Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
10
PAGE 12
Метеорит «Челябинск»
С. Колисниченко
Событие. День 15 февраля 2013 года на Южном Урале и во всем мире войдет в историю уникальных природных событий. В 9.20 местного времени в атмосферу Земли с юго-востока по азимуту 2850 вошло крупное космическое метеоритное тело. Болид появился на рассветном, чистом от облаков небе, в безветренную погоду, до появления солнца, как белый ослепительно яркий шар. Сначала он рассекал небосвод без следа, а с восходом солнца появился и раздвоился белый со светло-коричневыми и черными переливами дымный след. На земле появились резкие тени, двигавшиеся вместе с движением болида. Некоторое время это было похоже на полет самолета. В один момент, видимо достигнув плотных слоев атмосферы, болид «взорвался», образовав гигантское дымное облако величиной более километра. Затем уменьшившееся тело проследовало большой путь по небосводу и погасло вместе с дымным следом. Протяженное место «взрыва» болида окрасилось в яркие цвета горящего пламени, подсвечивающие белый дым. Эта часть следа резко увеличивалась в размерах. Через две – две с половиной минуты до поверхности земли дошла мощнейшая акустическая «взрывная» волна, первый удар которой вызвал разрушения строений, оконных рам, витрин и внутренней отделки помещений в Челябинске и расположенных южнее городах – Еткуле, Еманжелинске, Первомайке. После первого удара последовал десяток резких звуковых взрывов, напоминающих канонаду орудий (фото 1).
Те, кто наблюдал это явление в утренние часы, были в шоке. Многие приписали увиденное падению самолета или ракеты. Челябинск, пострадавший в недавнем прошлом от техногенных катастроф, был потрясен!
Разрушения. По сообщениям АН «Доступ», Челябинск, «акустическая волна болида принесла заметные разрушения в виде разбитых стекол и мелких разрушений ветхих зданий. Разрушения от акустической волны при вхождении космического тела со сверхзвуковой скоростью в плотные слои атмосферы зафиксированы в Челябинске, Еманжелинске, Еткуле, Копейске, Коркино, Чебаркуле, Южноуральске, Златоусте, Троицке, Розе, Увельском и Красноармейском районах. В результате падения пострадали более полутора тысяч человек; в нескольких тысячах домов ударной волной выбило стекла. Ущерб, по оценкам областной администрации, нанесен приблизительно на миллиард рублей» (фото 2, 2 А).
Когда все затихло, люди опомнились и принялись осматриваться и обсуждать происшедшее. На небе красовался дымный двойной шлейф. Рамы тысяч квартир, витрины больших магазинов, окна школ в секунды лишились стекол. Появились первые раненые. На Челябинском электро-цинковом заводе «взрывной» волной разрушено перекрытие склада. В результате перегрузок отказала сотовая телефонная связь.
Разрушения носили разнообразный характер. На многоэтажных домах, на витринах больших магазинов было видно выборочное действие акустической волны. В некоторых случаях были полностью выбиты окна первого этажа, а окна второго этажа остались без повреждений. По-разному были поражены окна одной конструкции – волна как бы в сотовом порядке прошлась по фасадам, разрушив оконные рамы. А кое-где при совершенно целых оконных рамах и стеклах наружного фасада внутри помещений вылетали двери вместе с косяками, срезались стеклянные плафоны.
Поступки некоторых южноуральцев спасли жизнь и здоровье очевидцам события. Так, учительница одной из школ приказала детям младшего класса, наблюдавшим свечение огненного шара у огромных окон школы, немедленно укрыться под столами. После мгновенной реакции детей все оконные блоки были превращены взрывной волной в мелкие разлетающиеся стеклянные осколки.
«Сотрудники NASA назвали жителей Южного Урала «счастливцами», а Челябинск – самым везучим городом планеты, так как то, что произошло 15 февраля утром, можно объяснить лишь чудом. Метеорит разорвался на высоте 20-25 километров над городом-миллионником. Мощность взрыва, по подсчетам NASA, составила от 300 до 500 килотонн в тротиловом эквиваленте, что равносильно разрыву минимум двух десятков хиросимских бомб. Что еще удивило ученых из разных стран: несмотря на количество пострадавших, при ЧС никто не погиб» (АН «Доступ», Челябинск)..
Местные администрации рапортовали об устранении повреждений в зданиях в течение одного-двух месяцев со дня события. Но и в июне 2013 г. многие подъездные рамы еще не застеклены, и не все пострадавшие получили обещанную компенсацию на восстановительные работы (фото 3).
Первая реакция. Полет Челябинского болида был виден на огромном расстоянии – в Кустанае, Тюмени, Магнитогорске, Екатеринбурге. Многим жителям этих городов падение метеорита казалось совсем близким. И действительно, яркое свечение на фоне безоблачного неба создавало иллюзию близости. Дымный след оставался на небосводе в течение 2 часов и рассеялся полностью только через 6-7 часов.
Я наблюдал это явление с юго-западной стороны. Мне было видно все – и появление болида с ярким свечением, движение его по небосводу, взрыв и дальнейший полет остатков метеорита. Слабый звук взрыва едва докатился до Верхней Санарки (90 км). Уже через 20-30 секунд мне удалось сделать фотографии дымного хвоста. А через две-три минуты из Челябинска поступил первый тревожный звонок от моих знакомых. Сколько мог, я объяснял событие, увиденное мной со стороны. Со свободного пространства, не занятого городской застройкой, видны были масштабы явления, и было ясно, что это полет метеорита. Я знал, что это не опасно, но услышал о том, что в городе разрушения и много потерпевших, а «метеорит» упал где-то в парковой зоне.
Сегодня видна полная растерянность специальных служб. Лишь через полтора часа они смогли оповестить население, что это падение метеорита, а не техногенная катастрофа - не падающий самолет, не ракета пронеслись над городом (фото 4).
По сообщению Geophysical Research Letters, «в результате падения метеорита в Челябинской области пострадали около 1200 человек. В основном они получили ранения осколками стекол, разбившихся в зданиях от ударной волны (разбилось примерно 100 тыс кв метров стекол… Мощность взрыва челябинского метеорита была эквивалентна 460 килотоннам в тротиловом эквиваленте. Взрывная волна обогнула Землю два раза. Таким образом, явление стало самым мощным с 1908 года, когда над Сибирью прогремел взрыв Тунгусского метеорита мощностью 40-50 мегатонн. По выводам исследователей, взрывная волна от Челябинского метеорита стала самой мощной из когда-либо зарегистрированных».
Газета The Washington Post назвала падение метеорита над Челябинском «экстраординарным днем для всей планеты». Удар болида считают самым значительным по своим последствиям более чем за столетие — с 1908 года. Кроме того, это первое падение метеорита с таким числом пострадавших и госпитализированных.
Фиксация полета. Часть населения проявила хорошую техническую подготовленность к событию. Полет болида наблюдали и успели заснять на видео и фото десятки, если не сотни человек из разных мест Южного Урала. Это позволило довольно точно вычислить траекторию полета и поведение метеорита.
По сообщениям СМИ, падение метеоритного дождя оказалось самым хорошо снятым за всю историю наблюдений. Камеры зафиксировали летящие обломки с самых разных точек. Самые удачные кадры сделаны видеорегистраторами, установленными в автомобилях, в связи с чем в американской блогосфере началась дискуссия, не имеющая прямого отношения к науке. Их потрясли спокойствие и стоицизм, по крайней мере, одного водителя (именно его регистратор снял самое отчетливое изображение метеорита над Челябинском), который, наблюдая летящий на него огненный шар, не проронил ни слова и ничем не выразил своего волнения или хотя бы удивления.
Со временем я получил от многих свидетелей фотографии дымного следа с точной фиксацией точек съемки на местности относительно строений или ландшафта. Впоследствии по этим съемкам были получены сведения об ориентировке полета по сторонам света, вычислены углы частей дымного следа относительно горизонта, данные о положении места взрыва. Разные наблюдения дали одинаковый результат высоты взрыва – 23 км.
С помощью фотографий было также частично зафиксировано строение дымного следа болида. Двойной дымный след ввел некоторых наблюдателей в заблуждение, дав пищу для предположения о техногенной природе явления. Такой след напоминал движение по небу самолета или ракеты. И только аналогия с увиденным ранее на любительском видео подобным явлением – падением болида в Перу в 2012 году доказывало естественную природу двойного дымного следа от идущего пологой траекторией к земле крупного тела болида.
Комитет по метеоритам Российской Академии наук обратился к жителям Челябинска и населенных пунктов, в которых наблюдался полет болида, с просьбой поделиться данными и заполнить специальную анкету. На призыв откликнулось свыше 1,3 тыс. человек.
Что прилетело к нам? По сообщениям АН «Доступ», Челябинск, «первоначальная масса метеорита (до входа в атмосферу Земли) составляла 10 тысяч тонн при диаметре 17 метров. Он вошел в земную атмосферу под острым углом на скорости около 18 км/с и спустя 32.5 секунды разрушился. Сила взрыва на высоте 15-25 километров составила 500 килотонн в тротиловом эквиваленте».
«Колумбийские ученые выяснили, что большая полуось орбиты челябинского астероида составляла 1.73 астрономической единицы (средний радиус земной орбиты), перигелий (точка орбиты, ближайшая к Солнцу) находился на расстоянии 0.82 единицы, афелий (самая удаленная точка) - на 2.64 единицы. Челябинский метеороид относился к аполлоновскому семейству астероидов. Чешские астрономы также рассчитали орбиту астероида до падения. По их данным, большая полуось орбиты равна 1.55 астрономической единицы, перигелий находился на расстоянии 0.77 единицы, афелий — на 2.33».
Специалисты NASA объяснили тот факт, что метеорит незаметно «подкрался» к планете, относительно небольшими его размерами и встречным солнечным светом, мешавшим его разглядеть. В то же время прохождение метеорита сквозь атмосферу засекла глобальная сеть сенсоров. Были получены даже его характеристики: весил он «больше атомной подлодки», в ширину был пятнадцать с лишним метров и падал со скоростью около 65 000 км/ч.
Летчик-космонавт Г. Гречко: «Я считаю, что как в Тунгусском варианте, так и в Чебаркульском, это все-таки было ядро кометы, это громадная гора снега и льда. Снег не чистый, там вот были включения хондритов. Давно рассчитали, если летит что-то, где удельный вес меньше единицы, при входе в атмосферу «это» может взорваться. Если у хондрита плотность три, то он упадет на землю, и будет один или несколько кратеров. Небесное тело огромной массы, глыбища, каменюка громадная пролетает в атмосфере 10 секунд, якобы может об атмосферу так деформироваться и превратиться буквально во взрывчатку за 10 секунд. А ведь это неравномерно: она будет трескаться, делиться на два, на три куска, и чтобы за 10 секунд приготовилась взрывчатая смесь, я не могу себе этого представить. Хотя некоторые считают, что это так. Я тогда хочу увидеть расчеты, а не просто голую теорию».
Прежние уральские болиды. Справка: «11 июня 1949 г. в 8.14 утра Кунашакский болид появился на безоблачном небе как ослепительный белый шар с огненным хвостом и дымным следом. Он был виден на расстоянии 700 км. Болид летел с севера на юг и за 8-10 секунд преодолел небесный путь в 150 км под углом 30 градусов к горизонту. На высоте около 17 км он разлетелся на куски и выпал метеоритным дождем на площади 200 кв км, где позднее были найдены обломки весом в 120, 40 и 36 кг, а также множество мелких.
Через 1-2 минуты после пролета болида послышались громоподобные звуки похожие на выстрелы орудий, перемежающие непрерывным грохотом. Было слышно три громовых удара в радиусе 120 км. Звуковая волна вызвала на поверхности земли сотрясение зданий, предметы раскачивались, появились сильные волны на озере...» (фото 3а)
Справка: «1 февраля 1956 г. в 8.30 утра на Среднем Урале в предрассветном небе появился болид огненно-белого цвета, двигающийся в северо-западном направлении над поселками Ис и Косья. За болидом тянулся дымный белый след. Через две-три минуты послышался громоподобный звук, похожий на сильные взрывы. Отмечались сотрясения зданий, дребезжали рамы и выпадали стекла, осыпался снег с крыш домов. Полет болида наблюдали вокруг на 500 км, включая города Свердловск и Ивдель. В Широковском водохранилище тогда было обнаружено отверстие-пробоина круглой формы диаметром 42 см в 89-сантиметровой толще льде от падения куска железного метеорита весом до 250 кг» [1]
Падение. «Челябинский метеорит, размером около 15 метров, влетел в атмосферу Земли со скоростью 18-20 км/сек по пологой трассе (меньше 200). При входе в плотные слои атмосферы на высоте 60 км он начал дробиться и взрываться. На высоте 20 км он раздробился и выпал на землю каменным дождем». Д. Бадюков - заместитель заведующего лабораторией метеоритики института геохимии и аналитической химии российской академии наук.
По данным Астрономического института Академии наук Чехии, «болид начал разрушаться на высоте примерно 32 километра, когда давление достигло 4 мегапаскалей. Масса самого большого фрагмента, который упал в озеро Чебаркуль, оценивается в 200-500 килограммов. Один или два метеорита массой в несколько десятков килограммов могли упасть в районе села Травники. Один фрагмент массой примерно 1 килограмм мог упасть к северо-западу от Щапино. Многочисленные мелкие фрагменты могут находиться в широкой полосе примерно в 5 километрах к югу от траектории, в большинстве случаев между долготами 60.9 и 61.35 градуса» (фото 4 А)
На траектории полета Челябинского болида в первые часы была замечена огромная свежая полынья на озере Чебаркуль. Рыбаки, свидетели падения метеорита, говорили о высоченном десятиметровом фонтане воды при ударе метеорита о поверхность льда. Полынья имела диаметр 6-8 метров. Обследуя место падения, аквалангисты отметили трехметровую воронку в илистом дне. Здесь предполагается наличие обломка метеорита весом от 50 кг. Учитывая двенадцатиметровую глубину и пятиметровую толщину илистых отложений в этом месте, извлечь метеорит будет проблематично (фото 5).
Специалисты предполагают, что крупный осколок, покоящийся на дне озера Чебаркуль, может превзойти метеорит «Княгиня» весом 500 кг, упавший в Украине в 1866 году,
По окружности пробоины во льду на озере Чебаркуль работниками МЧС были собраны мелкие обломочки каменного метеорита. Именно они стали первым фактом присутствия каменного метеорита на земле.
Учитывая наличие огромной полыньи во льду озера, мелких обломков и метеоритной пыли, а также поднятых со дна сильными магнитами кусочков метеоритной породы, следует предполагать существование на дне крупного метеорита, вес которого может превысить 1 тонну.
Первые находки. Утром в понедельник 18 февраля я получил от А. Устименко, жителя г. Еманжелинска, весть о том, что на территории поселков Еманжелинка и Батуринский (50 км южнее Челябинска). Местные жители находят какие-то черные оплавленные камешки. Через час я уже был на месте события.
Камешки, штук десяток, оказались небольшими, от 0.5 до 2 см, с оплавленной черной корочкой, под ней – светло-серая мелкокристаллическая порода.
Верилось с трудом. Это и есть челябинский метеорит?
Еще через час мы ходили за Батуринскими угольными отвалами и собирали поблизости от дороги такие же мелкие черные камешки. Заметили: метеоритики пробивали снежный покров, образуя глубокие луночки, по которым их легко обнаружить. Собрав по два-три десятка камней, переместились на другое место, несколько восточнее предыдущего – у старого террикона Батуринской шахты. Здесь на обширной территории в снежном покрове А. Колисниченко тоже заметил лунки от падения мелких камешков. Их размер уже достигал 3-4 см!
Первый день поиска метеоритного вещества на местности позволил представить грандиозное явление – метеоритный дождь!
Радиоактивный фон метеоритного вещества оказался в пределах 40 микрорентген в час – в общем-то норма даже для земных горных пород.
На следующий день мы отправились на поиски метеоритного вещества в окрестностях д. Березняки. Обширная территория, осыпанная метеоритным дождем, еще не была тронута искателями метеоритов, и можно было заняться регистрацией находок по весу и размерам.
Вдоль дороги то и дело останавливались машины любопытствующих, но глубокий снег сильно препятствовал попыткам собирать метеориты (фото 6).
В этот день на площади в 500 квадратных метров мне удалось собрать все метеоритные камешки – около 50 штук общим весом 50 г. Это было начало полевых исследований. В последующие дни к ней присоединились десятки человек – моих знакомых и добровольцев, которые фиксировали свои находки на карте, уточняли вес и количество «метеоритиков». Как оказалось, эта местность между д. Березняки и п. Депутатским была эпицентром метеоритного дождя. Здесь количество метеоритного вещества на единицу площади местами достигало 500 г на 0.01 га. За 8 дней поисков была обследована территория в 10 кв. км. С нее было собрано более 3 тысяч фрагментов метеорита общим весом 13.5 кг. В этих целенаправленных поисках принимали участие 15 человек – примерно 5 % всех охотников за метеоритами в те дни.
Из сообщений АН «Доступ», Челябинск: «После того, как выяснилось, что серьезных жертв и разрушений нет, в Челябинской области началась настоящая «метеоритная лихорадка»: люди пытаются найти в снегу осколки метеорита».
Первый крупный метеорит весом около 100 г был найден возле дороги д. Березняки – п. Депутатский. Он был правильной округлой формы, слегка вытянутый как грецкий орех, с полностью сохранившейся черной оплавленной корочкой. Несколько позднее были найдены камни весом 174, 224, 272 г. Западнее п. Депутатского студентами УрФУ был обнаружен метеорит весом 1800 г. Это был рекорд величины челябинского метеорита (фото 7).
АН «Доступ», Челябинск: «Масштабы каменного дождя потрясают. Они начинаются восточнее Еманжелинска, и тянутся до Златоуста. Такого крупного поля рассеивания метеоритного дождя история не видела».
«На территории Челябинской области, скорее всего, лежат десятки тысяч осколков метеорита. Они разбросаны в квадрате со сторонами 15-35 километров на 3-6 километра. Если говорить о размерах, то они разные: от небольших – величиной с изюм, до экземпляров размером с теннисный мяч. А некоторые могут быть и больше – весом в пять килограммов. Но это отдельные экземпляры» (М. Ханки - эксперт из Американского Общества Любителей Метеоритов, одного из старейших астрономических сообществ в США).
Масштабы каменного дождя. На последней стадии полета челябинского болида образовался взрывной след – ярко окрашенное светящееся облако в десятки километров длиной. Эта часть дымного хвоста и стала источником метеоритного дождя. От п. Александровка Еткульского района на востоке до д. Казбаево Чебаркульского района на западе, на расстоянии 45 км, местность была усыпана каменным метеоритным материалом. По траектории полета по азимуту 2850 образовалось несколько оперяющих шлейфов, которые отклонялись несколько севернее, образуя своеобразные «струи» выпавшего метеоритного вещества. Местами шлейф накрывал территорию густой высыпкой обломков, местами обломки падали далеко от мест пролета болида. Порой «камни» лежали цепочкой друг за другом на расстояниях от единиц до десятков метров. В целом картина стала ясной после нанесения находок метеоритов на карту (фото 8).
С учетом падения метеорита в оз. Чебаркуль общая длина следа составляет 80 км. Ширина следа очень непостоянная, от 4 км в районе п. Еманжелинки. до 1 км около д. Березняки. Отдельные полосы имеют ширину от первых десятков метров до 200-300 метров. Таким образом, общая площадь выпадения метеорита составляет около 250-300 кв. км. А сам метеоритный дождь охватил территорию в 100 кв. км. Самые обильные высыпания метеоритного дождя зафиксированы на площади 10 кв. км. Весовое количество метеоритного дождя, зафиксированное на площади 1.6 кв. км, составляет около 50 кг. (фото 9, 9 А)
Распределение количества фрагментов метеоритного дождя по массе: 1-5 г - 57 %; 5-10 г – 40 %; 10-50 г – 2%; 50-100 г – 1%: 100 – 300 г – 0.1 %. Камни массой более 100 г составляют 15 % от общей массы находок. (фото 10 А)
Метеоритная лихорадка. Местность, где прошел обильный метеоритный дождь, представляет собой территорию с плотной сетью дорог и населенных пунктов. Участки березового леса в виде отдельных колков или небольших массивов перемежаются с открытыми пространствами – полями, водными бассейнами, кустарником. Снежный покров достигал местами 0.7 м. Такая доступность позволила населению за 5-7 дней прочесать обширную территорию метеоритного следа. В п. Еманжелинка дети собирали «метеоритики» по дорогам и дворам (фото 10).
Территория Челябинского метеоритного дождя оказалась привлекательной не только для местного населения, но и для гостей из соседних областей. Люди приезжали на поиски с разными целями. Кто-то хотел увековечить память об этом грандиозном явлении и космическом страннике. Кто-то просто хорошо провел выходные. Рядом были семьи с детьми, группы туристов, отдыхающие с шашлыками. Были естествоиспытатели, собирающие метеоритное вещество для своих целей. В средствах массовой информации все они объявлялись мошенниками за стремление продать найденный метеорит. Но на месте падения метеорита не было видно никого с призывом «нашел метеорит – передай его ученым и музеям!». Может быть, многие и поделились бы найденным (фото 11).
«Частицы небесного тела достались не только ученым, но и простым людям. Осколками метеорита начали активно торговать. Спустя всего несколько часов после падения метеорита в сети уже появились многочисленные сообщения о продаже находок… Цена метеоритного вещества составляет около 1 доллара за грамм» (Голос Америки).
По словам директора метеоритного музея в Канзасе Дона Стимпсона, «четыре года назад в Техасе упал метеорит такого же типа, что и в Челябинской области. И, как ни странно, тоже 15 февраля. Первые найденные куски были самыми дорогими – цена доходила до 100 долларов за грамм».
«Специалисты негодуют по поводу того, что местные жители не спешат делиться с ними находками. Из-за этого мы не можем сейчас точно сказать, сколько вещества выпало, в каких местах. Сейчас известно только, что много мелких осколков находят на юге Челябинской области, в Еткульском районе», говорит В. И. Гроховский – доцент физико-технического института Уральского федерального университета, член Комитета по метеоритам РАН, член Международного метеоритного общества.
..
«Помощь ученым в поисках обломков оказывают местные жители. Так, два брата из Коркино, Леонид и Тимофей Ильины вручили Челябинскому государственному университету самый крупный найденный ими кусок метеорита весом 233 грамма. Его поместят в музей неземного вещества. Энтузиасты по собственной инициативе занимаются поисками обломков и уже научились отличать куски метеорита от обычного камня. Самый большой метеорит в коллекции братьев весит полкилограмма, но они уверены, что существуют экземпляры до 5 кг. Пока они не найдены, поиски будут продолжаться».
Сотни людей с энтузиазмом прочесывали метеоритный след почти десять дней со дня падения, пока снегопады и метели не скрыли следов пребывания небесного странника. (фото 12)
С первыми лучами весеннего солнца поиски возобновились. Теперь стали доступны удаленные от населенных пунктов и дорог. Посыпались находки крупных фрагментов метеорита! Доходили слухи о находках в общей массе до десятков килограммов и более.
На сегодня самым крупным из найденных фрагментов метеорита «Челябинск» можно считать находку индивидуального камня весом в 3,4 кг из окрестностей южнее 2 км п. Тимирязевского. Этот метеорит в конце апреля 2013 года обнаружил челябинец А. Усенков. После экспертизы, проведенной учеными ЧелГУ, получены данные о его составе и строении. На срезе метеорита хорошо видна крупнообломочная хондритовая брекчия с цементом из импактного стекловатого расплава. Метеорит будет хранится в Челябинском краеведческом музее.
Мой метеорит. Автор этой статьи – поклонник метеоритной темы с детства. Как только мне стали доступны для чтения книги, я перечитал все доступное из местной библиотеки – о камнях с неба, астрономии, минералах, природе. Мечта наблюдать падение метеорита и искать его зародилась еще в те годы. И вот 15 февраля 2013 года произошло событие с доставкой на дом: на свет появился метеорит «Челябинск».
На снежной целине д. Березняки и п. Депутатским я выслеживал цепочки следов-лунок от падений метеоритного дождя. В разное время дня они по-разному смотрелись среди снежной белизны. Особенно выделялись на местности следы падений крупных фрагментов. Лунки от «гигантов» в снежном насте были видны с 20-30 метров. Мне посчастливилось найти несколько таких лунок. Каждая представляла собой цилиндрическую полость глубиной 10-15 см, иногда расширявшуюся книзу. Лунка заканчивалась ледяным столбиком, внизу которого находился примерзший метеоритик. Камни размером более 3 см пробивали весь снежный наст и останавливались почти у поверхности земли. Камни массой более 100-200 г проникали до земли, расплавляли вокруг себя снег, затем вода замерзала в лед. Из такого льда и приходилось извлекать подобные метеориты. За восемь дней поисков я стал обладателем камней массой 104, 174 и 272 г. (фото 13)
Поиски происходили 15-26 февраля. Потом метели и снегопады скрыли все следы. Искатели стали ждать весны, размышляя, как будут выглядеть метеоритные лунки – скорее всего ледяные сосульки на местах падения будут стоять над осевшим рыхлым снегом...
Как ни странно, в весенних проталинах на фоне открывшихся скошенных полей, покосов, грунтовых дорог и низин с болотинами. появились и метеоритные лунки. В каждой ледяной столбик над метеоритом растаял первым в лучах весеннего солнца и открыл покоящийся внизу метеорит. Заглядываешь в дырочку в снеговом насте – а там, на донышке этого колодца, лежит черный камешек!
Одновременно нужно было фиксировать географию метеоритного дождя и вести массо-гранулометрическую съемку. Результатом стали карта рассеивания метеоритного дождя. На ней отмечены находки крупных частей метеорита (свыше 100 г), границы рассеяния метеоритного вещества, средние размеры и вес на отдельных площадях падения.
Из отчета NASA: «Первоначальный вес метеорита составлял 7-10 тыс. тонн, но до земли долетело примерно 5-10% от начального веса».
Измерения показали, что метеоритное вещество обладает плотностью 2.61 г/см3, сравнительно небольшой для метеоритов такого типа. Это означает, что первоначальное тело астероида диаметром 17 м имело массу всего 6.5 тыс. тонн, а не 10 тыс. тонн, как предполагалось ранее. Низкая объемная плотность вещества говорит о высокой пористости и трещиноватости метеорита. До земли в таком случае «дотягивает» около 0.1% метеоритного вещества, то есть всего 1-2 тонны (фото 14).
Все камни несут следы оплавления в виде корочки черного цвета, состоящей из силикатного стекла пористой и пузыристой текстуры. Сколы на отдельных образцах появились в двух случаях – во время оплавления в облаке раскаленных газов (когда они могли «залечиваться» дальнейшим плавлением) и потом, когда метеорит уже выпал из облака взрыва или получил сколы в момент падения на землю. Такие следы сколов свежие, без следов плавления. Сколы получились из-за резкого температурного перепада окружающей среды. Метеориты с существенными свежими сколами составляют до одной трети от найденных. Редко наблюдались расколотые фрагменты метеоритов, которые лежали поблизости друг от друга и складывались в одно метеоритное тело. Так же редко наблюдалось падение, удары и рикошет метеоритов от деревьев (фото 14 А).
Форма найденных камней разнообразна: сферическая или близкая к сферической, с гладкими ровными поверхностями; сферическая с отдельными ассиметричными выступами; бесформенные с многочисленными углублениями и выступами; удлиненные без ровных и гладких поверхностей, бесформенные с регмаглиптами (фото 15).
Общее впечатление от просмотренных образцов (более трех тысяч) заключается в том, что они практически все бесформенные. Такое явление можно объяснить высокой «бризантностью» исходного вещества метеорита, которое привело к образованию мелкой каменной крошки, создавшей «рой» метеоритного дождя.
18 марта 2013 года метеорит был зарегистрирован в международном кадастре под названием «Челябинск» (фото 16).
Состав метеорита. «Метеорит, падение которого произвело многочисленные разрушения в Челябинске и его окрестностях, является обыкновенным хондритом LL5 (S4, W0) типа. На территории РФ падений таких метеоритов ранее не отмечалось. Можно предполагать, что Челябинское событие 15 февраля 2013 является самым грандиозным падением хондрита LL5. Хондриты LL5 составляют 2% среди падений обыкновенных хондритов. Самые большие из них – метеорит Княгиня весом 500 кг, упавший в Украине в 1866 году».
За сезон исследований мне удалось собрать около тысячи фрагментов метеорита, осмотрено от добровольных корреспондентов еще около 4-5 тысяч, общим весом 18-20 кг. Для исследований материал был разослан в институты, учебные заведения, музеи, в том числе Музей и Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (г. Новосибирск), Музей Российского государственного геологоразведочного университета (г. Москва), Институт минералогии УрО РАН (г. Миасс), Горный музей С.Петербургского государственного горного университета
Судя по гранулометрической съемке, всего на землю в метеоритный дождь выпало до полумиллиона фрагментов метеорита, которые составляют до одной тонны массы. Такое «распыление» метеорита было предопределено его внутренним строением.
Порода, из которой состоит метеорит, представлена массивным хондритом, ударной брекчией, ударным расплавом и шлаковым стеклом, встречающиеся в одном образце или составляющие отдельные тела (фото 17, 18).
Хондрит – светло-серая порода с мелкозернистой хондритовой структурой. Текстура породы пятнистая и обусловлена внутренним строением, в большей массе массивная. Наиболее эффектно выглядят хондры с ориентированной «колосниковой» структурой. Хондры с четко выраженной ориентированной структурой (редкий тип) состоят в основном из оливина и Na-плагиоклаза. Хондры альбит-форстерит-гиперстенового состава размером до 5 мм заключены в мелкозернистую массу аналогичного состава. Минеральный состав хондр сильно варьирует.
Сколы массивного хондрита – шероховатые, неровные. Хондрит образует отдельные тела или входит в состав ударных брекчий как основной компонент. Абсолютный возраст хондрита составляет 4.5 миллиарда лет (рассчитан научной группой Института Минералогии УрО РАН), что соответствует космической норме возраста для большинства изученных метеоритов.
Нужно отметить интересную особенность строения хондрита. По поверхностям сколов, образованных ударным воздействием, на многих фрагментах просматриваются направленные зеркала скольжения - гладкие поверхности, отполированные трением блоков, перемещающихся вдоль разрывного нарушения. Наблюдаемые на них борозды скольжения ориентированы по движению между отдельными блоками. Они имеют характерный рисунок из параллельных полос или, в более редких случаях, из серии радиально расходящихся полос. Это явление рассматривается как геологический процесс, происходивший в недрах крупного космического тела, связанный с медленными подвижками отдельных блоков космического тела (малой планеты?). По поверхности зеркал скольжения заметен распределенный тонким слоем расплав в виде блестящего черного стекла (фото 18 А).
Минеральный состав [2] хондрита: кроме ортопироксена и форстерита, клинопироксен (диопсид ), плагиоклаз; представлен также крупными выделениями троилита (местами до 2-3 % породы), никелистого железа, хромита (относительно равномерно распределенного в пределах хондры). Кроме того, отмечены хизлевудит, камасит, тэнит. Редко наблюдается хлорапатит, меррилит, ильменит, самородная медь, пентландит. Хлорапатит и мерриллит образуют ксеноморфные зерна между главными минералами метеорита – оливином, ортопироксеном, хромитом. Мерриллит присутствует в качестве включений в оливине (иногда в ассоциации с Cr-диопсидом), а хлорапатит - в виде мелких зерен в краевых частях хондр состава оливин – Na-плагиоклаз. В центральной части одного из фрагментов челябинского метеорита на границе металла и силикатов был выявлен хиббингит (фото 19).
В некоторых обломках первичные структуры в той или иной степени нарушены - оливин растрескан, трещины в нем залечены троилитом, иногда с включениями никелистого железа. Альбит и гиперстен подвержены растрескиванию в меньшей мере. Оливин, пироксен и альбит частично или полностью оплавлены.
Импактная (ударная) брекчия. Порода образована в результате высокотемпературного ударного метаморфизма космического генезиса. Масса хондрита раздроблена до мелко-крупнообломочного агрегата и сцементирована расплавом. Многие фрагменты имеют классическую мелко-брекчиевую текстуру. Строение ударной брекчии предопределило и образование обильного метеоритного дождя за счет «бризантности», обусловленной предыдущим космическим дроблением астероида (фото 20, 21, 22, 23).
Импактный (ударный) расплав – это цемент, скрепляющий массу остроугольных обломков хондритовой породы. Он образовался в результате ударного воздействия на породу в космическом пространстве другого космического тела. Ударный расплав – это стекло, образованное расплавлением минералов хондрита. Последние два вещества (ударная брекчия и ее цемент – ударный расплав), по-видимому, имеют абсолютный возраст 3.7 млрд. лет, определенный студентами-исследователями Санкт-Петербурга. По поводу строения расплава в метеоритах высказывается теория «термической усталости» от постоянной смены температур от космического холода (вдали от светил) до разогрева вблизи звезд (Солнца) [3].
В стекле прожилков обнаруживаются многочисленные микроскопические включения троилита с графическими вростками никелистого железа, металл-сульфидные глобулы и фрагменты хромита. Стекло имеет ультраосновной состав, иногда содержит округлые поры.
Нужно отметить еще один интересный факт, касающийся состава метеорита «Челябинск». В результате поисков в районе между д. Казбаево и д. Самаркой были обнаружены крупные индивидуальные фрагменты весом от 40 г до 1.5 кг, состоящие полностью из «шлака» - стекловатого черного материала, часто с шероховатой, ноздреватой корочкой. Иногда на сколах внутри просматриваются реликты хондритовой породы в виде отдельных фрагментов до 1 см с заметным воздействием на них этого расплава. Предположительно, это продукт космического происхождения (фото 22 А).
Стекло. Это продукт плавления вещества метеорита при прохождении его в атмосфере Земли. Внешняя зона метеорита. Обычно образует тонкую корочку (1-2 мм) на метеорите. Вследствие удаления расплава с поверхности метеоритного тела потоками атмосферного воздуха его количество минимально. Есть случаи сохранения стекла на ориентировано летящих метеоритах, когда в краевой тыльной стороне сохраняются застывшие капельки или острые «сосульки». Цвет стекла почти всегда черный, в редких случаях почти бесцветное с ярким стеклянным или жирным блеском (фото 23 А).
Черное изотропное стекло содержит поры и многочисленные выделения троилита с эвтектоидными вростками никелистого железа. Иногда в этой зоне наблюдается раскристаллизация оливина из стекла с началом формирования спинифекс-структур. Самая внешняя зона (корочка плавления) развита фрагментарно, содержит скелетные кристаллы хром-магнетита (центральная часть некоторых скелетных кристаллов представлена хромитом, а краевая – магнетитом) и поры, стенки которых устланы скелетными кристаллами хром-магнетита, капельками стекла сложного состава, часто содержащего хлор. В редких обломках в этой зоне наблюдается пористый агрегат троилита – результат его вскипания. Присутствует недоплавленные фрагменты силикатов и хромита, а также металл-сульфидные глобулы (хизлевудитового и годлевскитового состава, иногда в них присутствуют аваруит и Cu, хизлевудит, годлевскит, аваруит, интерметаллид Os-Ir-Pt, хиббингит и магнетит, вюстит, зональные кристаллы оливина (с фаялитом в периферийной части) [4] (фото 24, 24 А).
Общий состав коры плавления, %,: стекло - 35, форстерит железистый - 37, гиперстен - 11, клиногиперстен - 2, альбит - 8, троилит - 4, железо никелистое - 3.
"Эти данные являются частью информации, которая имеет большое значение для реконструкции ранних этапов развития Солнечной системы: считается, что метеориты представляют собой то самое вещество, из которого, собственно, сформировались планеты".
Формы и размеры. Метеориты, оказавшиеся на Земле, претерпели очень сильные изменения в процессе прохождения атмосферы. От того космического тела, которое миллиарды лет вращалось вокруг звезды, мы видим только крошечный остаток – до 0.1 % первичной массы.. Космическое тело сгорает, дробится, оплавляется. Так атмосфера оберегает жизнь и ландшафты нашей планеты.
На землю выпадают камни самых причудливых форм. Есть классические, такие как каменный хондрит «Каракол» весом 2,76 кг, упавший у Семипалатинска в 1840 г - с конусом, обтекающими струями (регмаглиптами). Но большинство представляют собой бесформенные оплавленные «картофелины» или просто остроугольные обломки, ограниченные свежими сколами.
Метеорит «Челябинск» превзошел все ожидания! Мы видим огромное разнообразие форм отдельных фрагментов, что было обусловлено природными процессами – каменный болид был предварительно достаточно трещиноват и раздроблен, еще находясь в космическом пространстве. Он вошел в атмосферу Земли под достаточно острым углом (18-200), что позволило ему находиться в полете время, достаточное для «рассыпания» от перегрузок и торможения. И, наконец, этот «взрыв», который мы все наблюдали 15 февраля! Именно он стал тем фактором, благодаря которому болид упал на поверхность земли не единой глыбой, а полумиллионами индивидуальных красивых метеоритных камней (фото 25А)!
Высокая «бризантность» исходного вещества метеорита привела к образованию мелкой каменной крошки, создавшей «рой» метеоритного дождя (фото 26 А).
Метеориты под общим названием «Челябинск» имеют следующие формы:
Форма таких «индивидуалов» весьма разнообразна и зависит от формы и строения первоначального фрагмента, отделившегося от главного тела при полете. Были найдены совершенно округлые шаровидные метеориты, многоугольники, бесформенные с многочисленными выемками типа регмаглиптов, «картофелевидные». Размеры таких тел в интервале от 1 до 20 см. Масса от 0.5 до 3400 г. (фото 25, 26, 27, 27 А, 28)
- С ориентированным в пространстве полетом тела.
Метеоритные тела обычно с полностью законченной формой. Состоят из трех частей: 1. поверхность сгорания («нос») – гладкая, сферической формы. 2. Область противоположной стороны тела (аэродинамический тыл), обладающая почти ровной, слегка шершавой от скоплений шлакового стекла поверхностью. 3. Стеклянные сосули стекания (сдува) расплава в виде манжеты по периметру границы «носа» и «тыла». Размер тел 2.5 – 5 см. Вес до 50 г. Более крупные ориентированные тела часто имеют конус обдува (нос), образованный от направления полета с расходящимися по радиану ориентированными углублениями – регмаглиптами. Такие метеориты редко бывают полностью сохранившиеся. Обычно этот тип формы представлен только фрагментом более крупного метеорита, диаметр которого составлял около 0.5 м (фото 29, 29 А, 30, 30 В).
Все эти процессы скоротечны и по времени укладываются в 32 секунды – именно столько времени метеорит пребывал в атмосфере, а процесс интенсивного горения вообще занял лишь 10 секунд! (За такое время наш болид образовал дымный след). Таким образом, напрашивается вопрос, каковы же были условия во время пролета метеорита по небосводу, которые привели к таким быстротекущим и резким процессам? Ответ мы получаем от внимательного наблюдателя этого явления В. А. Мусатова, доцента кафедры географии ЧГПУ , который сравнил интенсивность свечения болида с цветовой шкалой нагревания тел. Температура поверхности болида составляет примерно 65000! При таких температурах образуется плазма и каменные тела сгорают за секунды. Нужно заметить, что внутренние температуры таких тел достаточно низкие и несут в себе космических холод (фото 31 А).
Выпавшие на поверхность земли метеоритные тела были еще достаточно горячи, несмотря на то, что от момента «выхода» их на параболическую траекторию до падения (с высоты 23-25 км), прошли минуты падения. Поэтому достаточно крупные камни (150-300 г и более), уже находясь в снежном сугробе, лишь частично оплавили вокруг себя снег и остыли в образовавшейся воде.
Эпилог. Падение челябинского болида встряхнуло весь Южный Урал, Россию и мир в целом. Это явление показало нам, что общество недостаточно осведомлено о природных явлениях и зомбировано страхом перед техногенными катастрофами, коих в России и мире за последнее время было предостаточно. Метеорит лишь косвенно посягнул на жизнь и здоровье людей, принес разрушения. Но, как ни странно, он принес с собой еще и добро. В прямом смысле слова. Во-первых, он стал источником поддержания жизни для местного населения на несколько месяцев, которые получили существенный денежный доход от продажи найденных фрагментов метеоритного вещества (как «божественная небесная манна»!),. Во-вторых, сотни, если не тысячи россиян прикоснулись к космической тайне – метеоритам, собирая их по всему восьмидесятикилометровому следу, сохраняя их в домашних коллекциях, которые будут с воспоминаниями передаваться по наследству. Население Южного Урала получило бесценный опыт, пережив «всем миром» грандиозное космическое явление! Наука получила бесценный материал для изучения и исследований (фото 32, 33).
После 15 февраля по-другому смотрится и картина Тунгусской катастрофы 1908 года. Неразгаданная тайна ХХ века лежала на ладони! Проводя аналогию с Челябинской метеоритной катастрофой, нужно отметить следующее. Тунгусский метеорит упал не в эпицентре поваленного леса. Это всего лишь след дошедшей ударно-акустической волны. Метеоритное вещество, скорее всего каменного характера, также могло рассеяться в виде метеоритного дождя на огромной площади в десятки километров за пределами эпицентра. Поиски такого вещества по прошествии двадцати с лишним лет (экспедиция на Тунгусский метеорит была предпринята лишь в 1927 г.) к успеху не привели из-за его рассеянности и мелкой фракции. Думаю, что отыскать фрагменты Челябинского метеоритного дождя через такой большой срок станет не менее проблематично.
Автор благодарен К. Захарову, О. Романовскому, А. Устименко, И. Карлову, С. Епанчинцеву, А. Колисниченко, а так же всем корреспондентам не упомянутым здесь по-фамильно, которые предоставили свой фактический материал для изучения и фотосъемок. За предоставленные данные по минералогии метеорита и консультации – С. Степанову (С.Петербургский государственный горный университет), Е. Белогуб и В. Попову (Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс), В. Шарыгину (Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН г. Новосибирск).
Литература:
1. Сокровищница уральских недр. Ред. А. А. Малахов. Свердловск, 1957. 190 стр.
2. В. Н. Анфилогов и др., «Вещественный состав обломков Челябинского метеорита» (доклад). Институт минералогии УрО РАН, Миасс, 2013.
3. А. А. Ясинская. Некоторые современные аспекты космической минералогии. III //Минергический сборник. Выпуск 2, с. 54-59. Львов, 1976.
4. Данные по минералогическому составу взяты из доклада Института геологии и минералогии им В.С. Соболева СО РАН (В.В. Шарыгин и др.) Новосибирск. 2013.