Международное сотрудничество
Экспедиция по следам Челябинского метеорита
О.П. ПОПОВА,
кандидат физико-математических наук Институт динамики геосфер РАН
Утром 15 февраля 2013 г. над Челябинском в атмосферу вошел крупный небесный объект, который создал весьма сильные оптические и акустические эффекты и ударную волну, приведшую к легким разрушениям на большой территории. С чем можно сравнить это явление, названное в СМИ "Челябин-
ЭКСПЕДИЦИИ НА МЕСТО ПАДЕНИЯ МЕТЕОРИТА
Научно-технический прогресс за последние сто с небольшим лет привел к значительному увеличению возможностей регистрации скоротечных и внезапных природных явлений. В 2013 г. впервые получено множество видео- и фотоматериалов, зафиксировавших вход и полет в атмосфере Земли небесного тела размером около 20 м и массой порядка 10 тыс. т.
ским метеоритом"? Например, с Тунгусским метеоритом. Его падение 30 июня 1908 г. вызвало катастрофические последствия и сопровождалось глобальными атмосферными аномалиями (Земля и Вселенная, 2008, № 3). Взрыв болида на высоте 8 км вызвал землетрясение магни-тудой около 5 баллов.
Видеозаписи пролета болида сделаны во многих населенных пунктах, разбросанных на протяжении 540 км с севера на юг от Нижнего Тагила до Карталы и на 900-1000 км с запада на восток от Самары и Оренбурга до Тюмени. Кроме того, удалось накопить большой объем инструментальных данных об инфразвуко-вых, сейсмических колебаниях и оптическом излучении свидетельств и впечатлений очевид-
Его мощность от 3-5 до 10-50 Мт в тротило-вом эквиваленте, такой разброс оценок связан с неполнотой наблюдательных данных. Даже на расстоянии в десятки километров от эпицентра был полностью повален лес.
По оценкам специалистов, подобные события происходят в среднем раз в 100-1000 лет.
цев события, а также собрать много осколков небесного тела. На место падения было организовано несколько экспедиций. В частности, поиск и сбор метеоритных фрагментов проводили экспедиции Уральского федерального университета, Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского и Челябинского госуниверситета.
В ходе экспедиции 9-26 марта 2013 г. Рос-
42
© Попова О.П.
Болид над Челябинском. Фото Е. Андреева.
сийской Академии наук на место события, организованной Институтом динамики геосфер РАН и Институтом астрономии РАН, поддержанной Челябинским и ЮжноУральским госуниверситетами, собраны показания очевидцев, фото- и видеоматериалы, сведения о разрушениях. К ней присоединился и известный американский специалист по малым телам
Солнечной системы Питер Дженнискенс. Экспедиция РАН посетила более 50 населенных пунктов, расположенных в разных направлениях от траектории Челябинского метеорита, чтобы составить карту разрушений и получить официальные данные от подразделений МЧС и других служб. Данные, собранные путем анкетирования через Интернет,
проведенного фондом поддержки астрономии Ка-Дар (Станислав Короткий) дополнили показания очевидцев.
Экспедиция посетила ряд мест, где были сделаны наиболее информативные видеозаписи полета болида и провела там астрономическую съемку, что дало возможность определить точную траекторию полета болида и скорость
След болида после его пролета над Челябинском. Фото Е. Андреева._
входа космического объекта в атмосферу. Одна из задач полевых исследований - выяснение всех обстоятельств, сопровождавших формирование и распространение ударной волны, которая привела к повреждениям на большой площади. За медицинской помощью обратилось более 1600 человек.
После окончания экспедиции началась обработка собранного материала, оперативно сформировали международную кооперацию из
59 ученых и специалистов девяти стран. В результате интенсивной и плодотворной работы были выполнены разнообразные исследования, их итоги опубликованы в ноябре 2013 г. в журнале "Science".
Ведущие авторы статьи в "Science" - российские специалисты из нескольких институтов Российской Академии наук:
- Института динамики геосфер (О.П. Попова, В.В. Шувалов, Ю.С. Рыб-нов и другие),
- Института астрономии (В.В. Емельяненко, А.П. Карташова),
- Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (Д.Д. Бадюков, A.B. Ко-рочанцев),
- Челябинского госуниверситета (С.М. Хаи-брахманов, А.Е. Дудоров и другие),
- Южно-Уральского госуниверситета (Е.Е. Бирюков),
- Уральского федерального университета (В.И. Гроховский, М.Ю. Ларионов и другие).
Важная роль в сборе данных принадлежит нашим зарубежным коллегам, в первую очередь П. Дженнискенсу (Исследовательский центр Эймса, NASA), Д. Сирзу (Исследовательский центр Эймса, NASA), М. Золен-ски (Космический центр им. Л. Джонсона, NASA), К. Йену (Калифорнийский университет).
СТАТЬЯ В ЖУРНАЛЕ "SCIENCE"
Публикация в журнале "Science" состоит из небольшой статьи о Челябинском метеорите, где лаконично изложены все результаты, и обширных дополнительных материалов, разбитых на четыре больших раздела:
- определение орбиты до входа в атмосферу и параметров траектории метеорита в атмосфере по видео- и фоторе-гистрациям, особенно-
След Челябинского метеорита. Вход в плотные слои атмосферы слева. Фото Е. Творо-гова.
сти теплового излучения от облачного следа метеорита, анализ запахов от пролетевшего тела, электрофонные звуки, оценка энергии метео-роида по инфразвуковым данным;
- опрос населения для оценки нанесенного ущерба, включающего отрицательные воздействия на человека, вызванные излучением болида, контузии, ушибы и ранения от разбитых осколков стекла под воздействием ударной волны, модель которой обсуждается в этом разделе;
- оценка выпавшей массы и информация о поле рассеяния, собранная ко времени подготовки публикации;
- характеристики вещества собранных осколков метеорита и анализ минералов и микроэлементов в них различными физико-химическими методами: рентгеновская компьютерная томография, спектроскопия, термолюминесценция, масс-спектрометрия, а также определение магнитных
свойств вещества метеорита и содержания изотопов урана и свинца для определения возраста.
ХРОНИКА СОБЫТИЯ
Утром 15 февраля, примерно в 9 ч 20 мин по местному времени, в районе Челябинска в атмосферу под углом менее 20° к горизонту вошло космическое тело размером 16-20 м. Сближение с Землей космического объекта внушительных размеров не зафиксировало ни одно из существующих средств космического и наземного наблюдения за небесными телами. Только после его вторжения в атмосферу произошли явления, которые вызвали разрушения и привлекли внимание общественности. При взаимодействии с атмосферой возникло сильное свечение. Через несколько секунд яркость начала интенсивно расти, максимальная вспышка произошла примерно через 11-12 с после появления болида. По сообщениям очевид-
цев, в момент максимальной вспышки свечение стало намного ярче солнечного, ощущался жар. До вспышки и после нее в небе был хорошо виден след от болида. Через несколько минут к поверхности пришла взрывная, то есть ударная волна, вызванная преобразованием кинетической энергии тела в тепловую при его торможении. По сообщению МЧС, разрушения от взрывной волны были зафиксированы в Челябинске и десяти районах области. Самые большие разрушения наблюдались в Челябинске, Коркино, Копейске и поселке Роза. Получили травмы более 1600 человек, в основном от выбитых стекол, двое пострадавших оказались в реанимации, 69 человек госпитализировали, в том числе 13 детей.
Излучение Челябинского болида отличалось высокой яркостью, он относится к суперболидам, то есть болидам ярче -17т. Такие болиды регистрируют датчи-
со
i s
0
CD
5
OQ
1
OQ
СО OQ
CD Ç
^ £
О
0
1
s
со CD OQ
СО *
I
со о;
OQ
5
6
1
CD Q. OQ
О « *
O S Q. Q.
2 о
§ С;
S 2
gin
«■s
0 §
¡s £ ïï ^
P.
H
g CD
§! m C;
1 5
E £
О CD
CD С
^ О
^ С
ки, размещенные на геостационарных спутниках Министерства обороны США, образующие систему контроля за ядерными испытаниями. К сожалению, полная информация о событиях, регистрируемых со спутников, сейчас недоступна для независимого научного анализа. В некоторых случаях (Витимский болид, астероид ТС32008) становилась доступной лишь часть информации. Были опубликованы примерные координаты места максимальной яркости Челябинского болида (54,8° с.ш. и 61,1° в.д.), соответствующая высота - 23,3 км и скорость - 18,6 км/с, а позднее величина излученной энергии - 3,75 * 1014 Дж, что соответствует примерно 90 кт тротилового эквивалента.
Двадцать инфразвуко-вых станций Организации по контролю за ядерными вооружениями (СТВТО) зарегистрировали падение Челябинского метеорита. Кроме того, инфразвук зарегистрировали и другие станции, в том числе микробарометры Института динамики геосфер РАН в Москве и на Геофизической обсерватории в Михнево.
Сейсмические колебания, вызванные входом болида в атмосферу (по разным источникам, М = = 2,7-4), зарегистрированы сейсмическими станциями на расстояниях в сотни и тысячи кило-
метров. Предварительно определенные координаты источника сейсмических колебаний находились достаточно далеко от определенной траектории полета метеорои-да. Данные, полученные позже, позволили точнее определить местоположение источника сейсмических возмущений, которое неплохо согласуется с траекторией полета.
Исследователи из Уральского федерального университета собрали мелкие фрагменты метеорита вблизи семиметровой полыньи на льду озера вскоре после падения и установили тип вещества метеорита. Используя магнитометр, они определили возможное местоположение крупного фрагмента на дне озера. Через восемь месяцев после падения (16 октября) крупнейший фрагмент метеорита массой около 600 кг подняли со дна озера с глубины примерно 12 м.
Впервые в истории науки падение метеорита на поверхность Земли зафиксировала видеокамера, направленная в сторону озера Чебар-куль. На записи видно, как облако кусочков льда и пыли поднимается и затем относится ветром. Скорость падения самого большого фрагмента метеорита - чуть больше 200 м/с.
ТРАЕКТОРИЯ ЧЕЛЯБИНСКОГО МЕТЕОРИТА
Построение траектории болида в атмосфере требовало привязки видеозаписей его полета к координатам небесной сферы. Для калибровки из
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.