К 100-летию Тунгусской катастрофы
Взрыв ядра кометы
Е. М. КОЛЕСНИКОВ, кандидат технических наук
Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова
В торфе из района Тунгусского взрыва 1908 г. на глубине катастрофно-го слоя обнаружены/ аномалии в изотопном составе элементов С, Н и Ы, а также присутствие "мертвого" углерода, свидетельствующие о космическом происхождении Тунгусского тела. Эти эффектыI сопровождаются резким увеличением содержания иридия, других платиноидов, а также летучих элементов, что говорит о кометном источнике законсервированного в торфе вещества. Таким образом, впервые на Земле обнаружено присутствие кометного вещества, причем Тунгусская комета содержала очень мало пыли.
ПОИСКИ ВЕЩЕСТВА ЯДРА КОМЕТЫ
Взрыв Тунгусского космического тела (ТКТ) 30 июня 1908 г. вызвал гигантские разрушения в сибирской тайге. Его энергия в две тысячи раз превысила мощность взрыва атомной бомбы, сброшенной на
Хиросиму, и могла уничтожить мегаполис. По одной из гипотез, в атмосферу нашей планеты влетело кометное ядро, состоящее из конгломерата льдов летучих соединений Н, С, Ы, О и минеральной пыли. Но такие же элементы содержатся в почве и растениях, вот почему так трудно было обнаружить следы выпадения вещества ТКТ. При взрыве вода, С02, углеводороды, другие легкие соединения испарились и рассеялись на большой территории. Они могли лишь частично выпасть в эпицентре взрыва в виде
дождя, тяжелых органических соединений и пылевых частиц. По нашим данным, ТКТ содержало очень мало пыли (не более 0.11%) в отличие, например, от кометы Галлея, где пыль составляет около 40%. Это главная причина, из-за которой долго не удавалось найти вещество ТКТ в торфах, а тем более в почвах района катастрофы. Ко-метные пылевые частицы по химическому составу близки к углистым хондри-там, редкому типу метеоритов - остатков первичного вещества Солнечной системы. По данным АМС "Вега" и "Джотто", размер пылевых частиц кометы Галлея всего около 0.5 мкм (Земля и Вселенная, 1986, № 6).
В экспедициях АН СССР, работавших на месте Тунгусской катастрофы в 1961-1962 гг., были выделены из почв магнетито-вые шарики размером от десяти до сотен микрон. Они оказались обогащенными Ni и Со и, несомненно, имеют космическое происхождение. Однако не представляется возможным до-
2 Земля и Вселенная, № 3 © Колесников Е.М.
33
казать их связь с веществом ТКТ, поскольку они встречаются в почвах любых районов Земли. Это продукты разрушения метеоритов в атмосфере. Поэтому не имеет смысла искать вещество ТКТ в почве. Гораздо более продуктивными могут оказаться поиски в верховых торфяниках Sphagnum fuscum, распространенных в этом районе Сибири. Торфяники получают минеральное питание только с аэрозолями воздуха, поэтому они хорошие естественные концентраторы земной и космической пыли. Место Тунгусской катастрофы находится в зоне вечной мерзлоты, так что даже в середине жаркого лета мерзлота оттаивает лишь на глубину 40-45 см. Чтобы взять образцы торфа по всей глубине колонки, приходится вырубать ее топорами.
Вначале в одной из колонок торфа из эпицентра взрыва мы обнаружили резкое увеличение содержания некоторых химиче-
ских элементов. Чтобы доказать космическое происхождение этой аномалии, мы проанализировали изотопный состав свинца в слое, относящемся к 1908 г. Оказалось, что изотопный состав свинца в данном слое отличается от остальных слоев торфа, не испытавших воздействия взрыва, а также от почв, траппов и золы деревьев на месте катастрофы. К сожалению, точное место отбора этой уникальной колонки было потеряно, в других же колонках обогащение веществом ТКТ не обнаружили. Кроме того, большая трудоемкость анализа свинца заставила нас искать более удобные критерии.
ИЗОТОПНЫЕ АНОМАЛИИ В ТОРФЕ
Мы предложили фиксировать присутствие вещества ТКТ в торфе по изменению изотопного состава наиболее распространенных в кометах легких эле-
Е.М. Колесников вырубает пробы торфа в вечной мерзлоте в районе Тунгусской катастрофы. Июль 1999 г. Фото Романо Серра.
ментов, так как он отличается от изотопного состава тех же элементов в земных объектах. Можно выявить следы вещества ТКТ в торфе, отбирая колонки такой глубины, чтобы они заведомо включали ката-строфный слой мха. Далее колонку торфа разрезали на слои, очищали их от других растений и анализировали изотопный состав углерода, водорода и азота, то есть тех элементов, которые в изобилии представлены в кометах.
Как и ожидалось, в слоях некоторых колонок торфа из эпицентра взрыва обнаружились изотопные сдвиги у водорода и углерода. Дальнейшие исследования, проведенные совместно с сотрудниками Лейпцигского университета (ФРГ), позволили определить места, обогащенные веществом ТКТ. В контрольных колонках того же типа торфа с севера Томской области (около 1 тыс. км от Тунгуски) и в 70 км к югу от эпицентра у пос. Ва-навара изотопные сдвиги отсутствовали, включая слой, выросший в 1908 г. Выяснилось, что вещество ТКТ выпадало на местность не равномерным слоем, а отдельными пятнами.
Для пяти колонок из эпицентра взрыва сдвиги в изотопном составе оказались у углерода до +4.3%о (промилль равен 0.1%;
Руководители Тунгусской экспедиции 1988 г. (КСЭ-30): академик Н.В. Васильев, профессор Г.Ф. Плеханов и кандидат технических наук Е.М. Колесников. Фото В.А. Ромейко.
±означает сдвиг относительно международного стандарта изотопного состава элемента), у водорода до -150%о. В изотопной геохимии за нулевой, или стандартный, уровень изотопного состава углерода (соотношение стабильных изотопов 12С и 13С) принят состав ископаемой древесины сосны, при этом растения и торф находятся в одном диапазоне - от -20% до -30%. Для водорода за стандартный уровень изотопного состава (отношение водорода к дейтерию) берется, в частности, изотопный состав океанической воды. Изотопный состав водорода в обычных слоях торфа находится в пределах от -115% до -125%, в катастрофных слоях - до -150% (уменьшается доля дейтерия). Обнаруженный положительный изотопный сдвиг у углерода - до +4.3% -весьма значителен. Разно-полярные сдвиги изотопного состава у углерода и водорода не могут быть объяснены климатическими изменениями или другими земными причинами.
В контрольных образцах торфяников в Томской области и образцах торфа, взятых у пос. Ванавара, мы не обнаружили значительных колебаний в изотопном составе углерода. Среднее значение изотопного сдви-
га у углерода -27.4% для всех слоев, поэтому колонка у пос. Ванавара действительно контрольная при анализе изотопного состава углерода, так как там не выпадал углерод ТКТ. Изотопный сдвиг в слоях с глубины 45-65 см в районе катастрофы вызван, по всей вероятности, частичным вымыванием вещества ТКТ и его перераспределением в торфе до границы вечной мерзлоты летом 1908 г., где это вещество аккумулировалось. Торф на глубине 3060 см, где изотопный сдвиг максимален, имеет пониженное содержание углерода (44%) по сравнению с его содержанием в нормальных слоях (46.1%), где изотопный сдвиг отсутствует. Это указывает на то, что законсервированное в торфе более тяжелое вещество ТКТ содержит меньше углерода, чем сам торф.
Чтобы выяснить, не связаны ли изотопные эффекты с проникновением в
торф материала от сгоревших во время катастрофы деревьев и торфяников, был исследован изотопный состав темных прослоек торфа. Выяснилось, что зола сгоревших деревьев и растительности повысила содержание углерода в торфе, но практически не изменила его изотопный состав. Наши исследования доказали, что изотопные сдвиги в торфе вызваны присутствием вещества ТКТ. Их космохимический характер подтверждается повышенным содержанием в тех же слоях иридия и других платиноидов - индикаторов присутствия космического вещества на Земле.
"МЕРТВЫЙ" УГЛЕРОД В ТОРФЕ
Помимо стабильных изотопов углерода 12С и 13С все наземные биологические объекты содержат радиоактивный изотоп углерода 14С, который непрерывно образуется в атмосфере Земли из азота под
2*
35
Схема вывала леса при взрыве ядра Тунгусской кометы в 1908 г. Указаны места отбора проб: В - Болото Бублик, Я - Торфяник Ракетка, в - Южное болото, N - Прихушминский торфяник, С - Северный торфяник. А-В - траектория движения ТКТ.
действием космических лучей и затем включается в кругооборот углерода в природе.
Радиоактивный 14С образуется также в наружных слоях метеоритов и других космических объек-
тов. Однако при их движении в атмосфере Земли происходит сдувание (абляция) наружных слоев, и они лишаются 14С. Древний углерод внутри небесных тел также остается без 14С из-за его радиоактивного
распада (период полураспада 5700 лет). Поэтому углерод таких объектов называется "мертвым" (небиогенным). В слоях торфа, где наблюдались изотопные сдвиги, впервые надежно установлено при-
сутствие "мертвого" углерода. Попытки обнаружить "мертвый" углерод в торфах и деревьях района катастрофы ранее предпринимались неоднократно, но их результаты были не столь определенными.
Наблюдаемые в торфе изотопные сдвиги у стабильных изотопов углерода объясняются очень тяжелым изотопным составом космического углерода (от +50% до +60%), резко отличного от земного. Такой изотопно-тяжелый углерод отсутствует не только на Земле, он не характерен и для обычных метеоритов (хондритов и ахондритов), встречаясь лишь в отдельных минеральных фазах углистых хондритов. Наблюдаемые изотопные сдвиги у углерода нельзя объяснить консервацией в торфе не только земного вещества, но и вещества обычных метеоритов и углистых хондритов из-за слишком низкого содержания иридия (1г). Иридий - прекрасный индикатор присутствия космического вещества, так как его содержание в метеоритах примерно в 20 тыс. раз больше, чем в земных породах, например 460 ррЬ (460 х 10-9 г иридия на 1 г вещества углистых хондритов). Поэтому распыление большой массы вещества углистого хон-дрита (105-106 т) дало бы очень большие аномалии 1г в торфах на месте катастрофы, а также далеко за его пределами. Профессор К. Расмуссен (Радиоуглеродная лаборатория, Дания) с коллегами попытались обнаружить увеличе-
■е &
о 102 ч
«101 и
99-
«
к к
л
Н
И 97
з 96
о о к н к о я
о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.