Тунгусский феномен 1908 года результаты анализа анатомии

Тунгусский феномен 1908 года : результаты анализа анатомии древесных колец Е. А. Ваганов П. П. Силкин Сибирский Федеральный Университет Красноярск 2008

Годичные кольца - источники информации о событиях в экосистемах в прошлом «Деревья никогда не лгут (или не врут)» Профессор Фритц Ханс Щвейнгрубер (Швейцария)

Сравнение длительных изменений температуры в Субарктике Евразии по древесно-кольцевым хронологиям и ледовым кернам Гренландии (корреляция +0, 54)

Первые научные исследования Тунгусского феномена Первые серьёзные исследования Тунгусского феномена были предприняты Л. А. Куликом, организовавшим к эпицентру взрыва несколько экспедиций в период с 1927 по 1939 годы с целью поиска упавшего метеорита В результате экспедиционных работ по радиальной структуре вывала леса был определён эпицентр взрыва Обнаружены ожоги стволов деревьев, подтверждающие взрыв космического тела: «…Комбинация излома по живой древесине с одновременным, в общем равномерным ожогом всего дерева и ожогом излома обязательно. Земной пожар подобной картины не дает…» , «…В центральной части, в радиусе 10 -15 километров ожег верхушек деревьев обязателен…» , «…Ожег чрезвычайно характерен: умерщвлены кроны и обуглены места, не защищенные или плохо защищенные корой и камбием… »

Основные характеристики тунгусского взрыва А. В. Золотов. Новые данные о тунгусской катастрофе 1908 г. // ДАН СССР, 1961, Том 136, № 1 «Геофизика» , С. 84 -87 С 0 5 10 км 1) Район сплошного вывала леса простирается на расстояние 20 -22 км от эпицентра взрыва. Сравнение с экспериментальными данными по крупным взрывам показывает, что такой вывал леса может быть произведён взрывом с полной энергией Еп=4· 1023 эрг Ю Зона стоячего леса Фронт взрывной волны Фронт баллистической волны 2) Наличие стоячего леса диаметром 10 км в эпицентре взрыва свидетельствует о воздушном взрыве на высоте не менее 5 км.

Оценка скорости движения космического тела по величине избыточного давления во фронте баллистической волны А. В. Золотов. Новые данные о тунгусской катастрофе 1908 г. // ДАН СССР, 1961, Том 136, № 1 «Геофизика» , С. 84 -87 Избыточное давление обрыва сучьев 0, 03 -0, 05 к. Г/см 2 0 5 В направлении «Б» сучья не оборваны, поэтому избыточное давление во фронте баллистической волны не более 10 15 км ΔP=0, 02 к. Г/см 2 Фронт взрывной волны формула Г. И. Покровского V = 3 км/сек Оценка скорости космического тела по его яркости со слов очевидцев с помощью уравнений газовой динамики даёт V = 4 км/сек А А Б Фронт баллистической волны Б Вывод: скорость недостаточна для взрыва за счёт перехода кинетической энергии в тепловую (необходима не меньше 5 км/сек при ударе о поверхность Земли)

Оценка отношения световой энергии тунгусского взрыва к его полной энергии А. В. Золотов. Новые данные о тунгусской катастрофе 1908 г. // ДАН СССР, 1961, Том 136, № 1 «Геофизика» , С. 84 -87 Полная энергия взрыва Еп=4· 1023 эрг Оценка величины энергии светового излучения взрыва 1) Ожог деревьев с возгоранием на расстоянии 15 -16 км от эпицентра. Возгорание растущего дерева (свежие доски) происходит при световом импульсе 60 -100 кал/см 2. Считая световой импульс = 60 кал/см 2, энергия светового излучения Е=1, 5· 1023 эрг 2) Воздействие светового импульса взрыва на жителей фактории Ванавара (65 км), 0, 6 кал/см 2, энергия светового излучения Е=1, 1· 1023 эрг 3) Сильная световая вспышка отмечена очевидцами с. Кежма (200 км), соизмеримая с дневной освещённостью. Световой импульс = 0, 002 кал/см 2, энергия светового излучения Е=2, 8· 1023 эрг Вывод: отношение световой энергии тунгусского взрыва к его полной энергии имеет тот же порядок, что и при ядерном взрыве

Тунгусское космическое тело и антивещество Glyde Cowan, C. R. Atluri, W. F. Libby. Possible anti-matter content of the Tunguska meteor of 1908 // Nature, 1965, No. 4987, May 29, 861 -865 В результате аннигиляции антивещества тунгусского тела должны были генерироваться высокоэнергичные нейтроны, которые инициируют увеличение радиоуглерода С 14 в атмосфере 1909 Исследовалось содержание C 14 методами масс-спектрометрии в годичных кольцах пихты и дуба, произрастающих вблизи городов Tucson и Los Angeles, США

Оценка возможности теплового взрыва А. В. Золотов. К вопросу о возможности «теплового» взрыва и структуре тунгусского комического тела // ДАН СССР, 1967, Том 172, № 4 «Астрономия» , С. 84 -87 Ось симметрии Факты: 1) Наличие радиального вывала леса 2) Отсутствие осесимметричного относительно траектории полосового вывала леса Выводы: 1) Мощность баллистической волны меньше мощности взрывной волны. 2) Мощность баллистической волны недостаточна для вывала леса. Следовательно, избыточное давление баллистической волны в области нерегулярного отражения ≤ 0, 05 к. Г/см 2 Расчёты, сделанные с помощью уравнений цилиндрического взрыва и метеорной физики для давления баллистической волны ≤ 0, 05 к. Г/см 2, показали : 1) При скорости тела 30 км/с, его диаметр должен быть не более 23 м, а плотность не менее 13 г/см 3. Следовательно, это не рой частиц и не облако космической пыли. 2) Для реальных ледяного, каменного и железных тел (1, 3, 7. 8 г/см 3) в тунгусском случае при высоте взрыва 7 км скорость не могла быть более 0. 6, 2, 5 км/сек соответственно. При такой скорости взрыв космического тела в воздухе за счёт кинетической энергии невозможен. 3) В условиях Тунгусской катастрофы необходимым условием «теплового» взрыва тела с плотностью ≤ 8 г/см 2 и скоростью 30 км/с является соизмеримость мощности взрывной и баллистической волн, их зон разрушение и наличие осесимметричного вывала леса, чего не наблюдается в действительности. Вывод: «Тепловой» взрыв тела плотностью ≤ 8 г/см 2 за счёт его кинетической энергии в данном случае невозможен

Оценка параметров «тунгусского» тела А. В. Золотов. Оценка параметров тунгусского космического тела по новым данным // ДАН СССР, 1967, Том 172, № 5 «Астрономия» , С. 1049 -1052 Факты: 1) Радиальный вывал леса 2) Отклонение от строгой радиальности вывала леса в отдельных областях. Средний угол отклонения 8 0 Отклонение от строгой радиальности вывала Р Области суммарного действия взрывной и баллистической волн Выводы: 1) Радиальный вывал леса произведён взрывной сферической ударной волной. 2) Отклонение от строгой радиальности вывала вызвано суммарным действием взрывной и баллистической волн 3) По углу отклонения от радиальности вывала можно оценить количественное соотношение интенсивностей взрывной и баллистической волн По избыточному давлению на фронте ударной волны на границе вывала леса (точка Р), равному 0, 06± 0, 01 к. Г/см 2, углу отклонения вывала от строгой радиальности (80) и уравнений движения волны сферического взрыва были рассчитаны: скорость тела = 1, 2 км/сек, эффективный диаметр тела = 65± 15 м и концентрация энергии, выделившейся в результате взрыва = 1012 эрг/см 3 Выводы: 1) Скорость тела недостаточна для взрыва тела за счёт его кинетической энергии 2) Концентрация энергии на два порядка превышает концентрацию энергии обычных взрывчатых веществ 3) Тунгусское тело взорвалось за счёт своей внутренней энергии с большой концентрацией энергии в малом объёме, которую не может обеспечить химический взрыв обычных взрывчатых веществ

Моделирование тунгусского взрыва И. Т. Зоткин, М. А. Цикулин. Моделирование взрыва тунгусского метеорита // ДАН СССР, 1966, Том 167, № 1 «Астрономия» , С. 59 -62 Баллистическая волна воспроизводилась взрывом детонирующего шнура с линейной энергией взрыва 6, 3· 109 эрг/см и скоростью детонации 7 -8 км/сек. Шнур располагался наклонно и заканчивался на некоторой высоте над макетом леса из неупругих проволочек, снабжённых цилиндрической «кроной» из пластика. Наиболее близкое сходство модельного поля вывала с тунгусским достигнуто при наклоне шнура 300, высоте конца 24 см и усилении взрыва в конце в 4 раза Вывод: Вывал леса может быть объяснён баллистической волной. Увеличение энергии баллистической волны соответствует возрастанию площади поперечного сечения движущегося тела в несколько раз, что естественно интерпретировать его как дробление

Будни исследователя - дендроэколога

Места сбора образцов древесины 2 1 – пробная площадь в распадке горы Вюльфинг 1 2 – лиственница L 1 -99 3 3 – лиственница LB-80 Траектория полёта и эпицентр взрыва по В. Г. Фасту

Структура годичных колец Лиственница 1908 Vaganov et al. , Astrobiology, 2004, 4(3): 391 -400 2 Лиственница 1 3 1908 Траектория полёта и эпицентр взрыва по В. Г. Фасту Ель 1908 Лиственница

Ширина годичного кольца, индекс Хронология изменения радиального прироста годичных колец 1908 1909 Ширина годичного кольца, индекс Год 1908 1909 Год

Профили плотности годичных колец Плотность, мг/см 3 Larix sibirica L 1 -99 2 1906 1907 1908 1909 1910 1911 1 Плотность, мг/см 3 Larix sibirica LB-80 3 Траектория полёта и эпицентр взрыва по В. Г. Фасту 1906 1907 1908 1909 1910 1911

Радиальный размер клеток и толщина их клеточной стенки 1 2 1906 1908 1907 1909 1910 Толщина клеточной стенки, мкм Радиальный размер, мкм Picea obovata 1 – радиальный размер клетки 2 – толщина клеточной стенки 2 1 1 2 1906 1907 1908 1909 1910 Толщина клеточной стенки, мкм Радиальный размер, мкм Larix sibirica 3 Траектория полёта и эпицентр взрыва по В. Г. Фасту

Связь толщины клеточной стенки с радиальным размером клетки Толщина клеточной стенки, мкм Picea obovata 1 – Связь толщины клеточной стенки с радиальным размером клетки в годичном кольце 1908 2 1 Радиальный размер клетки, мкм Толщина клеточной стенки, мкм Larix sibirica 2 1 Радиальный размер клетки, мкм 2 – Связь толщины клеточной стенки с радиальным размером клетки в годичных кольцах до и после года катастрофы

Ширина годичного кольца, индекс Хронология изменения радиального прироста годичных колец 1908 1909 Ширина годичного кольца, индекс Год 1908 1909 Год

Оценка плотности потока световой энергии Длительность светового импульса Δt = 2 с Плотность потока энергии, необходимая для нагрева хвоинки до 80 - 1000 С (гарантированная денатурация белка) за 2 секунды S = 1, 3 -1, 7· 105 Дж/(с·м 2) Поток световой энергии h Плотность потока энергии, необходимая для испарения воды из хвоинки за 2 секунды = 1, 5· 106 Дж/(с·м 2) d Денатурация белка J 1 Испарение воды из хвоинки J 0 1, 5· 105 Злобин, 1997 3, 4· 105 1, 1· 106 Коробейников и др. , 1990 J, Дж/(с·м 2) 1, 3· 106 Золотов, 1961

Оценка максимального давления во фронте ударной волны по структуре годичного кольца 1908 2 1 3 Траектория полёта и эпицентр взрыва по В. Г. Фасту Деформация срединной пластинки и первичной клеточной стенки 0 9, 8 -13, 7 к. Па 34, 3 к. Па Зоткин и Цикулин, 1966 Золотов, 1961, 1967 Влажная 9, 8 -19, 6 МПа Воздушно-сухая 58, 8 МПа Давление P, Па

Благодарю за внимание!