те волны, необходимо знать и минимальное расстояние от
центра волны, на котором волна должна произвести макси­
мальное действие.
Так же, как и взрывная сферическая волна, баллистиче­
ская волна имеет зону максимального действия, которая рас­
положена в области нерегулярного (трехударного) [108, 109]
отражения баллистической волны от поверхности земли на
расстоянии от проекции траектории, примерно равном высоте
полета тела (рис. 7). В тунгусском случае при взрыве тела на
высоте 5—10 км минимальное расстояние от эпицентра дет
зоны максимального действия баллистической волны равно
7—14 км. Статистический анализ карты поваленного леса по­
казывает, что даже в зоне максимального действия на мини­
мальном расстоянии от конечного участка траектории, как
и во всей области разрушений, баллистическая волна вывала
леса не произвела (рис. 1, 4, 5), следовательно, неравенство(9) выполняется и для зоны максимального действия балли­
стической волны. Кроме того, следует учесть, что избыточное
давление на фронте головной ударной волны, образующейся
55
в области нерегулярного отражения в зоне максимального
действия, не менее чем в два раза превышает избыточное
давление на фронте прямой падающей волны [108, 109]
(рис. 6). Поэтому для прямой баллистической волны в зоне
максимального действия на расстоянии Г2 = ]/2Я0 км (где Я 0—
высота взрыва космического тела) от конечного участка тра­
ектории имеет место неравенство
ДРб< 0 ,0 5 кг/см2.
(10)
см
о
СО
х о
к ё
о о>»
СО
Е
н>»
сО
со
см
о
10
ст>
3о.
СО
ю
05
Н
О
о
3
см
05
о
космического тела
О
о.
4X
>
К
X
4ТX»
еXв
3X
*о
3
Рис. 7. Положение зоны максимальных разрушений для сферическо­
го взрыва (а) ; для баллистической волны (б ); для комбинированно­
го вывала леса взрывной и баллистической волнами (в ):
о
/ — зона максимальных разрушений; 2 — траектория космического тела; 3 —
фронт баллистической волны; 4 — вывал леса взрывной волной; 5 — вывал
леса баллистической волной; 6 — зона неповаленного леса
ч
3
Известно, что движение ударной баллистической волны
можно рассматривать по законам движения ударной вол­
ны цилиндрического взрыва [104]. Тогда давление на фронте
56
X
л
о
о
г-
СО
ч
*
СО
05
см
см
о
о
о
ю
оо
о
о
о
о
8
о
о
о
о
о
о
оо
о
ю
05
см
со"
см
ю
00
СО
I"-
сю
м
05
м
10,^
«V»
О
СО
СО
о"
О
СО
СО
О .
О
СО
СО
О
со
СО
ю
о"
со
со
ю
о"
СО
со
ю
о
о ^
с, ^
'У
^
*
ю
СО
о
о"
о
о
Г"-
ю
СО
г-
|0м
**•
05
о
о
о"
0000
0о0
о
о .
о"
о
о*
о
о"
энергия баллистической волны, Е
п
ло.
X
а.
с
х43
—энергия взрыва.
X
11
\о
сц
X
X
СО
со
5
3
ак?
а:
X
о,.
с
прямой баллистической волны можно рассчитывать по форму­
лам для цилиндрического взрыва, эквивалентного действию
баллистической волны [104]:
АРб
Рх
4у
(у 4- 1) ( У 16у 2 у а 2к Г + 1 — 1)
'
Г2
Р2 = -4-;
о
(11)
(12)
(13)
где Я '2— безразмерный параметр; г' — радиус ударной волны
в м; г'0 — динамическая длина цилиндрического взрыва в м\
Е0 — энергия взрыва на единицу длины в кгм\ Р\ — среднее
значение давления в нижнем слое атмосферы толщиной, рав­
ной высоте взрыва, в кг/см2-, у — показатель адиабаты Пуас­
сона; иг ■
— постоянный множитель, для цилиндрического
взрыва «2 = 0,983 [104].
По известному давлению на фронте баллистической волны
в одной точке (условие (10)) согласно уравнениям (11) — (13),
основные параметры волны однозначно определяются во всем
пространстве. Так же, как и для взрывной сферической волны,
изменение энергии баллистической волны с изменением высо­
ты полета и взрыва космического тела учитывается через изме­
нение с высотой среднего значения давления Р\ нижнего слоя
атмосферы толщиной, равной высоте взрыва (табл. 2). Для
сравнения в табл. 2 приводятся соответствующие значения
энергии взрыва Ев. Из табл. 2 следует, что максимально воз­
можные значения энергии баллистической волны космическо­
го тела, выделившейся над областью разрушений (Т = 30 км),
в 10 раз меньше энергии тунгусского взрыва.
§ Ю
О ВОЗМОЖНОЙ СТРУКТУРЕ и плотности
ТУНГУССКОГО КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
О структуре и плотности Тунгусского космического тела
было высказано несколько различных и противоречивых пред­
положений. Одни авторы считают, что это было рыхлое сне­
гообразное тело, другие в своих расчетах принимали косми­
ческое тело за монолитную глыбу из льда, камня или железа
[69, 70]. Некоторыми авторами разрабатывается гипотеза о
том, что Тунгусское космическое тело представляло собой рой
58
частиц, составляющий голову кометы, или пылевое облако
с объемной плотностью рт<С1 г/см3 и поперечным сечением
в несколько квадратных километров [74, 86, 99]. По представ­
лениям этих авторов получается, что плотность Тунгусского
космического тела может иметь значения в пределах от 0,01 —0,001 г/смг и менее, если считать, что тело было роем частиц
или облаком космической пыли [86], до 1—8 г/см3, если при­
нять, что тело было монолитной глыбой из льда или железа
[69]. А размеры тела могут иметь значения от нескольких де­
сятков метров, если это глыба [69], до нескольких сотен мет­
ров, если это рой частиц [74], и нескольких километров, если
это облако пыли [86].
Таким образом, в зависимости от представлений различных
авторов параметры Тунгусского космического тела произволь­
но могут меняться в пределах нескольких (3—4) порядков ве­
личины, и все это должно удовлетворять вполне определенным
и конкретным условиям и следствиям Тунгусской катастрофы!
(По-видимому, Тунгусское космическое тело имело более опре­
деленные параметры). Такую неопределенность в оценке па­
раметров Тунгусского космического тела можно объяснить тем,
что для определения этих параметров использовалась недоста­
точно полная система уравнений. Так, в работах [70, 80] для
определения параметров космического тела, кроме уравнений
метеорной физики, явно или неявно использовалось только
одно соотношение (1), связывающее полную энергию Еп, вы­
делившуюся при катастрофе, конечные массу тк и скорость
ск космического тела с его кинетической энергией Ек. Такой
расчет основан на предположении, что все разрушения в тай­
ге произведены за счет кинетической энергии двигавшегося
тела.
Однако при одном определенном значении Ек конечные
масса и скорость тела, удовлетворяющие уравнениям метеор­
ной физики и условию (1), могут принимать целый интервал
значений, отличающихся на порядок величины. Например,
в работе [70] при значении 7?к=1023 эрг конечная скорость, те­
ла имеет значения от 7 до 30 км/сек, а масса — от 2- 104 до
8 • 105 т. И действительно, в зависимости от постановки зада­
чи в разных работах принимаются различные значения массы
и скорости Тунгусского космического тела, удовлетворяющие
условию (1). Например, в работе [75] Vк= ^ км/сек, пгк= 106 г,
а в работе [69] для обоснования возможности так называемо­
го «теплового взрыва» космического тела в воздухе конечная
скорость тела принимается равной 30 км/сек, а масса — око­
ло 2 • 104 г.
Таким образом, для определения параметров космического
тела одних уравнений метеорной физики и условия (1) ока­
залось недостаточно. Поэтому необходимы поиски новых
59
независимых условий, связывающих конечные параметры кос­
мического тела. Например, для определения конкретных пара­
метров космического тела дополнительно можно использовать
связь скорости и размеров летящего тела при известной мощ­
ности баллистической волны, которую можно определить по
фактическим данным о вывале леса в районе катастрофы.
В работе [71] дается приближенная оценка параметров
Тунгусского космического тела, основанная на предположении,
что все разрушения в тайге произведены только баллистиче­
ской волной. Однако, как уже было показано в § 7, фактиче­
ские данные о вывале леса в тайге не подтверждают этого
предположения.
Конкретные параметры баллистической волны накладыва­
ют вполне определенные ограничения на размеры 4 и скорость
V космического тела. Поэтому для оценки предельных зна­
чений параметров Тунгусского космического тела можно ис­
пользовать верхнее значение мощности баллистической вол­
ны, определенное в § 9.
Имея в виду образование баллистической волны, космиче­
ское тело можно рассматривать как единое целое с определен­
ными эффективными размерами независимо от природы и
структуры тела. Поэтому если авторы работ [74, 80 и 86] счи­
тают, что рой частиц или облако космической пыли при поле­
те в 'атмосфере образовало ударную баллистическую волну,
то по мощности этой волны в принципе можно определить
эффективные размеры 4а роя частиц или облака пыли. И дей­
ствительно, если, по мнению авторов работы [86], космиче­
ское тело как облако пыли могло образовать единую, общую
для центрального сгустка (роя частиц) баллистическую вол­
ну, которая в результате резкого торможения «выравнялась»
в сферическую волну и произвела все разрушения в тайге, то
с точки зрения образования баллистической волны этот сгу­
сток пыли должен иметь соответствующее эффективное попе­
речное сечение. А если же рой частиц был настолько редким,
что каждая частица или пылинка при своем движении образо­
вала отдельную самостоятельную баллистическую волну, то в
этом случае не будет ни эффективных размеров тела, ни
общей единой для всего роя баллистической волны.
Короче говоря, если какое-либо тело независимо от струк­
туры (монолит или рой частиц) при сверхзвуковом полете в
атмосфере образовало единую баллистическую волну, то оно
имеет вполне определенное значение эффективного попереч­
ного сечения, которое можно рассчитать по известным пара­
метрам баллистической волны.
Связь между диаметром 4Я эффективного поперечного се­
чения тела, летящего со сверхзвуковой скоростью V и обра­
зующего баллистическую волну, и между характерным па­
60
раметром эквивалентного цилиндрического взрыва г0 выра­
жается следующей формулой:
Г° ==1//Л?
Ш”
(М)
где Сх ~- коэффициент сопротивления; М = с/ах — число Маха;
#1 — скорость звука в воздухе.
Из уравнений (11) — (14) следует, что величина динами­
ческой длины эквивалентного цилиндрического взрыва г0 пол­
ностью и однозначно характеризует параметры космического
тела и баллистической волны, образуемой полетом этого тела
в атмосфере.
Формула (14) показывает, что, определив характерный
параметр эквивалентного цилиндрического взрыва г0 по дан­
ным обработки карты поваленного леса и задавая скорость
космического тела, можно определить эффективный диаметр
поперечного сечения Тунгусского космического тела.
В конкретных условиях Тунгусской катастрофы, описанных
выше, для каждого значения скорости формулы (11) — (14)
при условии (10) дают максимальные размеры тела (для слу­
чая шара — его эффективный диаметр). Максимальные зна­
чения диаметра поперечного сечения космического тела в
зависимости от скорости его полета были рассчитаны по фор­
мулам (11) — (14) и условию (10) для минимального значе­
ния Сх = 0,92 (при скорости о>1 км/сек) и для трех значе­
ний высоты взрыва тела: Яо = 5; 7 и 10 и (рис. 8, кри­
вые 1—3).
Д© сих пор мы не делали никаких предположений относи­
тельно механизма и характера тунгусского взрыва. Все оцен­
ки получены только на основании фактических данных о вы­
вале леса и экспериментальных данных по крупным взрывам.
Установленные конкретные параметры баллистической волны
накладывают вполне определенные ограничения на размеры
4Эи скорость V космического тела. Как уже отмечалось, с уче­
том образования баллистической волны космическое тело не­
зависимо от его природы и структуры можно рассматривать
как единое целое с определенными эффективными размерами.
Поэтому при рассмотрении любой гипотезы о тунгусском явле­
нии, по-видимому, необходимо учитывать найденную зависи­
мость между размерами Тунгусского космического тела и его
скоростью (рис. 8, 1—3).
Например, если авторы [86] считают, что Тунгусское кос­
мическое тело имело скорость 10—50 км/сек, то даже при ми­
нимальной скорости у = 10 км/сек тело могло иметь диаметр
эффективного поперечного сечения не более 70 м, а при ско­
рости о = 50 км/сек — не более 14 м. Если бы тело имело
61
большие размеры, то при этих скоростях оно образовало бы
более мощную баллистическую волну, которая должна была
бы произвести полосовой вывал леса, чего не наблюдается в
действительности (рис. 1, 4 и 5). Но при размерах 14 70 м
Тунгусское космическое т е л о облаком космической пыли или
роем частиц, как предполагают авторы работы [86], по-види­
мому, быть не может.
Кривые 1—3 рис. 8 получены на основании фактического
материала, они имеют объективное содержание, поэтому их
необходимо учитывать при решении вопроса о возможной
структуре Тунгусского космического теда и определении дру­
гих параметров.
Теперь сделаем предположение о том, что взрыв космиче­
ского тела и все разрушения в тайге произошли за счет ки­
нетической энергии этого тела. Тогда будет иметь место со­
отношение (1). В этом случае из формул (11) — (14) и соот­
ношения (1) найдем минимальные значения возможной плот­
ности космического тела рт:
рт =6,86-10 - 2С3/ - 3^ г (
г2 а{ \ Р4 /
Рис. 8. Зависимость диаметра (1—3) и плотности
< 4 —9)
космического тела от скорости при различной
высоте гипотетического теплового взрыва этого тела:
/ _ Н = 5 км, г-2 =7 км, сх =0,92; 2 - соответственно 7; 10; 0,92;
5—10- 14- 0,92; 4—10; 14; 0,92; Ек = 4 • 10м эрг, 5—7; 10; 0,92;
2 5 - 10гз; ’б—7; 10; 0,92; 4 • 10м; 7-10; 14; 3,6; 4 • 10м; 8 - 7 , 10, 2,0,
2,5 • 1023; 9—5; 7; 0Д2; 2 • 10м
62
(15)
где Р\ н а.\ — средние значения давления и скорости звука
в нижнем слое атмосферы толщиной, равной высоте взры­
ва # 0.
Кривые зависимости минимально возможной плотности
космического тела от его скорости, вычисленные по формуле
(15) и условию (10), рассчитаны для Н0= 5; 7 и 10 км, г2 —
соответственно 7; 10 и 14 км, для трех значений С* = 0,92; 2
и 3,6 и трех минимальных значений энергии Яц —2 - 1023; 2,5• 1023 и 4-1023 эрг, соответствующих высоте взрыва 5; 7 и
10 км (рис. 8, кривые 4—9 ). Физический смысл кривых 4—9
на рис. 8 заключается в том, что, задавая определенную ско­
рость космического тела, по формуле (1) находим необходи­
мую массу и вкладываем ее в максимальные размеры тела,
определенные по формуле (14), тогда по формуле (15) полу­
чаем минимально возможное значение плотности, соответст­
вующее данной скорости этого тела.
Кривые 1—3 рис. 8 показывают максимально возможные
размеры Тунгусского космического тела, а в предположении,
что все разрушения в тайге произошли за счет кинетической
энергии двигавшегося тела, кривые (4—9) показывают мини­
мально возможные значения плотности космического тела в
зависимости от скорости его полета. Поэтому кривые на рис. 8
дают возможность быстро и достаточно точно ориентиро­
ваться относительно параметров Тунгусского космического
тела в рассуждениях при любых предположениях и гипоте­
зах независимо от точки зрения исследователя на тунгусскую
проблему. Кривые на рис. 8 переводят рассуждения относи­
тельно возможных значений параметров Тунгусского косми­
ческого тела из неопределенности в несколько порядков в оп­
ределенные рамки в пределах по крайней мере одного поряд­
ка величины.
Рассмотрим несколько примеров. Многие исследователи
считают, что Тунгусское космическое тело летело с очень боль­
шой космической скоростью — в несколько десятков (30—
60) км/сек [39, 44, 58, 66, 69, 70, 74, 86]. Но при такой огром­
ной скорости диаметр космического тела не может быть более
23 м (рис. 8, 3), а соответствующая плотность тела не может
быть меньше 13 г/см3 (рис. 8, 4). Если при скорости 30 км/сек
космическое тело будет иметь диаметр более 23 м, то оно вы­
зовет более мощную баллистическую волну, которая при на­
клонном движении тела должна произвести полосовой осесим­
метрический вывал леса, чего не наблюдается в действитель­
ности. Например, К- П. Станюкович считает, что над тунгусской
тайгой произошел «тепловой взрыв» (быстрее испарение) ле­
дяного тела, имевшего конечную скорость около 30 км/сек [69,
80]. Чтобы обеспечить запас кинетической энергии, необходи­
мой для данных разрушений (4-1023 эрг), при скорости
30 км/сек масса тела должна составлять около 9 • 104 г. Ледя­
ное тело шарообразной формы с плотностью около 1 г/см3
в этом случае должно иметь диаметр около 55 м. Если ле­
дяное тело диаметром 55 м пролетит на высоте 7—10 км со
скоростью 30 км/сек, то оно произведет полосовой вывал леса
шириной около 100 км.
В настоящее время законы движения баллистической вол­
ны хорошо изучены, поэтому легко подсчитать мощность вола­
ны и размеры разрушений, произведенные баллистической
волной, если в нижних слоях атмосферы пролетит тело диа­
метром в несколько десятков метров со скоростью нескольких
десятков километров в секунду. Это можно рассчитать по фор­
мулам (11) — (13) и (14), можно рассчитать и по прибли­
женной формуле М. А. Никулина, которая признана Коми­
тетом по метеоритам и опубликована в журнале «Метеори­
тика» [71]. Даже если принять, что все разрушения в тайге
были вызваны только баллистической волной, то и в этом слу­
чае при скорости 30 км/сек космическое тело не должно иметь
размеры более 30—35 м в диаметре [71].
Авторы работы [86] считают, что взрыв Тунгусского кос­
мического тела произошел на высоте 10—12 км с энергией
около 1024 эрг [89], и допускают нижний предел скорости до
10 км/сек [86]. Но даже при такой малой (если иметь в виду
взрыв тела в воздухе за счет кинетической энергии [69, 80])
скорости эффективный диаметр космического тела не мог быть
более 50—70 м, а соответствующая плотность тела не могла
быть менее 10 г/смь. При таких размерах и плотности Тунгус­
ское космическое тело, по-видимому, не могло быть роем ча­
стиц или облаком космической пыли. Оно должно быть моно­
литным телом.
Если считать, что при малых поперечных размерах^плотность тела может быть малой вследствие очень большой про­
тяженности (до 20—30 км и более) роя частиц или облака
пыли, то в ^этом случае будет невозможен малопротяженный
сферический взрыв и невозможен радиальный вывал леса.
Таким образом, н е з а в и с и м о от причины и характера
взрыва, н е з а в и с и м о от своей природы Тунгусское косми­
ческое тело должно быть компактным единым телом с эффек­
тивным диаметром не более нескольких десятков метров.
Рассмотрим дополнительно некоторые соображения о воз­
можности пылевой структуры Тунгусского космического тела.
Известно, что Тунгусское космическое тело проникло в плот­
ные слои атмосферы и взорвалось в воздухе в пределах тро­
посферы [54] на высоте не менее 5 км [64, 86]. Поэтому воз­
никает вопрос, может ли рой частиц или пылевое облако с
объемной плотностью рт<^1 г/см3 проникнуть в пределы тропо­
сферы и как единое целое двигаться в плотных слоях атмосфе­
ры со скоростью несколько десятков километров в секунду.
Задача о движении в атмосфере роя частиц или облака пыли
с плотностью рт< 0 г/см3 до сих пор еще не решена.
Выдвигая свою гипотезу о природе Тунгусского космиче­
ского тела, Томская группа исследователей под руководством
Г. Ф. Плеханова обычно ссылается на предположение, выска­
занное академиком В. И. Вернадским о том, что космическое
тело представляло собой облако космической пыли [86]. Но
здесь следует отметить, что В. И. Вернадский считал эту пыль
химически активной ,[16, 23] (кстати сказать, в дальнейшем
В. И. Вернадский на своем предположении не настаивал).
Для объяснения химического взрыва облака космической пыли
нет необходимости рассматривать задачу о движении этого
облака в атмосфере. Тогда как для объяснения механизма
нехимического взрыва облака космической пыли в воздухе за
счет его кинетической энергии, как считает Томская группа,
решение такой задачи необходимо. Авторы работы [86] не при­
водят никаких расчетов для обоснования своей «пылевой»
гипотезы.
Однако некоторые вполне определенные выводы о движе­
нии облака космической пыли в атмосфере можно сделать и
без расчета.
1.
Авторы работы [86] считают, «что тело Тунгусского ме­
теорита представляло рой частиц, расстояния между кото­
рыми в десятки и сотни раз превышали размеры самих ча­
стиц». Но при таких больших расстояниях между частицами
каждая пылинка такого роя при входе в атмосферу с косми­
ческой скоростью представит собой отдельное метеорное те­
ло, будет двигаться в атмосфере самостоятельно и сгорит на
высоте 80 100 км [101], образуя обычное метеорное явление.
А весь рой в целом представит грандиозный метеорный по­
ток и, по-видимому, сгорит на высоте в несколько десятков
километров.
5. А. В. Золотов
64
65
2.
Движение в атмосфере роя частиц или облака космиче­
ской пыли можно представить как движение струи. Известно,
что струя быстро рассеивается и может существовать на рас­
стояниях от точки истечения, не превышающих нескольких
десятков диаметров струи. Длина пути Тунгусского космиче­
ского тела в атмосфере по наклонной траектории равна около
700 км [38]. Диаметр Тунгусского космического тела как роя
частиц должен быть равен нескольким сотням метров [35],
по представлениям авторов работы [86], центральный сгусток
космической пыли должен иметь диаметр несколько километ­
ров. При таких размерах облако космической пыли, по-види­
мому, не может пробить весь слой атмосферы по наклонной
траектории, по какой летело Тунгусское космическое тело
(Р = 5—17° [38]), и не сможет достичь нижних слоев атмо­
сферы.
Таким образом, даже качественное рассмотрение задачи
вызывает вполне обоснованные сомнения в том, что Тунгус­
ское космическое тело могло представлять собой рой частиц
или облако космической пыли, которое могло бы «взорваться»
за счет кинетической энергии.
Расчеты и выводы, сделанные в § 5, показывают, что, если
предположить возможность пылевой структуры Тунгусского
космического тела, мы неизбежно придем к дилемме:
1. Если считать, что космическое тело как рой частиц или
облако пыли было достаточно плотным и могло образовать
баллистическую волну, то имеется принципиальная возмож­
ность определить эффективные поперечные размеры тела. Рас­
четы показывают, что в этом случае диаметр тела должен быть
не более нескольких десятков метров. Но при таких малых
размерах тело не может быть роем частиц или облаком пыли.
При условии, что тело разрушилось или взорвалось за счет
кинетической энергии при таких размерах с необходимым ве­
сом около 105 т, Тунгусское космическое тело должно быть
монолитным телом с плотностью не менее 10 г/см3.
2. Если космическое тело было очень сильно распыленным
с большим расстоянием между частицами и оно не образова­
ло единой баллистической волны, то в этом случае каждая
частица сгорела бы в отдельности и тело бы не произвело в
тайге никаких механических разрушений.
Итак, если космическое тело было настолько распылен­
ным, что не могло образовать единую баллистическую волну,
то оно не могло и произвести никаких разрушений в тайге
(нет ударной волны — нет вывала леса). А если космическое
тело могло образовать единую баллистическую волну и поэ­
тому могло бы произвести разрушения в тайге, то оно по сво­
им малым размерам в тунгусском случае не могло быть роем
частиц или облаком пыли.
66
Таким образом, предположение о том, что Тунгусское кос­
мическое тело могло быть роем частиц или облаком косми­
ческой пыли, не соответствует фактическим данным и его, повидимому, можно исключить из дальнейшего рассмотрения.
8п
о
возм о ж но сти
«ТЕПЛОВОГО» ВЗРЫВА
ТУНГУССКОГО КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
Расчеты в § 10 приводят к интересным рассуждениям.
Предполагая, что взрыв космического тела и все разрушения
в тайге произошли за счет кинетической энергии двигавше­
гося тела, по известной мощности баллистической и сфериче­
ской волн, определенных по фактическим данным, по извест­
ной энергии разрушений (в этом случае кинетическая энергия
Ек) мы нашли связь между плотностью космического тела
и его скоростью (уравнение (15)). Задавая скорость косми­
ческого тела, по уравнению (15) можно определить минималь­
но возможную плотность тела и, наоборот, задавая плотность
космического тела, можно определить максимально возмож­
ную в этих условиях скорость тела. И действительно, для
каждого значения скорости конкретная величина кинетической
энергии строго определяет массу тела (соотношение (1)). Для
заданной плотности тела конкретное значение массы строго
определяет размеры этого тела. А заданные размеры тела
при известной мощности баллистической волны строго опреде­
ляют скорость этого тела (уравнения (11) — (14)).
Таким образом, система уравнений (11) — (14), (1) и
условие (10) при известной кинетической энергии космиче­
ского тела однозначно определяют основные параметры Тун­
гусского космического тела: массу, скорость, размеры и плот­
ность. Поэтому, согласно уравнению (15), можно рассчитать
максимально возможную скорость в тунгусских условиях для
любого тела с заданной плотностью, например для реальных
ледяного, каменного и железного тел.
Кривые рис. 8 показывают, что для реальных ледяного,
каменного и железного тел (рт=1; 3 и 7,8 г/см3) в тунгус­
ском случае при высоте взрыва Н = 7 км скорость не могла
быть более 0,6; 2 и 5 км/сек соответственно (рис. 8, 5). Даже
при высоте взрыва 10 км скорость этих тел не могла быть
больше соответственно 2; 7 и 18 км/сек (рис. 8, 4)\ если бы
эти тела имели большую скорость, то они образовали бы бо­
лее мощную баллистическую волну и произвели бы полосовой
вывал леса, чего не наблюдается в действительности (рис. 1).
Но при такой малой скорости взрыв космического тела в воз­
духе за счет его кинетической энергии невозможен [69, 80].
5*
67
В связи с этим вопрос о возможности «теплового» взрыва кос­
мического тела рассмотрим несколько подробнее.
Под «тепловым взрывом» космического тела будем пони­
мать взрыв тела за счет перехода кинетической энергии в те­
пловую при резком торможении этого тела. Например, при
ударе космического тела о земную поверхность со скоростью
5 км/сек при резкой остановке тело разогреется до несколь­
ких тысяч градусов и мгновенно испарится. Процесс быстрого
испарения тела как быстрый переход твердого состояния в
газообразное имеет взрывообразный характер, и его можно
назвать «тепловым взрывом». Такие взрывы наблюдаются при
падении на землю крупных метеоритов со скоростью не менее
3 км/сек [33, 38, 46].
По мнению некоторых авторов, быстрое взрывообразное
испарение космического тела, например ледяного, может про­
изойти не только при ударе о землю, но и в воздухе при рез­
ком торможении тела в плотных слоях атмосферы. Но для того
чтобы обеспечить мощную ударную волну, быстрое взры­
вообразное испарение тела за 0,1—0,2 сек и мощность про­
цесса испарения, сравнимую с мощностью взрыва пороха, те­
ло должно двигаться со скоростью около 30 км/сек [69, 80].
Теория и механизм так называемого «теплового» взрыва кос­
мического тела в воздухе за счет его кинетической энергии
рассмотрены в работах [69, 80]. Необходимым условием «те­
плового» взрыва в воздухе является большая космическая
скорость тела — не менее 30 км/сек [69, 80], что для Тунгус­
ского космического тела до сих пор не подтверждено факти­
ческим материалом. Кроме того, теоретические расчеты про­
цесса разогрева космического тела во время полета в работе
[69] основаны на допущении, что на разогрев и испарение
космического тела в полете расходуется 0,1—0,01 доли энер­
гии излучения баллистической ударной волны. По замечанию
академика Б. П. Константинова, при обсуждении доклада
К. П. Станюковича на 10-й метеоритной конференции в июне
1962 г. в Ленинграде в этом расчете не учтен гидродинамиче­
ский эффект при переносе лучистой энергии от баллистиче­
ской волны на испаряющуюся поверхность тела, что может
изменить результаты расчета на несколько порядков. Таким
образом, «тепловой» взрыв космического тела в воздухе не
имеет достаточного физического и теоретического обоснования.
Рассмотрим этот вопрос с несколько другой стороны. Рас­
считаем энергию и возможные разрушения баллистической
волны при условиях гипотетического теплового взрыва, кото­
рые не были учтены в работе [69]. Задавая плотность рт и
скорость у космического тела при известной конечной кинети­
ческой энергии Ек, по соотношению (1) определяем массу
и размеры тела. При известных размерах и скорости по урав­
68
нению, (14) вычисляется динамическая длина г0, значение ко­
торой определяет энергию и параметры баллистической волны
во всем пространстве (уравнения (11) — (13)).
В условиях Тунгусской катастрофы длина Ь активного ко­
нечного участка траектории равна около 30 км (рис. 1), про­
тяженность предполагаемого теплового взрыва равна около
6 км [69], поэтому при тепловом взрыве должны быть области
разрушений отдельно взрывной и баллистической волнами.
Отметим, что анализ карты разрушений как поля векто­
ров поваленных деревьев показал, что протяженность обла­
сти взрыва, вернее ее проекция на земную поверхность, вдоль
траектории не может быть более 4 км (рис. 4 и 5, § 7). В этом
случае еще до взрыва и независимо от его характера при поле­
те со скоростью 30 км/сек космическое тело должно образо­
вать мощную баллистическую волну, которая способна произ­
вести самостоятельные разрушения (табл. 3). Основные параТаблица
3
Основные параметры баллистической волны космического тела в
условиях Тунгусской катастрофы при гипотетическом тепловом взрыве
Вещество
Лед
»
Камень
Железо
V
г/
см*
1
1
1
3
3
7,8
7,8
Примечание;
<1, м
55
55
55
37
37
28
28
С
М Е о,
х,
Г0,
1
2
3,6
1
2
1
2
4300
6000
8300
2900
4100
2200
3100
эр г!
см
— Е
|
а?
эрг
"Ь.иУ
1 ■1017
2 -1017
4 -1017
4,6- 101в
9 ,3 -1 01в
2 , 7 . 1016
5,3- 101в
3 -1023
6 .ю 23
1 ,2 -1024
1,4-Ю 23
2,8.1023
8,1.1022
1,6.10м
35
50
68
24
34
18
25
т к = 8 ,9 - 104 т , /?а= 8 ,2 .
Исходные данные: Н0= 7 км, И,— 10 км, Р 1 --0,563 кг/см2, Е
К = 4 -1023 эрг,
Vк = 3 0 км/сек , ах=320 м/сек, 44= 94, ДР^ = 0 ,0 5 кг/см,2, Р = 30 км.
метры баллистической волны и размеры г2 области вывала
леса этой волной при полете в атмосфере со скоростью
30 км/сек космических тел с различной плотностью рассчи­
таны по формулам (11) — (14) и (1), § 9 и 10. Из табл. 3 вид­
но, что действительно при полете ледяного, каменного и же­
лезного тел со скоростью 30 км/сек зона разрушений балли­
стической волной в тунгусских условиях должна быть
сравнима с зоной разрушений взрывной волной.
Рассмотрим этот вопрос в несколько более общем виде.
Для космических тел атмосфера Земли является своеобраз­
69
ным фильтром, и не всякое тело не со всякими параметрами
может его пройти. В метеоритике хорошо известно, что при
падении метеоритов на Землю их кинетическая энергия в ос­
новном тратится на преодоление сопротивления воздуха, на
образование баллистической волны. Большинство метеоритов
расходуют почти всю свою кинетическую энергию, еще не до­
летая до нижних слоев атмосферы, и теряют скорость на вы­
соте 15—20 км (область задержки), затем достигают Земли
при свободном падении под действием силы тяжести [46, 101].
В связи с этим возникает вопрос: может ли обычное космиче­
ское тело с реальной плотностью рт-^8 г/см3 долететь до ниж­
них плотных слоев атмосферы (Я0= 5—10 км), сохранить
колоссальный запас кинетической энергии, необходимой для
взрыва, пролететь на высоте около 10 км со скоростью около
30 км!сек (!) и не создать мощной баллистической волны, не
произвести этой волной никаких разрушений? Возникает и
другой вопрос: каким должно быть космическое тело, чтобы,
пролетая в атмосфере с огромной скоростью, оно имело боль­
шую кинетическую энергию и очень слабую баллистическую
волну?
Из аэродинамики известно, что при одних и тех же значе­
ниях начальной массы и скорости сопротивление, а следова­
тельно, и мощность баллистической волны зависят от поверх­
ностной плотности, т. е. от количества вещества, приходяще­
гося на единицу Площади поперечного сечения тела, а для тел
подобной формы, например для шара, мощность баллисти­
ческой волны в этих условиях зависит от объемной плотности
тела. Чем больше плотность, тем меньше размеры тела, тем
меньше сопротивление воздуха и мощность баллистической
волны. Исходя из таких соображений, Тунгусское космическое
тело должно иметь большую плотность, малые размеры и ма­
лое сопротивление для того, чтобы оно могло пролететь поч­
ти всю толщу атмосферы и сохранить при этом колоссальный
запас кинетической энергии, необходимой для взрыва и огром­
ных разрушений в тайге.
Вообще говоря, сохранить большой запас кинетической
энергии при полете обычного космического тела в плотных
слоях атмосферы с образованием мощной баллистической
волны довольно просто. Для этого космическое тело должно
иметь большие начальные массу и скорость (так и. рассужда­
ют некоторые авторы [87]). Но сохранить в конце пути боль­
шую кинетическую энергию и не вызвать мощной баллисти­
ческой волны при полете с большой космической скоростью —
это для космического тела с обычной плотностью (1—8 г/сж3)
невозможно, так как оно неизбежно должно вызвать мощную
баллистическую волну с энергией, сравнимой с запасом его
кинетической энергии. Здесь одних условий о большой на70
чальнош массе и скорости недостаточно, здесь накладываются
дополнительные условия на размеры и плотность космическо­
го тела. В тунгусском случае речь идет о большом значении
конечной кинетической энергии космического тела при малой
доле расхода энергии на образование баллистической волны.
Рассмотрим зависимость энергии баллистической волны
и размеров разрушений (вывала леса в тайге) этой вол­
ной от плотности космического тела. Задавая плотность
Рис. 9. Зависимость энергии баллистической волны и ее отно­
шения к кинетической энергии от плотности космического
тела:
/ — Сх -1 ; 2—2; 3—3,6
рт и конечную скорость ц„ космического тела при известной
конечной кинетической энергии по соотношению (1), опреде­
ляем конечную массу и размеры тела. Используя уравнение
(14), вычисляем динамическую длину г0, по значению кото­
рой в соответствии с формулой (13) находим энергию балли­
стической волны Е§ в зависимости от первоначально заданной
плотности космического тела рт:
_ 2_
Еб = \ ,22Р,у~оГ2ЬСхсТ е ^ 9,
(16)
где Ь — длина активного участка траектории космического
тела, длина эквивалентного цилиндрического взрыва.
Используя формулы (11) — (13), (1) и (14), определим
размеры области вывала леса Гб баллистической волной в за­
висимости от плотности космического тела:
_ 4_
_1_ ^ ____ 1_
гб = 0,41 Р,4/3ДР 3 аГ'С / цк3 рт 3 .
(17)
71
Кривые на рис. 9 и 10 рассчитаны при следующих исход­
ных данных: конечная скорость полета ук= 30 км]сек, конеч­
ная кинетическая энергия # к= 4-1023 эрг, высота взрыва
#о = 7 км, средняя высота полета над областью разрушений
1г= 10 км, длина активного участка траектории 7- = 30 км. При
расчетах сделано допущение, что на коротком участке пути
в пределах области разрушений в тайге космическое тело
двигалось с постоянными скоростью, массой и размерами. По­
скольку начальные масса, раз­
V м Ыгр
меры и скорость превышают
соответствующие конечные па­
раметры тела, то это допуще­
ние не меняет существа ре­
зультатов расчетов.
Космическое тело с реаль­
ной плотностью рт= 1 —8 г!см2,
как показывают рис. 9 и 10,
пролетая со скоростью 30
км/сек, в тунгусском случае
должно образовать баллисти­
ческую волну с мощностью,
сравнимой с мощностью взры­
?т,г/см3
Рис. 10. Зависимость размеров зоны разрушений баллистической
волной и их отношения к радиусу вывала леса взрывной волной
от плотности космического тела при гипотетическом «тепловом
взрыве» этого тела. Исходные данные: Н —7 км, й= 10 км, Р[ =
= 0,563 кг/см2, а = 320 м/сек, кк = 30 км/сек, Е к = 4 - 1023 эрг:
1 — Сх - \ \ 2—2,0; 3—3,6
ва, а также должно произвести полосовой вывал леса балли­
стической волной с шириной полосы вывала, сравнимой с
радиусом зоны вывала леса взрывной волной.
Одним из важных обстоятельств Тунгусской катастрофы
является то, что космическое тело даже в нижних плотных сло­
72
ях атмосферы непосредственно над областью разрушений
пролетело без образования мощной баллистической волны
(баллистическая волна не произвела вывал леса даже на
ближайшем расстоянии от траектории в конце пути, § 7) и в то
же время до конца пути сохранило огромную энергию, выде­
лившуюся при взрыве, который и произвел все разрушения в
тайге, т. е. необходимыми условиями тунгусского взрыва
являются:
1. Энергия баллистической волны мала по сравнению с
энергией взрывной волны: #бС#в, Еб/Ев < 1 (§9).
2. Радиус баллистической волны, которая могла бы произ­
вести вывал леса^не должен превышать высоты полета тела:
Гб<й или Г б < 1/2 Но, где Н0 — высота взрыва.
В случае взрыва космического тела за счет кинетической
энергии рассмотренные условия могут быть выполнены, если
плотность тела была не менее нескольких десятков грамм на
кубический сантиметр, для обычных космических тел с плот­
ностью рт-^8 г/см3 эти условия невыполнимы (рис. 9 и 10).
Таким образом, предположение о том, что тунгусский
взрыв произошел за счет кинетической энергии двигавшегося
тела, приводит нас к дилемме:
1) либо Тунгусское космическое тело было сверхплотным
(рт> 3 0 г/см3) и летело с большой скоростью — около
30 км/сек,
2) либо космическое тело имело небольшую плотность
(рт< 8 г/см3) и летело с малой скоростью — не более 5 км/сек.
Но тогда в первом случае космическое тело не может быть
обычным телом с реальной плотностью рт= 1 —8 г/см3, а во
втором случае тело может быть обычным, но, имея малую
скорость, оно не может взорваться в воздухе за счет кинетиче­
ской энергии, т. е. мы должны отказаться от предположения,
что взрыв тела произошел за счет его кинетической энергии,
и считать, что тело взорвалось за счет его внутренней энер­
гии — химической или ядерной. При этом предположении
соотношение (1) не имеет места и все вышеизложенные про­
тиворечия устраняются.
В условиях Тунгусской катастрофы, как показывают табл.
3 и рис. 9 и 10, необходимым условием «теплового» взрыва и
вообще любого другого типа взрыва космического тела в
воздухе за счет его кинетической энергии (при плотности тела
рт-С8 г/см3) является соизмеримость мощности взрывной и
баллистической волн # Б—#д, соизмеримость зон разрушений
взрывной и баллистической волнами г^—гв, а в связи с этим
наличие осесимметрического (относительно траектории) по­
лосового вывала леса, чего не наблюдается в действительности
(рис. 1). Из отсутствия полосового осесимметрического выва­
ла леса следует интересный, несколько парадоксальный вывод
73
о том, что с точки зрения «теплового» взрыва космического
тела в воздухе «тепловой» взрыв обычного космического тела
с плотностью рт-<8 г/см3 за счет его кинетической энергии в
тунгусском случае не возможен.
При взрыве в воздухе обычного космического тела с плот­
ностью рт= 1—8 г/см3 за счет кинетической энергии при любом
механизме взрыва основные разрушения должна сделать бал­
листическая волна и вывал леса в тайге в этом случае не
может быть радиальным.
Таким образом, в тунгусском случае не выполняется ни
одно из перечисленных необходимых условий вывала леса
баллистической волной, образуемой при полете в атмосфере
космического тела с обычной плотностью ( рт<^8 г/см?). Сле­
довательно, Тунгусское космическое тело не могло быть телом
с малой плотностью, т. е. не могло быть обычным ледяным,
каменным или железным метеоритом, не говоря уже о косми­
ческой пыли или рое частиц.
Все эти выводы в § 7—11 получены исходя из простого и
очевидного факта, что радиальный вывал леса в тунгусской
тайге был произведен взрывной сферической волной, а бал­
листическая волна летевшего космического тела была слабее
взрывной волны (условие (10) ). В действительности, балли­
стическая волна была не просто слабее, а намного слабее
взрывной волны.
Однако, несмотря на существенные выводы, сделанные на
основании факта радиальности вывала леса, осталась одна
неопределенность, которая не позволяет еще более конкрети­
зировать расчеты и выводы,— в уравнение (14) входит произ­
ведение размеров и скорости космического тела. Чтобы уст­
ранить эту неопределенность, небходимо независимое опреде­
ление скорости космического тела. Поэтому основной целью
дальнейшего анализа должны быть поиски методов независи­
мого определения скорости космического тела на основании
достоверного фактического материала.
§ 12
ДЕЙСТВИЕ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ
НА ВЫВАЛ ЛЕСА
До сих пор мы рассматривали главным образом одну
особенность разрушений в тунгусской тайге — радиальный
характер вывала леса (рис. 1). Как было установлено, вывал
леса произвела в основном взрывная сферическая волна. Эту
особенность—-радиальный характер вывала леса, т. е. дей­
ствие взрывной сферической волны, — мы будем называть
эффектом первого порядка. Однако следует иметь в виду, что
74
взрыв Тунгусского космического тела произошел во время
полета. Условия взрыва тела в полете могут внести некоторые
искажения сферичности взрывной волны, а следовательно, и
радиальности вывала леса. Тунгусское космическое тело, повидимому, летело со сверхзвуковой скоростью. Поэтому к
моменту взрыва над областью разрушений вдоль траектории
существовала ударная баллистическая волна. Поскольку бал­
листическая волна имеет форму, близкую к цилиндрической,
при ее взаимодействии с взрывной волной можно ожидать
некоторого отклонения взрывной волны от сферической сим­
метрии, отклонения на поверхности земли от цилиндрической
симметрии и радиальности вывала леса, т. е. некоторого
проявления осевой симметрии области разрушений. Мера от­
клонения вывала леса от радиальности может служить мерой
действия баллистической волны. Если мощность баллистиче­
ской волны меньше мощности взрывной волны, то разрушения
произведет в основном взрывная волна, а баллистическая
волна только внесет некоторые искажения в сферическую
симметрию взрывной волны. Если мощность баллистической
волны больше мощности взрывной волны, то разрушения про­
изведет в основном баллистическая волна, тогда область раз­
рушений будет иметь осевую симметрию, а вывал леса должен
быть полосовым.
При Тунгунсской катастрофе взрывная волна произвела в
целом радиальный вывал леса, но баллистическая волна, не
делая вывал леса, могла произвести искажения сферичности
взрывной волны и некоторые отклонения вывала леса от ра­
диальности. Взаимодействие взрывной и баллистической волн
и отклонение вывала леса от радиальности мы будем назы­
вать эффектом второго порядка.
По эффекту первого порядка (радиальности вывала леса)
мы произвели оценку верхних значений параметров баллисти­
ческой волны и космического тела. По исследованию эффекта
второго порядка (отклонение вывала леса от радиальности)
можно уточнить оценку параметров баллистической волны и
космического тела.
С этой точки зрения сделаем анализ карты поваленного
леса (рис. 1). Анализ будем проводить по следующей схеме:
1. Есть ли отклонение вывала леса от радиальности и
есть ли проявление осевой симметрии в области разрушений?
2. Если есть, то сделать количественную оценку этих от­
клонений.
3. По количественной оценке отклонений от радиальности
сделать оценку действия баллистической волны и ее пара­
метров.
4. По параметрам баллистической волны сделать оценку
параметров Тунгусского космического тела.
75
Как показывает рис. 1, отклонение от цилиндрической
симметрии области поваленного леса действительно наблю­
дается. Первое, что довольно четко наблюдается на карте, —
это отклонение центра разрушений от геометрического центра
области поваленного леса и заметная разница расстояний от
центра разрушений (под центром разрушений подразумева­
ется центр совокупности поваленных деревьев как векторов,
определенный по методу наименьших квадратов в § 7) до
границы вывала леса в
различных
направлениях
(рис. 11).
Рис. 1 и 11 свидетель­
ствуют о том, что в зоне
разрушений в пределах ази­
мутов 30—90° и 120—180°
четко выделяются два «кры­
ла», симметрично располо­
женные относительно линии
с азимутом 115° (295°). На
этих направлениях (макси­
мумы 65 и 165°) расстояние
от центра разрушений до
границы вывала леса в 2 ра­
за превышает расстояние до
границы вывала леса в
северо - западном
секторе
.1....... .г,.,,, ....................................... . I.
270
0
90
№
270
Ы
Рис. 11. Изменение расстояния от
центра разрушений (а) и от эпи­
центра взрыва (б) до границы вы­
вала леса в зависимости от направ­
ления. АВ — линия симметрии
(270—360°) и значительно превышает средний радиус области
вывала леса. Линия АВ является осью симметрии области по­
валенного леса. Эта линия проходит через центр разрушений,
определенный по методу наименьших ква'дратов в § 7.
Изменение радиуса области поваленного леса в 2 раза не
может быть случайным, так как это требует изменения потока
энергии ударной волны по различным направлениям в 8 раз.
Отсюда следует, что нарушение цилиндрической симметрии
вывала леса — достоверный факт. Причина нарушения цилин­
дрической симметрии не случайна еще и потому, что она
привела не к произвольному, а к вполне определенному зако­
номерному изменению формы вывала леса с образованием
осевой симметрии.
76
Осевая симметрия области поваленного леса, естественно,
отмечается и другими авторами [87], но анализ этого явления
до сих пор не был сделан. В работе [72] Г. И. Покровский
объясняет асимметрию вывала леса (по данным 1958 г.) на­
правленным действием взрывной волны по раскаленному сле­
ду космического тела в воздухе, но такое объяснение не
раскрывает причинц образования двух симметрично располо­
женных «крыльев» (рис. 1 и 11). При анализе этой причины
необходимо учесть очень важное обстоятельство: нарушение
цилиндрической симметрии и образование осевой симметрии
области разрушений произошли в общем с сохранением
р а д и а л ь н о с т и вывала леса, Следовательно, нарушение
цилиндрической симметрии произошло не за счет дополни­
тельной причины вывала леса, а за счет п е р е р а с п р е д е ­
л е н и я энергии взрывной волны. Как было установлено
(§ 7), вывал леса во всей области произвела т о л ь к о взрыв­
ная волна, но по какой-то причине произошло перераспреде­
ление энергии взрывной волны, т. е. возникло ее направленное
действие. Таким образом, нарушение цилиндрической симмет­
рии зоны механических разрушений (вывал леса) и эксцент­
ричное расположение в ней эпицентральной области (зона
стоячего леса (рис. 1)) говорят о том, что действие ударной
волны при взрыве было направленным, причем усиление
волны произошло по двум направлениям (азимут 65 и
165°), симметрично расположенным относительно линии
АВ (рис. 1).
Проанализируем возможные причины направленного дей­
ствия взрывной волны. Поскольку протяженность тунгусского
взрыва не превышает 4 км, так как ох~ 2 км (§ 7), что на поря­
док меньше зоны разрушений, то причины направленного
действия взрывной волны рассмотрим независимо от характе­
ра и причины взрыва. В этом случае взрывные явления мож­
но рассматривать по общим законам сферического взрыва,
например по законам взрыва обычных ВВ как наиболее изу­
ченного.
Причинами направленного действия взрывной волны могут
быть:
1) рельеф местности;
2) сильный ветер;
3) форма тела;
4) внешняя оболочка тела.
Анализ показывает, что ни рельеф местности, ни сильный
ветер не могут вызвать такую сильную направленность взрыв­
ной волны, как при Тунгусской катастрофе, не могут создать
два симметрично расположенных направления усиленного
действия взрывной волны. Это обстоятельство отмечают и
другие авторы [23, 71].
77
Известно, что взрыв тела произвольной какой бы то ни
было формы на расстоянии, в несколько раз превышающем
наибольшие размеры тела, создает в однородной неограничен­
ной среде сферическую ударную волну [111]. Поэтому обра­
зование направленности действия взрывной волны в тунгус­
ском случае на расстояниях более нескольких километров за
счет формы космического тела исключается из рассмотрения.
Таким образом, направленность взрыва Тунгусского кос­
мического тела в воздухе на больших расстояних может быть
создана только за счет дополнительной оболочки из другого
не взорвавшегося вещества. При взрыве тела в воздухе во
время сверхзвукового движения оболочкой взрыва могут быть:
1) вещество, входящее в состав самого космического тела;
2) воздух.
Из теории и опытных данных известно, что при взрыве
тела в оболочке, создающей направленность взрыва, взрывная
волна сравнительно быстро выравнивается в сферическую
волну. Направленная взрывная волна выравнивается на рас­
стоянии, в несколько раз превышающем размеры тела и
оболочки. Поэтому для создания направленного действия
взрывной волны за счет оболочки на расстоянии 25—30 км от
центра взрыва необходимо, чтобы размеры оболочки были не
менее нескольких километров (2—3 км), а возможно, и более.
Но размеры Тунгусского космического тела не могут быть бо­
лее нескольких десятков метров (§ 10), поэтому оболочка,
создавшая направленность взрывной волны, не может вхо­
дить в состав космического тела.
Как видим, остается только одна причина, создавшая
направленность тунгусского взрыва, — воздушная оболочка.
При сверхзвуковом движении космического тела со скоростью
несколько километров в секунду в воздухе образуется бал­
листическая волна конической формы. Конус баллистической
волны является своеобразной воздушной оболочкой, которая
образуется зоной сжатия этой волны. Причем размеры зоны
сжатия баллистической волны как оболочки сравнимы с раз­
мерами области вывала леса, так как баллистическая волна
к моменту взрыва простиралась над всей зоной разрушений.
Поэтому по своим размерам баллистическая волна обеспечи­
вает направленность взрывной волны в пределах всей области
вывала леса (от эпицентра взрыва до границы вывала леса
вдоль траектории).
При взрыве тела в неоднородной атмосфере скорость и
поток энергии взрывной волны усиливаются в направлении
пониженного давления [104, 112]. При полете тела со сверх­
звуковой скоростью впереди тела создается воздушная по­
душка-уплотнение, сзади — разрежение, в результате при
взрыве летящего тела происходит как бы выстрел назад. Ко78
нус баллистической волны является как бы огромным жерлом
пушки, вдоль оси которого создается некоторая направлен­
ность взрыва, что и объясняет эксцентричное положение
эпицентра — расстояние от эпицентра до границы вывала
вперед по траектории (в общем северо-западный сектор)
значительно меньше расстояния до границы вывала назад
вдоль траектории. При взрыве летящего тела поток энергии
взрыва назад вдоль траектории в несколько раз превышает
поток энергии вперед вдоль траектории тела. И действитель­
но, площадь поваленного леса между азимутами 45—225° в
несколько раз превышает площадь поваленного леса в секто­
рах 225—360° и 360—45° (рис. 1).
В момент взрыва летящего космического тела создается
поток энергии взрыва, направленный назад в разреженное
пространство. Однако через определенное время на некотором
расстоянии от точки взрыва на траектории давление восста­
новится до своего первоначального невозмущенного значения.
Зона разрежения движется вслед за зоной сжатия баллисти­
ческой волны, образуя пространственный конус. Этот конус
зоны разрежения баллистической волны будет служить вол­
новодом для взрывной волны. По зоне разрежения произойдут
некоторое усиление и направленность потока энергии взрыв­
ной волны. Проекция этого своеобразного волновода на зем­
ную поверхность имеет конусообразную форму. Вдоль проек­
ции образующей конуса по двум направлениям на поверхно­
сти земли произойдет усиление действия взрывной волны и
увеличение расстояния от эпицентра до границы вывала леса.
Таким образом, баллистическая волна как волновод
объясняет существование двух направлений усиленного на­
правленного действия взрывной волны, расположенных сим­
метрично траектории космического тела, что и наблюдается в
действительности (рис. 1). При этом очень важно отметить,
что собственно баллистическая волна может не производить
вывал леса. В данном случае мощность баллистической вол­
ны не имеет существенного значения. Здесь важен сам факт
существования баллистической волны как волновода для
взрывной волны.
По известным формулам [104, 112, ИЗ] в принципе можно
решить задачу о том, насколько увеличится поток энергии
взрывной волны по зоне разрежения баллистической волны
как по волноводу и насколько увеличится радиус зоны пова­
ленного леса по этим направлениям.
Если принять, что давление в зоне разрежения баллисти­
ческой волны в два раза меньше давления в окружающей
невозмущенной среде, что вполне реально [104, 110, 111], то
создавшееся усиление потока энергии взрыва вдоль фронта
баллистической волны вполне объясняет увеличение радиуса
79
зоны разрушений по этим направлениям и образование
«крыльев» области поваленного леса симметрично траектории
космического тела. С этой точки зрения ось симметрии обла­
сти поваленного леса, по-видимому, можно принять за проек­
цию траектории космического тела.
Создавая зоны усиленного действия взрывной волны,
слабая баллистическая волна сама не валит деревья, в зонах
усиленного действия продолжает валить деревья только
взрывная волна, поэтому слабая баллистическая волна как
волновод искажает сферическую симметрию взрывной волны,
искажает цилиндрическую симметрию области разрушений
и создает осевую симметрию вывала леса, но сохраняет в
общем радиальный характер вывала леса, искажается только
форма области вывала леса, что и наблюдается в действи­
тельности (рис. 1). В этом заключается одна из примечатель­
ных особенностей вывала леса в тунгусской тайге (наличие
осевой симметрии при общей радиальности вывала леса).
Проекция конуса баллистической волны в виде «крыльев»
области поваленного леса дает дополнительные данные для
оценки параметров баллистической волны и космического
тела.
Таким образом, рассматривая причины асимметрии обла­
сти вывала леса, мы пришли к выводу, что нарушение ци­
линдрической симметрии и образование осевой симметрии
формы области разрушений можно объяснить влиянием бал­
листической волны на распространение взрывной волны.
Поскольку под действием баллистической волны произош­
ло перераспределение энергии взрыва космического тела по
разным направлениям, общую энергию тунгусского взрыва в
первом приближении можно считать равной энергии эквива­
лентного взрыва с радиусом разрушений, равным среднему
радиусу области тунгусского вывала леса (§ 8).
Теперь рассмотрим вопрос о влиянии баллистической
волны не только на форму, но и на характер вывала леса.
Здесь следует учесть, что к моменту взрыва космического
тела баллистическая волна была уже сформировавшейся,
поэтому нужно рассматривать как факт, что после взрыва
тела произошла встреча и пересечение фронтов взрывной и
баллистической ударных волн. Известно, что при пересечении
двух ударных волн их первоначальное направление меняется
[114, 115]. Отсюда следует, что взаимодействие взрывной и
баллистической волн при вывале леса должно проявиться в
виде отклонения направлений поваленных деревьев от эпи­
центра, т. е. в виде нарушения цилиндрической симметрии
и отклонения вывала леса от строгой радиальности. Следо­
вательно, отклонение от строгой радиальности вывала леса —
необходимое условие взаимодействия взрывной и баллисти­
80
ческой волн. Мера отклонения от радиальности вывала леса
является мерой интенсивности баллистической волны, С уве­
личением мощности баллистической волны отклонение от
радиальности вывала леса должно увеличиваться. Когда
мощность баллистической волны увеличится настолько, что
она способна будет повалить деревья, произойдет полное
нарушение радиальности вывала леса, так как появится поло­
совой осесимметрический вывал баллистической волной.
В тунгусском случае мощность баллистической волны была
недостаточной для того, чтобы повалить деревья, но вполне
достаточной, чтобы при встрече изменить первоначальное
направление взрывной волны.
Проведем анализ совокупности поваленных деревьев как
векторов с этой точки зрения. На рис. 12 изображено поле
точек пересечения направлений поваленных деревьев с пер­
пендикуляром из центра разрушений, т. е. поле координат
хи уг (рис. 2), отклонений направлений поваленных деревьев
от центра совокупности всех векторов (центр разрушений).
При вывале леса сферической взрывной волной отклонение
направления поваленного дерева от эпицентра является слу­
чайной величиной, которая определяется асимметрией корне­
вой системы и кроны дерева, рельефом местности и другими
причинами. Исходя из физических условий вывала леса
6. А. В. Золотов
81
сферической взрывной волной, распределение отклонений по­
валенных деревьев от эпицентра должно быть близким к
нормальному распределению, и при большой площади разру­
шений оно должно быть симметричным. Однако рис. 12 пока­
зывает, что поле координат хг-,
относительно цилиндриче­
ской симметрии далеко не симметрично и не равномерно по
азимуту.
В общем случае линия осевой симметрии поля случайных
точек характеризуется тем, что распределение координат
Центральные моменты вычисляются по формуле
П
Иг = 2
РА*Г~ *)'>
1=1
( 19)
где х — среднее значение случайной величины.
Эмпирическое распределение имеет следующие характе­
ристики:
1. Среднее значение (1-й начальный момент) у = 0,5 м.
2. Среднее квадратичное отклонение (2-й центральный
момент) |Х2=ст2= 6,13; а ^2 ,Ъ км. Средние квадратичные от­
клонения по осям координат X и У соответственно равны
0Ж=2,О5 км, (Ту=1,65 км.
3. 3-й центральный момент р з= 4,1.
4. 4-й центральный момент |х4= 170.
5. Асимметрия распределения:
А-
41
•*» =
о3
.5,2 - ° ' 27'
(20)
Рис. 13. Распределение линейных отклонений направлений пова­
ленных деревьев от центра разрушений:
/ — эмпирическое распределение; 2 — теоретическое
этих точек на оси, перпендикулярной линии симметрии, имеет
наименьшую асимметрию. Для поля точек на рис. 12 ось с
наименьшей асимметрией имеет направление по азимуту 24°,
следовательно, ось симметрии поля точек направлена по ази­
муту 114°, что с точностью до 1° совпадает с осью симметрии
области поваленного леса (рис. 1).
На рис. 13 представлено распределение линейных откло­
нений направлений поваленных деревьев от центра разруше­
ний (распределение /у; рис. 2) и теоретическое распределе­
ние, построенное по числовым значениям моментов, найден­
ных для эмпирического распределения [102, 116].
Начальные моменты распределения вычисляются по фор­
муле [П6]
П
*г = 2 р »х<,
(18>
1— 1
где Х{ — значение случайной величины (в нашем случае
Хг= Г{ — линейное отклонение направления поваленного дере­
ва от центра совокупности векторов (рис. 2));
— вероят­
ность данного значения случайной величины хг-.
82
1
со
II
1ч
II
Эксцесс распределения:
■ 170
37,6
3 -1 *
(21)
Положительный эксцесс означает, что эмпирическая кри­
вая в центре распределения идет выше кривой нормального
распределения.
Аналогично были построены распределения угловых от­
клонений направлений поваленных деревьев от центра разру­
шений и распределение координат точек пересечения всех
направлений поваленных деревьев между собой (рис. 14 и 15).
Отметим, что большинство вычислений и обработка мате­
риалов проведены «вручную», т. е. на обычных счетных
машинах. В качестве контроля и ускорения счета вычисления
были выполнены также на электронно-счетной машине. Од­
нако определение координат точек пересечения всех векторов
между собою и построение распределений этих координат
(рис. 15) были выполнены только на машине М-20, так как
для построения этих распределений необходимо было опре­
делить координаты 56 953 точек пересечений л = 338 векторов.
Сравнение эмпирических распределений линейных и угло­
вых отклонений векторов от центра с теоретическим нормаль­
ным распределением (рис. 13 и 14) показывает, что эмпири­
ческие распределения существенно отличаются от нормаль­
ного. Сравнение по критерию Колмогорова [102] показывает,
что эти распределения с вероятностью 0,99 не являются нор6»
83
Рис. 14. Распределение угловых отклонений направлений
поваленных деревьев от центра разрушений:
I — эмпирическое распределение; 2 — теоретическое
Рис. 15. Распределение координат точек пересечения всех
направлений поваленных деревьев между собой.
а — по оси X; 6 — по оси У
мальными. Особенно заметно выражена асимметрия распре­
деления координат точек пересечения векторов (рис. 15).
Интересно, что асимметрия распределения координаты х то­
чек пересечения векторов (рис. 15, а) значительно больше
асимметрии распределения координаты у. Это говорит о том,
что нарушение радиальности вывала леса произошло вдоль
оси симметрии области разрушений.
При описании области вывала леса в тунгусской тайге в.
работах [59, 84, 86—89] обычно отмечается, что вывал имеет
довольно правильный радиальный характер и что существен­
ных отклонений от радиальности вывала нигде не обнаруже­
но. Но в указанных работах нарушения радиальности вывала
рассматриваются с точки зрения отсутствия или наличия
полосового осесимметрического вывала леса баллистической
волной, т. е. речь идет об эффекте первого порядка. А в дан­
ном параграфе рассматриваются отклонения от радиальности
в пределах в целом радиального вывала леса взрывной вол­
ной, т. е. речь идет об эффекте второго порядка.
Итак, в пределах в общем радиального тунгусского выва­
ла леса наблюдается заметное нарушение строгой цилиндри­
ческой симметрии и отклонение от строгой радиальности
(рис. 12—15). Однако необходимо выяснить, являются ли эти
нарушения радиальности случайными или систематическими..
Поскольку совокупность точек пересечения взрывной и бал­
листической волн в различные моменты времени образует на
земной поверхности вполне определенную линию, то, имея в.
виду взаимодействие взрывной и баллистической волн, об­
ласть вывала леса можно разделить на две крупные зоны:
1. Зона, в которой взрывная волна валила лес без воз­
действия, вернее, до воздействия на нее баллистической вол­
ны, — зона по одну сторону от линии пересечения ударных
волн — северо-западная часть вывала леса.
2. Зона, в которой взрывная волна валила лес после воз­
действия на нее баллистической волны, — зона по другую
сторону от линии пересечения волн — юго-восточная часть
вывала леса. Причем обе зоны, каждая в отдельности, имеют
общую ось симметрии, точнее, общее направление линии
симметрии.
В первой зоне должна выполняться точная радиальность
вывала, отклонения от радиальности должны иметь случай­
ный характер, распределение отклонений векторов от эпи­
центра может быть близким к нормальному и с необходи­
мостью должно быть симметричным. Кроме того, радиаль­
ность вывала должна сохраниться в центральной области
радиусом не более высоты взрыва, так как в ней относитель­
ное действие баллистической волны значительно слабее, чем
вне этой зоны
85-
Все нарушения цилиндрической симметрии и радиально­
сти вывала леса должны быть обязаны векторам, располо­
женным во второй юго-восточной зоне области разрушений.
С этой точки зрения сделаем предположение, что общее рас­
пределение линейных отклонений г всех векторов от центра
разрушений можно представить в виде суммы симметричного
распределения, близкого к нормальному, и несимметричного
ненормального распределения, асимметрия которого является
следствием воздействия баллистической волны. Математиче­
ски эту задачу можно сформулировать следующим образом.
Имеем асимметричное распределение отклонений « = 338
векторов от эпицентра N (г). Выдвигаем гипотезу, что данное
распределение можно представить в виде суммы двух распре­
делений:
ЛГ(г)=п(г) + 5(г),
(22)
где п(г) — нормальное распределение случайной величины
(фон, шум); 5(г) — распределение систематических отклоне­
ний (сигнал), вызванных действием баллистической волны.
Такая гипотеза отвечает реальным условиям тунгусского
взрыва. При вывале леса сферической взрывной волной
отклонения векторов от эпицентра являются случайной вели­
чиной, отклонения векторов под действием баллистической
волны являются систематическими. В нашем случае эти откло­
нения представляют собой сигнал, который мы должны обна­
ружить и выделить из общего фона случайных отклонений.
Если сигнал превышает среднее квадратичное отклонение
случайной величины, то его в принципе можно обнаружить
и выделить.
Поскольку действие баллистической волны сводится к не­
которому изменению направления движения взрывной волны
и к изменению направления вывала деревьев, разделим всю
область поваленного леса на равные секторы через 10° (рис.
16) и проведем анализ отклонений векторов от центра разру­
шений по отдельным секторам. Можно ожидать, что по сред­
ним отклонениям векторов от эпицентра секторы разделятся
на две группы:
1. Секторы, в которых баллистическая волна не действо­
вала, должны иметь меньшие отклонения.
2. Секторы, в которых баллистическая волна действовала,
должны иметь большие отклонения.
На рис. 17 показана совокупность центров пучков векто­
ров, расположенных в каждом секторе в отдельности. Центр
пучка векторов в секторе определялся по методу наименьших
квадратов аналогично тому, как определялся центр совокуп­
ности всех векторов области поваленного леса (§ 7). Инте­
ресно отметить, что контур, проведенный через все центры
86
секторов, в общем напоминает контур области поваленного
леса (рис. 1 и 17) (на рис. 17 и последующих рисунках номе­
ра секторов 1—36 соответствуют номерам, обозначенным на
рис. 16). Отсюда следует, что нарушение асимметрии формы
вывала леса и отклонение от радиальности вывала являются
следствием одной и той же причины. Ось симметрии сово­
купности центров секторов в пределах ошибки совпадает с
осью симметрии области поваленного леса (рис. 1 и 17). Но
Рис. 16. Схема области поваленного леса в районе Тунгусской ка­
тастрофы 1908 г. АВ — ось симметрии. Номера секторов (1—36)
самое важное — это то, что действительно существуют груп­
пы секторов С большим и малым отклонением собственных
центров от центра совокупности всех векторов (начало коор­
динат находится в центре поля векторов — центре раз­
рушений) .
Как и следовало ожидать (рис. 18), распределение коор­
динат центров секторов (х'с, у ') на ось симметрии X' имеет
гораздо большую асимметрию (рис. 18, а), чем на перпенди­
87
кулярную ось У (рис. 18, б). Рис. 18, а показывает, что
вдоль оси симметрии центры пучков по секторам разделились
на две группы с малым и большим отклонением от центра
разрушений.
Если систематические отклонения превышают среднее
квадратичное отклонение случайной величины и если эти си­
стематические отклонения являются причиной асимметрии
распределения, то их можно отделить от случайных отклоне­
ний следующим методом.
Сделаем выборку координат центров пучков по оси сим­
метрии X' в интервале
1*1(К) — т 1а 10 0 < К '< 1*1Ю + т 1а 1(Ю’
(23>
где Ц1 (х') и П1 (х') — среднее значение и среднее квадратич­
ное отклонение значений координат х' центров пучков по
всем секторам, От1> 1 , гпх выбирается так, чтобы рц + т ха\ не
превышало наибольшего абсолютного значения случайной
величины симметричной части распределения
ц1+ т 1а 1< г|х;шах|.
(24)
В этой выборке отсеется часть систематических отклоне­
ний, имеющих наибольшие значения. Без них распределение
будет более симметрично, соответственно изменяется и сред­
нее значение и среднее квадратичное отклонение. Найдем
среднее значение рг (хс) и сРеДнее квадратичное отклонение
0 2 (х'с) для выборки (23).
Для распределения с правой асимметрией очевидно, что
1*2« X М О И 0 2 « )< < М О (25>
Далее сделаем выборку координат х ’ центров пучков в
интервале
1*2(О —
Р и с . 17. П о л е ц е н т р о в п у ч к о в н а п р а в л е н и й п о в а л е н ­
ны х д ер ев ь ев , р а сп р едел ен н ы х по 3 6 сек то р а м о б л а ­
сти р а з р у ш е н и й . АВ — о с ь с и м м е т р и и ; н о м е р с е к ­
т о р а (5 )
(О < К < 1*2(О + т2а2(X ').
(26)
В этой выборке останется еще меньше систематических
отклонений, создающих асимметрию распределения. Остав­
шееся распределение будет еще более симметрично, для него
найдем соответствующие среднее значение р3(х')
и среднее
квадратичное отклонение сг3(х').
Сделаем выборку координат х ' в интервале
1*з (О — Щ°з (О < хе < р3(О + т3а3(х’с).
(27)
Найдем среднее значение р4 (х')
и среднее квадратичное
отклонение сг4 (х 'с) для выборки (27).
Выборка координат х'с методом последовательных при­
ближений по этой схеме производится до тех пор, пока не
будет выполнено условие
1*7г+1 (х'с) = 1*„ (х'с) = р = сопз!
(28)
Р и с . 18. Р а с п р е д е л е н и е к о о р д и н а т ц е н т р о в 3 6 с е к т о р о в о б л а с т и п о в а ­
л ен н ого л еса . П о оси си м м етри и ( а ) ; по
в заи м н о
п ер пен ди кул ярн ой
оси (б)
88
с точностью определения среднего значения р (х ').
Этот метод разделения случайных и систематических от­
клонений применим тогда, когда распределение случайных
89
отклонений симметрично относительно своего среднего зна­
чения, а систематические отклонения имеют односторонний
характер и создают одностороннюю асимметрию суммарного
распределения. В нашем случае отклонения деревьев, пова­
ленных сферической взрывной волной, имеют симметричный
характер относительно эпицентра, а отклонения поваленных
деревьев, вызванные действием баллистической волны на
взрывную волну, имеют односторонний характер — они уве­
личиваются, смещаясь назад вдоль проекции траектории кос­
мического тела.
Для примера рассмотрим сектор 7, рис. 16. Здесь взрыв­
ная волна двигалась после пересечения с баллистической
волной, в результате которого первоначальное направление
движения взрывной волны изменилось в сторону уменьшения
азимута, движение взрывной волны отклонилось к северу.
Соответственно изменились и направления- всех поваленных
деревьев, вследствие чего сместился центр пучка векторов
этого сектора. Все направления поваленных деревьев в сек­
торе проходят мимо эпицентра, их отклонения сместились в
одну сторону назад вдоль траектории космического тела, по­
этому они должны выделиться из случайных отклонений как
систематическое смещение (сигнал). Таким образом, в тун­
гусском случае применим изложенный метод разделения слу­
чайных и систематических отклонений.
Результаты вычислений методом последовательных при­
ближений по системе формул (23) — (28) представлены в
табл. 4 и на рис. 19. Табл. 4 и рис. 19 показывают, что дейст-
вительно существует группа секторов (6—18, рис. 16), коор­
дината х'с центров которых имеет одностороннее положитель­
ное отклонение, в 2,5 раза превышающее среднее квадратич­
ное отклонение симметричной части распределения. Интерес­
но отметить, что эти секторы расположены не хаотически по
области разрушений, а вполне определенным образом, охва­
тывая всю юго-восточную часть от азимута 50 до 180° и
включая в себя «крылья» области поваленного леса. И что
Таблица 4
Разделение секторов области разрушений со случайными и
систематическими линейными отклонениями направлений поваленных
деревьев от эпицентра методом последовательных приближений
Прибли­
жение, п
Ил
°л
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3,58
2,16
0,27
—0,75
—0,65
— 1,14
—1,14
—0,93
—1,4
— 1,4
— 1,79
—3,04
—3,06
—3,51
—3,51
9,51
5,89
3,12
1,53
0,8
0,24
0,24
1,00
1,18
1,18
1,57
2,59
3,44
3,89
3,89
90
тп
И„ - т п о„
1
— 5,93
— 3,73
— 2,85
— 2,28
— 1,45
— 1,38
— 1,62
— 2,93
— 3,76
— 4,94
- 6,50
—10,81
—13,38
—13,21
—13,21
1
1
1
1
1
2
2
2
3
3
3
3
2,5
2,5
+ т п оп
13,09
8,05
3,39
0,78
0,15
—0,90
—0,66
1,07
0,96
2,14
2,92
4,73
7,26
6,19
6,19
ось симметрии
самое важное, они расположены симметрично относительно
оси симметрии области разрушений (рис. 16).
Таким образом, мы получили группу секторов (19—36\ 1—
5, рис. 16) с относительно малыми и симметричными откло­
нениями координат центров от своего среднего значения (рис.
18, в) и группу секторов (6—18, рис. 16), отклонения коорди­
нат центров которых превышают два средних квадратичных
отклонения и являются систематическими отклонениями,
вызванными действием баллистической волны.
Рис. 20 наглядно показывает, что действительно центры
секторов разделяются на две самостоятельные группы со
9-1
своими отдельными групповыми центрами, расположенными
на оси симметрии области поваленного леса.
По методу наименьших квадратов определим центр сово­
купности векторов отдельно для обеих групп. Для группы
секторов с малыми симметричными отклонениями (1—5\ 19—
36, рис. 16, 17) построим распределение отклонений векторов
от центра совокупности векторов этой группы. Сравнение
эмпирического распределения с теоретическим показывает, что
локальных полосовых вывалов, как например в секторе 26. Рас­
пределение угловых отклонений векторов второй юго-восточ­
ной зоны существенно отличается от нормального (рис. 22, б ).
Отрицательные отклонения углов 6 = а—дСО (рис. 2) являют­
ся систематическими отклонениями векторов верхнего правого
«крыла» области вывала леса. Положительные отклонения
Р и с. 21. Р а сп р ед ел ен и е л ин ей ны х отк л он ен и й н а п р а в ­
л е н и й п о в а л е н н ы х д е р е в ь е в о т э п и ц е н т р а д л я зо н ы
н е в о з м у щ е н н о г о д е й с т в и я в зр ы в н о й в ол н ы
и
20
а
/*
4
действительно отклонения векторов первой зоны (секторы
1—5; 19—36, рис. 17) от центра подчиняются законам слу­
чайной величины и имеют нормальное распределение (рис.
21) со стандартным отклонением а=1,7 км, следовательно,
эти отклонения являются случайными величинами. Относи­
тельно большие отклонения векторов второй зоны (секторы
6— 18, рис. 16, 17) имеют односторонний систематический
характер.
Анализ угловых отклонений векторов приводит к тем же
выводам. Угловые отклонения векторов первой северо-запад­
ной зоны имеют распределение, близкое к нормальному
(рис. 22, а) . Отдельные выбросы объясняются наличием
92
Р и с. 22. Р а сп р ед ел ен и е угл ов ы х откл он ени й н а ­
п р авл ени й п овал ен н ы х д ер ев ь ев о т эп и ц ен тр а дл я
р а зл и ч н ы х
зон
обл асти
р азр уш ен и й .
С ек т о р ы
1— 5; 19—36 (а ) ; с е к т о р ы 6—18 (б)
93
углов 6 = а —# > 0 (рис. 2 ) являются систематическими откло­
нениями векторов нижнего левого «крыла» области вывала
леса (рис. 16 и 22 ).
Таким образом, анализ карты поваленного леса показы­
вает, что, несмотря на общий радиальный характер вывала
леса, существуют нарушения цилиндрической симметрии как
формы, так и радиальности вывала леса. Эти нарушения яв­
ляются следствием с и с т е м а т и ч е с к и х угловых и линей­
ных отклонений векторов от эпицентра. Гипотеза о том, что
асимметричное распределение линейных отклонений векторов
состоит из суммы случайных и систематических отклонений
(сигнал), полностью подтвердилась, так как среднее значение
систематических отклонений значительно превышает стандарт­
ное отклонение случайной величины.
Из всего сказанного следует, что действительно в первой
северо-западной зоне (секторы 19—36\ 1—5, рис. 16) вывал
леса был произведен взрывной волной без взаимодействия с
баллистической волной. Следовательно, центр совокупности
векторов этой зоны является действительным эпицентром
взрывной волны. Эпицентр взрывной волны расположен на
расстоянии 1,5 км на ЗСЗ от общего центра совокупности
всех п = 338 векторов (центр разрушений). Во второй юговосточной зоне (секторы 6—18, рис. 16) вывал леса был про­
изведен взрывной волной после взаимодействия с баллисти­
ческой волной. Действие баллистической волны свелось к не­
которому изменению направления вывала деревьев, что при­
вело к смещению общего центра векторов от действительного
эпицентра назад вдоль проекции траектории. Поэтому для
изучения чисто взрывных явлений тунгусского взрыва нужно
анализировать поле векторов только в первой зоне. А для
изучения действия баллистической волны и определения ее
параметров нужно анализировать поле векторов во второй
зоне. В первом приближении граница между первой и второй
зонами (линия пересечения взрывной и баллистистической
волн на земной поверхности) проходит по азимуту 50° (между
5 и 6 секторами) и по азимуту 180° (между 18 и 19 секторами,
рис. 16).
Для более точного определения линии пересечения удар­
ных волн проведем анализ не по секторам, а по всем векто­
рам в отдельности. Из эпицентра взрыва (центр векторов
первой зоны) проведем окружность с радиусом
1/2 (0Х+
+ 0 У) = 1,2 км, где ах и ау — средние квадратичные отклоне­
ния векторов первой зоны от эпицентра по осям X я У. Э т у
область в дальнейшем будем называть областью эпицентра.
Все поваленные деревья, направления которых проходят че­
рез область эпицентра, обозначены кружками (рис. 23). Пова­
ленные деревья, направления которых проходят вне области
94
С
Рис. 23. Схема разрушений в районе Тунгусской катастрофы
1908 г.:
1—3 — области строго радиального вывала леса сферической взрывной
волной; 4—5 области суммарного действия взрывной и баллистической
волн; о фронт взрывной волны; 7 — фронт баллистической волны в
момент взрыва; 8 — фронт баллистической волны в момент встречи
с взрывной волной в точке Р на расстоянии 25 км от эпицентра взрыва;
9 граница области поваленного леса (по К. П. Флоренскому)* 1 0 _
траектория космического тела (по Е. Л. Крипову); 11—22 — последова­
тельные положения взрывной волны через каждые 5 сек после взрыва*
23 — граница между областями со строго радиальным {1, 2) и осесим­
метричным (4, 5 ) вывалом леса; 24 — расчетная линия пересечения
взрывной и баллистической волн в последовательные моменты времени;
1—Н — поваленные деревья, направление которых проходит через эпи­
центр взрыва и соответствует сферической симметрии; I I I — направле­
ния поваленных деревьев, которые отклоняются от эпицентра хаотичес­
ки; IV — направления поваленных деревьев, которые отклоняются от
эпицентра и соответствуют осевой симметрии; У — направление дви­
жения ударной волны
эпицентра, обозначены стрелками, причем длина стрелки про­
порциональна углу отклонения от эпицентра (рис. 23).
Рис. 23 показывает, что зона поваленного леса довольно
четко разделяется на участки или области с преобладанием
кружков и преобладанием стрелок. Преобладание кружков
(60—70%) означает, что цилиндрическая симметрия и точная
радиальность вывала леса сохраняются, так как преобладаю­
щее количество направлений поваленных деревьев проходит
через эпицентр. И наоборот, преобладание стрелок означает,
что цилиндрическая симметрия и строгая радиальность выва­
ла леса нарушаются.
По этим признакам зона поваленного леса разделяется
на 6 областей, симметрично расположенных относительно
линии АВ (рис. 23). В областях 1\ 2\ 3 и За наблюдается чет­
кая картина точного радиального вывала (преобладание круж­
ков, табл. 5), в областях 4 и 5 наблюдается заметное откло­
нение стрелок от эпицентра. Причем отклонения стрелок в
этих областях симметрично расположены относительно линии
АВ, которая является осью симметрии всей области раз­
рушений.
Проведенный статистический анализ направлении всех
поваленных деревьев показывает, что отклонения векторов от
эпицентра в областях 1', 2 и 3 являются случайными. Причем
относительное число отклонений (60—70%), не превышаю­
щих среднюю квадратичную ошибку, в этих областях удов­
летворяет нормальному закону (табл. 5). Отклонение стрелок
от эпицентра на участках 4 и 5 (рис. 23) является система­
тическим и выходит далеко за пределы средней квадратичной
ошибки, которая определяется эллипсом отклонений с полу­
Т аблица 5
Распределение азимутов поваленных деревьев в районе Тунгусской
катастрофы по различным зонам (рис. 22)
Зоны
2
*
Количество направлений поваленных де­
ревьев, проходящих через эпицентр
50
взрыва г = з = 1,25 км , п.
Количество направлений, отклоняющихся
24
от эпицентра
Количество всех векторов, расположенных
74
в зоне, п
Относительное число направлений, прохо­
дящих через область эпицентра
{г— 1,25 км ) ,
96
0,68
1 3; За
5
4
48
31
15
24
26
8
45
64
74
39
60
88
0,65
0,8
0,25
0,27
осями 1,1 и 1,35 км. Участки 4 и 5 полностью совпадают с
«крыльями» области поваленного леса. В первом приближе­
нии границу между участками 1 и 4\ 2 и 5 можно рассматри­
вать как линию пересечения взрывной и баллистической волн
на земной поверхности.
Таким образом, на основе статистического анализа карты
разрушений в районе Тунгусской катастрофы дана количест­
венная оценка влияния баллистической волны на вывал леса.
По этим данным можно уточнить параметры баллистической
волны и космического тела. Отметим, что каждая стрелка на
рис. 1 соответствует среднему направлению около 100 повален­
ных деревьев [88], что обеспечивает надежность результатов
обработки карты поваленного леса.
§ 13
О ТРАЕКТОРИИ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
В § 12 было установлено, что осевая симметрия области
вывала леса вызвана взаимодействием взрывной и баллисти­
ческой волн. Поскольку баллистическая волна симметрично
расположена относительно траектории космического тела, ось
симметрии области поваленного леса является проекцией тра­
ектории космического тела. Ось симметрии АВ области выва­
ла леса по форме (рис. 1 и 11), ось симметрии поля точек
линейных отклонений направлений поваленных деревьев от
эпицентра (рис. 12), ось симметрии поля центров пучков век­
торов по секторам (рис. 17) и ось симметрии угловых и линей­
ных отклонений векторов от эпицентра (рис. 22 и 23) с погреш­
ностью ± 1° совпадают между собой. Нарушения цилиндриче­
ской симметрии формы и радиальности вывала леса (рис. 1 и
23) имеют общую ось симметрии. Таким образом, анализ кар­
ты разрушений в тайге показывает, что в пределах области
разрушений проекция траектории Тунгусского космического
тела проходит по азимуту 114° с погрешностью ±1°.
Осевую симметрию формы области вывала леса и связь ее
с траекторией космического тела отмечали и другие авторы
[87] Однако здесь следует подчеркнуть, что, строго говоря, по
ссеьой симметрии области вывала леса можно определить
траекторию космического тела только в п р е д е л а х области
разрушений, т. е. можно сказать, что над областью разруше­
ний Тунгусское космическое тело пролетело вдоль оси сим­
метрии по направлению с ВЮВ на ЗСЗ, а как оно летело за
пределами области разрушений, по этим данным сказать
ничего нельзя, так как до сих пор окончательно не установле­
но по какой траектории летело Тунгусское космическое тело
[45]. Юго-восточный вариант траектории Тунгусского космиче7. А. В. Золотов
97
ского тела согласуется с некоторыми достоверными показания­
ми свидетелей, но в то же время находится в резком противо­
речии с другими настолько же достоверными свидетельскими
показаниями [38, 45].
Как уже отмечалось, разные авторы дают различную оцен­
ку высоты взрыва Тунгусского космического тела: от 5—7 до
10—12 км [64, 86—89]. Наиболее обоснованной сценкой высоты
взрыва является оценка по размерам области стоячего леса,
расположенной в эпицентре взрыва: Я 0^ 5 км [64] и по мини­
муму дисперсии азимутов поваленных деревьев: Я 0= Ю ±
±3,5 км [86]. Оценка высоты распространения взрывной волны
тунгусского взрыва вокруг земного шара [54] не является
оценкой высоты взрыва, как считают некоторые авторы [87,
90]. Распространение взрывной волны со скоростью 318 м/сек—
это свойство атмосферы, оно не относится к высоте взрыва.
Например, воздушная волна взрыва вулкана Кракатоа на
Зондских островах в 1883 г. также распространялась со ско­
ростью 318 м/сек [18, 38].
Рассмотрим некоторые замечания по поводу оценки высоты
взрыва в работе [86]. По существу в ней используется тот же
метод, что и в работе [64], — определение высоты взрыва по
радиусу зоны максимальных разрушений. При сферическом
взрыве в воздухе на расстоянии от эпицентра, примерно рав­
ном высоте взрыва г = Я 0, в результате сложения прямой пада­
ющей и отраженной волн образуется головная ударная волна
с вертикальным фронтом [108, 109], которая движется вдоль
поверхности Земли и производит основные разрушения. Избы­
точное давление на фронте головной волны в несколько раз
(в 3—4) превышает избыточное давление на фронте прямой
волны. Образование головной волны с резким возрастанием
давления на ее фронте определяет положение зоны максималь­
ного действия взрыва. Расстояние зоны максимальных разру­
шений от эпицентра зависит от угла падения и избыточного
давления прямой волны. Поэтому по известному расстоянию
зоны максимальных разрушений в принципе можно определить
высоту взрыва известной мощности.
Очевидно, что в зоне максимального действия головной
ударной волны с максимальным избыточным давлением откло­
нения поваленных деревьев от эпицентра будут наименьши­
ми — дисперсия азимутов поваленных деревьев в этой зоне
будет иметь минимум. Сам по себе метод определения высоты
взрыва по минимуму дисперсии азимутов поваленных деревь­
ев, использованный в работе [86], является правильным, но при­
менение его оказалось неверным. Дело в том, что в зонах
направленного действия, в которых взрывная волна усилилась,
особенно на «крыльях» области поваленного леса (рис. 1),
произошло смещение зоны максимального действия взрывной
волны. Поэтому данные о положении зоны максимальных раз­
рушений в зонах, в которых произошло взаимодействие взрыв­
ной и баллистической волн, для определения высоты взрыва
использовать нельзя. Как уже отмечалось в § 12, для опре­
деления параметров, в том числе и высоты сферического взры­
ва, можно использовать данные о вывале леса только в зонах
неискаженного действия взрывной волны, т. е. в секторах 1—5;
19—36, рис. 16.
Рис. 24 [117] показывает, что действительно в зоне усилен­
ного действия взрывной волны (в зоне взаимодействия с бал­
листической волной) по азимутам 90°, рис. 24 (сектор 9), 140°
(сектор 14) и 180° (сектор 18, рис. 16) наблюдается некоторое
смещение минимума дисперсии азимутов поваленных деревьев
;(рис. 24, б) по сравнению с минимумом аналогичных кривых
в зоне невозмущенного действия взрывной волны без взаимо­
действия с баллистической волной по азимутам 18° (сектор 2),
215° (сектор 22) и 295° (сектор 30, рис. 24, а). По азимутам
18, 215 и 295° минимум кривых находится на расстоянии 6—
8 км (рис. 24, а ), а по азимутам 90, 140 и 180° — на расстоянии
10—12 км (рис. 24, б).
Для определения высоты взрыва в работе [86] берется
среднее значение положения минимума по всем кривым, по­
этому и было получено завышенное значение высоты взрыва
//о=Ю ±3,5 км [86], в то время как для определения высоты
взрыва можно использовать положение минимума только по
трем кривым по азимутам 18, 215 и 295°, расположенным в
зоне неискаженного действия взрывной волны. По данным
рис. 24, а, зона максимального действия взрыва в северо-за­
падном секторе расположена на расстоянии 7±1 км от эпи­
центра. На этом расстоянии избыточное давление на фронте
падающей взрывной волны будет равно 0,3—0,4 кг/см2. При
гаком давлении падающей волны максимум избыточного дав­
ления в головной ударной волне, соответствующий зоне мак­
симального разрушения взрыва, достигается при угле падения
прямой волны, равном около 50° [108, 109] (рис. 6). По этим
данным высота тунгусского взрыва составит 6±1 км.
Этот пример показывает, насколько осторожно нужно ис­
пользовать результаты статистической обработки материалов.
Выборка статистической совокупности азимутов поваленных
деревьев, выполненная Томской группой при маршрутной
съемке по 8 радиусам в 1960 г. [89], с точки зрения анализа
взаимодействия взрывной и баллистической волн оказалась
непредставительной. И действительно, из 8 маршрутов по
98
7*
§И
О ВЫСОТЕ ВЗРЫВА
99
азимутам 0, 18, 90, 140, 180, 215, 270 и 295°, по которым про­
водилось обследование Томской группой в 1960 г. [89], 5 марш­
рутов (0, 18, 215, 270 и 295°) проходят в зоне невозмущенного
действия взрывной волны (рис. 16 и 23), остальные 3 маршру­
та проходят близко от границ зон взаимодействия взрывной и
баллистической волн — азимуты 90 и 140° проходят вблизи
зон 3 и За с относительно слабым действием баллистической
волны (рис. 23), и маршрут 180° проходит в переходной зоне
(рис. 23). Поэтому действие баллистической волны при обра­
ботке полученных данных не обнаружилось [86, 89]. Строго
говоря, центр совокупности векторов по радиальным маршру­
там, определенный в работе [89], нельзя считать эпицентром
взрыва. Центр этой совокупности векторов случайно оказался
вблизи от действительного эпицентра вследствие слабого дей­
ствия баллистической волны по исследованным радиусам.
Если бы, например, хотя бы 2 из 8 радиальных маршрутов
прошли по азимутам 60—70° и 160—170°, то центр совокупно­
сти векторов заметно сместился бы вдоль проекции траекто­
рии на ВЮВ.
Определение в работах [86, 89 и 94] направления главных
осей эллипса рассеяния также нельзя считать правильным, так
как в них не был сделан анализ характера распределения ни
угловых ни линейных отклонений векторов от эпицентра.
В случае распределения отклонений, отличающегося от нор­
мального, для определения главных осей эллипса рассеяния
метод наименьших квадратов применять нельзя. Из 108 точек,
полученных Томской группой в 1960 г. [89], для характеристики
взрывной волны можно использовать только 45, расположен­
ных по азимутам 0, 18, 215 и 295°.
Данные, полученные при съемке по радиальным маршру­
там, можно использовать для характеристики эффекта первого
порядка — общей радиальности вывала леса и нельзя исполь­
зовать для характеристики эффекта второго порядка — взаи­
модействия взрывной и баллистической волн, так как «крылья»
баллистической волны (рис. 23) «проскочили» через сеть из
8 радиальных маршрутов и оказались вне анализа. Выборка
статистической совокупности векторов, полученная при съемке
по радиальным маршрутам, оказалась непредставительной.
Для оценки параметров баллистической волны необходим ана­
лиз результатов площадной съемки карты поваленного леса.
§ 15
СКОРОСТЬ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
Для определения скорости космического тела дополнитель­
но к уравнениям (5) — (8), (11) — (13) и (14) используем
независимое соотношение
51П а = —
,
(29)
V
Р ис. 24. З а в и с и м о с т ь д и с п ер си и а зи м у т о в п о в а л ен н ы х д ер ев ь ев
о т р а с с т о я н и я п о р а зл и ч н ы м н а п р а в л е н и я м о т э п и ц е н т р а д л я зо н ы
н е в о з м у щ е н н о г о д е й с т в и я в зр ы в н о й в о л н ы (а ) ; д л я зо н ы с у м м а р ­
н о г о д е й с т в и я в зр ы в н о й и б а л л и с т и ч е с к о й в о л н ( б )
100
где а — угол между траекторией и фронтом баллистической
волны космического тела (рис. 23); с — скорость баллистиче­
ской волны; V — скорость космического тела.
Однако, чтобы использовать эту формулу для определения
V , нужно знать скорость и направление движения фронта бал­
листической волны (или угол а). Эти параметры (с и а) мож­
101
но определить по углам отклонения фронтов взрывной и бал­
листической волн в результате их взаимодействия. Как уже
было показано в § 12, взаимодействие и пересечение взрывной
и баллистической волн произошли на симметрично располо­
женных участках 4 и 5 (рис. 23), которые можно принять за
«крылья» баллистической волны. Анализ направлений пова­
ленных деревьев показал, что и на участках 4 и 5 (рис. 23),
так же как и во всей области разрушений, вывал леса произ­
вела взрывная волна, но под действием баллистической волны
на этих участках взрывная волна изменила свое первоначаль­
ное направление.
На основе статистического анализа направлений всех по­
валенных деревьев установлено, что линейное отклонение
векторов от эпицентра в зонах 4 и 5 (рис. 23) является систе­
матическим и выходит далеко за пределы средней квадратич­
ной ошибки, которая определяется эллипсом рассеяния с полу­
осями 1,1 и 1,35 км. Анализ карты поваленного леса свиде­
тельствует о том, что угловые отклонения векторов в зонах
4 и 5 также являются систематическими и выходят за пределы
средней квадратичной ошибки (рис. 25). Средний угол систе­
матического отклонения векторов от эпицентра в зонах 4 и 5
равен 8°, тогда как среднее квадратичное отклонение в невоз­
мущенной зоне (секторы 19—36, 1—5) равно ±7°.
Отклонение направлений движения ударных волн при пе­
ресечении происходит по законам отражения волн от плоско­
сти, проходящей внутри угла ф между первоначальными
направлениями ударных волн (рис. 26). Причем углы «отра­
жения» ударных волн от «плоскости» ф[ и ф2= ф —ф1 обратно
пропорциональны их интенсивности, поэтому по углу со~ 2 ф1
отклонения направления движения взрывной волны в точках
пересечения с фронтом баллистической волны можно оценить
количественное соотношение интенсивностей взрывной и бал­
листической волн [115]:
=
ДРВ
=
ф -ф !
,30)
ф2
Поскольку после тунгусского взрыва произошло пересече­
ние в пространстве взрывной и баллистической волн, в прин­
ципе можно определить положение линии пересечения этих
волн на поверхности земли. В первом приближении эта линия
соответствует границе между зонами 1 я 4 я зонами 2 я 5
(линии ОР я 0 0 , рис. 23). Средний угол отклонения направ­
ления поваленных деревьев от эпицентра в зонах 4 и 5 в ок­
рестности линий пересечения ударных волн ОР и ОС} равен
8°. Тогда для определения соотношения избыточных давлений
102
на фронтах ударных волн в точке Р пересечения, согласно фор­
муле (30), необходимо определить угол а я первоначальное
направление движения баллистической волны.
Совокупность точек пересечения взрывной и баллистической
волн (линия ОР я 0<3, рис. 23) является совокупностью точек
одновременного прихода обеих волн в эти точки. Отсюда для
точки Р имеем
+ ^в>
(ЗП
где 1с, — время движения баллистической волны от траекто­
рии (из точки А') до точки Р; /т — время движения космиче-
Р и с. 25. У гл овы е отк л он ен и я н ап р ав л ен и й п овал ен н ы х дер ев ь ев
о т эп и ц ен т р а д л я р азл и ч н ы х уч астк ов
обл асти
поваленного
л е с а . Н о м е р а у ч а с т к о в ( / — 5) с о о т в е т с т в у ю т о б о з н а ч е н и я м н а
ри с. 22
103
ского тела из точки N' до точки взрыва О'; — время дви­
жения взрывной волны из точки взрыва О' до точки Р. Опре­
деление времени движения ударной волны на известное
расстояние при известных параметрах волны является решен­
ной задачей для всех типов волн [104]. Время движения взрыв-
Р и с. 26. С х ем а п ер есеч ен и я у д а р н ы х волн.
тр аектор и я к осм и ч еск ого тела; Р — точка
сеч ен и я у д а р н ы х волн;
АВ
—
п ере­
/ — фронт взрывной волны; 2 — фронт баллистической
волны; 3 — направление движения взрывной волны;
4 — направление
движения баллистической волны;
5 — направление движения взрывной волны после пере­
сечения с баллистической волной (направление повален­
ного дерева)
ной волны /в на расстояние г2 определяется по формулам (5) —
18) и (32) - (33) [104]:
1В ~
(32)
(о = Г о ] / =Г’
'
(33)
где XI — безразмерное время (6);
— динамическое время
для сферического взрыва; го — динамическая длина сфериче­
ского взрыва в метрах (8); р! и Р\—средние значения плотно­
104
сти и давления нижнего слоя атмосферы толщиной, равной
высоте взрыва Я 0.
Время движения баллистической волны ^б на! расстояние
г2 определяется по формулам (11) — (13) и (34)—-(36) [104]:
_2_
/ - р _1_ ±
2 - | / ^ 2 4 Я 4 + 0,25,
(34)
/б = т/0>
(35)
Ч= Ц / р
‘36)
где Гг — безразмерное время (34); (о — динамическое время
для цилиндрического взрыва; го — динамическая длина ци­
линдрического взрыва в метрах (13); р 1 и Р\ — средние значе­
ния плотности и давления нижнего слоя атмосферы толщиной,
равной средней высоте к полета космического тела над об­
ластью разрушений. Остальные обозначения в формуле (34)
соответствуют обозначениям в формулах (11) — (13).
Тогда для конкретной точки Р, расположенной в окрестно­
сти линии пересечения ударных волн на расстоянии 25 км от
эпицентра, по известному углу отклонения (со = 6 = 8°) взрыв­
ной ударной волны от своего первоначального направления
методом последовательных приближений по формулам (5) —
(8), (И) — (13), (34), (30) и условию (10), используя соот­
ношение между углом а и скоростью космического тела V (29),
можно определить время движения взрывной и баллистиче­
ской волн в точку Р, угол а и первоначальное направление
движения баллистической волны,соотношение избыточных дав­
лений на фронтах взрывной и баллистической волн в точке Р,
а также время движения и скорость космического тела на ко­
нечном участке траектории.
Скорость космического тела рассчитывалась методом по­
следовательных приближений (табл. 6) по следующей схеме:
1. Выбираем точку Р, расположенную в окрестности линии
пересечения взрывной и баллистической волн на расстоянии
25 км от эпицентра взрыва (рис. 23).
2. На этом расстоянии, равном среднему радиусу области
вывала леса, избыточное давление на фронте взрывной волны
известно: АРВ= 0,06± 1 кг/см2 (давление на границе области
вывала леса — экспериментальные данные по крупным взры­
вам [105, 106, 109]).
3. Принимаем высоту взрыва Н0= 7 км.
4. Средняя высота полета космического тела над областью
разрушений к-*=10 км.
105
ю
со
сн
гсо
сн
ф*
со
00
ф*
СО
ф*
Ф*
со
ф*
ф*
со
к
К
1и
к
5?
к
г_
§
05
сн
—
СП
СП
СП
СП
СП
—
ю
05
.ф*
г-
гг-.
Г"-
к
*
•*5<
Г-о
—
«
ю
ф*
ф*
ю
ф*г
—
1-0
ф*
со
ф*
г-
ф*
со
г-
г--
'О
г*.
г—
00
Г-
СО
о
ю
со
го”
ю
ф*
Г-о”
СП
ю
го
СО
ф*
05
—«
05
05
ф*
о
со
о
о
СО
ф"
о
со
со
СП
СП
о
СП
фо
СП
г-
Г '-
Ф*
ю
ю
ю
1,
1
к
«и
к
ф-
05
СО
СО
со
3-
к
.
сн
со
со
о*-
ю
о"
-А-
СН
СП
Гр
-А-
46
-А-
ш
\о
о.
<1
о
СО
СП
СП
ю
со
о
о
о"
ю
-У
го
СП
г-
ю
о
о
о
ю
ю
СП
СП
сн
о
о
<]
с.
<
со
ю
ю
СП
Ф1
25
КО
СН
ю
СП
05
05
со
о
о
о
ю
СП
СП
СО
ю
ю
05
ю
05
со
о
о
о
ю
гСО
СП
00
со
00
СО
СП
со
ф-
42
ю
СП
ф*
|
ф*
-
СП
ю
о = 30 км/сек,
ю
СО~
'п = 4 ° ,
ю
гсо
Исходные данные: Н= \0 км, Р 1= 0,5 63 кг/см2, Р---26 км, Л Р = 0 ,0 6 кг/см2, ( = 6 3 ,3 сек,
ю
ю
Приближение
Расчетные данные по определению параметров Тунгусского космического тела методом последовательных приближений
ю
о
сн
вI
5. По формулам (5) — (8) и условию (10) определяем
время движения взрывной волны Iв из точки взрыва О' в
точку Р.
6. Принимаем, что угол со—2гр! [115] (рис. 26), тогда при
среднем угле отклонения поваленных деревьев от эпицентра
(в окрестности линии пересечения ударных волн), равном 8°,
угол ф] = 4°.
7. Для начала расчета в первом приближении принимаем
скорость космического тела равной 30 км/сек — входные дан­
ные. В принципе можно принять большую скорость, например
о = 50—60 км/сек.
8. По формуле (20) вычисляем угол а = Г , который опре­
деляет положение фронта баллистической волны и направле­
ние ее движения.
9. По известному направлению движения баллистической
волны и взрывной волны (из эпицентра в точку Р) определяем
угол ф между этими направлениями.
10. По известному ф и грх определяем угол ф2= ф—фь
11. По известным углам фх и ф2 по формуле (30) опреде­
ляем избыточное давление на фронте баллистической волны
АРб, которое необходимо, чтобы при этих условиях в точке
Р изменить первоначальное направление движения взрывной
волны на 8°.
12. По известному избыточному давлению и известному
расстоянию по формулам (11) — (13) и (34) — (36) опреде­
ляем время движения баллистической волны от точки N1 на
траектории (пересечение с траекторией перпендикуляра из
точки Р на линию фронта волны) в точку Р (рис. 23).
13. По разности времени движения взрывной и баллистиче­
ской волн в точку Р как точку пересечения волн определяем
время движения космического тела 7Т от точки N] до точки
взрыва О' (точки О' и М' соответствуют положению на траек­
тории тела, а точки О и Л' соответствуют положению на проек­
ции траектории на поверхности земли).
14. По известному времени
и известному расстоянию
определяем среднюю скорость движения космического тела на
участке траектории N \0 ' = 1Т.
15. По известным параметрам баллистической волны в
точке Р по формулам (11) — (13) и (34) — (36) однозначно
определяются параметры волны во всем пространстве. По­
этому по известному давлению баллистической волны в точке
Р по формулам (11) — (13) и (34) — (36) определим поло­
жение баллистической волны в пространстве относительно
точки N 1 в момент взрыва, т. е. определим расстояние, на
которое распространилась баллистическая волна из точки
за время Iт движения космического тела из точки N 1 до точки
107
взрыва О'. По известному расстоянию и времени в свою оче­
редь определим среднюю скорость движения баллистической
волны с за время ?т.
16.
По известной скорости баллистической волны с и ско­
рости космического тела V определяем угол а между фронтом
баллистической волны и траекторией.
В результате вычислений, проведенных по пунктам 9—16,
мы получили следующее новое приближение скорости косми­
ческого тела и угла а. По каждому новому приближению ско­
рости космического тела и угла а повторяем операции по пунк­
там 9—16 до тех пор, пока не получим постоянное значение
скорости космического тела:
»В+1 = »» = V = сопзЕ
(37)
Здесь следует отметить, что одна из основных формул, по
которым рассчитывалась скорость космического тела в
табл. 6,— формула (30) является приближенной [115], но в
данном случае она с достаточной точностью отражает сущ­
ность изучаемого явления. Чем интенсивнее баллистическая
волна, тем на больший угол отклонит она взрывную волну
при пересечении. Формула (30) основана на допущении, что
при «отражении» ударной волны от плоскости ей (рис. 26)
при пересечении ударных волн угол падения равен углу отра­
жения, однако при отражении ударной волны от поверхности
угол отражения может быть несколько больше, чем угол паде­
ния прямой волны. Точный расчет пересечения неоднородных
ударных волн представляет большие математические трудно­
сти, но они могут быть проверены экспериментально.
Несмотря на приближенность формулы (30), существенно,
что в конечном итоге при пересечении с баллистической волной
взрывная волна изменит свое первоначальное направление, а
после пересечения, когда при всей сложности процесса взаи­
модействие волн закончится, взрывная волна до самой грани­
цы вывала леса будет двигаться и валить деревья по н о в ом у измененному направлению. Самое главное, что баллисти­
ческая волна оставила заметный след в виде изменения на­
правления вывала леса взрывной волной, по которому можно
оценить параметры баллистической волны и космического тела.
Если угол «отражения» будет даже в несколько раз отли­
чаться от угла падения взрывной волны (рис. 26), т. е. если
угол ф! будет значительно больше со/2, то и в этом случае ре­
зультат вычисления скорости космического тела существенно
не изменится. Более того, предельное значение угла ф,<!а> =
= 8° (угол ф! физически не может быть больше со) можно
использовать для оценки верхнего значения мощности балли­
стической волны и скорости космического тела.
108
Отметим, что проекция конуса баллистической волны в
момент взрыва с углом а=16,5° (табл. 6) практически совпа­
дает с зонами 3 и За (рис. 23). Зоны 3 и За характерны тем,
что, кроме симметричного расположения относительно траек­
тории, в этих зонах сохранился правильный радиальный вывал
с очень слабым отклонением от радиальности (рис. 23). Этот
факт можно объяснить тем, что внутри конуса баллистической
Рис. 27. Схема взаимодействия взрывной и баллистической
волн при взрыве Тунгусского космического тела. АВ —направ­
ление полета космического тела:
/ —3 — области строго радиального вывала леса сферической взрывной
волной; 4—5 — области суммарного действия взрывной и баллистичес­
кой волн; 6 — фронт взрывной волны на среднем радиусе области по­
валенного леса; 7 — фронт баллистической волны в момент взрыва;
8 — фронт баллистической волны в момент встречи с взрывной удар­
ной волной в точке Р на расстоянии 25 км от эпицентра взрыва;
9 — фронт баллистической волны при скорости космического тела
«30 км/сек; 10—21 — последовательные положения фронта взрывной
ударной волны через каждые 5 сек после взрыва; 22—33 — последова­
тельные положения фронта баллистической волны через каждые 5 сек
после взрыва; 34—35 — соответственно расчетная и фактическая линии
пересечения взрывной и баллистической волн в последовательные
.моменты времени; 36 — расчетная линия пересечения взрывной и бал­
листической волн при скорости космического тела 30 км/сек
волны ее пересечения с взрывной волной быть не может, а
следовательно, не должно быть и сильного отклонения пова­
ленных деревьев от эпицентра.
Схема взаимодействия взрывной и баллистической волн
при взрыве Тунгусского космического тела (рис. 27), рассчи­
танная на основании фактических данных, вполне удовлетво109
§ 16
ЭНЕРГИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ
Как было показано в § 15, интенсивность баллистической
волны в точке Р (рис. 23) на границе вывала леса на рассто­
янии 25 км от эпицентра и 23,5 км от проекции траектории в
10 раз меньше интенсивности взрывной волны (табл. 6).
По известному избыточному давлению на фронте балли­
стической волны в точке Р (рис. 23), согласно уравнениям
(11) — (13), основные параметры волны однозначно опреде­
ляются во всем пространстве, в том числе однозначно опре­
деляется и энергия баллистической волны (табл. 7).
Табл. 7 показывает, что энергия баллистической волны,
выделившаяся при полете Тунгусского космического тела, на
конечном участке пути (над областью разрушений) длиной
Т = 30 км равна (6±3) • 1020 эрг, что на два порядка меньше
верхней оценки энергии баллистической волны (такая оценка
была сделана на основании эффекта первого порядка — общей
радиальности и отсутствия полосового вывала леса (табл. 2,
§ 9)) и на три порядка меньше энергии взрыва космического
тела.
§ 17
РАЗМЕРЫ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
Конкретные параметры баллистической волны накладыва­
ют вполне определенные ограничения на размеры и скорость
космического тела, а при известной скорости, согласно фор­
муле (14), однозначно определяют размеры тела и, что очень
важно в данном случае, ограничивают возможные размеры
сверху.
Как видно из графиков на рис. 28, построенных по формуле
(14), при скорости о=1,2 км/сек эффективный диаметр шаро­
образного тела с?э= 65± 15 м (действительный диаметр тела
может быть меньше).
Таким образом, эффективный диаметр Тунгусского косми­
ческого тела не более 50—70 м.
110
Г-.
Параметры баллистической волны Тунгусского космического тела 1908 г. на расстоянии 25 к м от эпицентра
(в точке Р ) при различной высоте полета
рительно согласуется со схемой разрушений в тунгусской
тайге (рис. 23), что подтверждает правильность расчетов в
табл. 6.
Таким образом, анализ взаимодействия взрывной и балли­
стической волн при тунгусском взрыве, основанный на факти­
ческих данных о вывале леса, показывает, что средняя ско­
рость Тунгусского космического тела на конечном участке
траектории длиной около 18 км было порядка 1,2± 0,2 км/сек.
§ 18
ПРОТЯЖЕННОСТЬ ВЗРЫВА КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
При достаточно большом количестве направлений повален­
ных деревьев как векторов центр совокупности этих векторов
можно принять за центр разрушений. Однако при взрыве дви­
жущегося тела вследствие влияния баллистической волны,
которое проявляется в искажении строгой радиальности выва­
ли
.
ла леса, центр совокупности
*
векторов и эпицентр взрыва
могут и не совпадать. Дейст­
вительный
эпицентр взрыва в
80
сложных условиях тунгусско­
го взрыва может оказаться на
несколько километров впереди
центра разрушений по направ­
лению полета тела. В данном
во­
случае проведем анализ от­
клонений направлений пова­
ленных деревьев относительно
центра совокупности поля век­
торов, который получен мето­
юдом наименьших квадратов и
имеет координаты ф = 60°53'11";
го
оси симметрии (проекции траектории космического тела) за­
метно больше, чем по перпендикулярной оси:
2,05 км = ох > о у = 1,65 км.
Это обстоятельство дает возможность оценить протяженность
взрыва космического тела.
Допустим, что на высоте Н0= 5—7 км над лесным массивом
произошел мощный сферический взрыв точечного заряда, ко­
торый произвел радиальный вывал леса радиусом 25—30 км.
Очевидно, что направления поваленных деревьев будут иметь
некоторый разброс относительно эпицентра взрыва, который
характеризуется средним квадратичным отклонением
а2 = 02 + ст2.
(39)
Если рельеф окажется однородным, то средние квадратичные
отклонения по двум взаимно перпендикулярным осям ох и оу
будут равны
ох = ау.
(40)
Это условие характеризует сферическую симметрию взрыва.
Далее допустим, что на высоте 5—7 км над лесом произо­
шел мощный цилиндрический взрыв линейного заряда длиной
/ = 3—5 км, который произвел в общем радиальный вывал леса
на расстоянии до 20—30 км. Однако в этом случае, по-видимому, будет наблюдаться некоторая осевая симметрия эпицентральной части вывала леса.
Среднее квадратичное отклонение направлений поваленных
деревьев от эпицентра (эпицентром цилиндрического взрыва
будет проекция центра линейного заряда) по координате X,
направленной параллельно оси линейного заряда, будет равно
<*х = - ^ + оу,
5
V-, км/сек
Рис. 28. Зависимость диаметра космического тела
от скорости при различной средней высоте поле­
та над областью разрушений:
1 _ /- = 10 км, г2= 25,5 км, Сх = 0,92, ДР—0,005 кг/см2\
2 — соответственно
10; 25,5; 0,92; 0,006; 5—10; 25,5; 0,92;
0,007; 4—8; 24,7; 0,92; 0,006
(38)
(41)
где оу — среднее квадратичное отклонение по оси У, направ­
ленной перпендикулярно оси линейного заряда. Тогда длину
линейного заряда можно определить по формуле
/ = 2 (ож Оу).
(42)
Равенство (42) имеет смысл при условии
ох > о у,
(43)
101°55'11", и относительно оси симметрии области разру­
шений, которая имеет азимут 294°±1° (рис. 1 и 16).
Анализ линейных отклонений г направлений поваленных
деревьев от центра разрушений показал, что среднее квадра­
тичное отклонение по оси симметрии области разрушений
равно сгж= 2,05 км, а по перпендикулярной оси аи=1,65 км
(§ 12), т. е. среднее квадратичное линейное отклонение вдоль
которое для воздушного протяженноговзрыва имеет место
тогда, когда высотавзрыва не превышаетнескольких значе­
ний (2—3) протяженности взрыва, т. е. в том случае, если при
подходе к поверхности земли ударная волна протяженного
взрыва еще не успеет выравняться в строго сферическую волну
112
8. А. В. Золотов
113
(из экспериментальных данных известно, что при цилиндри­
ческом взрыве ударная волна выравнивается в сферическую
волну на расстоянии нескольких длин цилиндрического заря­
да [118]). Тогда в области разрушений будет наблюдаться
некоторое отклонение от строгой цилиндрической симметрии,
вследствие чего появится некоторая осевая симметрия, при
которой ах> о у.
Тунгусское космическое тело, по-видимому, взорвалось во
время движения, поэтому естественно, что его взрыв имел неко­
торую протяженность вдоль траектории. Статистический ана­
лиз линейных отклонений г показал, что в тунгусском случае
условие (43) выполняется (см. неравенство (38)), в связи с
чем имеет место и равенство (42). Из равенства (42) следует,
что при условии (43) протяженность взрыва не может быть
больше удвоенного значения ох■Это условие можно использо­
вать для оценки верхнего значения протяженности взрыва Тун­
гусского космического тела:
1Т< 2ах = 4 км.
(44)
Можно получить более конкретную оценку протяженности
тунгусского взрыва. Формула (42) справедлива для линейного
заряда, для реального цилиндрического заряда формула (42)
показывает разницу между длиной и диаметром й цилиндра.
Поэтому длина цилиндрического заряда будет равна
/т = / + <*= 2(ах — ау) + а.
(45)
Для полной совокупности всех п = 338 векторов имеем
сг*= 2,05 км, ау=1,65 км (ось X направлена вдоль проекции
траектории космического тела), диаметр поперечного сечения
тела равен 50—70 м (§ 17). Тогда протяженность взрыва кос­
мического тела /т = 0,85 км. Но, по-видимому, более правиль­
ным будет расчет протяженности взрыва по данным совокуп­
ности векторов в зоне невозмущенного действия взрывной вол­
ны (секторы 19—36; 1—5, рис. 16). Для этой зоны ож=1,35>ш,
сгу=1,1 км. Тогда протяженность взрыва космического тела
/т = 570 м.
Таким образом, протяженность тунгусского взрыва почти
на два порядка меньше размеров области разрушений, поэто­
му его можно считать практически единым центральным взры­
вом. Как уже отмечалось, вывод о центральном взрыве уже
был сделан в литературе [86], в сущности такой вывод непо­
средственно следует из радиальности вывала леса, но конкрет­
ной оценки протяженности взрыва и анализа следствий этого
вывода до сих пор не было сделано.
При малых размерах области взрыва по сравнению с об­
ластью разрушений к моменту подлета тела к области своего
собственного взрыва независимо от его механизма и дальней­
114
шего-развития (будь то «быстрое взрывообразное испарение
тела» по К. П. Станюковичу [69, 80] или «быстрое взрывооб­
разное механическое разрушение тела» по Г. И. Покровскому
[72], или «быстрое взрывообразное выравнивание баллистиче­
ской волны облака космической пыли» по Г. Ф. Плеханову [86]
и др.) еще до начала взрыва над областью разрушений (над
проекцией конечного участка траектории) уже существовала
баллистическая волна. На участке зоны разрушений вдоль
проекции конечного отрезка траектории космического тела на
поверхность земли баллистическая волна пришла раньше, чем
взрывная волна. Тогда если мощность баллистической волны
была достаточной для вывала леса, то она должна была его
произвести. В этом случае при малом наклоне полета тела
(Р = 5—17° [38]) длина активного участка траектории Ь с точки
зрения разрушений баллистической волной должна быть срав­
нима с размерами области вывала леса, т. е. Ь должна быть
не менее 25—30 км. При малой протяженности тунгусского
взрыва область разрушений делится на две части:
1. Область, в которой на поверхность земли баллистическая
волна пришла раньше взрывной волны,— юго-восточная часть
области вывала леса, расположенная вдоль конечного участка
траектории (рис. 1).
2. Область, в которой, наоборот, взрывная волна пришла
раньше баллистической волны,— северо-западная часть обла­
сти разрушений (рис. 1). От места взрыва до границы обла­
сти разрушений, т. е. в среднем на расстоянии 25 км, ударная
волна взрыва распространяется в течение более 60 сек. Сле­
довательно, в пределах области разрушений вдоль проекции
траектории космического тела существуют участки, на которые
баллистическая волна на несколько десятков секунд пришла
раньше взрывной волны. При достаточной мощности баллисти­
ческая волна должна успеть повалить деревья на этих участ­
ках еще до прихода взрывной волны и образовать полосовой
осесимметрический вывал леса. Причем эта полоса должна
пересекать всю область разрушений вдоль траектории от края
Бывала леса до района эпицентра (рис. 3), чего не наблюда­
ется в действительности (рис. 1).
Малая протяженность взрыва и отсутствие полосового вы­
вала леса говорят о том, что, несмотря на существование к мо­
менту взрыва баллистической волны на конечном участке
пути над областью разрушений, она вывала леса не произвела.
Однако до сих пор этот факт не учитывался ни в одном из
предложенных вариантов взрыва Тунгусского космического
тела [69, 72, 80, 86], в то время как на его основе, а также на
основе анализа карты поваленного леса можно произвести
количественную оценку параметров баллистической волны и
космического тела.
8*
115
Протяженность взрыва, по-видимому, можно принять за
максимально возможную длину космического тела. Но если
учесть, что взрыв тела произошел во время его движения, то
действительная длина космического тела может быть значи­
тельно меньше протяженности взрыва (во сколько раз мень­
ше — в несколько раз или на порядок,— зависит от скорости
движения тела). Таким образом, длина Тунгусского космиче­
ского тела независимо от его природы и структуры была не
более 550—600 м.
Г л а в а III
ХАРАКТЕР ТУНГУССКОГО ВЗРЫВА 1908 г.
§ 19
ПРИЧИНЫ ВЗРЫВА ТУНГУССКОГО КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
При значении конечной скорости космического тела, равной
1—1,5 км/сек (§ 1 5 ), исключается всякая возможность взры­
ва тела за счет кинетической энергии, так как кинетической
энергии при такой малой скорости недостаточно даже для
обычного испарения этого тела.
Независимо от механизма (разрушение, испарение и др.)
взрывообразный переход твердого состояния тела в газообраз­
ное требует разрыва молекулярных связей тела. За счет кине­
тической энергии при полном ее переходе в тепло разрыв моле­
кулярных связей тела может произойти при скорости не менее
5 км/сек. Поэтому даже при ударе о Землю тепловой взрыв
космического тела происходит при скорости около 5 км/сек [33].
Таким образом, статистический анализ дарты поваленного
леса достаточно убедительно показал, что Тунгусское космиче­
ское тело могло взорваться только за счет внутренней энергии
самого тела — химической или ядерной.
Следует отметить, что анализ карты поваленного леса с
точки зрения взаимодействия взрывной и баллистической волн
оказался плодотворным. Оценка параметров баллистической
волны позволила произвести оценку по порядку величины
почти всех основных параметров космического тела: скорости,
возможных значений размеров и плотности и других парамет­
ров. Для более точных расчетов параметров Тунгусского кос­
мического тела необходима аэрофотосъемка или теодолитная
наземная съемка всего района разрушений в тайге.
Основными результатами статистического анализа карты
поваленного леса является вывод о том, что Тунгусское косми­
ческое тело не могло быть кометой или облаком космической
пыли, оно не могло быть и обычным железным, каменным или
ледяным метеоритом, а самое главное—-космическое тело не
могло взорваться за счет кинетической энергии. Предположе­
ние о том, что взрыв космического тела и все разрушения в
тайге произошли за счет его кинетической энергии, фактически­
ми данными не подтвердилось.
На основе анализа фактических данных установлено, что
взрыв Тунгусского космического тела и все разрушения в тай­
ге произошли за счет внутренней энергии самого тела — хими­
ческой или ядерной. Поэтому основной задачей дальнейшего
исследования является анализ фактических данных с целью
ответа на вопрос, какой характер имел тунгусский взрыв
1908 г.— химический или ядерный.
Ответить на этот вопрос помогут исследование радиоактив­
ности почвы и растений в районе катастрофы, оценка энергии
светового излучения взрыва, исследование спектрального со­
става воздушных волн и анализ геомагнитного возмущения,
вызванных взрывом космического тела, оценка концентрации
энергии тунгусского взрыва и других фактических данных.
§ 20
НАИМЕНЬШЕЕ ЗНАЧЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ
ЭНЕРГИИ ВЗРЫВА КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
Если полную энергию, выделившуюся при тунгусском взры­
ве, распределить в наибольшем возможном объеме космиче­
ского тела, то мы получим наименьшее возможное значение
объемной концентрации энергии при этом взрыве.
При диаметре космического тела 50—70 м и общей энер­
гии 4- 1023 эрг (около 10 млн. т тротила) концентрация, выде­
лившаяся при тунгусском взрыве, по порядку величины равна
1012 эрг/см3, что на два порядка превышает концентрацию
энергии обычных взрывчатых веществ (ВВ). Концентрация
энергии (или тепловой эффект) тротила при плотности вещест­
ва 1,6 г/см3 по порядку величины равна 1010 эрг/г [111]. Поэто­
му тунгусский взрыв мог быть химическим только в предполо­
жении, что космическое тело было сверхплотным (более
100 г/см3) что, по-видимому, нереально. Даже если считать
117
что космическое тело при диаметре 50—70м имело максималь­
но возможную длину около 600 м, равную протяженности взры­
ва (§ 18), то и в этом случае концентрация энергии будет
более чем в 10 раз выше концентрации энергии обычных ВВ.
Таким образом, Тунгусское космическое тело взорвалось
за счет внутренней энергии самого тела с большой концентра­
цией энергии в малом объеме, которую не может обеспечить
химический взрыв обычных ВВ. Действительное значение кон­
центрации энергии при тунгусском взрыве может быть значи­
тельно (на несколько порядков) больше, чем полученная
оценка наименьшего значения. Оценка наименьшего значения
концентрации энергии при тунгусском взрыве показывает, что
существует большая вероятность того, что этот взрыв мог со­
провождаться ядерными реакциями и иметь ядерный характер.
тений из этого района (рис. 29, аналогичные результаты были
получены и Томской группой) свидетельствуют о том, что
радиоактивность золы деревьев в районе эпицентра взрыва
выше, чем в образцах, взятых на периферии. Причем максимум
радиоактивности золы деревьев совпадает с эпицентром взры­
ва (зона сухостоя диаметром около 10 км). Радиоактивность
поверхностного слоя почвы практически не зависит от расстоя­
ния от эпицентра.
Для решения вопроса о природе тун­
гусской радиоактивной аномалии был
проведен комплекс сравнительных лабо­
раторных исследований образцов деревь­
ев из района Тунгусской катастрофы и из
различных районов Урала и Сибири. Спек-
§ 21
ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ ОБРАЗЦОВ
ТУНГУССКИХ ДЕРЕВЬЕВ
Основной задачей исследования радиоактивности почвы и
растений в районе Тунгусской катастрофы 1908 г. является
выяснение вопроса о возможной связи радиоактивности почвы
и растений с тунгусским взрывом. Отметим, что радиоактивное
заражение эпицентрального района не является необходимым
условием высокого воздушного ядерного взрыва, так как при
высоком (не менее 5 км) воздушном взрыве радиоактивного
заражения местности в районе эпицентра может и не быть.
В зависимости от метеорологических условий район макси­
мального радиоактивного загрязнения местности при воздуш­
ном ядерном взрыве в результате действия ветра может быть
смещен на десятки и даже сотни километров от эпицентра
взрыва [109, 119, 120]. Однако обнаружение искусственной ра­
диоактивности в районе катастрофы, отнесенной к 1908 г., явля­
ется достаточным признаком того, что тунгусский взрыв со­
провождался ядерными реакциями и ионизирующим излуче­
нием.
Первая полевая радиометрическая съемка в районе Тунгус­
ской катастрофы была проведена в 1959 г. Томской группой
под руководством Г. Ф. Плеханова и Октябрьской группой
под руководством автора данной книги. В начале была измере­
на общая радиоактивность поверхностного слоя почвы по
нескольким профилям, пересекающим область разрушений, и
радиоактивность золы деревьев из района катастрофы.
Результаты полевых радиометрических исследований ра­
диометром типа РП-1 в районе Тунгусской катастрофы и
результаты лабораторных исследований образцов почвы и рас­
118
го
40
во
220 В,км
Рис. 29. Распределение радиоактивности почвы и растений по
радиусу от эпицентра взрыва в районе Тунгусской катастрофы:
1 — у-активность поверхностного слоя почвы (РП-1); 2 — ^-активность
поверхностного слоя почвы (РП-1; сч. СТС-6); 3 — 0-активность золы
костров (РП-1; СТС-б); 4 — р-активность золы деревьев (сч. МСТ-17)
тральный анализ показал, что р-излучение тунгусских образцов
древесины существенно отличается от излучения естественных
радиоактивных элементов. Основными компонентами р-излучения золы древесины тунгусских образцов оказались: р-излучение К40 (Др=1,35 Мэе), р-излучение радиоактивной цепочки
8г90->У90 (Др = 0,535; 2,18 Мэе\ Т —28 лет) и р-излучение це­
почки распада Се144-> Рг144 (Др= 0,309; 2,97 Мэе\ Т = 282 дня
[121]). Причем основную долю излучения тунгусских образцов
составляет излучение короткоживущих изотопов с периодом
полураспада около года. Из литературных данных [119—122]
известно, что радиоактивные осадки от ядерных испытаний
выпадали на всей земной поверхности, в том числе и в тунгус­
ском районе. Следовательно, тунгусская радиоактивная
аномалия, обусловленная короткоживущими изотопами, об­
разовалась в основном в результате осадков от ядерных испы­
таний.
Для выяснения причины образования аномалии именно в
эпицентре взрыва были проведены исследования условий осаж­
дения радиоактивных осадков на деревьях. В результате было
119
установлено значительное превышение активности сухостоя по
сравнению с активностью стволов растущих и поваленных
деревьев. Это можно объяснить внешним заражением сухостоя
радиоактивными осадками и экранировкой ствола растущего
дерева его кроной (основную долю осадков принимает на себя
хвоя или листья деревьев). Поваленное дерево также экрани­
руется кронами растущих деревьев. Причем особенности зара­
жения тунгусских деревьев характерны и для деревьев из дру­
гих районов. Заметим, что все деревья, исследованные в разных
районах, в той или иной мере заражены радиоактивными осад­
ками — продуктами ядерных взрывов.
На основании полученных данных образование тунгусской
радиоактивной аномалии можно объяснить следующим об­
разом:
1. В районе Тунгусской катастрофы, как и в других отда­
ленных от современных взрывов районах земного шара,
радиоактивные осадки выпадали равномерно во всем районе.
Радиоактивность образцов, взятых в одинаковых условиях, не
зависит от расстояния от эпицентра взрыва.
2. Несмотря на равномерность выпадения, на различных
предметах осадки распределялись неодинаково: на сухостое
осаждалось больше, на поваленных деревьях и на стволах
растущих деревьев — меньше.
3. Радиоактивность золы деревьев в полевых условиях из­
мерялась по золе костров (рис. 29, кривая 3); в эпицентре в
костре сжигался преимущественно сухостой, который дает
более высокие показания радиоактивности. На расстояниях
более 5 км от эпицентра, в районе вывала леса, сжигались
преимущественно поваленные деревья, они дают пониженное
значение радиоактивности. А дальше за зоной вывала леса
чаще всего в кострах сжигалась древесина высохших после
рубки растущих деревьев. Зола таких костров также дает
пониженные относительно эпицентра значения радиоактивно­
сти. Аналогично обтирались и образцы для лабораторных
измерений: в районе эпицентра— из сухостоя, в зоне вывала
леса — из поваленных деревьев, за пределами области разру­
шений — из растущих деревьев (рис. 29, кривая 4).
Таким образом, различие условий осаждения радиоактив­
ных осадков (сухостой, растущее и поваленное дерево, болота,
поляны в лесу, щели в камнях и т. д.) полностью объясняет
изменение общей удельной радиоактивности образцов тунгус­
ских деревьев и поверхностного слоя почвы.
Как видим, вследствие сильного заражения от ядерных
испытаний исследование интегральной удельной радиоактив­
ности тунгусских образцов не дает ответа на вопрос о связи
их радиоактивности с Тунгусской катастрофой 1908 г. В связи
с этим необходимы специальные дифференцированные иссле­
120
дования радиоактивности тунгусских образцов для определе­
ния места и времени радиоактивного загрязнения местности.
С этой целью автором был разработан метод послойного
измерения радиоактивности золы древесины по годичным сло­
ям прироста деревьев. В 1959 г. в полевых условиях были
послойно озолены несколько образцов тунгусских деревьев и
несколько срезов деревьев были отобраны для лабораторного
исследования. В дальнейшем образцы древесины были ото­
браны и из других районов.
При изучении радиоактивности растущих деревьев из раз­
личных районов Урала и Сибири выяснилось, что удельная
радиоактивность древесины меняется по сечению дерева: ра­
диоактивность внешних слоев растущего дерева (последние
12—15 годовых колец прироста дерева) в несколько раз пре­
вышает радиоактивность внутренних слоев (сердцевины дере­
ва) . Спектральный анализ (5-излучения золы деревьев показал,
что, во-первых, радиоактивность внутренних слоев деревьев
обусловлена в основном содержанием солей калия (здесь не
рассматриваются деревья, растущие на естественных радио­
активных аномалиях) и, во-вторых, повышенная радиоактив­
ность внешних слоев деревьев обусловлена содержанием в
древесине искусственных радиоактивных изотопов — продук­
тов ядерных взрывов. По-видимому, это явление можно объяс­
нить свойством деревьев аккумулировать в процессе роста
некоторые, в том числе и радиоактивные, элементы. Концент­
рация радиоактивных элементов в растениях по сравнению
с концентрацией в почве может увеличиваться в несколько де­
сятков раз [122, 123]. Как видно из рис. 30, радиоактивность
древесины резко повышается со времени заражения почвы ра­
диоактивными осадками от ядерных испытаний (кривые 1 и 2).
Таким образом, некоторые растущие деревья с четкими го­
дичными кольцами прироста древесины являются чувствитель­
ным индикатором повышения радиоактивности и времени
заражения местности радиоактивными осадками — продукта­
ми ядерного взрыва.
Метод исследования радиоактивности древесины по отдель­
ным годичным кольцам прироста может быть применен для
выяснения возможной связи радиоактивности тунгусских де­
ревьев с тунгусским взрывом 1908 г. Этот метод также исполь­
зовала Томская экспедиция.
О радиоактивности образцов тунгусских деревьев выска­
зываются различные предположения, однако ни в одной лабо­
ратории еще не проведено полное исследование образцов из
района катастрофы.
К 1969 г., кроме измерений в нашей лаборатории, проведе­
ны следующие исследования радиоактивности тунгусских де­
ревьев:
121
1. Радиохимический анализ одного образца дерева в лабо­
ратории Института геохимии и аналитической химии им.
В. И. Вернадского АН СССР— 1960 г.
2. Радиофотографическое исследование 5 поперечных сре­
зов деревьев — 1960 г. [125].
3. Послойное исследование золы тунгусских деревьев, взя­
тых в двух точках,— 1961 г. [126].
1908г.
В лаборатории радиоактивных методов ВУФВНИИГеофизики в течение 1959—1965 гг. исследовано более 100 срезов
тунгусских деревьев по 7, 10 и 15 образцов из каждого среза
дерева — всего более 1000 образцов золы. Результаты этих
измерений показывают, что большинство образцов деревьев,
сохранившихся после катастрофы, имеет повышенное значе­
ние радиоактивности слоев древесины непосредственно после
1908 г., в наружных 10—15 слоях древесины отмечается вто-
тбг.ШЗг.
Рис. 31. Распределение радиоактивности по сечению дерева:
/ —лиственница из эпицентра, 150 лет; 2 — лиственница-сухара из
эпицентра, 140 лет; 3 — сосна из г. Октябрьского (БашАССР), 85 лег
Рис. 30. Изменение радиоактивности по сечению дерева
(по годичным кольцам прироста):
] — ель из Московской обл., 62 года; 2 — сосна с Урала, 60 лет;
3 —-лиственница из Ванавары, 106 лет (65 км от эпицентра);
4 — сосна из Ванавары, 250 лет
К сожалению, эти точки были выбраны не совсем удачно.
Так, одна точка выбрана на склоне горы Фаррингтон [126].
Со склона горы радиоактивные осадки легко смываются
дождями, в связи с чем даже многолетние радиоактивные
осадки от ядерных испытаний по образцам с горы Фаррингтон
отмечаются очень слабо [126].
На основании таких малочисленных измерений, по-видимо­
му, нельзя делать категорических утверждений о наличии или
отсутствии радиоактивной аномалии образцов тунгусских де­
ревьев, как это делается в работах [86, 88, 99, 126].
122
рой скачок радиоактивности, который объясняется радиоактив­
ными осадками от ядерных испытаний; увеличение радиоак­
тивности в слоях древесины после 1908 г. обусловлено содер­
жанием искусственных радиоактивных изотопов элементов
(рис. 31). В нашей лаборатории исследовался также спектр
гамма-излучения золы образцов тунгусских деревьев на много­
канальном спектрометре, разработанном В. Б. Черняевым и
И. А. Ильинским. Разрешающая способность спектрометра
равна 10% (рис. 32). Как показывает рис. 33, в слоях тунгус­
ских деревьев после 1908 г. в 13-м канале анализатора обна­
руживается радиоактивный изотоп цезий-137 (Сз137 — периот
полураспада 26 лет, ^ = 0 ,6 6 Мэе [121, 127]). Ни в одном из
исследованных образцов в слоях дерева до 1908 г. цезий-137
не обнаруживается; для этих образцов показания анализатора
в 13-м канале, соответстсвующем энергии гамма-излучения
цезия-137, &7 = 0,66 Мэе, находятся в пределах ошибки изме­
рений. На спектрограмме гамма-излучения образцов деревьев
из района г. Октябрьского, как видно из рис. 34, цезий-137
четко проявляется (пик в 13-м канале) только в слоях дерева
после 1945 г. (глобальные радиоактивные осадки последних
123
.лет). В слоях до 1945 г. показания в 13-м канале находятся в
пределах ошибки измерений.
Таким образом, радиоактивная аномалия образцов тун­
гусских деревьев— повышенная радиоактивность слоев дре­
весины после 1908 г,— существует; эффект мал, но существует.
Однако, по мнению некоторых авторов [88], повышенную
радиоактивность слоев дерева после 1908 г. можно объяснить
диффузией радиоактивных элементов из внешних слоев дерева
во внутренние слои. Но перемещение элементов в клетчатке
Рис. 32. Спектр гамма-излучения эталонных источников:
/ — С з137;
124
2—к40
растущего дерева, по-видимому, не является простой физиче­
ской диффузией, этот процесс относится к более сложным био­
логическим явлениям. Например, известно, что в процессе
роста дерева калий перемещается из внутренних отмирающих
слоев к внешним биологически более активным слоям дерева.
Измерение содержания калия в золе показывает, что его содер­
жание в золе внешних слоев дерева составляет 15—20%,
даже 25%, что на порядок больше, чем в золе внутренних
Рис. 33. Спектр гамма-излучения золы лиственни­
цы из района Тунгусской катастрофы 1908 г.:
1 — слои до 1908 г. (1810—1853 гг.); 2 — слои после 1908 г.
(1908—1920 гг.); 3 — слои после 1945 г. (1945—1960 гг.)
125
слоев (2—3—5%). Этот биологический процесс идет в обрат­
ную сторону, чем физическая диффузия, и создает область
устойчивого максимума содержания калия во внешних слоях
в течение всей многовековой жизни дерева. Цезий как спутник
калия и другие микроэлементы, возможно, также претерпе­
вают этот процесс и накапливаются во внешних слоях дерева.
Тогда этот процесс будет ослаблять и уменьшать эффект бо­
лее раннего заражения деревьев радиоактивными элементами.
Отсюда следует, что если тунгусская радиоактивная анома­
лия существует, то, как бы мала она ни была, ее нужно иссле­
довать всесторонне и до конца.
, имп
т имп
1и>чаП
г’ час. г
В 1965 г. автор радиоуглеродного метода определения воз­
раста горных пород лауреат Нобелевской премии известный
американский ученый В. Ф. Либби обнаружил в годичных
слоях 1908 и 1909 гг. древесины американских деревьев (дуб
и ель) повышенное содержание радиоактивного углерода С14
[173]. Результат В. Ф. Либби был подтвержден данными рабо­
ты академика А. П. Виноградова [175]. Повышенное содержа­
ние радиоактивного углерода в слоях деревьев 1908—1910 гг.,
по-видимому, имеет глобальный характер. На основании этих
данных в работе [173] было высказано предположение о воз­
можности антивещественной природы Тунгусского космиче­
ского тела, в связи с чем в последнее время интерес ученых к
тунгусской проблеме сильно возрос [173—176]. Однако гло­
бальный эффект повышенного содержания радиоуглерода в
слоях древесины не имеет однозначной интерпретации, так как
повышение содержания радиоуглерода в атмосфере и древеси­
не могло быть вызвано и другими космическими явлениями
[176].
Для выяснения связи повышенного содержания радиоактив­
ного углерода Си в слоях древесины 1908—1910 гг. с тунгус­
ским взрывом необходимо изучение возможной локальной
радиоактивной аномалии в слое 1908 г. тунгусских деревьев,
так как можно ожидать, что локальная аномалия заметно
выше глобального эффекта.
§ 22
ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ АНОМАЛЬНО БУРНОГО РОСТА
РАСТИТЕЛЬНОСТИ В РАЙОНЕ
ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ 1908 г.
Р ис.
/ -
126
3 4 . С п ек т р г а м м а -и з л у ч е н и я з о л ы с о с н ы
р а й о н а г. О к т я б р ь с к о г о ( Б а ш А С С Р ) :
из
слон д о 1903 г. (1877—1900 гг.); 2 — слои после 1908 г.
( 1 9 Ю—1920 гг.); 3 — слон после 1945 г. (1945—1962 гг.)
Исследователи тунгусской проблемы, побывавшие в райо­
не падения космического тела в последние годы [51, 59, 63, 65,
88, 128—131], отмечают аномально бурный прирост деревьев
на месте катастрофы (рис. 35—37). Изучение причины такого
аномального прироста деревьев имеет значение для выяснения
природы космического тела, а возможно, и для выяснения его
химического состава.
Однако причины сильного прироста растений в районе
Тунгусской катастрофы до сих пор еще не выяснены. К. П. Фло­
ренский и некоторые другие исследователи считают, что ано­
мальный прирост деревьев является косвенным следствием
Тунгусской катастрофы и объясняется влиянием света и удоб­
рений в прореженной после вывала леса тайге и на удобренной
после пожара почве [51, 59, 88 и 131]. Некоторые авторы
предполагают, что усиленный прирост деревьев после ката­
строфы можно объяснить изменением уровня слоя вечной
127
мерзлоты в области разрушений [130]. Другие авторы, кроме
изменения экологических условий произрастания, вызванных
вывалом леса и лесным пожаром, допускают возможность сти­
муляции роста растений под влиянием вещества распыливше­
гося космического тела, которое «могло сыграть роль эффек­
тивного микроэлементного удобрения» [63, 128, 129]. В работе
[65] автором данной книги сделан вывод о том, что аномальный
прирост деревьев является непосредственным следствием ка­
тастрофы и объясняется действием нового, еще не изученного
Рис. 35. Аномально бурный рост молодых деревьев в
районе Тунгусской катастрофы. Срез живой лиственни­
цы, выросшей после катастрофы в районе эпицентра,
47 лет (о); срез лиственницы-сухары из эпицентра, вы­
росшей до 1908 г., 150 лет (б)
128
фактора — стимулятора роста растений, который образовался
в результате взрыва Тунгусского космического тела. Рассмот­
рим этот вопрос более подробно.
Обобщая материал наблюдений, можно отметить следую­
щие особенности восстановления тайги на месте катастрофы:
1. Аномально бурный прирост, по-видимому, имеет общий
характер для всей растительности в районе катастрофы
(рис. 35—37). Например, мхи на открытых болотистых местах
также имеют усиленный прирост после 1908 г. (рис. 38).
2. Старый, сильно прореженный вывалом лес и отдельные
деревья, сохранившиеся после катастрофы на расстоянии не
Рис. 36. Влияние Тунгусского взрыва 1908 г. на прирост деревьев. Срез
лиственницы (227 лет), пережившей катастрофу в районе эпицентра
9 А. В. Золотов
129
более 10 км от эпицентра, имеют усиленный прирост после
1908 г. Из этой группы следует исключить деревья, получив­
шие повреждения во время взрыва, у них после 1908 г. в
результате повреждений усиленного прироста может и не быть.
3.
Деревья, растущие в обширных рощах без вывала и по­
жара, уцелевшие после взрыва на расстоянии не далее 7—
8 км от эпицентра, после 1908 г. растут в несколько раз (в 2—
3 раза) быстрее, чем до катастрофы (рис. 36). Такие рощи на-
Рис. 37. Увеличение годичного прироста дерева
по диаметру после 1908 г., пережившего катастро­
фу в районе эпицентра:
чем в обычной тайге. Например, в районе эпицентра средний
годовой прирост лиственницы до катастрофы за первые 45 лет
жизни составляет 0,3—0,5 мм по диаметру, а после 1908 г.
молодые лиственницы за 45 лет жизни уже догнали в своем
росте старые 250—300-летние лиственницы и имеют годовой
прирост в толщину 5—6 мм, а в отдельных случаях 15—18 мм
(рис. 35). Аномально бурный прирост молодых деревьев в
эпицентре взрыва показывает, что после катастрофы условия
роста деревьев в этом районе
существенно изменились. Ус­
ловия роста леса характери­
зуются бонитетом насажде­
ния и делятся на 5 основных
классов бонитета [132]. 1-й
класс характеризует наилуч­
ший прирост деревьев, 5-й
класс — наихудший. Класси­
фикационным признаком бо­
нитета является средняя вы­
сота деревьев в определен­
ном возрасте [132].
По этим признакам усло­
вия роста в тунгусской тайге
на месте катастрофы (до
1908 г.) и в прилегающих
районах (до 100—200 км от
1 - - лиственнице! из эпицентра, 227 лет; 2 — лиственница
из Ванавары, 266 лет (65
км
от эпицентра)
блюдаются, например, в 6 км на запад от избы Кулика и на
берегах р. Хушмы, в 5—6 км на юг от эпицентра взрыва.
4. Молодая тайга на месте вывала и пожара леса стала
восстанавливаться через 5—7 лег после катастрофы. Причем
хвойные деревья стали восстанавливаться через 7—9 лет с
отставанием от лиственных деревьев на 2—3 года. В отдельных
местах встречаются даже деревья — ровесники катастрофы —
в возрасте около 60 лет. Такое относительно быстрое восста­
новление тайги после пожара говорит о слабости вторичного
таежного пожара, возникшего в результате взрыва космиче­
ского тела (под первичным пожаром в районе катастрофы
понимается ожог деревьев световым излучением взрыва, в
результате которого возник вторичный пожар, который, воз­
можно, продолжался в течение нескольких дней).
5. Молодые деревья, выросшие после катастрофы на месте
вывала и пожара, растут в несколько раз (в 7—8 раз) быстрее,
130
Рис. 38. Увеличение прироста мха
после 1908 г. в районе эпицентра
тунгусского взрыва:
/ — прирост мха д о 1908 г.; 2
обож ­
женный слои мха.
относящимся
к
1908 г.; 3 — прирост мха после 1908 г.;
4 — прирост
мха в последние годы
(срез взят в 1960 г.)
эпицентра) относятся в основном к 4—5-му классам бонитета,
средний годовой прирост деревьев в высоту составляет 5—
15 см, а после катастрофы в районе эпицентра условия роста
относятся к 1 и 1а классам бонитета, средний годовой при­
рост деревьев в высоту составляет 35—45 см (рис. 39, табл 8).
В зоне разрушений, вызванных взрывом космического тела,
после 1908 г. условия роста насаждений изменились на 3, а в
районе эпицентра на 5(!) классов бонитета в сторону улучше­
ния роста деревьев (рис. 39), что в обычных условиях роста
тайги маловероятно.
9*
131
Лиственница
Сухара-лиственницй
Лиственница
»
»
»
»
»
»
»
»
»
* »
Сосна
Лиственница
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
Рис. 39. Зависимость прироста тунгусских деревь­
ев в высоту от прироста по диаметру:
1 —
2 —
кривая естественного роста деревьев в лесу [132];
кривая роста деревьев на поляне; 3 — класс боните­
та; 4 — старые деревья из района катастрофы; 5 — д е ­
ревья из прилегающ их районов; 6 — молодые деревья из
района катастрофы, выросшие после 1908 г.
уменьшается с удалением от него. Так, на расстоянии более
10 км от эпицентра, кроме южного направления, увеличение
прироста деревьев после катастрофы практически не наблюда­
ется (рис. 40), несмотря на то, что пожарище простирается
до 18 км, а вывал леса — до 25—30 км.
Для сравнения приведем особенности восстановления тайги
на месте обычного таежного пожара или вырубки.
1.
Старый прореженный лес, оставшийся на месте вырубки
или пожара, растет в несколько раз быстрее обычного. Этот
132
Сосна
Лиственница
»
Сосна
Лиственница
Сосна
Лиственница
Сухара-лиственница
Лиственница
180
134
122
127
60
172
70
130
190
145
188
35
40
41
41
45
47
40
37
43
44
44
45
180
136
106
90
100
128
132
130
160
130
228
140
190
104
эпицентр
»
»
»
»
>>
»
•
»
»
»
»
»
»
»
»
»
Ванавара
(65 км на ЮЮВ
от эпицентра)
»
Муторай
(90 км- на СЗ
от эпицентра)
Стрелка
(100 км на ССВ
от эпицентра)
»
берег р. Кимчу
поляна (10 км на С
от эпицентра)
а*
*
<
<
19,0 21,0
22,0 23,0
17,0 19,2
18,0 26,2
11,0 12,0
13,0 17,9
7,0 4,44
10
6,90
19,0 25,2
16,0 17,1
18,0 24,6
15,0 13,8
15,0 16,0
14,0 20,4
14,0 18,0
19,0 26,8
19,5 22,4
18,5 21,4
16,0 11,8
18,5 22,0
19,7 17,8
18,5 19,8
19,5 16,4
14,0 16,5
20,0 28,3
20,0 19,8
11,0 16,0
15,0 18,7
16,0 20,0
17,0 2,9
14,0 9,72
17,0 20,3
14,0 12,4
16,0 24,2
6,0 13,5
23 55
19 44,6
10,6 1,17
16,4 1,71
13,9 1,57
14,2 2,06
18,0 2,00
7,55 1,04
10,0 0,634
7,70 0,532
10,0 1,33
11,0 1,18
9,57 1,31
42,7 3,94
37,5 4,00
34,2 4,97
34,2 4,39
42,3 5,96
41,5 4,76
46,3 5,35
43,4 3,19
43,0 5,12
44,7 4,05
42
4 ,5
43,5 3,64
7,8 0,916
14,7 2,08
18,9 1,86
12,2 1,78
15,0 1,87
12,5 1,56
12,9 1,73
10,7 0,747
10,6 1,27
10,8 0,955
7,0 1,06
4,3 0,954
12,1 2,9
18,3 4 ,3
8
Класс бо­
нитета
3?
см
Диаметр
й,
Место роста
м
Порода дерева
Высота Н,
Т аблица
Прирост тунгусских деревьев до и после катастрофы 1908 г.
Возраст
6.
Одной из интересных особенностей восстановления тайги
в районе катастрофы является зависимость изменения годо­
вого прироста от расстояния до эпицентра. Обобщение факти­
ческого материала показало, что аномально бурный прирост
деревьев после катастрофы наблюдается только в районе эпи­
центра (область диаметром около 10—15 км) и очень быстро
5
3
5
4
4
5а
5а
5а
5
5
5
1а
1
2
2
1
1
1а
1а
1
1а
1а
1а
5а
4
4
5а
5
5
5
5
5
5
5
5а
5
4
факт мы обнаружили как на старых пожарах (100—150 лет
тому назад), так и на вырубках леса 10—15-летней давности
в районе поселков Ванавары и Оскобы (65 и 100 км от эпи­
центра взрыва 1908 г.). Это объясняется тем, что световой ре­
жим оказывает очень сильное влияние на рост дерева.
2.
Молодняк, который вновь вырастает на месте вырубки
или пожара, при своей естественной густоте не имеет никаких
преимуществ и растет нормально. Молодая тайга, восстанав­
133
ливаясь на месте пожара, повторяет материнскую тайгу в
данном месте и, вырастая, сливается с окружающим лесом.
Иначе по приросту тайга в делом была бы неоднородной, так
как на каждом месте тайги когда-нибудь да был пожар и в
каждом месте тайга вырастала вновь.
3.
На месте пожарища протяженностью в несколько десят­
ков километров, что говорит о большой силе пожара, тайга
начинает восстанавливаться через 9—11 лет после пожара;
Рис. 40. Изменение годичного прироста молодых деревьев
в районе Тунгусской катастрофы в зависимости от эпи­
центра
причем начинают расти сначала лиственные деревья (береза,
осина и др.), хвойные начинают расти еще 5—6 лет спустя.
А в отдельных местах после очень сильного пожара, по свиде­
тельству таежного охотоведа-биолога К- Д- Янковского, участ­
ника экспедиций 1929—1930, 1958 и 1960 гг. в район Тунгус­
ской катастрофы, тайга начинает восстанавливаться спустя
несколько десятков лет (до 30 лет) после пожара.
Сравнение особенностей восстановления тайги на месте
катастрофы и на месте обычного пожара или вырубки пока­
зывает, что из шести признаков тунгусского восстановления
только один признак, характеризующий прирост разреженного
134
леса, совпадает с признаком обычного восстановления тайги.
По-видимому, для прироста разреженного леса не имеют зна­
чения причины разрежения — вывал взрывной волной, ветро­
вал, пожар, вырубка и др. Остальные пять признаков сущест­
венно отличаются от признаков обычного восстановления.
Поэтому можно сделать вывод, что восстановление тайги на
месте Тунгусской катастрофы имеет аномальный характер.
Молодой лес вырос почти в 10 раз быстрее обычного — на 3
и более классов бонитета выше.
В нормальных условиях роста насаждений в тайге даже
на берегах рек, опушках и полянах при максимально благо­
приятном световом режиме деревья растут по 5-му и в лучшем
случае по 4-му классам бонитета (рис. 39, табл. 8), в то время
как в районе эпицентра в условиях сплошного лесного массива
деревья растут по 1 и 1а классам. По-видимому, такое
резкое изменение роста леса нельзя объяснить только улучше­
нием обычных условий произрастания (увеличение освещенно­
сти, удобрений, изменение водного режима, потепление почвы,
изменение уровня вечной мерзлоты и др.).
Для примера рассмотрим действие света как одного из
наиболее сильных факторов, влияющих на рост деревьев. Ха­
рактерно, что при максимальном световом режиме прирост
дерева резко увеличивается в основном в толщину, в то время
как прирост в высоту изменяется незначительно. Это общеиз­
вестный биологический факт. Так, на опушке леса или на
поляне прирост дерева по диаметру увеличивается в несколько
раз, а по высоте это дерево почти не отличается от дерева из
лесного массива (рис. 39, кривая 2).
В отличие от роста дерева при максимальном световом ре­
жиме рост молодых деревьев из эпицентра отклоняется от
нормального в сторону относительного ускорения роста в вы­
соту (рис. 39, кривая 1). Следовательно, на усиление прироста
деревьев в районе эпицентра тунгусского взрыва влиял в ос­
новном не свет, а другой какой-то новый, но не менее мощный
фактор.
Анализ особенностей аномального восстановления тайги
в районе разрушений приводит к выводу об образовании после
катастрофы стимулятора роста растений. Особенно убедитель­
ным аргументом в пользу этого вывода является резкое уве­
личение (в 2—3 раза) после 1908 г. прироста старого неразре­
женного леса, сохранившегося после взрыва вблизи Шзицентра
в обширных (не менее 1 км) участках тайги, в которых не было
вывала и пожара, вследствие чего световой и другие обычные
режимы роста на этих участках после катастрофы не измени­
лись (рис. 36 и 37). В районе разрушений на расстоянии
более 10 км от эпицентра встречаются участки, в которых был
пожар и вывал леса, но после катастрофы усиленный прирост
135
деревьев не наблюдается, и, наоборот, в районе эпицентра (на
расстояниях не более 10 км от эпицентра) встречаются участки
леса, в которых не было пожара и вывала, а усиленный при­
рост деревьев после взрыва наблюдается. Размеры области
усиленного прироста деревьев существенно меньше размеров
области разрушений. Эти факты подтверждают вывод, что
усиленный прирост деревьев в районе Тунгусской катастрофы
связан в основном не с вывалом леса и пожаром, а является
непосредственным следствием взрыва космического тела.
Рассмотрим особенности тунгусского стимулятора роста
растений.
1. Стимулятор является фактором не мгновенного, а дли­
тельного воздействия, так как усиленный прирост растений
наблюдается в течение нескольких десятков лет после ката­
строфы (рис. 35 и 36). Это можно объяснить двумя вероятны­
ми причинами: образованием в почве вещества, стимулирую­
щего рост растений, или влиянием взрыва на точку роста
растений, т. е. образованием внутри самих растений стимули­
рующего фактора мутагенного характера.
2. Вещество-стимулятор может влиять на рост растений
путем химического воздействия или действием возможных
радиоактивных излучений [133, 134]. Для однозначного ответа
на этот вопрос сейчас у нас нет достаточных данных.
3. Усиленный прирост деревьев наблюдается в ограничен­
ной области в пределах вывала леса, причем прирост деревьев,
а следовательно, и действие стимулятора очень быстро убы­
вают от эпицентра к периферии (рис. 40); в первом приближе­
нии предполагается, что действие стимулятора пропорциональ­
но его содержанию в почве.
4. Область усиленного прироста деревьев расположена
несимметрично относительно эпицентра взрыва. Так, в южном
направлении от эпицентра усиленный прирост наблюдается
гораздо дальше (до 15 км), чем в северном (не далее 10 км)
(рис. 40).
Вещество-стимулятор могло образоваться в почве двумя
путями: в процессе распыления вещества после взрыва или
в процессе облучения лесного массива и почвы возможным
потоком быстрых частиц, образовавшихся во время взрыва.
Распыление вещества в свою очередь также могло произойти
двумя путями: распылением вещества во время взрыва как
составной части космического тела и распылением вещества
газов, сопровождавших движение тела.
От того, каким путем образовался стимулятор, зависит его
распределение в почве по площади (зависимость концентрации
вещества от расстояния и направления от эпицентра). Напри­
мер, если стимулятор образовался в процессе распыления ве­
щества во время взрыва, то распределение стимулятора долж­
136
но быть равномерным на большой площади (возможно, до
нескольких сотен километров от эпицентра). В этом случае
при высоком воздушном взрыве в эпицентре вероятен даже
минимум вследствие восходящего потока воздуха во время
подъема раскаленного шара продуктов взрыва. Если стимуля­
тор образовался в процессе распыления вещества газов, со­
провождавших движение космического тела, то его распреде­
ление должно быть преимущественно вдоль траектории полета
тела с возможным максимумом в эпицентре, А если сти­
мулятор образовался в процессе облучения потоком быстрых
частиц, которые вполне возможны при таком колоссальном
взрыве, как тунгусский, то распределение должно иметь ма­
ксимум в эпицентре и симметрию по направлениям.
Таким образом, изучение распределения стимулятора роста
растений в районе катастрофы поможет определить характер
взрыва и природу Тунгусского космического тела.
Обобщение материала о приросте растений в районе ката­
строфы говорит о том, что распределение стимулятора не
удовлетворяет с достаточной четкостью ни одному из пере­
численных вариантов его образования. По-видимому, здесь
имеет место довольно сложное явление природы. Однако, учи­
тывая максимум прироста в эпицентре, быстрый спад на пери­
ферии и некоторую асимметрию распределения стимулятора в
южном направлении, очевидно, можно сделать предваритель­
ный вывод о том, что наиболее вероятной причиной образова­
ния тунгусских стимуляторов является поток быстрых частиц
или ионизирующих излучений или направленный поток газов,
сопровождавших полет Тунгусского космического тела.
С целью изучения природы тунгусского стимулятора инте­
ресно проверить также формулу, выражающую зависимость
между приростом тунгусских деревьев по высоте, диаметру и
объему, и сравнить эту формулу со стандартной, справедливой
для естественного роста деревьев, т. е. проверить, подчиняется
ли рост деревьев на месте катастрофы законам естественного
роста деревьев [132]. С этой точки зрения отметим, что в райо­
не эпицентра после катастрофы молодые деревья растут в
высоту заметно быстрее по сравнению со средней кривой
прироста (рис. 39), Однако материалов для конкретных выво­
дов по данному вопросу еще недостаточно.
Для выяснения вопроса о возможном потоке ионизирующих
излучений, сопровождавшем взрыв космического тела, пред­
ставляет интерес изучение характера мутаций растительности
в районе Тунгусской катастрофы. Известно, что характер
мутаций растений, вызванных термическим воздействием, на­
пример в зоне сжатия ударной волны, световым излучением
или пожаром, отличается от характера мутаций, вызванных
воздействием потока ионизирующих излучений. Обнаружение
137
мутаций растений в области разрушений, характерных только
для действия ионизирующих излучений, помогло бы решить
вопрос о наличии ядерных реакций при тунгусском взрыве.
Отметим, что изучение тунгусского стимулятора роста ра­
стений представляет определенный интерес для биологии, а
также может иметь значение для народного хозяйства.
§ 23
ОЦЕНКА СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ ТУНГУССКОГО ВЗРЫВА
Величина энергии светового излучения тунгусского взрыва
является важным параметром, который поможет выяснить
характер взрыва. По доле световой энергии от полной энергии
взрыва имеется возможность определить первоначальную
температуру области взрыва и тепловой эффект взрывчатого
превращения, по которым в свою очередь можно определить
тип и характер взрывчатого превращения — химический, ядерный и др.
Известно, что интенсивность светового излучения пропор­
циональна четвертой степени температуры тела: чем выше
температура тела, тем больше его световое излучение. При
взрыве первоначальная температура области взрыва зависит
от концентрации энергии на грамм взрывчатого вещества
(тепловой эффект взрывчатого превращения) — чем больше
концентрация энергии, тем выше температура продуктов
взрыва, тем больше интенсивность светового излучения взры­
ва, тем большая доля полной энергии, выделившейся при
взрыве, расходуется на световое излучение. В конечном
итоге доля световой энергии взрыва зависит от концентрации
энергии на 1 г взрывчатого вещества, которая имеет опреде­
ленное значение для каждого типа взрыва. Например, тепло­
вой эффект химического взрыва обычных ВВ равен около
Ю10 эрг/г, температура области химического взрыва равна
около 3000 °С, а доля световой энергии от полной энергии
взрыва с учетом светового излучения ударной волны состав­
ляет незначительную часть процента; концентрация энергии
при атомном взрыве равна около 1018 эрг/г, первоначальная
температура области взрыва равна нескольким десяткам мил­
лионов градусов, а доля световой энергии от полной энергии
взрыва составляет около 33% [106, 109, 120].
Величину энергии светового излучения взрыва можно опре­
делить, например, по размерам области светового ожога
деревьев в районе катастрофы. Зона пожара в районе Тунгус­
ской катастрофы имеет радиус до 20—25 км [38, 131]. При
воздушном взрыве Тунгусского космического тела причиной
пожара было световое излучение взрыва [64, 84, 87, 88]. В свя­
138
зи с этим возникает вопрос: каковы размеры зоны первичного
светового ожога деревьев, совпадает ли зона первичного ожо­
га с зоной пожара или значительно меньше ее? К. П. Флорен­
ский считает, что радиус зоны первичного светового ожога
9—10 км [84, 87, 88], он отождествляет эту зону с зоной физи­
ологического теплового ожога слоя камбия тонких веток тол­
щиной 10—15 мм. Для такого теплового ожога веток (нагрев
слоя камбия до 60—70 °С) требуется световой импульс около
15 кал/см2 при взрыве мощностью 20 тыс. т тротила и 40—
45 кал/см2 при взрыве около 10 млн. т тротила.
При расчете по этим данным полной лучистой энергии,
выделившейся при взрыве, следует учесть:
1) возможную экранировку отдельных участков леса, имен­
но тех участков леса, на которых деревья сохранились расту­
щими и пережили катастрофу, на сучках этих деревьев сейчас
наблюдаются следы теплового ожога 1908 г. (в то время как
другие участки леса оказались обожженными и засохшими);
2) возможность теплового ожога сучьев в зоне сжатия
ударной волны взрыва. Такой ожог так же, как и световой,
может быть ориентирован относительно точки взрыва.
Отождествляя зону теплового ожога сучьев растущих де­
ревьев с зоной первичного светового ожога, К. П. Флоренский
считает, что далее до 20—25 км пожар распространялся обыч­
ным путем от эпицентра к периферии. Однако такое распрост­
ранение пожара нереально, так как в этом случае пожар из
эпицентра должен распространяться концентрически во все
стороны, что невозможно. При крупных воздушных взрывах
создается мощный поток воздуха от периферии к эпицентру
взрыва, вследствие чего возникшая огненная буря не распро­
страняется к периферии и ограничивается первичной зоной
возгорания от светового излучения взрыва. В дальнейшем пос­
ле прекращения действия огненной бури, в последующие дни,
пожар мог бы распространяться за пределы первичной зоны
ожога, но тогда он должен был бы распространяться полосой
вдоль преимущественного направления ветра, чего не наблю­
дается в действительности [131].
В 1960 1962 гг. наряду с другими материалами наша экспе­
диция собирала фактический материал о направлении распро­
странения пожара в районе катастрофы. Направление рас­
пространения пожара однозначно определяется по ориентации
ожоговой травмы растущего дерева (рис. 41). Наблюдения
показывают, что на всех направлениях (север, юг, восток и
запад) ожоговые травмы деревьев, относящиеся к 1908 г.,
преимущественно ориентированы от периферии ^эпицентру
взрыва. В этом случае зона первичного светового ожога прак­
тически совпадает с зоной пожара с радиусом 20—25 км. Та­
кой вывод согласуется с экспериментальными данными по
крупным взрывам [120, 123]. Например, при атомном взрыве
в г. Хиросиме «огненный шквал, сопровождаемый сильными
ветрами со скоростью от 48 до 64 км/час, возник примерно
через 20 мин после атомного взрыва. Сильные ветры в направ­
лении района пожара наблюдались со всех направлений в
течение 2—3 час, затем они уменьшились до слабых и средних,
меняя свое направление, и продолжались еще в течение почти
6 час. Вследствие сильной тяги к центру непосредственно у
светового импульса, при котором воспламеняются различные
материалы. Эти значения получены в основном по экспери­
ментальным данным атомного взрыва мощностью 20 тыс. т
тротила (мощность стандартного взрыва). Значение светового
Таблица 9
Значения светового импульса, вызывающего воспламенение
различных материалов при различной мощности взрыва
Световой импульс, кал!см2
Материал
Сухое сено, солома
Сухое гнилое дерево
Сухая тонкая трава
Сосновая стружка
Сухие листья
Иглы белой сосны
Доски сухие неокрашенные
Доски свежие
20 тыс. т
10 млн. т
4—6
4
11 — 17
11,5
14
14
17
17
115—140
170- 280
5
5
6
6
40—50
60—100
импульса /2 для взрыва другой мощности
по формуле [120].
Ч=
Рис. 41. Ориентация ожоговой травмы растущего де­
рева относительно направления распространения по­
жара:
/ — направление
распространения
пожара
ветра); 2 — ожоговая травма
(направление
земной поверхности огонь не распространился за границы
того района, который был охвачен пожаром сразу после
взрыва» [123].
В конечном итоге размеры зоны светового ожога в 10—15
или 20 км не меняют существа дела, так как в обоих случаях
размеры зоны ожога сравнимы с размерами механических
разрушений, а полная световая энергия, выделившаяся при
взрыве, по порядку величины сравнима с общей энергией
взрыва. В нашем случае световая энергия тунгусского взрыва
определялась по величине светового импульса на границе зоны
светового ожога (табл. 9).
С увеличением мощности взрыва время свечения огненно­
го шара увеличивается, интенсивность светового излучения
(излучение в единицу времени) уменьшается, поэтому при
большей мощности взрыва требуется большее значение полно­
го светового импульса, необходимого для воспламенения од­
ного и того же материала. В литературе приводятся значения
140
можно рассчитать
Ч (46)
где /, — известное значение светового импульса, необходимое
для нанесения той же степени поражения для взрыва извест­
ной мощности <7!.
На границе зоны светового ожога можно считать, что
пожар, по-видимому, возник от воспламенения сухой травы,
веток, листьев или хвои деревьев, т. е. наиболее легко возго­
раемых материалов. Световой импульс, необходимый для их
воспламенения при мощности взрыва около 10 млн. ттротила,
равен 11—17 кал/см2 (табл. 9). Наиболее вероятной причиной
лесного пожара при взрыве над массивом хвойного леса явля­
ется воспламенение хвои, так как хвоя в этом случае принима­
ет на себя основной поток светового излучения взрыва. Такой
вывод подтверждают и показания очевидцев — Ивана и Аку­
лины Петровых и Василия Охчен, которые находились во вре­
мя катастрофы на расстоянии не менее 20 км от места взрыва
(§ !)• Если при подходе ударной волны через минуту после
взрыва деревья падали уже горящими (§ 1), то они загора­
лись не сразу от лесной подстилки, а сверху от воспламене­
ния хвои и тонких веток. Следовательно, для расчета величины
световой энергии взрыва можно принять значение светового
импульса около 17 кал/см2 (табл. 9).
141
При известном световом импульсе / с с учетом поглощения
света в атмосфере полная энергия светового излучения взры­
ва Ес будет равна:
1САпЯ2
(47)
е—ц(К—г)
где Я — расстояние от точки взрыва; г — средний радиус све­
тящейся области; р — коэффициент поглощения света в
атмосфере.
Для сухого воздуха (л= 0,0112 км~х [135]. Однако реальный
воздух и его прозрачность существенно отличаются от сухого
воздуха. Поэтому в расчете Ес вне­
сена поправка для р с учетом проз­
рачности реального воздуха. Так как
30 июня 1908 г. в районе Тунгусской
катастрофы был ясный, солнечный
и безоблачный день [38] и взрыв
произошел на большой высоте (не
менее 5 км), что благоприятствует
распространению света, в расчете
нижнего значения световой энергии
взрыва была принята предельная
дальность видимости для реального
воздуха — около 120 км~х [109]. При
такой дальности видимости коэффи­
циент поглощения света в воздухе
будет равен: р = 0,033 км~х [109].
Таким образом, для расчета ми­
нимального значения световой энер­
гии тунгусского взрыва имеем: / с =
X
0,8
\
1,2
1,6
)к,фм
Рис. 42. Зависимость коэффициента ослабления све­
тового излучения р от дальности видимости О'.
1
— исключительно чистый воздух; 2
чистый
3 — легкий туман; 4 — плотный туман
воздух,
= 17 кал!см2= 7,1 • 108 эрг/см2, Я = 21 км = 2,1 • 106 см, г =1,5 км,
р —0,033 км~х. Тогда, согласно формуле (47), величина свето­
вой энергии взрыва Дс= 0 ,7 5 - 1023 эрг. Однако такое значение
световой энергии несколько занижено, так как в приземном
слое атмосферы коэффициент поглощения света р значительно
142
больше принятого выше значения (рис. 42). Например, для
очень чистого воздуха дальность видимости Д = 40 км, коэф­
фициент поглощения света р = 0,1 км~х, а для чистого воздуха
/)= 1 0 км, р = 0,4 км~х. Для летнего солнечного утра (около
I час утра по местному времени) в таежных условиях, по-видимому, реальной будет дальность видимости около 40 км, а со­
ответствующий коэффициент ослабления света р = 0,1 км~х.
При этом значении р величина световой энергии взрыва Ес —
—2,75 - 1023 эрг. Мы получили несколько завышенное значе­
ние световой энергии, которое составляет около 70% от полной
энергии взрыва 2: « 4 • 1023 эрг. Однако следует учесть, что
обычно в литературе приводятся значения дальности видимо­
сти и коэффициента поглощения света для приземного слоя
воздуха, проверенные по экспериментальным данным атомных
взрывов, которые были проведены на высоте до 1 км [109, 120].
Известно, что приземной слой воздуха толщиной около
километра, для которого приводятся данные о дальности ви­
димости, является наиболее запыленным, в связи с чем эти
данные о дальности видимости и поглощения света нельзя
применять для верхних чистых слоев воздуха, расположен­
ных на высоте нескольких километров.
Для учета поглощения светового излучения высокого воз­
душного взрыва, по-видимому, более правильным будет слой
воздуха от точки взрыва до земной поверхности разделить на
два слоя: первый, более чистый слой от точки взрыва до
высоты 1 км и второй, менее чистый приземной запыленный
слой толщиной в 1 км. Для первого слоя коэффициент погло­
щения света р! = 0,033 км~х, а для второго слоя в зависимости
от метеорологических условий коэффициент поглощения ц
можно определить по графику (рис. 42). Для очень чистого
воздуха В = 40 км, р2=0,1 км~х (рис. 42).
При высоте взрыва Л= 6 км и радиусе ожога /?0= 20 км
при наклоне к земной поверхности а с = 17° световой луч прой­
дет расстояние 7?1 = 17,5 км в первом слое от точки взрыва до
высоты 1 км и расстояние Я2= Я —#1 = 3,5 км во втором при­
земном слое. Тогда световую энергию взрыва можно вычи­
слить по формуле
Е.
/ с4 я # 2 ___
е- д 2(«-я,) е-Д,(Я,-г)
(48)
Подставляя в формулу (48) найденные значения / с, Я, г, Я\, Ц1
и р2. определяем величину световой энергии тунгусского взры­
ва (около 1 • 1023 эрг).
Рассмотрим другие фактические данные, характеризующие
интенсивность светового излучения тунгусского.взрыва. Оче­
143
видец взрыва в фактории Ванаваре С. Б. Семенов рассказы­
вал, что в момент взрыва до прихода ударной волны стало
так горячо, что ему показалось, будто на нем загорелась ру­
башка; он хотел ее разорвать и сбросить (§1). Другой очеви­
дец из Ванавары П. П. Косолапов говорил, что ему так сильно
обожгло уши, что он схватился за них и присел на землю, ду­
мая, что загорелась крыша [38]. Относительно этих показаний
высказывается мнение, что по ним нельзя делать оценку энер­
гии светового излучения взрыва, так как ошибка в оценке
числового значения светового импульса по субъективным
показаниям может измениться в пределах нескольких поряд­
ков величины [136]. Однако это мнение не подкреплено расче­
тами и не соответствует фактическим данным. Несмотря на
субъективность, описанные показания можно перевести в чис­
ловые данные. Дело в том, что кожа человека является очень
чувствительным индикатором к термическим воздействиям, к
тому же интервал плюсовых термических воздействий, кото­
рые ощущает кожа человека, очень узок (от 36 до 100 °С),
и действительно, при температуре воды Т = 37,—40 °С че­
ловек ощущает тепло, при 7 = 41—42° ощущается легкая боль,
при 7 = 70—80 °С ощущается резкая боль с покраснением ко­
жи и при 7 = 90—100 °С наступает омертвление кожи. Вот и
вся гамма ощущений, при которой температура воды меняет­
ся менее чем в три раза, т. е. остается в пределах одного по­
рядка величины.
Приращение температуры А7 освещаемой поверхности
пропорционально величине светового импульса 1С:
Д Т ~ / С.
(49)
Поэтому узкому интервалу изменения температуры соответст­
вует и узкий интервал изменения светового импульса, пора­
жающего кожу человека. Известно, что ожог кожи первой
степени возникает при световом импульсе в 2—4 кал/см2
[106], а при световом импульсе 10—15 кал/см2 (нижние преде­
лы относятся к атомным взрывам малой мощности, верхние —
к взрывам большой мощности) происходит омертвление и
обугливание кожи. Таким образом, реакция кожи человека от
покраснения и легкой боли до омертвления и обугливания
происходит при изменении светового импульса всего в 4—5
раз, т. е. в пределах одного порядка величины.
Из показаний С. Б. Семенова и П. П. Косолапова следует,
что ожог кожи человека световым излучением взрыва в фак­
тории Ванаваре был близок к ожогу первой степени (сопро­
вождается покраснением и легкой болезненностью). По лите­
ратурным данным, слабая боль ощущается при воздействии
на тело человека в течение одной секунды светового импуль­
144
са в 0,3 кал/см2, что соответствует значению полного свето­
вого импульса взрыва около 0,6 кал/см2, так как более 90%
излучения раскаленного облака крупного взрыва высвечива­
ется в течение 2 сек [106]. Теперь рассмотрим, в каких преде­
лах может изменяться значение светового импульса в Вана­
варе, чтобы оно соответствовало показаниям очевидцев. Если
увеличить величину импульса в 3 раза, то С. Б. Семенов и
Г1. П. Косолапов должны были получить ожог первой степени,
чего, по-видимому, не было. Поэтому верхний предел для све­
тового импульса в Ванаваре равен 2 кал/см2. Если допустить,
что величина светового импульса была в 2—3 раза меньше, то
очевидцы не ощутили бы никакой боли. А если Семенов хотел
разорвать и сбросить рубашку, думая, что она загорелась,
то, по-видимому, во время действия светового облучения он
ощутил какую-то боль.
Таким образом, возможные изменения значения светового
импульса тунгусского взрыва в Ванаваре находятся в очень
узком интервале в пределах одного порядка величины.
Термические ощущения очевидцев в Ванаваре можно пере­
вести в числовые данные с точностью, вполне достаточной
для оценки световой энергии взрыва по порядку величины.
Если от кратковременного светового излучения взрыва ощу­
щается боль, то световой импульс имеет вполне определенное
пороговое значение (при более слабом импульсе боль ощу­
щаться не будет), которое можно использовать для оценки
нижнего значения световой энергии взрыва.
Очевидно, значение светового импульса от тунгусского
взрыва в фактории Ванаваре на расстоянии около 65 км от
эпицентра было не менее 0,6 кал/см2 и не более 2 кал/см2. По­
скольку боль ощущалась, по-видимому, только непосредст­
венно во время облучения и остаточной болезненности не от­
мечалось, то для расчета нижнего значения световой энергии
взрыва примем нижнее значение светового импульса / с =
= 0,6 кал/см2= 2,51 • 107 эрг/см2. При распространении до фак­
тории Ванавара световой луч пройдет расстояние #1 = 54 км
в первом слое воздуха от точки взрыва до высоты 1 км и рас­
стояние #2 = # —#1 = 11 км во втором приземном слое.
Подставляя найденные числовые значения / с = 2,51 - 107
эрг/см2, # = 65 ог = 6,5-106 см, #1=54 км, г= 1,5 км, Ц] =
0,033 км~1 и рг = 0,1
~ 1 в формулу (48), для световой энер­
гии взрыва получаем Ес = 2,1 • 1023 эрг, что хорошо согласу­
ется с первой оценкой, сделанной по размерам зоны светового
ожога деревьев.
Рассмотрим третий пример. Очевидцы взрыва в с. Кежме
на расстоянии около 220 км от эпицентра отмечают сильную
световую вспышку во время взрыва и вызванные ею вторые
тени в комнатах, окна которых были обращены на север:
к м
10. А. В. Золотов
145
«Многие в разных селениях отлично видели, что с
прикосновением летевшего предмета к горизонту, в
том месте, где впоследствии было замечено указываемое
выше своеобразное облако, но гораздо ниже расположе­
ния последнего—на уровне лесных вершин как бы вспых­
нуло огромное пламя, раздвоившее собою небо. Сияние
было так сильно, что отражалось в комнатах, окна кото­
рых обращены к северу» [38, стр. 10].
Из этих показаний следует, что в с. Кежме освещенность
от тунгусского взрыва была соизмерима с освещенностью
дневного света. В 7 час утра в июне на широте 60° (время и
место взрыва) интенсивность дневного света равна около
0,0015 кал/см2 • сек (интенсивность светового излучения взры­
ва должна составлять не менее 5% от интенсивности дневного
освещения, чтобы отблеск взрыва можно было заметить в ком­
нате [101], т. е. интенсивность светового излучения должна
быть не менее 0,000075 кал/см2 • сек). Тогда полный световой
импульс взрыва на расстоянии около 200 км будет равен не
менее 0,00015 кал/см2. Примем это значение светового им­
пульса для оценки нижнего значения световой энергии
взрыва.
При движении до с. Кежмы световой луч пройдет расстоя­
ние 7?! == 167 км в первом слое воздуха от точки взрыва до вы­
соты 1 км и расстояние /?2 = 33 км во втором приземном
слое. Согласно формуле (48), световая энергия взоыва
Ес = 2- 1023 эрг.
Таким образом, значения световой энергии взрыва, полу­
ченные по всем трем независимым примерам, соответствую­
щим фактическим данным и имеющим различный характер,
вполне удовлетворительно согласуются между собой. Поэто­
му можно считать, что энергия светового излучения тунгусско­
го взрыва по порядку величины равна (1—2) • 1023 эрг, что
составляет долю в несколько десятков процентов от полной
энергии взрыва. Отсюда следует интересный вывод: отношение
световой энергии тунгусского взрыва к его полной энергии име­
ет тот же порядок, что и при ядерном взрыве, т. е. около 30%
[106, 109]. Такой высокий процент световой энергии взрыва
говорит о том, что при тунгусском взрыве была огромная кон­
центрация энергии в малом объеме, в результате чего прои­
зошла реакция с тепловым эффектом, сравнимым с тепловым
эффектом ядерной реакции. Большая доля световой энергии и
большая концентрация в малом объеме, сравнимая с концен­
трацией энергии при ядерном взрыве, говорят в пользу того,
что первоначальная температура области тунгусского взрыва
по порядку величины составляла не менее нескольких десят­
ков миллионов градусов. Обычный химический взрыв таких
параметров иметь не может.
146
§ 24
КОНЦЕНТРАЦИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ ВЗРЫВЕ
ТУНГУССКОГО КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛА
Как было установлено, взрыв Тунгусского космического
тела в 1908 г. произошел за счет его внутренней энергии (см.
главу 2). Рассмотрим возможность оценки концентрации
энергии тунгусского взрыва по характеру микробарограмм.
Независимая оценка концентрации энергии, так же как и
оценка доли световой энергии, поможет определить характер
тунгусского взрыва.
Известно, что каждый импульс (в том числе и импульс
давления в воздухе) определенной формы во времени 0(1)
имеет вполне определенный частотный спектр 5 (со). При
этом длительность М основной части импульса и ширина
основной части спектра Асо = 2лД/ связаны соотношением
[137, 138]
Аю_ 1
(50)
2л
А/
За полную длительность импульса давления при взрыве при­
нимается время с момента взрыва до восстановления перво­
начального невозмущенного состояния атмосферы в области
взрыва.
По форме импульса 0(1) можно определить спектр 5 (и)
и, наоборот, по спектральной функции 5(ш) можно опреде­
лить форму импульса С({).
Используем эти закономерности для определения формы
импульса давления во время тунгусского взрыва по записи
воздушных волн в различных обсерваториях мира.
Каждый тип взрыва имеет вполне определенную, только
ему присущую форму импульса давления, а следовательно, и
свой характерный спектр и характерную форму записи на ми­
кробарограмме, которая является как бы «почерком» каждого
типа взрыва. Характерная запись каждого типа взрыва ши­
роко применяется в звукометрии [139]. По форме записи воз­
душных волн имеется возможность определить характер взры­
ва, в связи с чем для характеристики тунгусского взрыва
важно исследовать спектральный состав воздушных волн это­
го взрыва.
Распространение взрывных волн в реальной атмосфере
характеризуют две основные особенности:
1.
Поглощение в атмосфере звуковых волн с высокой ча­
стотой происходит быстрее, чем с низкой частотой [140]; для
звуковых волн атмосфера является фильтром нижних частот,
поэтому на далекие расстояния в несколько тысяч километ'10*
147
ров распространяются и регистрируются на микробарограм­
мах только низкие инфразвуковые волны от 0,1—0,12 гц и
ниже с периодом колебаний от 8—12 до 300 сек и более [141].
2.
Инфразвуковые волны распространяются в атмосфере
с различной скоростью. Нижние слои атмосферы представля­
ют собой волновод, при распространении в котором инфразву­
ковые волны имеют дисперсию. Наибольшей дисперсией обла­
дают волны с периодом колебаний от 8—12 до 100 сек [141].
чЖсек
ЗЮ'■
300
о
юо
гоо
Т,сек
Рис. 43. Дисперсионная кривая групповой
скорости воздушных волн [141]
Причем волны с периодом от 8—12 до 30 сек имеют нормаль­
ную дисперсию, т. е. при увеличении периода колебаний в этом
интервале скорость волны уменьшается с 305 до 295 м/сек;
волны с периодом от 30 до 100 сек и более имеют прямую
дисперсию, т. е. при увеличении периода от 30 сек и выше
скорость волн увеличивается с 295 до 330 м/сек (рис. 43) [141].
Вследствие дисперсии инфразвуковых волн атмосфера яв­
ляется для них своеобразным спектрометром. Пройдя в ат­
мосфере несколько тысяч километров, инфразвуковые волны
различной частоты разделяются во времени — сначала на
микробарограмме регистрируются длинные волны, затем —
относительно короткие волны. Весь процесс записи воздушных
волн крупного взрыва, происходящего в течение нескольких
долей секунды, на расстоянии более 1000 км от эпицентра
растягивается во времени и продолжается в течение несколь­
ких десятков минут [141]. Кроме того, период колебания низ­
кочастотной части спектра инфразвуковых волн зависит от
мощности взрыва: с увеличением мощности период первого
колебания, записанного на микробарограмме, увеличивается.
Таким образом, микробарограмма, записанная на боль­
шом эпицентральном расстоянии, является своеобразной спек­
трограммой взрывной волны, по которой можно определить
форму импульса давления в точке взрыва, а также мощность
и характер самого взрыва.
Для определения характера тунгусского взрыва независи­
мо от его механизма и природы космического тела нас преж­
де всего интересует вопрос о концентрации внутренней энер­
гии, выделившейся при взрыве (количество энергии на еди­
ницу массы или объема космического тела).
148
Рассмотрим, в чем заключается сущность различия двух
типов взрывов с малой и большой концентрацией энергии с
учетом спектров инфразвуковых волн от этих взрывов. Для
определенности рассмотрим два типа взрыва: химический и
ядерный, которые резко, на несколько порядков, различают­
ся между собой по концентрации энергии соответственно
4,2- 1010 и 8,4 ■1017 эрг/г.
При взрыве с малой концентрацией энергии на единицу
массы (тепловой эффект ВВ) участвует сравнительно боль­
шое количество вещества, поэтому в результате взрывчатого
превращения образуется относительно большое количество
газообразных продуктов взрыва. Так, при взрыве 10 млн. т
тротила образуется газообразный шар диаметром около
2,5 км. При таком огромном количестве газа следует считать,
что равновесное состояние в области взрыва принимает не ат­
мосферный воздух, а газообразные продукты взрыва. В про­
цессе установления равновесия в этих условиях при наличии
противодавления атмосферы происходят многократные коле­
бания газового шара, при которых образуются несколько волн
сжатия и разрежения [111]. Размеры газового шара опреде­
ляют период его собственных колебаний. Коэффициент зату­
хания этих колебаний определяется соотношением энергии
первой ударной волны взрыва и вторичных колебаний газо­
вого шара — соответственно 75 и 25% энергии взрыва [111].
Основные разрушения производит первая ударная волна,
так как она несет около 75% энергии взрыва [111], поэтому
при рассмотрении взрывных явлений обычно учитывают толь­
ко первую ударную волну. Действительно, имея в виду разру­
шающее действие взрыва, колебания газового шара продуктов
взрыва можно не учитывать, но для образования спектра
взрывной волны вторичные колебания газового шара, несущие
около 25% энергии взрыва, имеют существенное значение. На­
личие даже нескольких колебаний приводит к образованию в
спектре взрывной волны узкого интервала преобладающих
частот. Поэтому необходимым следствием взрыва с относи­
тельно малой концентрацией энергии на единицу массы ВВ
являются колебательный процесс газового шара продуктов
взрыва и наличие в спектре воздушных волн взрыва узкого
интервала преобладающих частот. Микробарограмма такого
взрыва будет иметь вид затухающего колебания без сущест­
венного изменения периода колебаний (рис. 44, а и 45, а) [142].
Вследствие узкого интервала преобладающих частот А/ =
= 0,01 гц дисперсия инфразвуковых волн химического взрыва
по скорости почти не сказывается (Ду ~ 2 —3 м/сек), поэтому
длительность записи воздушных волн химического взрыва (или
вообще взрыва с относительно малым тепловым эффектом)
на микробарограмме практически не зависит от эпицентраль149
Рис. 44. Форма импульса давления, спектр и микробарограмма инфразвуковых волн для
мического взрыва (а); для ядерного взрыва (б); 0 ( 0 — импульс; 5 (/) — спектр; А(() — 1
робарограмма
ного расстояния. Интересно отметить особенность крупного
взрыва с малой концентрацией энергии, которая заключает­
ся в том, что при увеличении мощности такого взрыва весь
участок спектра взрывных волн сдвигается в область низких
частот с периодом более 150—200 сек. В этом участке спек­
тра дисперсия инфразвуковых волн очень мала и практически
0
6
~0
Рис. 45. Микробарограммы воздушных волн: химического взрыва
(а) [142]; ядерного взрыва мощностью в несколько мегатонн, запи­
санная на эпицентральном расстоянии 6330 км (б) [141]; тунгусского
взрыва, записанная на расстоянии около 6000 км от эпицентра (в)
114]
не наблюдается. Инфразвуковые волны с периодом более
200 сек распространяются в атмосфере почти с одинаковой
скоростью [141]. Поэтому форма записи воздушных волн мощ­
ного взрыва с малой концентрацией энергии также не зависит
от эпицентрального расстояния. Например, длительность и
форма записи инфразвуковых волн взрыва вулкана Безы­
мянный в 1956 г. практически не меняются при изменении
эпицентрального расстояния от 3560 до 42 250 км (рис. 46)
[141].
151
При взрыве с большой концентрацией энергии в малом
объеме (<5~1018 эрг/г) участвует относительно малое коли­
чество вещества, в связи с чем в результате взрывчатого превращения образуется малое количество продуктов взрыва, ко­
торым можно пренебречь при анализе процесса установления
состояния равновесия атмосферы после взрыва. Взрыв с вы­
сокой концентрацией энергии в малом объеме, например ядерный, можно рассматривать как точечный. В таком случае ат­
мосфера, выведенная из равнове­
I
сия мощным импульсом взрыва,
3560км
возвращается к своему первона­
чальному состоянию апериодиче­
!
ски без вторичных колебаний[104,
I
I
111]. Поэтому необходимым след­
ствием взрыва с большой концен­
5560км
трацией энергии является относи­
тельно короткий импульс давле­
ния и широкий спектр инфразву­
ковых частот.
Как показывают эксперимен­
42250км
тальные данные, воздушные вол­
ны ядерного взрыва при записи на*30
больших эпицентральных рассто­
яниях имеют спектр колебаний с
0
30
60
1 ,м и н
периодом от 8—12 до 100 сек и
Рис. 46. Запись
воздушных
более,
т. е. как раз имеют спектр
волн взрыва вулкана Безымян­
инфразвуковых волн, обладаю­
ный 30 марта 1956 г.
щих дисперсией [141]. Вследствие
дисперсии скорости инфразвуковых волн в атмосфере микробарограмма ядерного взрыва, записанная на далеком эпицентральном расстоянии, будет иметь вид колебания с п е р е ­
менными амплитудой и периодом к о л е б а ­
н и я (рис. 44, б). И действительно, микробарограммы ядерных
взрывов имеют именно такую характеристику (рис. 45, б) [141].
Период колебания для микробарограммы, приведенной на
рис. 45, б, меняется с 300 сек в начале записи до 8—12 сек в
конце записи, т. е. более чем на порядок.
Отметим, что в отличие от химического взрыва при увели­
чении мощности ядерного взрыва сдвигается не весь спектр, а
только одна низкочастотная граница спектра (с увеличением
мощности взрыва период первой волны увеличивается до
300 сек и более), а верхняя граница спектра вследствие очень
крутого переднего фронта и кратковременности импульса
практически не изменяется (верхняя граница спектра с перио­
дом колебаний 8—12 сек остается постоянной и определяется
свойствами атмосферы как фильтра нижних частот). Поэтому
воздушные волны ядерных взрывов различной мощности имеют
152
общий участок спектра инфразвуковых волн с периодом от
8—12 до 50—60 сек, в связи с чем микробарограммы ядерных
взрывов имеют однотипную характерную форму независимо
от мощности с той лишь разницей, что с увеличением мощ­
ности взрыва увеличивается длительность записи и период
первой волны [141].
Вследствие широкого интервала преобладающих частот
4/«=0,1 гц при }тах/1тгп> Ю и дисперсии инфразвуковых волн
в атмосфере изменение скорости инфразвуковых волн в зави-
ЗОмин ' I
I_________
----------Рис. 47. Микробарограммы тунгусского взрыва, за­
писанные в Англии на расстоянии около 6000 км от
эпицентра (143]
симости от частоты для ядерного взрыва достигает нескольких
десятков метров (До = 30—35 м/сек) [141]. Поэтому необходи­
мой особенностью ядерного взрыва (или вообще точечного
взрыва с относительно большим тепловым эффектом) являет­
ся зависимость длительности записи воздушных волн взрыва
на микробарограмме от эпицентрального расстояния.
Рассмотрим с этой точки зрения микробарограммы тунгус­
ского взрыва, записанные в 1908 г. в различных обсерваториях
мира [14, 18, 101, 143] (рис. 45, в, 47 и 48).
На микробарограмме тунгусского взрыва, записанной на
одной из английских станций в 1908 г. 114] (она записана наи­
более чувствительным микробарографом), период колебания
инфразвуковых волн меняется от 600—700 до 8—12 сек, т. е.
меняется почти на два порядка (рис. 45, в). При изменении
эпицентрального расстояния от 970 (г. Иркутск) до 5750 км
(г. Лондон) длительность записи воздушных волн тунгусского
взрыва на микробарограммах меняется соответственно от
5 7 до 30—35 мин, т. е. в 5—6 раз. Это обстоятельство
можно использовать для определения скорости инфразвуко­
вых волн независимо от абсолютного времени моментов взры­
ва и записи микробарограмм (рис. 48).
153
Анализ микробарограмм различных типов взрывов пока­
зывает, что спектральные параметры химического и ядерного взрывов не менее чем на порядок отличаются между со­
бою, что дает возможность уверенно различать типы взрывов
по форме записи микробарограмм (табл. 10). Анализ микро­
барограмм тунгусского взрыва, записанных на больших рас­
стояниях от места катастрофы, показывает, что при тунгус­
ском взрыве имели место: широкий спектр инфразвуковых
I
I
!
Тип взрыва
---- 1.
Мощность, Концентрация
энергии,
эрг
Химический
Ядерный
Тунгусский
Химический
Ядерный
Тунгусский
4-1023
~ 1022
~ 4 -1 0 2 з
о2,
м/сек
300
330
330
4 ,2-1010
8 ,2 -1017
~ 1 0 17— 101*
АV,
м/сек
2—3
35
35
Эпицентральное
расстояние
Я, км
п
А/,
5—8
0
0
0,01
0,1
0,1
эрг/г
Тип взрыва
б
■
Т а б л и ц а 10
Спектральная характеристика химического, ядерного и тунгусского взрывов
щ
Период колебаний,
сек
Время
записи
~6000
6330
5740
01,
АТ,
мин
м/сек
2—3
37
33
300
295
295
Тщах
?тах
Т1
Тг
ттСп
$т1п
10—12
300
600—700
12—15
8—12
8—12
1,1
30
60—70
1,1
30
60—70
П р и м е ч а н и е , я —количество вторичных колебаний газового шара про­
дуктов взрыва, Д/—ширина интервала спектра преобладающих частот.
ция энергии тунгусского взрыва сравнима с концентрацией
энергии ядерного взрыва.
Зная концентрацию энергии <5= 1018 эрг/г) и общую энер­
гию взрыва (4-1023 эрг), можно определить количество ве­
щества, прореагировавшего при взрыве. На основании этих
данных можно полагать, что при тунгусском взрыве прореа­
гировало не более 400—500 кг вещества.
§ 25
О МАГНИТНОМ ЭФФЕКТЕ ТУНГУССКОГО ВЗРЫВА
Рис. 48. Изменение длительности записи
воздушной волны тунгусского взрыва в за­
висимости от эпицентр а лъного расстояния:
«—Иркутск, Я=970 кму С—Ю-сосгавляющая ко­
лебаний; б — Иркутск, В--3-составляющая; в —
Павловск, ^==3739 км; г — Лондон, Я=5736 км
волн с интервалом частот порядка 0,001—0,1 гц 0 тахИтгп »
> 10), дисперсия воздушных волн (Ап = 30—35 м/сек), зависи­
мость длительности записи воздушных волн от эпицентрального расстояния и все другие свойства мощного точечного
взрыва (табл. 10).
Из сказанного можно сделать вывод, что взрыв Тунгусско­
го космического тела произошел по законам точечного взрыва
и имел большую концентрацию энергии в малом объеме, что
невозможно при химическом взрыве обычных ВВ. Концентра­
154
Взрыв Тунгусского космического тела вызвал не только
воздушные и сейсмические волны, но и возмущение магнитно­
го поля Земли, которое было зарегистрировано в Иркутской
обсерватории на расстоянии 970 км от места взрыва (рис. 49,
50) (61, 77]. Исследование геомагнитного возмущения, вызван­
ного тунгусским взрывом, также имеет большое значение для
выяснения механизма и характера взрыва космического тела.
В настоящее время опубликовано около 20 работ посвя­
щенных изучению геомагнитного эффекта тунгусского взрыва ,
и связанных с ним явлений [61, 75—79, 81, 82, 86, 90, 96, 144,
145], в них тунгусское геомагнитное возмущение объясняется
по-разному. Общей основой интерпретации геомагнитного эф­
фекта во всех работах является кажущееся запаздывание
АТМ= ТМ—Т0= 2,3 мин [77] начала магнитного возмущения
Тм относительно момента взрыва Т0.
155
Рассмотрим некоторые варианты объяснения причины тун­
гусского магнитного возмущения, В работе [75] магнитное воз­
мущение объясняется прохождением Земли через хвост ги­
потетической кометы, а время запаздывания начала магнит­
ного возмущения АТМ относительно момента столкновения
головы гипотетической кометы с Землей принимается равным
времени вхождения Земли в хвост кометы на величину своего
диаметра. Согласно этому предположению, тунгусское маг­
нитное возмущение должно быть глобальным и должно быть
зарегистрировано на всех магнитных станциях мира, в то вре-
~0
/
2
3
Ч
5
I, час МВ
Рис. 49. Магнитограммы тунгусского взрыва 1908 г., за­
писанные в Иркутской обсерватории [96]
Рис. 50. Изменение горизонтальной составляющей АН
тунгусского геомагнитного возмущения 1908 г., заре­
гистрированного в Иркутской обсерватории
156
мя как в действительности оно является локальным и зареги­
стрировано только в Иркутске [77]. Таким образом, объясне­
ние геомагнитного эффекта в работе [75] противоречит фак­
тическим данным [77, 78, 86].
По мнению автора работы [78], магнитное возмущение вы­
звано взрывом головной части гипотетической кометы, кото­
рый сопровождался образованием плазмы. Предполагается
[78], что после расширения плазмы до состояния равновесия с
магнитным полем Земли произошло разделение зарядов, дви­
жущихся в разные стороны вдоль магнитных силовых линий,
что и вызвало магнитное возмущение. Время запаздывания
начала магнитного возмущения приравнивается ко времени
расширения плазмы с момента взрыва до предполагаемого
разделения зарядов. Не рассматривая детали этих во многом
ошибочных представлений [78] (например, совершенно нере­
ально, чтобы в пределах тропосферы плазма могла существо­
вать и расширяться в течение 3,9 мин [78]), следует отметить,
что при образовании плазмы в нижних плотных слоях атмос­
феры на высоте 6±1 км первичный поток заряженных частиа
не выйдет за пределы нижних слоев атмосферы, он быстро
полностью поглотится и не сможет обеспечить такое длитель­
ное магнитное возмущение (в течение нескольких часов), ка­
ким было тунгусское мозмущение [77].
Самая многочисленная группа авторов [61, 76, 77, 79, 81,
82, 86, 90, 96, 144, 145] предполагает, что магнитное возмуще­
ние можно объяснить действием ударной волны тунгусского
взрыва при прохождении ее через ионосферу. В большинстве
этих работ, посвященных обсуждению возможного механизма
образования геомагнитного возмущения, вызванного тунгус­
ским и ядерными взрывами, основная роль в образовании гео­
магнитного возмущения отводится действию ударной волны
на ионосферу, а начало магнитного возмущения связывается
с моментом прихода ударной волны до нижней границы ионо­
сферы.
Однако третья группа исследователей также не имеет еди­
ного мнения на механизм образования тунгусского геомагнит­
ного возмущения. Одни авторы считают, что при достижении
слоя Е ионосферы ударная волна вызвала магнитогидродина­
мический эффект, обеспечивший резкое вступление геомаг­
нитного возмущения. Затем, распространяясь по ионосфере,,
ударная волна вызвала динамо-эффект вследствие механиче­
ского движения ионосферы за фронтом ударной волны [79].
Другие авторы полагают, что вслед за магнитогидродинамиче­
ским действием при достижении слоя Е ионосферы волна
вызвала дополнительную термическую ионизацию, которая и
является причиной дальнейшего изменения геомагнитного по­
ля. Например, первая фаза (увеличение //-составляющей)
15Т
магнитного возмущения тунгусского взрыва объясняется маг­
нитогидродинамическим действием ударной волны при движе­
нии через ионосферу как плазму [77, 82]. Вторая фаза (умень­
шение //-составляющей) магнитного возмущения объясняется
дополнительной термической ионизацией слоя Е, которая об­
разовалась в результате движения через ионосферу ударной
волны [81, 82, 96].
Основанием для таких объяснений является кажущееся
запаздывание начала магнитного возмущения Тм, вызванного
взрывом космического тела относительно момента этого взрыва
Т0, а также предположение о том, что ударная волна тунгус­
ского взрыва, который произошел на высоте не более 10 км,
оставалась сильной и на высоте слоя Е ионосферы на рассто­
янии 70—80 км от места взрыва [81, 82, 96]. Рассмотрим эти
предположения.
Предполагаемое запаздывание магнитного возмущения
тунгусского взрыва АТМ= ТМ—Г0= 2,3 мин [77] приравнива­
ется ко времени движения ударной волны от точки взрыва до
нижней границы ионосферы (/г = 80 км) [61, 76, 77, 79, 81, 82,
86, 90, 96, 144]. Поскольку интерпретация геомагнитного эффек­
та и оценка параметров тунгусского взрыва основаны на явле­
нии запаздывания геомагнитного возмущения, найдем ошибку
в определении ЛГМ. В работе [77] и других за время запазды­
вания ДГм п р и н и м а е т с я разница во времени между
началом магнитного возмущения Тш= 0 час 19,5 мин, опреде­
ленным по иркутской магнитограмме [77], и взрывом космиче­
ского тела 7’о= 0 час 17,2 мин по гринвичскому времени, опре­
деленному по сейсмограмме [5]. Однако при этом не учитыва­
ется ошибка в определении моментов Т0 и Тм.
Очевидно, что без учета этой ошибки не может быть и речи
о количественной оценке АГм и тем более о количественной
оценке высоты и других параметров тунгусского взрыва по
величине А7'м, как это сделано в работах [76, 86, 90]. Сущест­
вование или отсутствие явления запаздывания начала магнит­
ного возмущения имеет принципиальное значение для выясне­
ния механизма образования магнитного эффекта тунгусского
взрыва.
При определении момента тунгусского взрыва Т0= 0 час
17,2 мин [77, 86, 96] обычно ссылаются на работу [5]. Однако
в 1925 г., когда была опубликована работа, еще не были изве­
стны точные координаты эпицентра тунгусского взрыва. При
расчете момента взрыва 70 [5] расстояние от эпицентра до
Иркутска было принято равным 893 км. В действительности
оно составляет 970 км (расстояние между точками с коорди­
натами <рэ=60о54', Я.э= 101°54', фи= 52°16', Аи=104°19' [18]).
Кроме того, в работе [5] скорость сейсмических волн была
принята равной 7,56 км/сек, между тем действительное ее зна­
158
чение 3—3,2 км/сек [18, 54]. В этом случае время движения
сейсмической волны от эпицентра до Иркутска будет равно
около 5 мин, а не 1 мин 58 сек [5]. В связи с этим ошибка в
определении момента взрыва 7’0= 0 час 17,2 мин [5] сравнима
со временем предполагаемого запаздывания начала магнитно­
го возмущения ДГМ. И действительно, в работе [18], по данным
той же иркутской сейсмограммы, момент тунгусского взрыва
имеет значение 70=0 час 15,1 мин. Еще большую ошибку в
вычислении
А7’м вносит
ошибка н а ч а л а отсчета
времени на сейсмограмме и
магнитограмме. Эти ошибки
в работах [77, 79, 86, 96] не
учитывались.
Ошибки в определении
момента взрыва Т0 и начала
магнитного возмущения Тм
складываются из ошибки отРис. 51. Распределение расчетного
момента тунгусского взрыва Т0,
определенного по микробарограм­
мам различных станций мира по
данным работы (а) [18]; по уточ­
ненным данным (б)
счета момента времени
по отметкам на диаграмме и ошибки
начала отсчета времени А/0 на диаграмме (магнитограмме,
барограмме и сейсмограмме). Ошибка отсчета времени по
отметкам на магнитограмме Д/м= ± 0 ,2 мин [96], а ошибка от­
счета времени по сибирским барограммам периода 1908 г.
Д/б = ±6,6 мин [18]; еще большую величину имеет ошибка на­
чала отсчета времени этих станций. По данным работы [18], в
которой сделан детальный анализ данных всех сибирских и
других станций мира за 30 июня 1908 г., ошибка начала отсче­
та времени доходит до 30 мин и более.
Средняя квадратичная ошибка определения момента взры­
ва Т0 по одной станции равна ±8,5 мин (рис. 51). По наиболее
достоверным данным 13 сибирских станций средняя квадра­
тичная ошибка определения момента взрыва То по одной стан­
ции равна 7,5 мин [18]. Эта ошибка фактически представляет
собой среднюю квадратичную ошибку начала отсчета времени
метеорологических и других станций (в том числе и Иркутской
станции) периода 1908 г. [18].
Таким образом, средняя квадратичная ошибка определе­
ния начала магнитного возмущения Тм, по данным Иркутской
станции, равна не менее ±7,5 мин. Средняя квадратичная
159
ошибка определения среднего значения момента тунгусского
взрыва Т0, по наиболее достоверным данным всех сибирских
станций, равна ±2,1 мин 118]. Тогда средняя квадратичная
ошибка определения кажущегося запаздывания магнитного
возмущения АТМ= Т М—Г0 относительно момента тунгусского
взрыва составляет ±7,8 мин, что в несколько раз превышает
время предполагаемого запаздывания магнитного возмуще­
ния Д Г М= 2,3 мин [77]. При таком соотношении ошибки М из­
меряемой величины Д Г М= ТМ—То, когда Д1 » ЛГм, количест­
венная оценка времени запаздывания начала магнитного эф­
фекта Д Г М не имеет фактической основы. Поэтому оценку па­
раметров взрыва и ударной волны по величине АТМ делать
нельзя.
В работе [18] при определении момента взрыва 7 о по ми­
кробарограммам, записанным в различных обсерваториях ми­
ра, было принято некоторое среднее значение скорости воздуш­
ных волн, равное 318 м/сек. Явление дисперсии инфразвуковых
волн в атмосфере в этой работе не учитывалось. Однако инфразвуковые волны при распространении на большие расстоя­
ния в нижних слоях атмосферы, как в волноводе, имеют дис­
персию и двигаются с различной скоростью в зависимости от
частоты [141]. Например, инфразвуковые волны с периодом ко­
лебаний 10—12 мин имеют скорость около 330 м/сек, а волны
с периодом около 30 сек имеют скорость около 295 М/сек
(рис. 43) [141]. Период первого колебания на записи инфразву­
ковых волн тунгусского взрыва равен 10—12 мин [14, 38],^ сле­
довательно, скорость инфразвуковой волны, создающей мо­
мент вступления волны на микробарограмме, по которому
определяется момент взрыва То, равна 330 м/сек.
Среднее значение момента взрыва по уточненным данным
(рис. 51, б) Г0—19,3 мин, вычисленного с учетом более точного
значения скорости инфразвуковых волн у = 330 м/сек, практи­
чески совпадает с моментом начала магнитного возмущения,
вызванного тунгусским взрывом, Гм= 19,5 мин [77]. Строго
говоря, по данным рис. 51,6 нельзя сделать определенный вы­
вод: было или нет запаздывание магнитного возмущения, так
как средняя квадратичная ошибка измерения начала магнит­
ного возмущения по одной станции равна не менее 7,5 мин.
Рис. 51 наглядно показывает, что по магнитным, сейсмическим
и метеорологическим данным сибирских станций 1908 г. после­
довательность во времени тунгусского взрыва и начала маг­
нитного возмущения не имеет однозначной интерпретации.
С равной вероятностью можно предположить, что начало
магнитного возмущения Тм могло быть до и после или одно­
временно с моментом взрыва То- Следовательно, запаздывание
магнитного возмущения, вызванного тунгусским взрывом, не
является фактом.
16 0
При анализе тунгусского магнитного эффекта с равной
вероятностью можно предположить, что между началом маг­
нитного возмущения и моментом взрыва запаздывания прак­
тически не существует. Это обстоятельство существенно рас­
ширяет возможности исследования причин и "механизма маг­
нитного эффекта тунгусского взрыва. Например, при отсутст­
вии задержки магнитного возмущения относительно момента
тунгусского взрыва можно предположить несколько новых
вариантов объяснения причины магнитного возмущения:
1. Тунгусское магнитное возмущение могло возникнуть
непосредственно при полете космического тела через ионо­
сферу, тогда магнитное возмущение могло начаться до взрыва
тела.
2. Магнитное возмущение могло возникнуть вследствие
потока заряженных частиц, образовавшихся после взрыва.
В этом случае задержка начала магнитного возмущения от­
носительно момента взрыва может практически отсутствовать.
Могут быть и другие варианты объяснения магнитного
эффекта тунгусского взрыва, не связанные с наличием задерж­
ки начала магнитного возмущения и с действием ударной
волны взрыва.
Как уже отмечалось, интерпретация тунгусского геомагнит­
ного возмущения в предыдущих работах была основана на
предположении о наличии задержки геомагнитного возмуще­
ния относительно момента взрыва. Более того, в работе [82]
кажущееся явление запаздывания магнитного возмущения пе­
ренесено и на интерпретацию магнитных эффектов ядерных
взрывов. С этой точки зрения в работах [77, 79, 82, 144] обра­
зование магнитного эффекта как тунгусского, так и ядерных
взрывов в основном объясняется действием ударной волны на
ионосферу. Однако большая ошибка определения величины
задержки ДГМ (рис. 51) вызывает вполне обоснованное сом­
нение в существовании связи начала магнитного возмущения
с действием ударной волны на ионосферу, в связи с чем воз­
никает сомнение в большой роли ударной волны в образовании
магнитного возмущения, вызванного крупным взрывом в ниж­
них слоях атмосферы. Поэтому рассмотрим возможные дейст­
вия ударной волны на ионосферу при взрывах в нижних слоях
атмосферы.
В работах [81, 82, 96] рассчитано, что магнитный эффект
тунгусского взрыва по своей амплитуде и длительности мог бы
быть обеспечен дополнительной термической ионизацией ионо­
сферы при прохождении через нее ударной волны, если темпе­
ратура на фронте ударной волны будет равна 6000—7000 °С.
Но такая высокая температура ударной волны на расстоянии
'О 80 км от места взрыва нереальна. Из экспериментальных
данных по крупным взрывам в нижних слоях атмосферы
П. А. В. Зологов
161
известно, что при воздушном взрыве мощностью около
10 млн. ттротила радиус шара с температурой на поверхности
около 6000—10000 °С равен всего 1,5—2 км [109]. Ошибка в
работах [81, 82, 96] заключается в том, что при расчете давле­
ния и температуры на фронте волны на далеких расстояниях
(70—80 км) были использованы формулы для сильного взры­
ва и справедливые только на малых расстояниях [104, 112].
Поэтому температура ударной волны тунгусского взрыва при
прохождении через ионосферу в этих работах сильно завыше­
на, что признает и сам автор [96].
В работе [96] справедливо отмечается трудность расчета
амплитуды ударной волны на далеких расстояниях от взрыва
в атмосфере с переменной плотностью. Однако эту задачу с
достаточным приближением можно решить в несколько другой
постановке. Известно, что заметная ионизация зоны сжатия
ударной волны наблюдается при температуре выше 6000 °С
^146]. Тогда задачу можно сформулировать следующим обра­
зом: при известной мощности взрыва нужно найти расстояние
от точки взрыва, на котором температура на фронте ударной
волны будет равна 6000 °С. Это и будет искомое расстояние,
на котором ударная волна может вызвать заметную дополни­
тельную термическую ионизацию в ионосфере, а следовательно,
и заметное магнитное возмущение. Если, например, радиус
ударной волны с температурой на фронте 6000 °С равен 10 км,
то ударная волна такого взрыва, произведенного на высоте не
более 70 км, т. е. на расстоянии около 10 км от нижнего края
ионосферы, не вызовет заметной дополнительной термической
ионизации ионосферы, а следовательно, не вызовет и магнит­
ного возмущения, обусловленного этой причиной.
Для определенности предположим, что взрыв Тунгусского
космического тела произошел на высоте 10 км и имел мощ­
ность 4 • 1023 эрг [64, 105]. Рассчитаем, при каком расстоянии
от точки взрыва температура на фронте ударной волны будет
равна 6000°С. Такой расчет относится к задаче о сильном
взрыве, которая с достаточной степенью приближения решена
как для взрыва в однородной газовой среде, так и в атмосфе­
ре с переменной плотностью по высоте [104].
Основные параметры сильной ударной волны сферического
взрыва в однородном газе на близких расстояниях определя­
ются следующей формулой [104]:
________ 1________
^ _ _ 1 = _1х_
0 < Я 2< 2 ,
(51)
I 1 + 25уа7?3 —- 1
?1
у+1
где Р\ и Дг — давление соответственно в невозмущенной среде
и на фронте ударной волны, остальные обозначения те же,
что и в формулах (5) — (8).
162
Для определения температуры Т2 на фронте сильной удар­
ной волны дополнительно используются соотношения [104]:
(52)
Р2 —
V+ 1
Рь
У— 1
(53)
где В газовая постоянная; р] и р2 — плотность соответст­
венно невозмущенной среды и на фронте ударной волны.
На высоте 10 км Р 1 = 2692 кг/м2, р, = 0,042 кг • сек2/м^,Тх=
= 223 °С [147], тогда Т2/Т\ —6000/223«=27. Согласно уравнени­
ям (51) — (53), это отношение температур выполняется при
#2 = 0,1. Используя определение динамической длины г0 и без­
размерного параметра Р2, по формулам (7) и (8) находим ра­
диус ударной волны:
_ _ 1_
Г2 = Р2г0 = Р2Ео/3Р1 3 .
(54)
Подставляя значения Р2, Ец и Р\ в равенство (54), имеем
м . Н о это значение радиуса ударной волны с темпе­
ратурой Гг=6000 °С вычислено для однородной среды. Изме­
нение плотности атмосферы по высоте для сильной ударной
волны можно учесть по формулам [104]:
г2«1150
= 1 — 0.3582& соз 0,
(55)
'20
— = 1 — к соз ©,
(56)
Р20
где Ргп и Р2о — давление на фронте ударной волны соответ­
ственно для газа с переменной и постоянной начальной плот­
ностью; р2п и р2о— плотность на фронте ударной волны соот­
ветственно для газа с переменной и постоянной начальной
плотностью; 6 = ег“ — безразмерная переменная; е — постоян­
ный множитель; г20 — радиус ударной волны в однородной сре­
де; ю — постоянное число, характеризующее изменение плот­
ности газа от расстояния от точки взрыва; 0 — угол между
вертикалью и радиусом г.
При выводе формул (55) и (56) было принято, что началь­
ная плотность газа распределена по закону [104]
р, = р0( 1 - е 2 > ) ,
(57)
гДе 2
вертикальная координата; р; —плотность газа на вы­
соте 2; р0 — плотность газа в точке взрыва.
и163
Для барометрического закона изменения плотности атмос­
феры с высотой имеем:
ю = 1, е =я ■
—
,
(58)
где 2 0= 8000 м — эквивалентная толщина атмосферы.
Вообще говоря, в формулах (55) и (56) давление Р2о и
плотность рго соответствуют автомодельному решению в одно­
родном газе. Но при 7?2< 0,2 автомодельное решение и реше­
ние по формуле (51) совпадают [104], поэтому в формулах
(55) и (56) давление Р2о будет равно давлению Р2, вычислен­
ному по формуле (51): Р2о= Р2, то же самое справедливо и
ДЛЯ ПЛОТНОСТИ р20 = Р2-
При распространении ударной волны вертикально вверх
соз 0 = 1, тогда, подставляя найденные значения е, г20—г2 и
к = 0,144 в формулы (55) и (56), получаем
^ = 0,95;
Р2
= 0,856.
(59)
Рг
Учитывая эти поправки в формулах (51) — (53), получаем
Д2п= 0,Ю5, г2п=1200 м . Как и следовало ожидать, поправка
за счет изменения плотности атмосферы на расстоянии 1,1 км
от места взрыва получилась незначительной. Она составляет
около 10% относительно параметров ударной волны взрыва в
однородной атмосфере.
Таким образом, температура на фронте ударной волны
воздушного взрыва мощностью около 10 млн. т тротила на
высоте 10 км может быть равной 6000 °С на расстоянии от
места взрыва 1,2—1,5 км, что соответствует эксперименталь­
ным данным по крупным взрывам [109].
Очевидно, что при движении через ионосферу на расстоя­
нии 70—80 км от точки взрыва о температуре ударной волны
6000 °С не может быть и речи — температура ударной волны
не менее чем на порядок будет меньше этой величины, т. е.
не будет превышать нескольких сотен градусов.
Приближенную оценку параметров ударной волны на высо­
те 80 км можно сделать следующим образом. Слой атмосферы
от высоты взрыва Я0=Ю км до ионосферы Я» = 80 км примем
за однородную среду со средним значением давления в этом
слое Я] = 0,0244 кг[см2= 24А кг/м2. Среднее значение давления
в интервале высот от 10 до 80 км вычислялось по данным ра­
боты [148]. В этом случае на расстоянии 70 км от точки взрыва
основные параметры ударной волны определяются формулой
(5). Для расчета температуры Т2 на фронте слабой ударной
164
волны на больших расстояниях дополнительно используются
соотношения [104]:
V+ 1
(60)
Р2 :
РГ.
-2?
2у
(61)
<7=
(V 1 ) ^
где ах — скорость звука в невозмущенной среде; с — скорость
ударной волны.
По известным Е0 и Рх вычисляем динамическую длину
г0= Е 1/03Р~1/3 = 25700 м. По известной динамической длине
г0 и известному расстоянию г2=70 км рассчитываем безраз­
мерный параметр Р2= г2/г0= 2,72. При известном Р2 по фор­
мулам (5), (52), (60) и (61) определяем отношение Т2]ТХ=
= 1,03. При температуре газа Тх на высоте слоя Е, равной
200°К, температура ударной волны Г2= 206 °С. При такой
температуре ударной волны, по-видимому, нельзя говорить о
сколько-нибудь заметной дополнительной термической иони­
зации ионосферы.
Для большей убедительности рассчитаем максимальные
параметры ударной волны на высоте нижней границы слоя Е
ионосферы при взрыве на высоте 10 км. По определению (фор­
мула (8)) динамическая длина взрыва г0 увеличивается при
уменьшении давления газовой среды, в которой произведен
взрыв. Тогда при прочих равных условиях (постоянная мощ­
ность взрыва Е0 и др.) относительная интенсивность ударной
волны Р2/Р х на одном и том же расстоянии от точки взрыва
г2 будет увеличиваться при уменьшении давления однородной
газовой среды Рх (формулы (51), (52), (7) и (8)). Отсюда
следует, что максимально возможное значение относительной
интенсивности ударной волны при подходе к нижней границе
слоя Е ионосферы на расстоянии 70 км от точки взрыва бу­
дет получено, если при расчетах параметров ударной волны
принять наименьшее значение давления среды Рх на участке
движения волны от точки взрыва (Яо=10 км) до нижнего
края ионосферы (Л* = 80 км), которое равно атмосферному
давлению на высоте Л,- = 80 км (табл. 11).
Табл. 11 показывает, что максимально возможное значе­
ние температуры ударной волны такого взрыва при движении
через Е слой ионосферы равно 760 °К.
Степень термической ионизации атмосферы можно рассчи­
тать по формуле Саха [149]:
а2
2,4-10~4 ^ 2 ,5 ^-И бО С К уГ,
(62)
1—а2
Л
где а = пе]п — степень ионизации; пе — концентрация ионов;
п _ концентрация нейтральных частиц; Р\ — давление в мм
рт. ст.; V* — потенциал ионизации газа в в; Т2 — температура
газа (для слоя Е ионосферы п*П013 частиц/см3, Р\ —
= 4,5- 10~4 мм рт. ст., у,-«14 в [81]). Согласно формуле (62),
дополнительная термическая ионизация слоя Е при темпера­
туре 760 °К будет ничтожно мала — 2 -10~31 э}см3, что на
Таблица 11
Параметры ударной волны на высоте 80 км при взрыве мощностью
^ = 4 .1 0 23 эрг, произведенном на высоте 10 км, /2=70000 м , 7 \= 2 0 0 К
Р1в кг/мг
Го, м
«•“ -Г"
Р2
Р,
г2
Тг
Г2РК
2694
244
0,129
16500
25700
317000
6,09
2,72
0,221
1,038
1,108
16,6
1,01
1,03
3,8
203
206
760
П р и м е ч а н и е . Строки 1, 2 и 3 характеризуют соответственно минималь­
ные, средние и максимальные значения параметров ударной волны.
36 порядков слабее средней ионизации слоя Е в полдень, рав­
ной 1,5- Ю5 э/см3 [149, 150], и на 40 (!) порядков слабее иони­
зации, рассчитанной для температуры 6000°К, которая необ­
ходима, согласно [81], для обеспечения тунгусского геомаг­
нитного возмущения. Такая ничтожно малая дополнительная
ионизация не может вызвать сколько-нибудь заметного гео­
магнитного возмущения.
__
Рассмотрим задачу о термической ионизации ионосферы
ударной волной тунгусского взрыва в несколько другой поста­
новке. Определим размеры области, в которой^ произойдет
заметная ионизация атмосферы ударной волной взрыва, и
размеры области, за пределами которой термической иониза­
цией атмосферы ударной волной можно заведомо пренебречь.
Тогда станет ясно, в какой из этих областей будет располо­
жена ионосфера относительно точки тунгусского взрыва.
Как уже было сказано, заметная ионизация воздуха в зоне
сжатия ударной волны начинается при температуре на фронте
волны более 6000°К- За искомый радиус области с заметной
ионизацией атмосферы можно принять радиус ударной волны,
температура на фронте которой равна 6000 К. В работах [81,
82, 96] рассчитано, что по длительности тунгусское магнитное
возмущение может быть обеспечено дополнительной иониза­
цией с плотностью 109—10ю э]см3, что на 4—5 порядков пре­
вышает среднюю концентрацию электронов в Е-слое в пол­
день, равную 1,5 • 105 э/см3. Такая ионизация образуется при
температуре ударной волны 6000—7000 °К.
166
Теперь определим температуру, при которой дополнитель­
ная ионизация будет на 9—10 порядков меньше расчетной для
Г = 6000 °К или на 5—6 порядков ниже нормальной ионизации
слоя Е, с тем расчетом, чтобы дополнительной термической
ионизацией можно было заведомо пренебречь по сравнению с
нормальной ионизацией слоя Е. Согласно формуле (62), это­
му условию удовлетворяет температура около 2000 °к', при
которой дополнительная концентрация ионов в слое Е равна
0,25 э/см3, что почти на 6 порядков меньше нормальной кон­
центрации электронов в слое Е в дневное время. Поэтому ра­
диус ударной волны с температурой на фронте 2000 °К можно
принять за размеры искомой области, за пределами которой
дополнительной термической ионизацией можно пренебречь.
Таким образом, радиусы искомых областей с заметной и
пренебрежимо малой дополнительной термической ионизаци­
ей атмосферы ударной волной взрыва равны радиусам удар­
ной волны с температурой на фронте соответственно 6000 и
2000 °К. Расчет радиуса ударной волны с такой высокой тем­
пературой относится к задаче о сильном взрыве, которая до­
статочно хорошо изучена и описана в литературе [104].
Как показывает табл. 12, на расстоянии более 2 км от
точки взрыва термической ионизацией атмосферы, вызванной
ударной волной тунгусского взрыва, можно пренебречь (в дейТ а б л и ц а 12
Радиус ударной волны с температурой на фронте 6000 и 2000 °К для
взрыва мощностью 4-102* эре, проведенного на высоте 10 км, Т. = 223 °К
Я1=2694 кг/м2, Е „ = 4 ,Ы 0 16 кгм
тг, “К
т2
Тх
Рг
6000
2000
27
9
158
48
Рг
*2
0,1
0,15
Г2=Рг0,
11500
11500
1150
1725
м
Г ,
2
М
1200
1800
П р и м е ч а н и е , г — радиус ударной волны по направлению вверх от точки
взрыва с учетом переменной плотности атмосферы, остальные обозначения со­
ответствуют формулам (5)—(8).
ствительности на высоте 10 км размеры этой области еще
меньше). Отсюда следует, что ионосфера, расположенная на
расстоянии 70 км от точки взрыва, находится далеко за пре­
делами области заметной ионизации. Поэтому ударная волна
тунгусского взрыва, который произошел на высоте не более
10 км, не могла вызвать заметную термическую ионизацию
ионосферы, а следовательно, и заметное геомагнитное возму­
щение, обусловленное термической ионизацией ионосферы.
167
В связи с проведенным анализом возникает обоснованное
предположение о том, что даже при высотных ядерных взры­
вах на высоте 30—70 км ударная волна не имеет существен­
ного значения в образовании магнитного эффекта этих
взрывов.
По изложенной выше методике определим радиус ударной
волны г2 , на фронте которой при взрыве мощностью Е —
= 4*1023 эрг —4,08 • 1015 кгм на высоте 70 км (в непосредст­
венной близости от ионосферы) температура 72 = 6000 °С. По
известным значениям Е0 и Я] = 0,64 кг/м2 определим динами­
ческую длину г0= 186 • 103 м. Температура Тх на высоте 70 км
равна около 200 °С, тогда отношение Т2/Т 1 = 30. По формулам
(51) — (53) этому отношению соответствует значение /?2=
= 0,095, тогда радиус ударной волны с температурой Т2=
= 6000 °С равен г2= К.2го=^\Т ,1 км, а с учетом переменной
плотности атмосферы г2 по направлению вверх будет равен
около 20 км. Для взрыва на высоте 70 км мощностью в не­
сколько миллионов т тротила (А0~Ю 23 эрг) радиус ударной
волны с температурой на фронте 72= 6000°К будет равен
11 км, что вполне соответствует экспериментальным данным
по крупным высотным взрывам [151].
Для образования заметной дополнительной ионизации в
ионосфере сильная ударная волна, по-видимому, должна прой­
ти в слой ионосферы на глубину 10—15 км и более. Тогда
ударная волна может вызвать заметную дополнительную
ионизацию ионосферы только при взрыве в непосредственной
близости на границе или внутри самой ионосферы. Отсюда
можно сделать вывод, что ударная волна взрыва мощностью
до 10 млн. т тротила не может вызвать заметную дополни­
тельную термическую ионизацию ионосферы не только при
низких воздушных взрывах, но даже и при высотных взрывах
на высоте до 70—75 км.
Таким образом, анализ возможности образования геомаг­
нитного возмущения, вызванного ударной волной за счет до­
полнительной термической ионизации ионосферы, привел к
отрицательному выводу.
Рассмотрим возможность образования геомагнитного воз­
мущения за счет гидромагнитного действия ударной волны на
ионосферу. Амплитуда магнитогидродинамической волны за­
висит от интенсивности ударной волны. Поэтому необходимо
выяснить зависимость амплитуды геомагнитного возмущения
от интенсивности ударной волны при ее движении через ио­
носферу.
Проанализируем магнитограммы нескольких взрывов при­
мерно одинаковой мощности, но проведенных на различной
высоте. Известно, что геомагнитный эффект, вызванный круп­
ным воздушным взрывом, зависит от высоты взрыва — с
168
уменьшением высоты геомагнитный эффект уменьшается [1521
Анализ магнитограмм (рис. 52) показывает, что при измене­
нии высоты взрыва от 75 до 18 км геомагнитный эффект ос­
лабляется незначительно — всего в несколько раз, эффект
остается в пределах одного порядка величины. Но при умень­
шении высоты взрыва от 18 км до 0 геомагнитный эффект
резко падает до нуля. По данным работы [155], геомагнитный
д1
20-с
А-
?
Ч1■
20с
1
!140
11 12
19 20 21
.у
Ю 11 12пТ*час'МВ
А
19 20 21
■!6° .
. ^
19 20'~“и&с*В
Рис. 52. Магнитограммы ядерных взрывов, запнсанных на ст. Джарвис:
о л о в о м Джонстон 1.VIII 1958 г., А~75 км
С52]’ б ~ взРыв над островом Джонстон
12.VIII 1958 г., Н « 42 км. Л , = 2380 км [153]; в - взрыв
над островом Рождества 28.IV 1958 г., Н ~ 18 км. К =380 км
[154];
■
— момент взрыва
эффект наземного ядерного взрыва не отмечается совсем. От­
сюда следует, что при наземном взрыве основное ослабление
геомагнитного эффекта, вызванного взрывом, происходит в
нижних плотных слоях тропосферы.
И1Д ЗК0е явление можно объяснить тем, что при уменьшении
Г Г
В3^ 1Ва сУщественное значение в ослаблении геомагионосЛепь?Фя КТа ИМ6еТ ”е Расстояние от точки взрыва до
ионосферы, а «оптическая» толщина атмосферы. Известно,
169
что половина массы атмосферы сосредоточена в приземном
слое толщиной около 5 км. Поэтому при уменьшении высоты
взрыва от ионосферы до Земли вначале (от 75 км до 15—
20 км) в разреженной атмосфере происходит сравнительно
медленное ослабление геомагнитного эффекта в основном за
счет геометрического фактора — увеличения расстояния. На­
пример, геомагнитный эффект двух взрывов примерно одина­
ковой мощности над островом Джонстон на высоте 75 и 42 км
отличается всего в 1,5—2 раза (рис. 52). При дальнейшем
уменьшении высоты взрыва от 15—20 км до Земли плотность
атмосферы существенно увеличивается, в связи с чем на этом
участке, несмотря на незначительное относительное измене­
ние расстояния от точки взрыва до ионосферы, т. е. при ела-*
бом влиянии геометрического фактора, геомагнитный эффект
резко ослабляется. По-видимому, такой же характер ослаб­
ления при изменении высоты должна иметь и та сила, кото­
рая вызывает возмущение геомагнитного поля. Поэтому сила,
возмущающая геомагнитное поле, должна удовлетворять усло­
вию: при изменении высоты взрыва от ионосферы до поверх­
ности Земли ослабление возмущающей силы должно иметь
следующий вид:
1. На участке от 75 до 15—20 км — плавное уменьшение в
основном за счет геометрического фактора — увеличения рас­
стояния от точки взрыва до ионосферы.
2. На участке от 15—20 км до поверхности Земли — резкое
уменьшение преимущественно за счет увеличения плотности
нижних слоев атмосферы.
Рассмотрим, какая возможная причина возмущения геомаг­
нитного поля удовлетворяет этому условию. Высказываются
предположения о том, что возмущение геомагнитного поля
после взрыва может вызвать ударная волна или ионизирую­
щее излучение [79, 82, 152—155]. Отметим, что речь идет об
основной фазе геомагнитного эффекта связанной с возмуще­
нием состояния ионосферы после взрыва ударной волной или
ионизирующим излучением. Начальная относительно кратко­
временная стадия геомагнитного возмущения, вызванная рас­
ширением плазмы после взрыва и не связанная с ионосферой,
здесь не рассматривается.
Рассчитаем зависимость интенсивности ударной волны
(кривая 1, рис. 53) и относительной интенсивности гаммаизлучения (кривые 2 и 3, рис. 53) на уровне нижнего края
слоя Е ионосферы (Дг-—80 км) от высоты взрыва мощностью
К =1023 эрг. Кривая 1 рассчитана по формулам (5) — (8) и
(51). Для учета изменения атмосферного давления с высотой
при расчете интенсивности ударной волны для каждого зна­
чения высоты взрыва по данным [147, 148] вычислялось сред­
нее значение давления в слое атмосферы от точки взрыва до
излучения 'сЭнергией "соответстоенто Р2 Т Г л Г
п'чйГ'л''"'
и ^ Г Г к С™чГ ^ аС[ . ™
,НИК
Й
гамма-излучения на расстоянии Д Т "и сто ч н и к аТ о м Т "0" * '
следующей формулой:
источника определяется
и
Iу
в
7о
оР™
ел?,“ в,"н" ес
уровне нижнего т а я
е
г2
I
(63)
Д
ИЧ™» * ™
(') И
г гамм™ у ч е н и я (2 и 3) на
высоты ядерного взрыва; 2 - Е ^ Г м в в ^ - Т м э в ”
170
171
где / 0 и /у — интенсивность гамма-излучения соответственно
на расстоянии 1 и г ж от источника; ц, и р/рг,—соответственно
линейный и массовый коэффициенты поглощения гамма-лу­
чей в воздухе, для Е у = 2 Мэе р/р„=0,004 м2/кг, для
=
= 5 Мэе р/рг = 0,0027 м2/кг [156]; р„ — объемная плотность
воздуха; р., — поверхностная плотность слоя атмосферы от
точки взрыва до ионосферы в кг/м2; г — расстояние от точки
взрыва до ионосферы в м. Поверхностная плотность р8 вычис­
лялась по данным работ [147, 148].
Кривая 1 на рис. 53 наглядно показывает, что ударная
волна как возможная причина возмущения геомагнитного
поля не удовлетворяет основному необходимому условию,
сформулированному выше,— она имеет плавный ход во всем
интервале изменения высоты взрыва без резкого ослабления
(без точки перегиба) в пределах тропосферы. Действительно,
если ядерный взрыв на высоте 18 км вызывает заметное гео­
магнитное возмущение [154], то, согласно кривой 1, взрыв на
поверхности Земли также должен вызвать вполне обнаружимое геомагнитное возмущение, так как ударная волна при
этом по сравнению со взрывом ца высоте 18 км будет слабее
всего в 4 раза. И, наоборот, если ядерный взрыв на поверхно­
сти Земли не вызывает геомагнитного возмущения [155], то
взрыв на высоте 18 км также не должен вызвать заметного
геомагнитного возмущения, что противоречит эксперименталь­
ным данным [154]. Заметное увеличение интенсивности удар­
ной волны при прохождении через ионосферу наблюдается
только при высоте более 60 км (рис. 53, кривая /). Таким об­
разом, резкое ослабление геомагнитного поля при взрыве в
тропосфере и отсутствие геомагнитного возмущения при назем­
ном ядерном взрыве нельзя объяснить действием ударной
волны.
Ионизирующее излучение, например гамма-лучи, как воз­
можная причина возмущения геомагнитного поля после ядерного взрыва полностью удовлетворяет основному необходимо­
му условию — ослабление интенсивности гамма-лучей в ат­
мосфере (по вертикали) имеет такой же характер, как и
ослабление геомагнитного возмущения при уменьшении высо­
ты взрыва (рис. 53, кривые 2 и 3). Так, на первом участке, от
75 до 20 км, при распространении в разреженной атмосфере
ослабление потока гамма-лучей происходит плавно в основном
за счет геометрического фактора — увеличения расстояния от
источника до ионосферы, а на втором участке, от 20 км до
Земли, происходит резкое ослабление потока гамма-Лучей на
относительно небольшом расстоянии, в основном за счет по­
глощения в плотных слоях атмосферы. При взрыве на поверх­
ности Земли поток гамма-лучей и других видов излучений
практически полностью поглотится в пределах тропосферы, не
172
достигнув ионосферы. Поэтому дополнительная ионизация
ионосферы не произойдет, в связи с чем не произойдет и гео­
магнитное возмущение.
Таким образом, наиболее вероятной причиной образования
основной фазы геомагнитного эффекта ядерного взрыва явля­
ется не ударная волна, как предполагается в работах [79, 82],
а гамма-излучение и другие виды ионизирующих излучений,
образующихся в результате этого взрыва, так как характер
поглощения ионизирующих излучений в реальной атмосфере
полностью объясняет все особенности ослабления геомагнит­
ного возмущения при уменьшении высоты взрыва и, что осо­
бенно важно, объясняет факт отсутствия геомагнитного эффек­
та наземных ядерных взрывов. Проведенный анализ зависимо­
сти геомагнитного эффекта от интенсивности ударной волны
показал, что гидромагнитный эффект ударной волны на
ионосферу не может объяснить наблюдаемое геомагнитное
возмущение, вызванное ядерными взрывами. Эксперименталь­
ный материал по ядерным взрывам подтверждает этот
вывод.
При анализе магнитограмм ядерных взрывов, по-видимому,
можно исходить из следующего условия: если при движении
через ионосферу ударная волна вызывает заметный гидродина­
мический эффект, то две ударные волны одинаковой интенсив­
ности независимо от происхождения при прочих равных усло­
виях должны создать одинаковое по амплитуде геомагнитное
возмущение.
Таблица
13
Параметры ударной волны на высоте нижнего края ионосферы
(1ц = 8 0 км) при различной высоте взрыва мощностью 1 0 эрг
23
83
Среднее
давление в
слое
''о,
М
Г2,
м
Рг
Рг
Гг
Гг
Амплитуда
2-состав­
ляющей
геомагнит­
ного возму­
щения -у
>2000
2,16
1,11
1,03
>300
1,2
1,03
1,008
30—50
2 0 -3 0
~10
0
кг/м2
75
42
18
0
0,209
4,9
80
943
170000
59300
23400
10300
5000
38000
62000
80000
0,03
0,64
2,65
7,78
Сравнение экспериментальных данных для 4 взрывов мощ­
ностью около 1023 эрг, проведенных на высоте 75, 42, 18 км и
на поверхности Земли [82, 152—155], и параметров ударной
волны на высоте слоя Е ионосферы, рассчитанных для этих
взрывов (табл. 13), позволяет сделать следующие заключения:
1.
При огромной (почти на 3 порядка) разнице относитель­
ных интенсивностей
ударных волн первых двух взрывов
173
(над островом Джонстон) амплитуды геомагнитного возму­
щения от этих взрывов лишь в 1,5—2 раза [82] различаются
между собой.
2.
И наоборот, при незначительной разнице интенсивностей
ударных волн третьего и четвертого взрывов наблюдается
огромная разница в амплитудах геомагнитного возмущения
[82, 155]. При взрыве над островом Рождества на высоте около
18 км отмечалось заметное, вполне отчетливое геомагнитное
возмущение [82], тогда как взрыв на поверхности Земли, по
данным работы [155], не производит никакого сколько-нибудь
заметного геомагнитного возмущения.
Отсюда следует, что геомагнитное возмущение взрывов на
высоте до 70—75 км нельзя объяснить гидродинамическим
действием ударной волны на ионосферу.
Рассмотрим возможное действие динамо-эффекта при про­
хождении ударной волны через ионосферу. По мнению авторов
работы [79], ударная волна тунгусского взрыва, который прои­
зошел на высоте около 10 км, достигнув нижнего края слоя Е
ионосферы (Дг = 80 км), при своем движении через ионосферу
образовала магнитогидродинамическую волну. Эта волна до­
стигла Иркутска и вызвала начальный импульс магнитного
возмущения. Дальнейшие изменения магнитного поля (основ­
ная фаза геомагнитного возмущения) продолжительностью
4—6 час (рис. 49) вызваны динамо-токами в слое Е, возник­
шими вследствие движения плазмы под действием ударной
волны. Такое предположение высказывается и в других рабо­
тах [86, 144], однако оно никаким фактическим материалом и
никакими расчетами не обосновано. В связи с этим рассмот­
рим вопрос о динамо-токах, вызываемых движением ионосферы
за фронтом ударной волны, определим возможное время дей­
ствия динамо-эффекта и сравним его с длительностью тунгус­
ского геомагнитного возмущения.
При движении ударной волны через ионосферу динамо-токи
образуются вследствие движения ионизованного газа за фрон­
том ударной волны. После прохождения ударной волны через
ионосферу движение ионизованного газа прекращается, сле­
довательно, время действия динамо-эффекта определяется вре­
менем действия на ионосферу ударной волны. В рассматривае­
мом случае время действия динамо-эффекта будет равно
времени распространения ударной волны тунгусского взрыва
по слою Е ионосферы.
Известно, что через некоторое время, равное примерно 19
значениям динамического времени взрыва 1й, когда относи­
тельная интенсивность ударной волны ДР/Р1<0,01, ударная
волна вырождается в звуковую волну [104]. По-видимому, зву­
ковая волна заметного динамо-эффекта и заметного геомаг­
нитного возмущения не вызывает. Поэтому время действия
174
динамо-эффекта 1Э определяется временем существования
ударной волны (у при движении по слою Е ионосферы:
*э < * 7 = 1»0.
(64)
По определению, динамическое время сферического взры­
ва выражается формулой [104]
где Ей — Энергия взрыва в кгм\ Р \ — давление невозмущенной
среды в кг/м2-, у — показатель адиабаты Пуассона, для воздуха
у =1,4; й\ -—скорость звука в невозмущенной среде в м/сек-,
Р1 — плотность невозмущенной среды в кг • сек2[м4. Для при­
ближенной оценки параметров ударной волны тунгусского
взрыва на высоте слоя Е ионосферы слой атмосферы от точки
взрыва (Н0= 10 км) до ионосферы (Лг=80 км) можно принять
за однородную среду со средними значениями давления и
плотности в этом слое Рх—244 кг/м2 и р 1 = 0,00392 кг-сек^/м*,
которые рассчитаны по данным работ [147, 148]. Подставляя в
формулу (65) значения Е0= 4 - 1023 эрг—4,1 • 1015 кгм, ~РХ и рь
получим ^о~65 сек.
Согласно формуле (64), время, через которое ударная вол­
на тунгусского взрыва при своем движении по слою Е ионо­
сферы выродилась в звуковую волну, равно ?у=19^о~ 2 0 мин.
Следовательно, через ’20 мин после взрыва на расстоянии око­
ло 600 км от эпицентра при распространении по слою Е ионо­
сферы ударная волна тунгусского взрыва практически пере­
стала существовать. По истечении этого времени прекратилось
и действие динамо-эффекта, так как
^у=20 мин. Очевидно,
что динамо-эффект с продолжительностью не более 20 мин не
мог обеспечить тунгусское магнитное возмущение, продолжи­
тельность которого /м= 240—360 мин (рис. 49) более чем на
порядок превышает продолжительность действия динамо-эф­
фекта:
Отсюда следует, что схема образования динамо­
токов, вызванных в ионосфере ударной волной тунгусского
взрыва, не может объяснить тунгусское магнитное возму­
щение.
Таким образом, анализ фактических данных и расчеты по­
казали, что если взрыв (химический, ядерный и др.) мощно­
стью до 10 млн. г тротила произошел вне слоя ионосферы на
высоте менее 70—75 км, то при движении от точки взрыва до
ионосферы ударная волна успевает настолько ослабнуть, что
она, по-видимому, не может обеспечить наблюдаемое магнит­
ное возмущение ни за счет дополнительной термической иони­
зации ионосферы, ни за счет гидромагнитного эффекта и ни за
счет динамо-эффекта, т. е. ударная волна в этом случае не
175
имеет существенного значения в образовании геомагнитного
возмущения, вызванного взрывом.
Из всего сказанного можно сделать вывод, что ударная
волна туйгусского взрыва^ который произошел на высоте не
более 10 км, не играет никакой роли в образовании магнитно­
го возмущения, вызванного полетом и взрывом Тунгусского
космического тела. Поэтому для объяснения геомагнитного
эффекта крупных воздушных взрывов в нижних слоях атмос­
феры (в том числе и тунгусско­
го взрыва) нужно искать дру­
гие причины, не связанные с
действием ударной волны на
ионосферу. Необходимо выяс­
нение влияния ионизации следа
космического тела, потока за­
ряженных частиц, вызванного
полетом или взрывом, и других
возможных причин.
В работах [77, 79, 144] спра­
ведливо отмечается некоторое
сходство магнитограмм тунгус­
ского и ядерных взрывов
(рис. 49 и 54), в связи с чем
целесообразно проанализиро­
вать магнитограммы тунгус­
ского и ядерных взрывов и
Рис. 55. Магнитограммы воздушного
ядерного взрыва 28. IV 58 г. над ост­
ровом Рождества [154]:
I — Пальмира, # э = 705 км; 2 — Фэннинг,
/?э =340 км; 3 — Джервис, Яэ =380 км
/ — Гонолулу-, / / — Пальмира; / / / — Фэннинг; /V—Джер­
вис; V — Апиа
сравнить результаты анализа. Для определенности рассмотрим
магнитограммы трех ядерных взрывов мощностью в несколь­
ко миллионов тонн тротила, проведенных 1 и 12 августа 1958 г.
над атоллом Джонстон на высоте 75 и 42 км и 28 апреля
1958 г. над островом Рождества на высоте около 18 км [82],
так как фактический материал по этим взрывам достаточно
хорошо описан в литературе [79, 82, 151—155, 157] (рис. 54—
56). При выяснении возможных причин магнитного возмуще­
ния, вызванного ядерным взрывом, действие ударной волны
на ионосферу исключим из рассмотрения.
С точки зрения образования дополнительной ионизации
атмосферы и возмущения магнитного поля Земли механизм
высотного {к = 70 км) ядерного взрыва можно представить
12. А. В Золотов
177
следующим образом. В момент взрыва образуется высоко­
температурная (107—108°С) плазма, которая расширяется с
большой скоростью. Расширение электрически проводящей
высокотемпературной плазмы можно представить как расши­
рение проводника в магнитном поле. Движение сферического
проводящего поршня (расширение плазмы) создает магнит\
\
Г о н о лулу
■
@
1
11
о. Дж онстон
1
1!
1
1
1
1
1
/1
1
1
1
1
1
М агнит ны й /
экЬатор
;
•*?1■*-н
1
1
1
I
»
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
>
®Ф зннинг
П альника
1
^о.РождестЬа\
1 '7—
■
Д ж ербис^
1
МагнитныОт
меридиан
1
1
1*
(
1
1
11
' ‘_. . . . . .
180*
170°
160°
Рис. 57. Схема магнитной Н-ва­
риации высотного ядерного взрыва, записанной на различных эпицентральных расстояниях вдоль
меридиана:
й — Пальмира, # = 1430 км; б — Фэннинг,
■ы п — Я = 1890 км; в — Джервис, 7?—2380 км
"*Ч
»
1
1
• -1
®—г
< 9 -3
8
1
1
1
1
I
!
1
*#
<1
/ лп и а
4
®
150° М
Рис. 56. Схема расположения эпицентров воздуш­
ных ядерных взрывов и регистрирующих станций:
/ —эпицентр ззрывл: 2—регистрирующая станция; 5—маг­
нитосопряженная точка
ную гидродинамическую волну, которая распространяется со
скоростью в несколько сот и даже тысяч километров в секунду
[151, 158—161]. Эта магнитогидродинамическая волна обеспе­
чивает резкое вступление магнитного возмущения практиче­
ски одновременно на всех станциях, которое соответствует мо­
менту взрыва (рис. 54). Амплитуда такой волны зависит от
мощности и высоты взрыва и в конечном итоге характеризу­
ет параметры (температуру и размеры) плазмы [161].
178
Следует отметить кажущуюся странность того, что с уве­
личением эпицентрального расстояния амплитуда первой
волны (первое вступление
увеличивается (рис. 54), тогда
как по теории она должна уменьшаться как 1/г3 [161]. Это явле­
ние можно объяснить либо изменением местных условий,
окружающих регистрирующую станцию (изменение напря-
1,тн
женности магнитного поля, электропроводности поверхностного слоя Земли и др.), что для океана маловероятно, либо
тем, что нарастание амплитуды первой волны было прервано
другим противоположным по знаку процессом, например дей­
ствием второй магнитогидродинамической волны с противопо­
ложной фазой. Такая волна может возникнуть при пересечении
потока заряженных частиц слоя ионосферы. В работе [163]
показано, что движение потока заряженных частиц через плаз­
му (в нашем случае через ионосферу) неустойчиво и должно
вызвать продольные магнитогидродинамические волны. Ско­
рость распространения таких волн по ионосфере может быть
несколько меньше скорости первой волны, вызванной расшире­
нием плазмы в вакууме, поэтому между вступлениями первой
и второй волн образуется некоторая задержка, которая увели­
чивается с увеличением расстояния. Если эта задержка мень­
ше 1/4 периода колебаний первой волны, то с увеличением зпицентрального расстояния ее регистрируемая амплитуда растет
пропорционально увеличению задержки (времени действия
первой волны), что и наблюдается в действительности (рис. 54
и 57).
12*
179
При дальнейшем расширении раскаленного облака продук­
тов ядерного взрыва заряженные частицы всех сортов и обоих
знаков движутся по опирали в обе стороны вдоль силовых
линий. Тяжелые заряженные частицы сравнительно быстро
поглощаются в атмосфере. А электроны, имеющие наиболь­
шую длину свободного пробега и проникающую способность
среди заряженных частиц, попадают в так называемую маг­
нитную ловушку и движутся в ней вдоль силовых линий в
магнитосопряженные точки на большие расстояния (до не­
скольких тысяч километров и более) от точки взрыва [151].
Движение электронов в магнитной ловушке в разные стороны
от точки взрыва вызывает магнитное возмущение, фаза кото­
рого имеет противоположные знаки по обе стороны (север—
юг) от точки взрыва, что соответствует наблюдаемым явлени­
ям, например, на станциях Пальмира и Гонолулу (рис. 54
и 56).
Скорость электронов вдоль линий определяется формулой
се= сг зш
где ьт— радиальная скорость электронов, О —
угол между вектором радиальной скорости ьг и вертикальной
плоскостью. Поскольку Ф меняется от 0 до 90°, то се меняется
от 0 до 1>г. Поэтому преобладающая скорость электронов вдоль
силовых линий существенно меньше скорости разлета Vе<^V^.
Тогда можно ожидать, что третье вступление (основная фаза)
магнитного возмущения имеет задержку относительно момента
взрыва, причем задержка ДАз должна быть пропорциональна
эпицентральному расстоянию гэ, что и наблюдается в действи­
тельности. Например, на станции Пальмира /-э=1430 км, за­
держка А^1з = 5 мин, на станции Фэннинг гэ=1890 км, А^^з=
= 7 мин, на станции Джэрвис гэ=2380 км, А(\ъ = 9 мин
(рис. 54). Из этих данных получаем, что кажущаяся скорость
распространения магнитного возмущения, вызванного потоком
электронов вдоль силовых линий, равна около 5 км/сек (повидимому, для более точного расчета кажущейся скорости
распространения магнитного возмущения следует брать не
эпицентральное расстояние, а его проекцию на магнитный
меридиан, но в данном случае это не имеет существенного
значения).
Такая интерпретация третьего вступления магнитного воз­
мущения соответствует и другим данным. Известно, что после
третьей операции «Аргус» в магнитосопряженной точке в
районе Азорских островов на эпицентральном расстоянии бо­
лее 8000 км 23 мин спустя после взрыва началось многоцвет­
ное сияние верхних слоев атмосферы, которое продолжалось
около 30 мин [151]. Очевидно, что сияние было вызвано пото­
ком электронов, который двигался в магнитной ловушке вдоль
силовых линий с кажущейся скоростью около 6 км/сек. Таким
образом, кажущаяся скорость движения электронов в магнит­
180
ной ловушке (движение вдоль поверхности Земли) равна
нескольким километрам в секунду. Такую относительно малую
скорость в несколько километров в секунду не может иметь
никакая гидромагнитная волна [151].
Поэтому распространение магнитного возмущения ядерных
взрывов со скоростью 5—6 км/сек, по-видимому, связано с
движением электронов в магнитной ловушке. Однако с такой
малой скоростью поток первичных электронов также не может
двигаться, так как скорость первичных электронов значитель­
но выше. Можно предположить, что распространение геомаг­
нитного возмущения со скоростью 5—6 км/сек связано с диф­
фузионным движением вторичных электронов в магнитной
ловушке, которые образуются в результате ионизации атмос­
феры первичным потоком быстрых заряженных частиц, гаммалучей и других ионизирующих излучений.
При ядерлом взрыве на высоте 70—80 км над областью
взрыва в ионосфере образуется сильно ионизированное облако
с высокой концентрацией ионов и электронов, которые затем
в течение длительного времени будут диффундировать на
большие расстояния. Вследствие анизотропии диффузии элект­
ронов в магнитном поле [164] электроны будут диффундиро­
вать в основном вдоль силовых линий магнитного поля Земли.
Скорость диффузионного движения электронов в магнитной
ловушке значительно меньше скорости движения первичных
электронов и по порядку величины равна нескольким километ­
рам в секунду [165].
Одним из наиболее характерных признаков диффузионно­
го движения частицы является зависимость скорости ее движе­
ния от времени — с увеличением времени скорость диффузион­
ного движения уменьшается. Среднее квадратичное смещение
X отдельной частицы за время ^ по одной координате опреде­
ляется формулой [164]
X = у 'Ш ,
(66)
где И коэффициент диффузии. Тогда скорость диффузион­
ного движения частицы по одной координате
X
I
V 2Р
ут
(67)
Такая закономерность изменения скорости со временем
при движении электронов после ядерных взрывов действи­
тельно наблюдается. Например, в работе [165] показан
обобщенный график зависимости скорости распространения
возмущения электронной концентрации слоя Р ионосферы,
построенный по данным 22 станций, которые зарегистрирова­
ли возмущение после ядерного взрыва, проведенного 1 августа
181
1958 г. над островом Джонстон. Согласно данным работы [165],
скорость распространения возмущения электронной концент­
рации ионосферы за время от 10 до 140 мин изменилась от
2,5 до 0,5 км/сек.
Таким образом, распространение магнитного возмущения
со скоростью нескольких километров в секунду, по-видимому,
связано с диффузионным движением вторичных электронов в
магнитной ловушке. Поэтому задержка третьего вступления
геомагнитного возмущения ядерного взрыва должна зависеть
от мощности и высоты взрыва, а также от эпицентрального
расстояния регистрирующей станции.
В дополнение можно отметить, что если отнести задержку
магнитного возмущения Д^з за счет запаздывания ударной
волны при движении от точки взрыва до ионосферы, как пред­
полагается в работе [82], то задержка магнитного возмущения
Д/ 13 не должна зависеть от эпицентрального расстояния и
должна быть одинаковой для всех станций, что явно противо­
речит имеющимся данным (рис. 54, 55). Особенно наглядно
и убедительно сам факт задержки третьего вступления магнит­
ного возмущения и зависимость этой задержки от эпицентраль­
ного расстояния наблюдаются при взрыве над островом Рож­
дества (рис. 55). Причины отсутствия первой волны и другие
особенности магнитограммы этого взрыва будут рассмотрены
ниже.
После третьего вступления магнитное возмущение также
не успело увеличиться до своего максимального значения, так
как через 13 мин после взрыва оно было прервано новым,
четвертым, вступлением, которое началось почти одновременно
на всех станциях (рис. 54 и 57). Отсюда следует, что четвер­
тое вступление, возможно, вызвано возбуждением магнитогид­
родинамической волны, распространяющейся с большой (не­
сколько сот километров в секунду) скоростью. По времени воз­
буждение этой волны совпадает с приходом потока электронов
в магнитосопряженную точку (конец магнитной ловушки),
расположенную на расстоянии более 3000 км от точки взры­
ва. Образование облака электронов в конце магнитной ловуш­
ки или повторное пересечение сверху вниз слоя ионосферы
потоком электронов вполне могло возбудить магнитогидроди­
намическую волну. Эти рассуждения не относятся к взрыву
над островом Рождества, так как он произошел почти на маг­
нитном экваторе.
Интересно отметить, что регистрируемая амплитуда маг­
нитного возмущения после третьего вступления пропорцио­
нальна времени его действия
= и —*з- Для станции Паль­
мира А/З4=13—5 = 8 мин, для станции Фэннинг ^34= 13—7 ==
= 6 мин, для станции Джервис /34 =13—9 = 4 мин. Например,
на станцию Джервис третья волна пришла позднее, чем на
182
предыдущие станции, а прервана была одновременно, как и
на всех станциях, поэтому она меньше всего успела проявиться
(рис. 57) (на станции Апиа, расположенной вблизи магнитосопряженной точки, магнитное возмущение более сложно,
поэтому для количественного и качественного сравнения на
рис. 54 и 57 взяты только три станции: Пальмира, Фэннинг и
Джервис).
Анализ изменения магнитного возмущения со временем
показывает, что время релаксации магнитных возмущений
тм~ 9 — 10 мин, поэтому до максимальной амплитуды магнит­
ное возмущение возрастает в течение 30—40 мин. Однако вре­
мя действия отдельных видов магнитных возмущений равно
нескольким минутам, что меньше времени релаксации тм, на­
пример А^з4= 4—8 мин<тм- Этим объясняется изрезанность
магнитограммы ядерных взрывов, произведенных на малых
геомагнитных широтах. Учитывая кажущуюся скорость рас­
пространения магнитного возмущения, равную 5—6 км/сек,
можно ожидать, что магнитограммы ядерных взрывов, произ­
веденных на больших геомагнитных широтах <рм> 4 0 —45°,
будут иметь более плавный характер (речь идет о главной
фазе магнитного возмущения после третьего вступления).
Таким образом, магнитное возмущение ядерных взрывов
имеет две существенно различные четко выделяющиеся скоро­
сти распространения: скорость, равную нескольким сотням
километров в секунду и более, с которой распространяется
магнитогидродинамическая волна, и скорость, равную 4—
6 км/сек, с которой движется поток электронов в магнитной
ловушке (имеется в виду кажущаяся скорость вдоль поверх­
ности Земли). Причем магнитное возмущение взрыва, рас­
пространяющееся со скоростью несколько километров в секун­
ду, обусловлено потоком вторичных электронов в магнитной
ловушке.
Из сказанного следует, что магнитное возмущение высот­
ных ядерных взрывов можно объяснить в основном двумя
процессами: возбуждением магнитогидродинамической волны
расширяющейся плазмой и движением потока электронов в
магнитной ловушке. Остальные процессы являются следствием
последующего взаимодействия потока электронов с ионосфе­
рой и магнитным полем Земли. Ударная волна не имеет су­
щественного значения в образовании магнитного возмущения
ядерного взрыва, произведенного на высоте ниже 70—75 км.
Отметим наиболее характерные черты магнитного возму­
щения высотного ядерного взрыва:
1. Область действия основной фазы магнитного возмуще­
ния локализуется вдоль магнитного меридиана. Эту особен­
ность можно объяснить тем, что основная фаза (после третьего
вступления, рис. 54 и 57) магнитного возмущения связана с
183
движением потока электронов в магнитной ловушке вдоль си­
ловых линий. Например, магнитное возмущение ядерного взры­
ва над островом Джонстон 1.У1П 1958 г. наиболее сильно
отмечается на станции Апиа (именно вблизи конца магнитной
ловушки, что подтверждает связь магнитного возмущения с
потоком электронов) на расстоянии 3680 км по меридиану
(рис. 54), в то время как почти на том же расстоянии в ши­
ротном направлении на станции Гуам (гэ= 4860 км) магнит­
ное возмущение этого взрыва не отмечается совсем [79, 144].
Характерно, что локализация вдоль магнитного меридиана не
относится к первой волне магнитного возмущения взрыва, так
как она не связана с движением электронов в магнитной ло­
вушке. Поэтому могут быть случаи, когда на далеких расстоя­
ниях от точки взрыва в широтном направлении будет зареги­
стрирована только первая волна (первое вступление) магнит­
ного возмущения, а основная фаза (третье вступление)
магнитного возмущения вследствие локализации вдоль магнит­
ного меридиана на диаграмме не зарегистрируется. Например,
после взрывов над атоллом Джонстон 1.УШ 1958 г. и 12.УШ
1958 г. в гг. Шимозато и Онагава, расположенных на расстоя­
нии более 5000 км от точки взрывов в широтном направлении,
зарегистрирована первая волна магнитного возмущения от
этих взрывов, которая распространялась со скоростью
540 км/сек, в то время как более интенсивная основная фаза
(третье вступление) магнитного возмущения на диаграмме
не отметилась [157].
2. Горизонтальная составляющая магнитного возмущения
АНХ меняет знак при переходе по меридиану через точку
взрыва, рис. 54 и 57 (станция Гонолулу расположена на север
от точки взрыва, остальные станции расположены южнее,,
рис. 56).
3. Горизонтальная составляющая АН (магнитное склоне­
ние) меняет знак при переходе по широте магнитного мериди­
ана, на котором произошел взрыв. Например, на станции
Пальмира магнитное склонение имеет разный знак от взрыва
над островом Джонстон, расположенным на западе, и от взры­
ва над островом Рождества, расположенным на востоке от
станции Пальмира (рис. 54—56 и 58).
4. Вертикальная составляющая АНг меняет знак при пере­
ходе через магнитный экватор, рис. 54 и 58 (магнитный эква­
тор проходит между станциями Фэннинг и Джервис, рис. 56).
Эти особенности позволяют по векторной диаграмме маг­
нитного возмущения определить положение взрыва относитель­
но регистрирующей станции.
Рассмотрим влияние высоты взрыва на механизм образо­
вания и амплитуду магнитного возмущения. Поскольку основ­
ную фазу магнитного возмущения ядерного взрыва создает
184
поток электронов в магнитной ловушке, рассмотрим механизм
взрыва с точки зрения образования потока электронов в верх­
них слоях атмосферы. Известно, что при ядерном взрыве обра­
зуются следующие ионизирующие факторы: поток заряжен­
ных частиц, нейтронов, рентгеновского и гамма-излучений.
При высотном взрыве на высоте около 70 км тяжелые заря-
° 'I
+ 0 Рис. 58. Смена знаков х, у, г — составляющих магнитного возмущения ядерного взрыва в зависимости от
расположения регистрирующей станции относительно
точки взрыва:
/ — точка взрыво; 2 — магкуаосопряженная точка; ОО—магнит­
ный экватор, М М — магнитный меридиан точки взрыва
женные частицы поглощаются в непосредственной близости
от области взрыва, поток первичных электронов и рентгенов­
ского излучения при движении в нижние слои атмосферы
проникает до высоты 50—60 км, поток гамма-лучей — до вы­
185
соты 20—25 км [151], поток нейтронов — до высоты 15—20 км.
Эти высоты являются как бы критическими, при переходе
через которые (при изменении высоты взрыва) меняется меха­
низм образования потока вторичных электронов в магнитной
ловушке. Например, движение электронов в магнитной ловуш­
ке на большие расстояния между магнитосопряженными точ­
ками может происходить только на высоте выше 60 км, так
как при уменьшении высоты до 60 км плотность атмосферы
возрастает настолько, что электроны быстро поглощаются.
При взрыве на высоте около 70 км в магнитную ловушку
попадают непосредственно первичные электроны. Однако
основная фаза магнитного возмущения, которая распростра­
няется со скоростью 5—6 км/сек, как было выяснено, будет
обусловлена потоком вторичных электронов, которые образу­
ются в результате дополнительной ионизации ионосферы по­
током первичных электронов, гамма-лучей и других ионизи­
рующих излучений. Следует отметить также, что при высотном
взрыве (выше 60 км) вторичные электроны, порождаемые
потоком нейтронов, рентгеновских и гамма-лучей, образуются
и на далеких расстояниях от места взрыва и вызывают нару­
шение нормального состояния ионосферы, помехи радиопри­
ему и т. д. [151].
При взрыве на высоте около 40 км (25 км<Н<60 км) все
первичные электроны будут поглощены в атмосфере, они не
пройдут в верхние слои атмосферы выше 60 км и поэтому не
попадут в магнитную ловушку. Если принять, что максималь­
ная энергия первичных электронов Ее равна 6 Мэе (средняя
энергия Ее= 2 Мэе) [151], то максимальный пробег электронов
Ят равен около 3 г/см2 [166]. Такую поверхностную плотность
имеет слой атмосферы от 45 до 60 км. Следовательно, при
взрыве ниже 45 км ни один первичный электрон не попадет
в магнитную ловушку. Рентгеновские лучи также будут по­
глощены в этом слое. На высоту выше 60 км проникает только
поток нейтронов и гамма-лучей. В результате взаимодействия
нейтронов и гамма-лучей с воздухом в верхних слоях атмосфе­
ры (выше 60 км) появятся вторичные электроны, которые
попадут в магнитную ловушку. Движение вторичных электро­
нов в магнитной ловушке вызовет магнитное возмущение.
Можно ожидать, что амплитуда этого возмущения будет
меньше, чем для взрыва такой же мощности на высоте более
60 км, так как значительная часть потока нейтронов и гаммалучей поглотится в нижних слоях атмосферы, и только неболь­
шая часть гамма-лучей в малом телесном угле выйдет на
высоту более 60 км. Например, магнитное возмущение взрыва
над островом Джонстон 12.У1П 1958 г. на высоте 42 км в
1,5—2 раз слабее, чем взрыва примерно той же мощности
1.УШ 1958 г. на высоте 75 км [82].
186
При взрыве на высоте 15—20 км значительная часть пер­
вичных гамма-лучей поглотится в слое атмосферы 15—60 км.
На высоту выше 60 км проникает в основном поток нейтронов
и поток вторичных гамма-лучей, который образуется в ре­
зультате поглощения в атмосфере потока нейтронов. Вторич­
ные электроны, которые образуются в результате взаимодейст­
вия нейтронов и вторичного гамма-излучения с воздухом,
попадут в магнитную ловушку и вызовут магнитное возмуще­
ние. Отметим, что при расширении плазмы в нижних слоях
атмосферы амплитуда магнитогидродинамической волны будет
значительно слабее, чем при расширении плазмы в вакууме,
вследствие влияния атмосферного давления, превышающего
магнитное давление на несколько порядков. Поэтому первое
вступление магнитного возмущения слабого взрыва в нижних
слоях атмосферы может быть не отмечено на магнитограмме.
Магнитное возмущение в таком случае начнется со второго
или с третьего вступления, т. е. с некоторым запаздыванием,
что и наблюдается, например, при взрыве над островом
Рождества 28.УШ 1958 г. на высоте около 18 км [154]
(рис. 53).
При ядер,ном взрыве на высоте 5—10 км значительная
часть нейтронов и первичных гамма-квантов поглощается в
нижних слоях атмосферы. На высоту выше 60 км проникает
только незначительная часть первичного излучения, которой
недостаточно для того, чтобы вызвать заметное магнитное
возмущение. В этом случае вторичные электроны на высоте
более 60 км образуются следующим образом: при взрыве на
высоте 5—10 км поток нейтронов проникает до высоты 30—
40 км. В результате поглощения нейтронов образуется вторич­
ное гамма-излучение. Вторичные гамма-кванты, возникшие в
слоях атмосферы выше 25—30 км, проникнут в слои выше
60 км и в результате взаимодействия с воздухом образуют
вторичные электроны, которые в свою очередь попадут в маг­
нитную ловушку и вызовут магнитное возмущение. Нейтроны
в этом случае представляют собой как бы транспортеры источ­
ников вторичного гамма-излучения, так как точка поглощения
нейтрона является точкой излучения вторичного гамма-кванта.
При взрыве на высоте 5—10 км магнитное возмущение будет
еще более слабым, чем в предыдущем случае.
При взрыве на поверхности Земли поток нейтронов и гам­
ма-лучей почти полностью поглотится в пределах тропосферы.
Поток даже вторичного гамма-излучения, образуясь в слоях
до 10 км, будет в основном поглощен в слоях до 60 км. Для
убедительности можно отметить, что слой атмосферы с поверх­
ностной плотностью 1 кг/см2 по поглощению ионизирующих
излучений эквивалентен слою бетона толщиной около 4 м или
слою свинца толщиной около 50 см. Ясно, что при взрыве на
187
Земле поток гамма-лучей почти полностью поглотится в ниж­
них слоях атмосферы.
Гамма-излучение радиоактивных продуктов взрыва, под­
нимающихся в виде облака на высоту 15—20 км, также будет
поглощено в основном в слоях атмосферы высотой до 60 км.
Поэтому при наземных взрывах в магнитную ловушку попа­
дет незначительная часть вторичных электронов, которой не­
достаточно для того, чтобы вызвать заметное магнитное воз­
мущение. Этим можно объяснить тот факт, что при наземных
взрывах магнитное возмущение практически не обнаружи­
вается [155].
Таким образом, при уменьшении высоты ядерного взрыва
вследствие влияния более плотных слоев атмосферы амплиту­
да магнитного возмущения уменьшается. Причем уменьшается
как амплитуда возмущения, обусловленного потоком электро­
нов в магнитной ловушке, так и амплитуда магнитогидродина­
мической волны, обусловленной расширением плазмы. При
расширении проводящей плазмы в магнитном поле сам факт
возникновения магнитогидродинамической волны не зависит
от плотности атмосферы, поэтому волна должна возникнуть
и при наземном взрыве. Но при увеличении плотности воздуха
при одной и той же мощности взрыва уменьшаются размеры
проводящей плазмы, в связи с чем уменьшается и амплитуда
магнитогидродинамической волны. Однако при достаточно
сильном наземном ядерном взрыве магнитное возмущение,
вызванное расширением высокотемпературной проводящей
плазмы, вполне может быть обнаружено достаточно чувстви­
тельным магнитометром. И наоборот, обнаружение первого
вступления магнитного возмущения, зарегистрированного од­
новременно со взрывом, говорит о том, что если взрыв прои­
зошел в нижних плотных слоях атмосферы, то он был очень
мощным и сопровождался образованием высокотемператур­
ной, достаточно ионизированной и проводящей плазмы.
Мы получили качественную картину изменения механизма
образования потока электронов в магнитной ловушке в зави­
симости от высоты ядерного взрыва. Количественную зависи­
мость интенсивности потока вторичных электронов в магнит­
ной ловушке при изменении высоты взрыва можно рассчитать
по законам взаимодействия различных видов ядерных излу­
чений с веществом [166—168].
Отметим, что при уменьшении мощности или высоты взры­
ва (от 70—80 до 0 км) дополнительная ионизация ионосферы
уменьшается, при этом уменьшается и скорость диффузион­
ного движения вторичных электронов в магнитной ловушке
вдоль силовых линий. В связи с чем при уменьшении высоты
взрыва следует ожидать уменьшения скорости распростране­
ния основной фазы магнитного возмущения взрыва и увели­
188
чения задержки третьего вступления возмущения, что и наблю­
дается в действительности. Например, для взрыва над атоллом
Джонстон 12.УШ 1958 г. на высоте около 42 км задержка
третьего вступления магнитного возмущения заметно увели­
чивается относительно задержки для взрыва, проведенного
1.УШ 1958 г. на высоте около 75 км [82]. Соответственно
уменьшается кажущаяся скорость движения электронов в маг­
нитной ловушке: для взрыва 1.У1П 1958 г. скорость равна
около 5 км/сек, для взрыва 12.УШ 1958 г. — около 3,54 км/сек. Для взрыва на высоте около 18 км (рис. 55) задерж­
ка третьего вступления особенно велика и скорость распрост­
ранения магнитного возмущения равна около 1 км/сек.
Таким образом, рассмотренная схема объясняет все основ­
ные особенности геомагнитного возмущения ядерных взрывов.
Из рассмотрения этой схемы можно сделать вывод: если
взрыв произошел на высоте менее 10 км и вызвал геомагнит­
ное возмущение, то он должен сопровождаться ядерными ре­
акциями и потоком ионизирующих излучений.
Учитывая полученные результаты, проанализируем магнит­
ное возмущение тунгусского взрыва, зарегистрированное в
Иркутской обсерватории (рис. 49) [77, 96]:
1. Отметим, что по форме, длительности и амплитуде тун­
гусское магнитное возмущение имеет полную аналогию с воз­
мущением ядерного взрыва мощностью в несколько мегатонн
(рис. 49, 54 и 57). Анализ векторной диаграммы иркутских
магнитограмм [77, 96] показывает, что источник тунгусского
магнитного возмущения должен быть расположен на север и
запад от Иркутска (рис. 49 и 58). Тунгусскую магнитограмму
можно сравнивать с магнитограммой от ядерного взрыва над
островом Джонстон, записанной на станции Пальмира и Фэн­
нинг (рис. 54), так как Иркутская обсерватория и эти станции
аналогично расположены относительно точки взрыва — на
юг от эпицентра, находясь в одном полушарии с ним (север­
ном), и на восток от меридиана точки взрыва (магнитограммы
станций Джервис и Апиа сравнивать с данными Иркутской об­
серватории уже нельзя, так как они перешли через магнитный
экватор в южное полушарие); АНх сменило знак (рис. 54и 56).
Тунгусская магнитограмма имеет все четыре наиболее харак­
терных вступления с теми же знаками и в той же последова­
тельности, что и магнитограмма ядерного взрыва (рис. 49, 50
54 и 57).
2. Как было показано, при взрыве на высоте около 10 км
(тунгусский взрыв произошел на высоте не более 10± 2 км
[64, 105]) ударная волна не имеет существенного значения в
образовании магнитного возмущения. Отсюда можно сделать
вывод, что магнитное возмущение тунгусского взрыва так же,
как и возмущение ядерного взрыва, обусловлено образованием
189
магнитогидродинамических волн и потока электронов в маг­
нитной ловушке, т. е. можно сделать вывод, что тунгусский
взрыв произошел с образованием высокотемпературной
плазмы.
3. Расширение высокотемпературной проводящей плазмы
достаточно мощного взрыва (около 10 млн. т тротила) даже
в нижних слоях атмосферы вызвало достаточно сильную маг­
нитогидродинамическую волну, которая зарегистрирована как
первое вступление практически одновременно с моментом
взрыва (рис. 49). Амплитуда этой волны зависит от мощности
и высоты взрыва и от температуры плазмы. Поэтому при изве­
стной высоте и мощности взрыва по амплитуде первой волны
магнитного возмущения в принципе можно определить раз­
меры и температуру плазмы.
4. Магнитное возмущение тунгусского взрыва локализова­
но вдоль магнитного меридиана. Это подтверждается тем, что
в широтном направлении на расстоянии около 2400 км в
Свердловске магнитное возмущение не отмечено [77], тогда
как при изотропном распространении магнитное возмущение
должно было отметиться в Свердловске с амплитудой не менее
6—8 у при ослаблении магнитного возмущении как 1/г3. В дей­
ствительности при распространении магнитного возмущения
между двумя проводящими слоями (Земля— ионосфера)
ослабление магнитного возмущения значительно меньше чем
I /г3. Тогда в Свердловске должно зарегистрироваться возму­
щение с амплитудой 20—25 у, чего не наблюдается в действи­
тельности [77]. В то же время представляет интерес попытка
обнаружить на магнитограмме первое вступление тунгусского
магнитного возмущения в Свердловске, совпадающего с момен­
том взрьша. Можно ожидать также, что на далеких станциях,
расположенных близко от меридиана точки взрыва, например
в Джакарте, тунгусское магнитное возмущение вполне могло
быть зарегистрировано.
5. Запаздывание третьего вступления относительно первого
Д^1з равно 4 мин (рис. 49 и 50). Отсюда следует, что кажущая­
ся скорость распространения магнитного возмущения равна
около 4 км/сек, что полностью согласуется с кажущейся ско­
ростью движения потока электронов в магнитной ловушке при
ядерных взрывах над островом Джонстон (рис. 54).
6. Тунгусский взрыв произошел на большой геомагнитной
широте (около 50°), путь электронов в магнитной ловушке
между магнитосопряженными точками составляет около
II 000 км, поэтому все фазы геомагнитного возмущения успели
«проработаться». Например, разность между третьим и чет­
вертым вступлениями равна около 30 мин, за это время ам­
плитуда основной фазы возмущения успела достигнуть своего
максимального значения, поэтому тунгусская магнитограмма
190
имеет более плавный вид, чем магнитограммы ядерных взры­
вов на небольшой магнитной широте (рис. 54). Эту особен­
ность тунгусской магнитограммы (регистрация максимальных
значений амплитуды возмущения) можно использовать для
количественной оценки параметров тунгусского взрыва.
В результате анализа тунгусских магнитограмм можно сде­
лать вывод, что основная фаза магнитного возмущения тун­
гусского взрыва обусловлена потоком электронов в магнитной
ловушке. Магнитное возмущение тунгусского взрыва не могло
быть вызвано действием ударной волны, оно было вызвано
потоком заряженных частиц.
Дополнительная ионизация верхних слоев атмосферы мог­
ла быть вызвана:
1) полетом самого тела через верхние слои атмосферы
(ионизации следа движущегося тела);
2) непосредственно взрывом космического тела.
Предварительные расчеты на основании данных работы
[169] показывают, что ионизация следа обычного космического
тела не может вызвать такого сильного магнитного возмуще­
ния, какое было в тунгусском случае: АН = 67 • 10~5 э (рис. 49).
Например, при полете космического тела с размерами 50—
100 м магнитное возмущение на 2—3 порядка меньше, чем при
тунгусском взрыве. Кроме того, это возмущение должно иметь
бухтообразную форму, что не наблюдается в действительно­
сти (рис. 49).
Анализ формы и амплитуды тунгусского магнитного воз­
мущения и сравнение его с возмущением от ядерных взрывов
(форма, амплитуда, длительность, векторная диаграмма и др.)
показывают, что магнитное возмущение при тунгусском взры­
ве, вероятнее всего, является следствием взрыва космического
тела. Как отмечалось, при взрыве на высоте ниже 15—20 км
образование потока вторичных электронов в верхних слоях
атмосферы, а следовательно, и образование магнитного возму­
щения обусловлены потоком нейтронов и гамма-квантов.
Таким образом, из сказанного можно сделать вывод: если
тунгусское магнитное возмущение является следствием взрыва
космического тела, то тунгусский взрыв сопровождался обра­
зованием высокотемпературной плазмы, потоком нейтронов и
гамма-излучения, т. е. тунгусский взрыв произошел с сопро­
вождением ядерных реакций.
Основные выводы данной работы были сделаны -еще в 1960 г.
и опубликованы в журнальных статьях [64, 65]. Однако эти
выводы подвергались резкой критике со стороны отдельных
членов Комитета по метеоритам [88]. Вместе с тем анализ фак­
тических материалов, полученных и опубликованных Комите­
том по метеоритам [84, 87, 88, 98] и Томской группой [89, 99],
подтвердил основные выводы, полученные по нашим данным
[64, 65]. Более того, результаты обработки карты поваленного
леса [84] ставят еще большие ограничения, еще более узкие
рамки на пределы возможного изменения параметров тунгус­
ского взрыва и космического тела по сравнению с ограничени­
ями, полученными ранее.
На основании обработки карты поваленного леса, карты
пожара, микробарограмм и магнитограмм, т. е. на основании
обработки огромного фактического материала, собранного за
длительное время большим коллективом исследователей, нами
дана оценка по порядку величины основных параметров кос­
мического тела и его взрыва:
1. Общая энергия взрыва Б в= (4 ± 2 ) • 1023 эрг.
2. Высота взрыва Н0= 5—7 км.
3. Световая энергия взрыва Ес» 1023 эрг.
4. Причина вывала леса — взрывная ударная волна.
5. Энергия баллистической волны космического тела, вы­
делившаяся над областью разрушений (К = 30 км) : Еб = (6 ±
±3) • 1020 эрг.
6. Траектория космического тела над областью разруше­
ний — с востока-юго-востока на запад-северо-запад (азимут
114± 1°).
7. Средняя конечная скорость космического тела над об­
ластью разрушений 1—2 км/сек.
8. Причина взрыва — внутренняя энергия взрывчатого
превращения.
9. Поперечные эффективные размеры космического тела
50—70 м в диаметре.
10. Концентрация энергии взрыва порядка 1017—1018 эрг/см3.
И. Протяженность взрыва космического тела вдоль траек­
тории 570—600 м.
12. Максимально возможная длина космического тела
550—600 м.
13. Взрыв космического тела подчиняется законам точеч­
ного взрыва с большой концентрацией энергии в малом объеме.
14. Взрыв космического тела сопровождался образованием
высокотемпературной плазмы с температурой порядка не­
скольких десятков миллионов градусов.
15. Тунгусский взрыв произошел с сопровождением ядерных реакций.
На основании проведенного анализа и обработки большого
фактического материала можно сделать вывод, что Тунгусское
космическое тело не могло быть кометой, не могло быть роем
частиц или облаком космической пыли, оно не могло быть
также и обычным железным, каменным или ледяным метеори­
том. Тунгусское космическое тело не могло взорваться за счет
кинетической энергии движущегося тела, оно взорвалось за
счет внутренней энергии самого тела с большой концентрацией
в малом объеме, которую не может обеспечить химический
взрыв обычных ВВ.
Интересно отметить, что тунгусский и ядерный взрывы име­
ют сходство по своим геофизическим последствиям:
1) сравнимую мощность взрыва;
2) сравнимое по характеру, амплитуде и продолжитель­
ности возмущение геомагнитного -поля (магнитограмма тунгус­
ского и ядерного взрывов имеет аналогичный вид);
3) сравнимый спектр инфразвуковых волн — микробаро­
граммы тунгусского и ядерного взрывов, записанные на рас­
стоянии около 6000 км от эпицентра, имеют одинаковый
характер и аналогичный вид;
4) сравнимые оптические явления, вызванные Тунгусской
катастрофой и ядерными взрывами в последующие дни после
взрыва (аномальное свечение атмосферы и др.).
Статистическая обработка карты поваленного леса с точки
зрения взаимодействия взрывной и баллистической волн по­
зволила достаточно точно оценить параметры баллистической
волны и самого космического тела (скорость, размеры и др.).
Особенно большое значение имеет определение скорости и раз­
меров космического тела, которые дали возможность однознач­
но ответить на многие спорные вопросы, что существенно су­
жает круг гипотез относительно Тунгусской катастрофы и дает
четкое направление дальнейших исследований тунгусской
проблемы. Результаты анализа карты поваленного леса отри­
192
13. Л. В. Золотов
З А К Л ЮЧ Е НИ Е
193
цают предположение о возможности взрыва космического тела
за счет кинетической энергии. Поэтому дальнейшее исследова­
ние тунгусской проблемы необходимо проводить с точки зре­
ния взрыва космического тела за счет его внутренней энергии.
Статистическая обработка карты поваленного леса разде­
лена автором книги на три этапа:
1) анализ действия взрывной волны, которая произвела в
общем радиальный вывал леса,— эффект 1-го порядка;
2) анализ взаимодействия взрывной и баллистической волн,
з результате которого произошло нарушение цилиндрической
симметрии формы и радиальности вывала леса,— эффект 2-го
порядка;
3) анализ взаимодейстия взрывной волны с первой и второй
зонами сжатия баллистической волны и оценка их соотноше­
ния между собой, т. е. оценка интенсивности первой и второй
волн уплотнения баллистической волны,— эффект 3-го поряд­
ка. Поскольку соотношение интенсивностей первой и вторич­
ных волн уплотнения баллистической волны зависит от формы
движущегося тела (шар, цилиндр я др.), то по результатам
этого анализа имеется возможность определить форму Тун­
гусского космического тела.
Отметим, что точность существующей карты поваленного
леса (рис. 1) достаточна только для анализа эффектов первого
и второго порядков. Для анализа эффекта третьего порядка
существующая карта недостаточно точна. Кроме того, стати­
стическая совокупность поваленных деревьев как векторов для
анализа эффекта третьего порядка по существующей карте
оказалась непредставительной, так как съемка карты произ­
ведена неравномерно по площади, и некоторые важные для
анализа места на ней не обследованы. Для проведения даль­
нейшего изучения тунгусской проблемы и уточнения парамет­
ров космического тела необходима крупномасштабная аэро­
фотосъемка или более полная и более точная теодолитная
наземная съемка области поваленного леса в районе Тунгус­
ской катастрофы 1908 г.
По мнению автора, сейчас можно сказать, что два основных
вопроса тунгусской проблемы уже решены. Это вопрос о при­
чине взрыва космического тела — за счет кинетической или
внутренней энергии самого тела и вопрос о характере тунгус­
ского взрыва — химический или ядерный. Тунгусский взрыв
произошел за счет внутренней энергии космического тела с
сопровождением ядерных реакций.
Остается неизвестной природа космического тела — естест­
венное происхождение тела или искусственное. В решении
этого вопроса поможет изучение типа возможных ядерных
реакций, сопровождавших взрыв космического тела, анализ
более детальной и более точной крупномасштабной карты
194
поваленного леса для изучения эффекта третьего порядка
(взаимодействия первой и второй зон сжатия баллистической
волны) с целью определения формы космического тела, а так­
же исследование природы и механизма аномального свечения
атмосферы после полета и взрыва космического тела.
На основании предварительного анализа фактического ма­
териала и сравнения с экспериментальными данными по ядерным взрывам можно полагать, что аномальное свечение ат­
мосферы после полета Тунгусского космического тела имеет
ту же природу, что и свечение атмосферы после высотных
ядерных взрывов. Однако выяснение этого вопроса требует
дальнейшего иоследов а ния.
В заключение можно сказать, что полет и взрыв Тунгусско­
го космического тела представляет собой необычное, а воз­
можно, новое, еще неизвестное человеку явление природы..
Пока это уникальное явление природы до конца еще не изу­
чено. Однако при современном уровне науки и техники в бли­
жайшие годы тунгусская проблема может быть полностью
решена.
13*
Л ИТЕРАТУРА
1. К У л и к Л . А . З а т е р я н н ы й Ф и л и м о н о в с к и й м е т е о р и т 1908 г. « М н р о в е д е н и е » , 19 2 1 , т. 10, № 1.
2. К у л и к Л . А .
П ои ски за т ер я н н о го
Ф и л и м он овск ого м етеор и та
1908 г. « М и р о в е д е н и е » , 19 2 2 , т . 11, № 1.
3. К у л и к Л . А . О т ч е т м е т е о р и т н о й э к с п е д и ц и и о р а б о т а х , п р о и з в е ­
д е н н ы х с 19 м а я 1921 г. п о 2 9 н о я б р я 1922 г. « И з в е с т и я Р о с с и й с к о й А к а д е ­
м и и н а у к » , 19 2 2 , т. 16, с е р и я 6.
4. О б р у ч е в С . В . О м е с т е п а д е н и я б о л ь ш о г о Х а т а н г с к о г о м е т е о р и ­
т а 1 9 0 8 г. « М и р о в е д е н и е » , 1 9 2 5 , т. 14, № 1.
5. В о з н е с е н с к и й А . В , П а д е н и е м е т е о р и т а 3 0 и ю н я 1908 г. в
в е р х о в ь я х р . Х а т а н г и . « М и р о в е д е н и е » , 1 9 2 5 , т. 14, № 1.
6. К у л и к Л . А . М е т е о р и т ы 3 0 и ю н я 1 9 0 8 г. и п е р е с е ч е н и е З е м л е й
о р б и т ы к о м е т ы П о н с -В и н н е к е . « Д о к л а д ы А Н С С С Р » , 1 9 2 6 , с е р и я А .
7. К у л и к Л . А . К в о п р о с у о с в я з и м е т е о р и т а с к о м е т а м и . « М и р о ­
в е д е н и е » , 1 9 2 6 , т. 15, № 2.
8. А п о с т о л о в Л . Е щ е о с в е т л о й н о ч и 3 0 и ю н я 1 9 0 8 г. « М и р о в е ­
д е н и е » , 1 9 2 6 , т. 15, № 3.
9 . С у с л о в И . М . К р о з ы с к у б о л ь ш о г о м е т е о р и т а 1908 г. « М и р о в е ­
д е н и е » , .1 9 2 7 , т. 16, №
1.
10. К у л и к Л . А . З а Т у н г у с с к и м д и в о м . К р а с н о я р с к , 1927,
11. К у л и к Л . А . К и с т о р и и б о л и д а 3 0 /'\П 1 9 08 г. Д А Н С С С Р , 1 9 2 7 ,
сер и я А , № 23.
12. К у л и к Л . А . К в о п р о с у о м е с т е п а д е н и я Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а
1908 г. Д А Н С С С Р , 19 2 7 , с е р и я А , № 2 3 .
13. К у л и к Л . А . Р е з у л ь т а т ы э к с п е д и ц и и з а Т у н г у с с к и м м е т е о р и т о м
в 192 7 г. « М и р о в е д е н и е » , 1 9 2 8 , т. 17, № 3.
14. XV Ы р р 1 е Р . I. XV. (^ и а Н . Л. К . М е1. 5 о с ., 1 9 3 0 , V. 5 6 , № 2 3 6 .
15. К у л и к Л . А . П р е д в а р и т е л ь н ы е и т о г и м е т е о р и т н ы х э к с п е д и ц и й
1 9 2 1 — 1931
гг. В
к н.:
Т руды
Л ом оносовск ого
и нсти тута А Н С С С Р ,
вы п. 2 , 1932.
16. В е р н а д с к и й В . И . О б и з у ч е н и и к о с м и ч е с к о й п ы л и . « М и р о в е ­
д е н и е » , 1 9 3 2 , т. 2 1 , № 5.
17. К У л и к Л . А . К 2 5 -л е т и ю Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а . « М и р о в е д е н и е » ,
1933, т. 2 2 , № 2.
18. А с т а п о в и ч И . С . Н о в ы е м а т е р и а л ы п о п о л е т у б о л ь ш о г о м е т е о ­
р и т а 30/Х Л 1 9 0 8 г. в Ц е н т р а л ь н о й С и б и р и . « А с т р о н о м и ч е с к и й ж у р н а л » , 1 9 3 3 ,
т. 10, вы п . 4.
19. XV К 1 р р 1 е Р . 1. XV. Л ои гп. Р . М е р З о е ., 1 9 3 4 , V. 6 0 , № 2 5 7 .
20. А с т а п о в и ч И . С. Н ов ы е и с с л е д о в а н и я п а д е н и я б о л ь ш о го С и ­
б и р с к о г о м е т е о р и т а 3 0 /У 1 1 9 0 8 г. « П р и р о д а » , 1 9 3 5 , № 9.
196
21. К у л и к Л. А. Данные по Тунгусскому метеориту к 1939 г ДАН
СССР, 1939, т. 22, № 8.
22. К у л и к Л. А. Метеоритная экспедиция на Подкаменную Тунгуску
в 1939 г. ДАН СССР, 1940, т. 28, № 7.
23. В е р н а д с к и й В. И. О необходимости организованной научной
работы по космической пыли. «Проблемы Арктики», 1941, № 5.
24. Н а у м е н к о Т. Н. Наблюдение полета Тунгусского метеорита.
Сб.: «Метеоритика», вып. 2, 1941.
25. Б р ю х а н о в Д. Ф. Гром и ураган в Кежме (на Ангаре) 30 июня
1908 г. Сб.: «Метеоритика», вып. 2, 1941.
26. К о к о р и н а Т. А. Воздушная волна 30 июня 1908 г. на Ангаре.
Сб.: «Метеоритика», вып. 2, 1941.
27. К а н ш и н П. Т. Громовые звуки 30 июня 1908 г. в Кузнецком
Алатау. Сб.: «Метеоритика», вып. 2, 1941.
28. Р о с с и и В. П. Белая ночь в Наровчате 30 июня 1908 г. Сб.: «Ме­
теоритика», вып. 2, 1941.
29. Ш е н р о к А. М. Заря 17 (30) июня 1908 г. «Ежемесячный бюлле­
тень Николаевской главной физической обсерватории», 1908, № 6.
30. С в я т с к и й Д. О. Необычная заря в ночь с 17 на 18 июня (ста­
рый ст.) в г. Тамбове. «Астрономическое обозрение», 1908, № 6.
31. П о л к а н о в А. А. О явлениях, сопровождавших падение Тунгус­
ского метеорита. Сб.: «Метеоритика», вып. 3, 1946.
32. К а з а н ц е в А. П. Взрыв. «Вокруг света», 1946, № 1.
33. С т а н ю к о в и ч К. П., Ф е д ы н с к и й В. В. О разрушительном
действии метеоритных ударов. ДАН СССР, 1947, т. 57, № 2.
34. Ц р а в е р т П. Л. Бурелом и ожог леса в бассейне р. Кети. Сб.:
«Метеоритика», вып. 4, 1948.
35. А с т а п о в и ч И. С. Землетрясение 30/У1 1908 г. в Енисейской
тайге в связи с падением Тунгусского метеорита. «Природа», 1948, № 1 .
36. А с т а п о в и ч И. С. Впечатления первых европейцев о буреломе
Тунгусского метеорита. «Природа», 1948, № 5.
37. Ф е с е н к о в В. Г. Помутнение атмосферы, произведенное паде­
нием Тунгусского метеорита 30 июня 1908 г. Сб.: «Метеоритика», вып 6,
1949.
38. К р и н о в Е. Л. Тунгусский метеорит. М., Изд-во АН СССР, 1949.
39. А с т а п о в и ч И. С. Большой Тунгусский метеорит. «Природа»,
1951, № 2.
40. Л я п у н о в Б. Из глубины Вселенной. «Знание—сила», 1950, № 10.
41. К а з а н ц е в А. П. Гость из Космоса. «Техника—молодежи»,
1951, № 3.
42. О б р у ч е в С. В. Еще о месте падения Тунгусского метеорита.
«Природа», 1951, № 12.
43. Ф л о р е н с к и й К- П. Некоторые впечатления о современном со­
стоянии района падения Тунгусского метеорита 1908 г. Сб.: «Метеоритика»,
вып. 12, 1953.
44. Л е в и н Б. Ю. К вопросу о скорости и орбите Тунгусского метео­
рита. Сб.: «Метеоритика», вып. 11, 1954.
45. С ы т и н с к а я Н. Н. К вопросу о траектории Тунгусского метеори­
та. Сб.: «Метеоритика», вып. 13, 1955.
46. К р и н о в Е. Л. Основы метеоритики. М., Гостехтеориздат, 1955.
47. Я в н е л ь А. А. Метеоритное вещество с места падения Тунгусско­
го метеорита. «Астрономический журнал», 1957, т. 34, № 5.
48. К р и н о в Е. Л. Метеориты. М., Госфизматиздат, 1958.
49. К а з а н ц е в А. П. Гость из Космоса. М., Географгиз, 1958.
50. С т а н ю к о в и ч К. П., Г о л и ц ы н Г. С. «Природа», 1958, № 12.
51. Ф л о р е н с к и й К. П. Поиски продолжаются (новая экспедиция
к месту падения Тунгусского метеорита). «Знание—сила», 1959, № 4.
52. З и г е л ь Ф. Ю. Неразгаданная тайна. «Знание—сила», 1959, № 6.
197
5 3 . К р и н о в Е . Л . О Т у н г у с с к о м м е т е о р и т е . « П р и р о д а » , 1 9 5 9 , № 11.
5 4. Ф е с е н к о в В . Г. О в о з д у ш н о й в о л н е , п р о и з в е д е н н о й п а д е н и е м
Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а 1 9 0 8 г. С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п . 17, 1959.
5 5. К р и н о в Е . Л .
И тоги и зуч ен и я п а ден и я Т у н г у сск о го м етео р и та .
С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 18, 1960.
56. С т а н ю к о в и ч К . П . О б эф ф ек т а х п аден и я бол ьш их м етеор и тов.
С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 18, 1960.
5 7. В р о н с к и й Б . И .
Т ай н а Т ун гусск ой к атастроф ы .
«П рирода»,
1960, № 3.
5 8 . К Р и н о в Е . Л . Г д е ж е Т у н г у с с к и й м е т е о р и т ? « П р и р о д а » , 1960,
№ 5.
5 9. Ф л о р е н с к и й К . П . и д р . П р е д в а р и т е л ь н ы е р е з у л ь т а т ы р а б о т
Т унгусской
м етеор и тн ой эк сп ед и ц и и
1 9 5 8 г. С б .:
«М етеори ти к а»,
вы п.
19, 1960.
6 0 . К р и н о в Е . Л . М е т е о р и т ы . В кн.: А с т р о н о м и я в С С С Р з а 4 0 л ет.
М .. Ф и з м а т г и з , 1960.
6 1 . П л е х а н о в Г. Ф . О г е о м а г н и т н о м э ф ф е к т е в зр ы в а Т у н г у с с к о г о
м е т е о р и т а . « И з в е с т и я в у з о в » , Ф и зи к а , 19 6 0 , № 2.
6 2 . Ф е с е н к о в В. Г. , К р и н о в Е . Л . Н о ц о е о Т у н г у с с к о м м е т е о р и ­
т е. « В е с т н и к А Н С С С Р » , 1 9 6 0 , № 12.
6 3. Е м е л ь я н о в Ю . М . О б а н о м а л ь н о м р о с т е д р е в е с н о й р а с т и т е л ь ­
н ости
в районе
падения
Т ун гусск ого
м етеорита.
Д А Н СССР,
1960,
т. 135, № 5.
6 4 . З о л о т о в А . В . Н о в ы е д а н н ы е о Т у н г у с с к о й к а т а с т р о ф е 1 9 0 8 г.
Д А Н С С С Р , 19 6 1 , № 1.
65. З о л о т о в А . В .
Н ек оторы е данн ы е
по и сследован ию обр азц ов
п оч вы
и растен ий
в р ай он е Т ун гусск ой катастроф ы .
Д А Н СССР,
1961,
т. 140, № 1.
6 6 . Ф е с е н к о в В . Г. О п р и р о д е Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а . С б .: « М е т е о ­
р и т и к а » , вы п. 2 0 , 1961.
6 7 . К и р о в а О . А . О м и н е р а л о г и ч е с к о м и зу ч е н и и п р о б п о ч в и з р а й о н а
п а д е н и я Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а , с о б р а н н ы х э к с п е д и ц и е й 1958 г. С б .: « М е т е о ­
р и т и к а » , вы п . 2 0 , 1961.
6 8 . 3 о т к и н И . Т. О б а н о м а л ь н ы х о п т и ч е с к и х я в л е н и я х в а т м о с ф е р е ,
с в я з а н н ы х с п а д е н и е м Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а . С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 2 0 ,
1961.
6 9 . С т а н ю к о в и ч К. П. , Ш а л и м о в В . П . О д в и ж е н и и м е т е о р и т ­
н ы х т ел в а т м о с ф е р е З е м л и . С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 2 0 , 1961.
70. Б р о н ш т э н В . А . К в о п р о с у о д в и ж е н и и в а т м о с ф е р е Т у н г у с ­
с к о г о м е т е о р и т а . С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 2 0 , 1961.
71. Н и к у л и н М . А . П р и б л и ж ен н а я оц ен к а п ар ам етр ов Т у н гусск ого
м е т е о р и т а 1908 г. п о к а р т и н е р а з р у ш е н и й л е с н о г о м а с с и в а . С б .: « М е т е о р и ­
т и к а » , вы п. 2 0 , 1961.
7 2 . П о к р о в с к и й Г. И . О в о з м о ж н ы х м е х а н и ч е с к и х я в л е н и я х п ри
д в и ж е н и и м е т е о р н ы х т е л . С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 2 0 , 1961.
7 3 . Ф е с е н к о в В . Г.
О к ом етн ой п р и р о д е Т у н гу сск о го м етеор и та.
« А с т р о н о м и ч е с к и й ж у р н а л » , 1 9 6 1 , т. 3 8 , № 4.
7 4 . Ф е с е н к о в В . Г. О п р и р о д е к о м е т и у с л о в и я х п а д е н и я и х н а
З е м л ю . С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 2 1 , 1961.
7 5 . И д л и с М . Г. и К а р я г и н а 3 . В . О к о м е т н о й п р и р о д е Т у н г у с ­
с к о г о м е т е о р и т а . С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п. 2 1 , 1961.
7 6 . И в а н о в К . Г . О б э н е р г и и в зр ы в а Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а . С б.:
« М е т е о р и т и к а » , вы п . 2 1 , 1961.
7 7 . И в а н о в К . Г. Г е о м а г н и т н ы е я в л е н и я , н а б л ю д а в ш и е с я н а И р к у т ­
ск о й м а г н и т н о й о б с е р в а т о р и и в с л е д з а в зр ы в о м Т у н г у с с к о г о м е т е о р и т а . С б .:
« М е т е о р и т и к а » , вы п . 2 1 , 1961.
78. О б а ш е в С. О . О геом агн и тн ом эф ф ек те Т у н гусск ого м етеор и та.
С б .: « М е т е о р и т и к а » , вы п . 2 1 , 1961.
198
79. П л е х а н о в Г, Ф. О влиянии взрыва Тунгусского метеорита на
геомагнитное поле. «Геология и геофизика», 1961, № 6.
80. С т а н ю к о в и ч К. П., Б р о н ш т э н В. А. О скорости и энергии
Тунгусского метеорита. ДАН СССР, 1961, т. 140, № 3.
81. И в а н о в К. Г. О причине последующих изменений поля в гео­
магнитном эффекте Тунгусского метеорита. «Геомагнетизм и аэрономия»,
1961, т. 1, № 4.
82. И в а н о в К. Г. Геомагнитные эффекты взрывов в нижней атмо­
сфере. «Геомагнетизм и аэрономия», 1962, т. 2, № 1.
83. Ф е с е н к о в В. Г. Не метеорит, а комета. «Природа», 1962, № 8.
84. Ф л о р е н с к и й К. П., 3 о т к и н И. Т. Новые поиски — новые
результаты. «Природа», 1962, № 8.
85. П ь я в ч е н к о Н. И. Кратера не было. «Природа», 1962, № 8.
86. П л е х а н о в Г. Ф. и др. Некоторые итоги изучения проблемы
Тунгусского метеорита. «Геология и геофизика», 1963, № 1.
87. Ф л о р е н с к и й К. П. Проблема космической пыли и современ­
ное состояние изучения Тунгусского метеорита. «Геохимия», 1963, Л"» 3.
88. Ф л о р е н с к и й К. П. Предварительные результаты Тунгусской
метеоритной комплексной
экспедиции 1961 г.
Сб.: «Метеоритика»,
вып. 23, 1963.
89. «Проблема Тунгусского метеорита». Труды Томского отделения
Географического общества СССР, т. 5. Изд-во Томского университета, 1963.
90. И в а н о в К. Г. О высоте взрыва Тунгусского метеорита. «Астро­
номический журнал», 1963, т. 40, № 2.
91. В р о н с к и й Б. И. Краткий обзор исследовании внеземной пыли.
Сб.: «Метеоритика», вып. 24, 1964.
92. Ф е с е н к о в В. Г. К вопросу о природе комет. Сб.: «Метеоритика»,
вып. 24, 1964.
93. Б р о н ш т э н В. А. Проблемы движения крупных метеоритов. Сб.:
«Метеоритика», вып. 24, 1964.
94. Б о я р к и н а А. П. и др. Изучение ударной волны Тунгусского
метеорита по вызванным ею разрушениям леса. Сб.: «Метеоритика»,
вып. 24, 1964.
95. 3 е н к и н Г. М., И л ь и н А. Г. О лучевом ожоге деревьев в районе
взрыва Тунгусского метеорита. Сб.: «Метеоритика», вып. 24, 1964.
96. И в а н о в К. Г. Геомагнитный эффект Тунгусского падения. Сб.:
«Метеоритика», вып. 24, 1964.
97. Н е к р а с о в В. И., Е м е л ь я н о в Ю. М. Изучение роста леса в
связи с проблемой Тунгусского метеорита. Сб.: «Метеоритика», вып. 24, 1964.
98. Б е р е ж н о й В. Г., Д р а п к и н а Г. И. Изучение аномального при­
роста леса в районе падения Тунгусского метеорита. Сб.: «Метеоритика»,
вып. 24, 1964.
99. П л е х а н о в Г. Ф. Некоторые итоги работы Комплексной самодея­
тельной экспедиции по изучению проблемы Тунгусского метеорита. Сб.: «Ме­
теоритика», вып. 24, 1964.
100. Ф е с е н к о в В. Г. Об аномальных световых явлениях, связанных
с падением Тунгусского метеорита. Сб.: «Метеоритика», вып. 24, 1964.
101. А с т а п о в и ч И. С. Метеорные явления в атмосфере Земли. М.,
Физматгиз, 1958.
102. Щ и г о л е в Б. М. Математическая обработка наблюдений. М.,
Физматгиз, 1962.
103. Л о г а ч е в А. А. Курс магниторазведки. М., Госгеолтехиздат, 1955.
104. К о р о б е й н и к о в В. П. и др. Теория точечного взрыва. М., Физ­
матгиз, 1961.
105. М а с л о в Е. В. К вопросу о высоте и мощности взрыва Тунгусско­
го метеорита. Проблема Тунгусского метеорита. В кн.: Труды Томского отде­
ления Географического общества СССР, т. 5. Изд. Томского университета,
1963.
199
106. Г в о з д е в М. и Я к о в к и н В. Атомное оружие и противоатомная
защита. М., Изд-во ДОСААФ, 1958.
107. «Действие ядерного оружия». (Перевод с английского). М., Воениздат, 1960.
108. Я к о в л е в Ю. С. Гидродинамика взрыва. М„ Судпромгиз, 1961.
109. Г л у ш к о А. П. и др. Атомное оружие и противоатомная защита.
М., Военгиз, 1958.
ПО. Ч е р н ы й Г. Г. Течения газа с большой сверхзвуковой скоростью.
М., Физматгиз, 1959.
111. С т а н ю к о в и ч К- П. Физика взрыва. М., Физматгиз, 1959.
112. К о м п а и е е ц А. С. Точечный взрыв в неоднородной атмосфере.
ДАН СССР, 1960, т. 130, № 5.
113. Б р е х о в с к и х Л. М. Волны в слоистых средах. М., Изд-во АН
СССР, 1957.
114. Л а н д а у Л. Д. и Л и ф ш и ц Е. М. Механика сплошных сред. М.,
Гостехтеориздат, 1954.
115. С т а н ю к о в и ч К. П. Система воздушных ударных волн при поле­
те и взрыве метеоритов. Сб.: «Метеоритика», вып. 14, 1956.
116. Г н е д е н к о Б. В. Курс теории вероятностей. М„ Гостехтеориздат,
1950.
117. Д е м и н Ц. В. О среднем квадратическом отклонении азимутов по­
валенных деревьев как параметре вывала. В кн.: Проблема Тунгусского ме­
теорита. Труды Томского отделения Географического общества СССР, т. 5.
Изд-во Томского университета, 1963.
118. С а д о в с к и й М. А. Опытные исследования механического дей­
ствия ударной волны взрыва. В кн.: Труды Сейсмологического института,
№ 116. М„ Изд-во АН СССР, 1945.
119. «Метеорология и атомная анергия». (Перевод с английского). М.,
ИЛ, 1959.
120. И в а н о в А. И., Р ы б к и н Г. И. Поражающее действие ядерного
взрыва. М., Воениздат, 1960.
121. Д ж е л е п о в Б. С., П е к е р Л. К. Схемы распада радиоактивных
ядер. М., Изд-во АН СССР, 1958.
122. «Советские ученые об опасности испытания ядерного оружия». М.,
Атомиздат, 1959.
123. «Радиоактивная опасность». (Перевод с английского). М., Атом­
издат, 1958.
124. Ф е с е н к о в В. Г. Разгадывая тайны планет. «Правда» от 23 ок­
тября 1960 г.
125. Е м е л ь я н о в Ю. М. Радиофотографическое исследование срезов
деревьев из района падения Тунгусского метеорита. В кн.: Проблема Тун­
гусского метеорита. Труды Томского отделения Географического общества
СССР, т. 5. Изд-во Томского университета, 1963.
126. К и р и ч е н к о Л. В., Г р е ч у ш к и н а М . П. О радиоактивности
почвы и растений в районе падения Тунгусского метеорита. В кн.: Проблема
Тунгусского метеорита. Труды Томского отделения Географического обще­
ства СССР, т. 5. Изд-во Томского университета, 1963.
127. С и б о р г Г. и др. Таблица изотопов. М., ИЛ, 1956.
128. Н е к р а с о в В. И., Е м е л ь я н о в Ю. М. Повлияла ли Тунгусская
катастрофа на рост леса. «Природа», 1962, № 2.
129. Н е к р а с о в В. И., Е м е л ь я н о в Ю. М. Особенности роста дре­
весной растительности в районе падения Тунгусского метеорита. В кн.: Про­
блема Тунгусского метеорита. Труды Томского отделения Географического
общества СССР, т. 5. Изд-во Томского университета, 1963.
130. К о л е с н и к о в В. И. Аномальное возобновление древесной расти­
тельности в районе Тунгусской катастрофы. В кн.: Проблема Тунгусского
метеорита. Труды Томского отделения Географического общества СССР,
т. 5. Изд-во Томского университета, 1963.
200
131. Б е р е ж н о й В. Г., Д р а п к и н а Г. И. Изучение аномального при­
роста леса в районе падения Тунгусского метеорита. Сб.: «Метеоритика»,
вып. 24, 1964.
132. А н у ч и н И. П. Лесная таксация. Гослесбумиздат, 1952.
133. З е з ю л и н с к и й В. М. Радиоактивные изотопы на службе сель­
скому хозяйству. «Атомная энергия», 1960, т. 9, вып. 3.
134. Б е р е з и н а И. М. Применение ионизирующих излучений для по­
вышения урожайности сельскохозяйственных культур. «Атомная энергия»,
1960, т. 9, вып. 5.
135. Тунгусский метеорит. БСЭ, т. 43, стр. 393.
136. З о т к и н И. Т., Ф л о р е н с к и й К. П. Встреча с кометой. «Зна­
ние—сила», 1962, № 5.
137. Г о р е л и к С. Г. Колебания и волны. Гостехтеориздат, 1950.
138. Г у р е в и ч М. С. Спектры радиосигналов. Связьиздат, 1963.
139. Г о л о в и н И. Я- Звукометрия, 1938.
140. К р а с и л ь н и к о в В. А. Звуковые и ультразвуковые волны. М.,
Физматгиз, 1960.
141. П а с е ч н и к И. П. Наука доказала: ядерные взрывы можно обна­
ружить, где бы они ни производились. «Природа», 1962, № 7.
142. Г у т е н б е р г Б. Строение Земли. М.—Л., ОНТИ, 1934.
143. З с о г е г Р. 5. Ргос. РАЗ., 201, 1950.
144. К о в а л е в с к и й А. Ф. Магнитный эффект взрыва Тунгусского
метеорита. В кн.: Проблема Тунгусского метеорита. Труды Томского отде­
ления Географического общества СССР, т. 5. Изд-во Томского университета,
1963.
145. Ж у р а в л е в В. К. К вопросу об интерпретации геомагнитного
эффекта 1908 г. В кн.: Проблема Тунгусского метеорита. Труды Томского
отделения Географического общества СССР, т. 5. Изд-во Томского универ­
ситета, 1963.
146. «Физическая газодинамика». Сб. статей под редакцией А. С. Предводителева. Изд-во АН СССР, 1959.
147. М а р т ы н о в А . К- Экспериментальная аэродинамика. М., Оборонгиз, 1958.
148. М и х н е в и ч В. В. и Х в о с т и к о в И. А. Изучение высоких слоев
атмосферы. «Известия АН СССР», серия геофизическая, 1957, № 11.
149. К а п ц о в Н. А. Электроника. М., Гостехтеориздат, 1953.
150. Я н о в с к и й Б. М. Земной магнетизм. М., Гостехтеориздат, 1953.
151. А л ь п е р т Я. Л. Высотные атомные взрывы. «Природа», 1962, № 8.
152. N 1 зЬ А. О. Мс. 3. ОеорЬуз. Рез., V. 64, № 9, 1959.
153. М а 1 з и з Ы 1 а С . Т ОеорЬуз. Рез., V . 64, № 12, 1959.
154. М а з о п Р. О., V 1 1 о и з е к М. 3. Иа1иге, V. 184, № 4688, 1959.
155. М а е 6 а И. 3. ОеорЬуз. Рез., V. 64, № 7, 1959.
156. Л е й п у н с к и й О. И. Гамма-излучение атомного взрыва. М.,
Атомиздат, 1959.
157. М а е З а Н„ О п й о Ь Т. №1иге, V. 188, № 4755, 1960.
158. П и к е л ь н е р С. Б. Основы космической электродинамики. Физ­
матгиз, 1961.
159. Сб.: Магнитная гидродинамика. М., Атомиздат, 1958.
160. П о л о в и н Р. В. Об истечении плазмы в вакуум при наличии маг­
нитного поля. ЖЭТФ, 1960, т. 39, № 3.
161. Л е й п у н с к и й О. И. О возможном магнитном эффекте при вы­
сотных взрывах атомных бомб. ЖЭТФ, 1960, т. 38, вып. 1.
162. Ь. 1 а Р а г . Рори1аг. А$1гопош1е, V. 56, 1948.
163. А х и е з е р А. И., Ф а й н б е р г Я. Б. О высокочастотных колеба164. Э н г е л ь А. Ионизованные газы. М., Физматгиз, 1959.
ниях электронной плазмы. ЖЭТФ, 1951, т. 21, вып. 11.
165. С и т ш а с к С. И., К 1 п ^ О- А. №1иге, 1959, V. 184, № 4688.
201
166. Б о ч к а р е в В. и др. Изменение активности источников бета- и
гамма-излучений. М., Изд-во АН СССР, 1953.
167. Ф е р м и Э. Ядерная физика. М., ИЛ, 1951.
168. «Экспериментальная ядерная физика», т. 1 и 2. Сб. статей под ред.
Э. Сегре. М., ИЛ, 1955.
169. А л ь п е р т Я- Л. и др. Искусственные спутники в разреженной
плазме. М. «Наука», 1964.
170. А с т а п о в и ч И. С. «Астрономический журнал», 1939, т. 16, № 6.
171. IV Ь 1 р р 1 е Р. I. Ж Ме1еого1. Мৄ 1934, V. 69, 145.
172. С о л я н и к В. Метеорит и электрическое поле. «Юный техник»,
1959, № 3.
173. С о ш а п С., А 11 и г 1 С. К. апй В 1 Ъ Ь у №. Г. Иа1иге, 1965, V. 206,
№ 4987.
174. В л а с о в Н. А. Антивещество. М., Атомиздат, 1966.
175. В и н о г р а д о в А. П. и др. Концентрация С14 в атмосфере во вре­
мя Тунгусской катастрофы и антивещество. ДАН СССР, 1966, т. 168, № 4.
176. К о н с т а н т и н о в Б. П., К о ч а р о в Г. Е. Астрофизические явле­
ния и радиоуглерод. ДАН СССР, 1965, т. 165, № 1.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . . . . . . .
Ърш & Л н й е ..........................................................................................................5
Глава
§
§
§
§
§
Глава
I.
1.
2.
3.
4.
5.
История вопроса и постановка з а д а ч и .......................... И
Первые впечатления................................................................... 11
Начало научных исследований...............................................23
Гипотеза о кратерообразующем метеорите.........................26
Гипотеза о ядре ледяной к о м е т ы ........................................ 29
Новая постановка з а д а ч и ..................................................... 38
II. Оценка параметров тунгусского явления..........................42
§ 6.
§ 7.
§ 8.
§ 9.
§ 10.
§ 11.
§
§
§
§
§
§
§
§
3
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Особенности разрушений в районе Тунгусскойкатастрофы
Причины вывала леса (взрыв или баллистическаяволна?)
Общая энергия в з р ы в а ............................................................52
Оценка верхнего значения энергиибаллистической волны
О возможной структуре и плотности Тунгусского косми­
ческого т е л а .............................................................................58
О возможности «теплового» взрыва Тунгусского косми­
ческого т е л а ........................................................................... 67
Действие баллистической волны на вывал леса . . .
О траектории космического т е л а ........................................ 97
О высоте в з р ы в а ................................................................... 98
Скорость космического т е л а ...............................................101
Энергия баллистической в о л н ы .......................................110
Размеры космического т е л а ..............................................110
Протяженность взрыва космического тела
. . ..112
Причины взрыва Тунгусского космического тела . . 1 1 6
42
44
55
74
Г л а в а III. Характер тунгусского взрыва 1908 г................................117
§ 20. Наименьшее значение концентрации энергии взрыва кос­
мического т е л а ..............................................................
.117
§ 21. Исследование радиоактивности образцов тунгусских де­
ревьев
................................................................................................ 118
§ 22. Возможные причины аномально бурного роста раститель­
ности в районе Тунгусской катастрофы 1908 г. .
.127
§ 23. Оценка световой энергии тунгусского взрыва
. .138
§ 24. Концентрация энергии при взрыве Тунгусского космиче­
ского т е л а ................................................................................. 147
§ 25. О магнитном эффекте тунгусскоговзрыва
.
. .
.155
З а к л ю ч е н и е ..................................................................................................192
Л и т е р а т у р а .............................................................................................. 196
З о л о т о в А . В.
3-81
Проблема Тунгусской катастрофы 1908 г. Минск,
«Наука и техника», 1969.
204 с. с илл. 4900 экз. 94 к.
Книга посвящена изучению Тунгусской проблемы 1908 г. Автор
выдвигает точку зрения, которая основана на предположении о том,
что взрыв Тунгусского космического тела и все разруш ения в тайге
произошли за счет внутренней энергии самого тела — химической или
ядерной. — Библиогр.: с. 196—202 (176 назв.).
2 - 6-1
526
128-69
ЗОЛОТОВ АЛЕКСЕИ ВАСИЛЬЕВИЧ
ПРОБЛЕМА
ТУНГУССКОЙ КАТАСТРОФЫ 1908 г.
И здательство «Наука и техника»
Минск, Ленинский проспект, 68
Редактор Е . А. Пресмаи
Обложка Б. Сусленкова
Художественный редактор Н . И . Ееменова
Технический редактор А. М. Атлас
Корректор И. Альперович
АТ 02174. Сдано в набор 25/1У-69 г. Подписано к печати 7/УП-69 г.
Формат 60х90'/)б. Бум ага тип. № 1. Печ. л. 12,75. Уч.-изд. л. 12,6. Изд.
зак. 941. Тип. зак. 363. Тираж 4900 экз. Цена 94 к.
Типография имени Франциска (Георгия) Скорины издательства «Наука
и техника» АН БССР и Госкомитета СМ БССР по печати. Минск,
Ленинский проспект, 68