Door een gelukkig toeval zoefde een lichaam met een gewicht van een miljoen ton tangentieel naar de aarde
Op de ochtend van 30 juni 1908 vond een grandioze explosie plaats hoog in de lucht nabij de Podkamennaya Tunguska-rivier in West-Siberië. Dit fenomeen is de geschiedenis van de natuurwetenschap ingegaan als de val van de Tunguska-meteoriet. In een interview met journalist Nikolai DROZHKIN, de laureaat van de USSR State Prize, een expert in gasdynamica, warmteoverdracht en hittebescherming van vliegtuigen, kandidaat voor fysische en wiskundige wetenschappen, academicus van de Russische Academie voor Kosmonautiek, vernoemd naar V. I. K. E. Tsiolkovsky Ivan MURZINOV.
Ivan Murzinov: "De botsing van de aarde met een ruimtelichaam met een diameter van meer dan 10 kilometer bedreigt het bestaan van de menselijke beschaving." Foto uit het archief van de auteur
Ivan Nikitievich, de val van de Tunguska-meteoriet is een gebeurtenis meer dan een eeuw geleden, maar de belangstelling voor dit onderwerp blijft bestaan en trekt wetenschappers van verschillende specialiteiten aan. Wat is er aan de hand?
- Het is geen toeval dat het probleem van de Tunguska-meteoriet relevant blijft. De belangrijkste reden is dat er tot op de dag van vandaag geen antwoord op veel vragen is, hoewel er een groot aantal publicaties zijn. Ongeveer 30% van de onderzoekers gelooft dat het een meteoriet was van asteroïde oorsprong, hetzelfde aantal zegt dat de aarde een komeet ontmoette, en nog eens 40% bracht een verscheidenheid aan hypothesen naar voren, waaronder fantastische. Helaas is er nog steeds geen gemeenschappelijk standpunt over dit unieke fenomeen.
Maar onlangs is er een andere factor naar voren gekomen. Over de hele wereld werd het gevaar dat de mensheid bedreigt gerealiseerd in verband met de val van kosmische lichamen op de aarde - destructieve schokgolven, thermische straling, branden, verstoringen van de atmosfeer, en met de val naar de aarde - seismische golven, kratervorming, tsunami's … Het gevaar wordt vermenigvuldigd door de val van kosmische lichamen op de locatie van kerncentrales, opslagfaciliteiten voor radioactief afval, waterbouwkundige constructies, chemische fabrieken en andere faciliteiten. Tegenwoordig wordt algemeen aangenomen dat de botsing van de aarde met een ruimtelichaam met een diameter van meer dan 10 kilometer het bestaan van de menselijke beschaving bedreigt. Maar lichamen met een diameter van enkele tientallen meters kunnen grote schade aanrichten. Ik wil u eraan herinneren dat op 15 februari 2013, als gevolg van de val van de Chelyabinsk-meteoriet met een diameter van ongeveer 20 meter, meer dan 1600 mensen gewond raakten,en de materiële schade bedroeg ongeveer een miljard roebel.
Daarom wordt serieus aandacht besteed aan het probleem van de veiligheid van meteorieten. Maar om het gevaar van een meteoor met succes te weerstaan, moet men een goed begrip hebben van het hele complex van fysieke processen die de val van kosmische lichamen vergezellen. Daarom is het belangrijk om een uitgebreide studie en studie uit te voeren van alle factoren van de Tunguska- en Chelyabinsk-meteorieten die uniek zijn qua schaal.
Promotie video:
Herinner me alstublieft aan de belangrijkste feiten die verband houden met het Tunguska-fenomeen
- Ik begin met de definities. De volgende termen worden geaccepteerd: "meteoroïde", "meteoor", "vuurbal", "meteoriet". Een meteoroïde is een klein ruimtelichaam dat de atmosfeer van de aarde binnendringt met een snelheid van 11 tot 73 kilometer per seconde. Meteoor - het fenomeen van flits en gloed van een meteoroïde in de atmosfeer. Uitzonderlijk heldere meteoren worden vuurballen genoemd. Een meteoriet is een gevallen kosmisch lichaam dat op aarde is gevonden.
Dus op de ochtend van 30 juni 1908 werd in een uitgestrekt gebied boven Oost-Siberië de vlucht van een oogverblindend heldere vuurbal en zijn grandioze explosie waargenomen hoog in de lucht nabij de Podkamennaya Tunguska-rivier. In dit geval is de "explosie" een intense afgifte van de kinetische energie van een meteoroïde in de atmosfeer vanwege de fragmentatie en vertraging van fragmenten.
Als gevolg van de explosie, waarvan het geluid te horen was op een afstand van meer dan 1000 kilometer van het epicentrum, over een gebied van meer dan 2000 vierkante kilometer, werden eeuwenoude bomen volledig gekapt en woedde een bosbrand op een plek met een diameter van 20 kilometer. Een aardbeving met een kracht van maximaal 5, veroorzaakt door een explosiegolf, werd opgemerkt over een oppervlakte van meer dan 3 miljoen vierkante kilometer, en een luchtstootgolf cirkelde rond de aardbol.
Een aantal afwijkende verschijnselen houdt verband met de vlucht van de Tunguska-meteoriet: een lokale magnetische storm die bijna 1000 kilometer van het epicentrum in Irkoetsk werd geregistreerd; sissend-fluitende geluiden die gelijktijdig met de vlucht van de meteoriet worden gehoord, wanneer de akoestische en schokgolven de waarnemer nog niet hebben bereikt; In de nacht van 30 juni op 1 juli 1908, in Centraal-Siberië, het Europese deel van Rusland en West-Europa ten noorden van de Tasjkent - Simferopol - Bordeaux-lijn, en in de lengtegraad van de Atlantische Oceaan tot Krasnojarsk, kwam er praktisch geen duisternis, gloeiende wolken werden hoog in de lucht waargenomen.
Nikolai Vasiliev, Academicus van de Russische Academie voor Medische Wetenschappen, die al tientallen jaren onderzoek doet naar de Tunguska-meteoriet, merkte in zijn monografie op: "… vandaag kunnen we met volledige verantwoordelijkheid stellen dat de kosmische substantie, die gegarandeerd geïdentificeerd kan worden met de substantie van de Tunguska-meteoriet, nog niet is gevonden" … En dit is een van de belangrijkste mysteries van de Tunguska-meteoriet, want volgens verschillende literaire bronnen is de massa ongeveer een miljoen ton! En het feit dat de Tunguska-bolide een meteoriet wordt genoemd, is slechts een eerbetoon aan de geschiedenis.
En welke zoekopdrachten en studies van de Tunguska-meteoriet werden er georganiseerd?
- De pionier, liefhebber en organisator van het zoeken naar meteorieten was Leonid Alekseevich Kulik, een meteoroloog uit Leningrad, auteur van talrijke publicaties en leider van expedities naar de ramplocatie in 1927-1939. Hij ontdekte en onderzocht voor het eerst het epicentrum van de explosie, de plek waar bomen werden gekapt en verbrand, en vestigde de aandacht van de wetenschappelijke gemeenschap op dit probleem.
De eerste naoorlogse wetenschappelijke expeditie naar de plaats van de gebeurtenissen werd in 1958 georganiseerd door het Comité voor Meteorieten van de Academie van Wetenschappen van de USSR, en tegelijkertijd werd in Tomsk de "Comprehensive Amateure Expedition to Study the Tunguska Meteorite" opgericht, die later de kern werd van de Commission on Meteorites and Space Dust of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences.
Er zijn meer dan honderd van de meest uiteenlopende theorieën, hypothesen en versies naar voren gebracht. Een overzicht hiervan is te vinden in de monografie van A. I. Voitsekhovsky en V. A. Romeiko "Tunguska meteoriet", 2008. Maar het Tunguska-fenomeen is zo veelzijdig dat geen van de hypothesen alle vragen beantwoordt.
Wat is de essentie van uw hypothese?
- Kort gezegd kan het startpunt van de hypothese in één zin worden samengevat: niet alle meteoroïden die de atmosfeer van de aarde binnendringen, vallen op het oppervlak. Sommigen van hen zijn flyby, dat wil zeggen, ze dringen de atmosfeer binnen en vliegen weer de ruimte in. Flyby-trajecten zijn bekend uit waarnemingen van enkele vuurballen.
Of het traject van een flyby of een grote meteoroïde naar de aarde zal vallen, wordt voornamelijk bepaald door de hoek waarmee het de atmosfeer binnenkomt op een hoogte van 100 kilometer. Uit onderzoek is gebleken dat er een kritische hoek is van 9 graden. Bij hoge waarden zullen alle meteoroïden op de aarde vallen. Bij lagere waarden, afhankelijk van de ballistische coëfficiënt en de snelheid van de meteoroïde, zijn trajecten mogelijk die zowel voorbijgaand als snijdend zijn met het aardoppervlak.
Nadat ze de atmosfeer zijn binnengegaan, gaat de vlucht van grote meteoroïden met een bijna constante snelheid verder tot een hoogte van 30 kilometer, aangezien de weerstand van de ijle bovenste atmosfeer klein is. Maar de luchtdruk op het frontale oppervlak neemt snel toe. Dus bij een meteoroïde invoersnelheid van 20 kilometer per seconde bereikt deze druk 30 atmosfeer op een hoogte van 35 kilometer en 70 atmosfeer op een hoogte van 30 km.
Studies van meteoroïden tonen aan dat ze een lage sterkte hebben en, wanneer de drukdrempels worden bereikt, uiteenvallen in vele fragmenten van verschillende grootte. Kleine fracties van de meteoroïde hebben in totaal een grotere weerstand en worden intensief geremd, waardoor hun kinetische energie aan de lucht wordt afgegeven. En het fenomeen van het vrijkomen van een grote hoeveelheid energie in een beperkt volume in korte tijd is een explosie.
De kinetische energie van de meteoroïde is enorm. Dus bij een meteoroïde snelheid van 20 kilometer per seconde heeft elke kilogram van zijn massa een energie die overeenkomt met 50 kilogram TNT. Volgens verschillende literaire bronnen wordt de massa van de Tunguska-meteoriet geschat op 1 miljoen ton, en de explosiekracht komt overeen met meer dan 1000 atoombommen die op de Japanse steden Hiroshima en Nagasaki zijn gevallen.
Wat kun je zeggen over de getuigenissen van ooggetuigen van het Tunguska-fenomeen? Kunnen ze u de parameters van het traject bepalen?
- Als resultaat van enquêtes, die met een lange tijdsinterval werden uitgevoerd, werd een enorme hoeveelheid feitelijk materiaal verzameld, vaak tegenstrijdig, maar er is geen ander. Laten we een heel belangrijk, naar onze mening, uittreksel uit de krant "Siberia" van 2 juli 1908 citeren: "… op 17 juli in de ochtend (oude stijl) aan het begin van 9 uur hebben we een ongewoon natuurverschijnsel waargenomen. In het dorp Nizhne-Karelinsky zagen de boeren in het noordwesten, vrij hoog boven de horizon, een aantal extreem sterke (het was onmogelijk te zien) een lichaam dat gloeide met een blauwachtig wit licht, dat gedurende 10 minuten van boven naar beneden bewoog. Het lichaam werd gepresenteerd in de vorm van een "pijp", dat wil zeggen, cilindrisch … De lucht was onbewolkt, alleen niet hoog boven de horizon aan dezelfde kant waar het lichtgevende lichaam werd waargenomen, was er een opvallend kleine donkere wolk. Het was heet en droog. Het naderen van de aarde (bos),het glimmende lichaam leek op te lossen, maar in plaats daarvan vormde zich een enorme rookwolk en er werd een buitengewoon sterke klop gehoord, alsof van grote vallende stenen of kanonvuur. Alle gebouwen trilden. Tegelijkertijd begon een ongedefinieerde vlam uit de wolk te barsten. Alle inwoners van het dorp vluchtten in paniek de straat op …"
En welke informatie kan uit deze notitie worden gehaald?
- Het dorp Nizhne-Karelinskoye ligt op een afstand van 465 kilometer van het epicentrum van de explosie. Dit betekent dat bewoners vanwege de kromming van het aardoppervlak alleen konden zien wat hoger was dan 17 kilometer boven het epicentrum. Ze observeerden het fenomeen van de explosie en de gevolgen ervan vrij hoog boven de horizon. Dit weerlegt de in de literatuur geaccepteerde explosiehoogte van 7 à 10 kilometer.
Een enorme rookwolk geeft aan dat het bos in brand is gevlogen door de straling van de vurige wolk. En de eerder genoemde kleine wolk is niets meer dan de delen van de Tunguska-meteoriet die zijn achtergelaten na de explosie. Dat wil zeggen, het hield niet op te bestaan, maar vloog verder weg!
Hoe verklaar je de afwijkende verschijnselen die verband houden met de vlucht van de meteoriet?
- In de nacht van 30 juni op 1 juli 1908, in West-Siberië, het Europese deel van Rusland en West-Europa, kwam er praktisch geen nachtelijke duisternis, hoog in de lucht werden gloeiende wolken waargenomen. Een soortgelijke situatie deed zich voor na de uitbarsting van de Krakatoa-vulkaan, toen een enorme hoeveelheid as in de atmosfeer werd gegooid.
Natuurlijk kan een explosie op grote hoogte van de Tunguska-meteoriet leiden tot een grondige afstoffen van de bovenste atmosfeer. Kleine fracties kunnen door de wind in 15-20 uur over lange afstanden worden weggeblazen, maar niet te ver naar West-Europa. Geen witte nacht na de explosie werd waargenomen in het noordoosten van Siberië. Dit suggereert dat op grote hoogte in het noordelijk halfrond een noordoostenwind heerste.
Laten we nu eens kijken naar het hypothetische traject van de meteoriet (of zijn fragmenten) achter het epicentrum van de explosie. De meteoriet bereikte binnen enkele minuten de Atlantische Oceaan, liet een stofpluim achter en creëerde de voorwaarden voor een witte nacht op het uitgestrekte grondgebied van Eurazië.
Over de witte nacht schreef de Deense astronoom Kool al op 4 juli 1908, in de achtervolging: "… het zou wenselijk zijn om te weten of een zeer grote meteoriet recentelijk niet in Denemarken of ergens anders is verschenen."
Laten we stilstaan bij nog twee Tunguska-anomalieën die nog geen ondubbelzinnige verklaring hebben gekregen.
Enkele minuten na het passeren van de meteoriet registreerden magnetometers in Irkoetsk (ongeveer 900 kilometer van het epicentrum) een lokale magnetische storm die enkele uren duurde. Magnetische stormen treden op met een scherpe verandering in de stroom van geladen deeltjes naar de aarde vanaf de zon vanwege de rotatie en niet-stationaire nucleaire processen erin.
Een hogetemperatuurspoor met een extreem hoge dichtheid van geladen deeltjes wordt gevormd achter de Tunguska-meteoriet die in de atmosfeer vliegt. Uit berekeningen blijkt dat de flux van deze deeltjes door de zogdoorsneden zelfs groter is dan de flux van deeltjes van de zon door de doorsnede van de aarde. Daarom is het niet verwonderlijk dat de Tunguska-meteoriet een lokale magnetische storm veroorzaakte. Overigens worden lokale magnetische stormen geregistreerd wanneer raketten worden gelanceerd vanaf de testlocatie van Baikonur op een afstand van ongeveer 800 kilometer. Dit komt doordat een grote hoeveelheid geladen deeltjes door het raketvoortstuwingssysteem in de atmosfeer terechtkomen.
Veel ooggetuigen merkten op dat de Tunguska-meteoriet elektrofonisch was …
- Dit is de naam voor heldere vuurballen die sissend-fluitende geluiden uitzenden, die gelijktijdig met hun vlucht worden gehoord, wanneer akoestische en schokgolven de waarnemer nog niet konden bereiken. Dergelijke verschijnselen zijn al lang bekend, maar er is nog geen bevredigende verklaring voor dit fenomeen. Een van de eerste hypothesen van de fysica van elektrofoonvuurballen was de hypothese van de astronoom I. S. Astapovich, volgens welke het geluid werd gegenereerd door de uitstroom van statische elektriciteit van aardse objecten, veroorzaakt door de passage van een meteoroïde. Andere onderzoekers hebben dit fenomeen in verband gebracht met elektromagnetische storingen zonder een duidelijke verklaring voor hun verband met geluidsgolven.
Ongeveer een derde van alle vuurballen, de helderste en langstlevende, is elektrofonisch. Deze vuurballen zenden aanzienlijke thermische energie uit, voornamelijk in het infrarode golflengtebereik, die wordt geabsorbeerd door het aardoppervlak. Verschillende delen van het oppervlak - bos, water, veld - hebben verschillende fysieke kenmerken en worden verwarmd tot verschillende temperaturen, waarbij warmte wordt overgedragen aan de oppervlaktelaag van de lucht, wat bepaalde drukval veroorzaakt. De wind komt op en maakt sissende sissende geluiden.
Hoe zie je op basis van het bovenstaande en de bekende feiten het beeld van het Tunguska-fenomeen?
- Op de ochtend van 30 juni 1908 kwam een gigantische stenen meteoroïde van asteroïde oorsprong de atmosfeer van de aarde binnen met een snelheid van ongeveer 20 kilometer per seconde langs een zeer vlak traject. De hoek van zijn binnenkomst in de atmosfeer op een hoogte van 100 kilometer was in het bereik van 7-9 graden. Na ongeveer 1000 kilometer gevlogen te hebben, werd de meteoroïde door hoge druk vernietigd en explodeerde op een hoogte van 30-40 kilometer. Het bos werd in brand gestoken door straling van de explosiekern. Schokgolven zorgden voor een continue kap van bossen op een plek met een diameter van ongeveer 60 kilometer en veroorzaakten een aardbeving met een omvang van maximaal 5 punten.
Kleine fragmenten van de Tunguska-meteoriet met een karakteristieke grootte van maximaal 0,2 meter verbrandden (verdampt) in het epicentrum van de explosie. Grotere fragmenten, rekening houdend met de hoogte van de explosie en de kleine hellingshoek van het traject, vlogen honderden en duizenden kilometers de taiga in in overeenstemming met hun ballistische coëfficiënten. De grootste fragmenten van de meteoriet kunnen in de Atlantische Oceaan vallen en zelfs terug de ruimte in gaan.
De verontreiniging van de bovenste atmosfeer met explosieproducten en puin dat langs het traject beweegt, leidde tot optische anomalieën over het uitgestrekte grondgebied van Eurazië. Een meteorietspoor met een hoog gehalte aan geladen deeltjes veroorzaakte een lokale magnetische storm. Stralingsstraling en ongelijke verwarming van de oppervlaktelaag van de lucht maakten deze auto elektrofonisch.