- «Яму копали полтора месяца»
- Яркая вспышка
- _mg_7086_panorama.jpg
- Астероид, суперболид, метеорит
- 30 Хиросим
- tunguska_event.jpg
- Что взорвалось
- Аномалии и тайны Челябинского метеорита
- Минеральный состав метеорита
- Места падения осколков
- Как произошло ЧП
- hiroshima_aftermath.jpg
- Почему его не заметили вовремя
- Сколько ему лет и откуда он прилетел
- «Бывают люди, которые верят в каменные ракеты»
- Ущерб от инцидента
- Научные открытия вокруг челябинского метеорита
- perednyaya-oblozhka.jpg
- Внеземная металлургия
- Мощность разрушительной волны
- chelyabinsk_meteor_parts_with_ruler.jpg
- В атмосфере Земли
- Что осталось на дне?
- Откуда прилетел челябинский метеорит?
- Масштабы последствий события
«Яму копали полтора месяца»
— Николай Эдуардович, метеорит упал зимой, а самый крупный осколок вынули осенью. Почему не сразу?
Работа всегда кажется легкой, когда она уже сделана. Насколько я помню историю, первыми туда попали военные. Они нырнули, чуть не утопив своего ныряльщика. Потом подоспели спасатели: они нырнули и чуть не утопили своего сотрудника. Мы следили за этой историей, и уже тогда понимали, что потребуются специалисты с опытом работы с повышенной сложностью и опасностью.
На берег лебедкой вытащили камень
— Как вы узнали, где именно в озере находится метеорит?
«Приехали, собрали все, что было, данные, исследования. Поворчали — потому что оказались бесполезными из-за отсутствия креплений. Мы встретили Николая Лаврентьевича Мельникова (местный житель, камера которого на доме зафиксировала момент падения метеорита. — Прим ред.). Он, бывший военный, снял азимуты (угол между направлением на север и на выбранный объект. — Прим ред.) от переулка до береговых ориентиров. Нанесите их на карту, имейте в виду. Потом нам принесли снимок аэрофотосъемки — еще раз уточнили точку, перевели в географические координаты и пошли работать на этом месте.
Николай Мельников из Чебаркулета установил на своем месте памятник метеориту
С помощью гидролокатора они увидели сигнал и полтора месяца копали для него яму. Около 9 метров — глубина воды, где начинался ил. В таких условиях видимость падает до нуля. А там этот ил был еще метров на 9 вниз, кое-где пришлось копать еще глубже. Ну а зацепить камень уже совсем несложно. Его обмотали мягкими стропами и подняли лебедкой. 654 килограмма — вес для водолаза несерьезный, пришлось поднять в 800 раз больше.
15 февраля 2013 года метеорит общей массой около 10 000 тонн вошел в атмосферу Земли со скоростью около 19 км/с. Космический аппарат взорвался на высоте около 25 километров под Челябинском и попал в так называемый метеоритный дождь. Мощность взрыва составила около 500 килотонн в тротиловом эквиваленте. Осколки общим весом 654 килограмма упали в озеро Чебаркуль. Самый крупный фрагмент (около 500 кг) хранится в Государственном историческом музее Южного Урала.
— Я помню, что прямо у моря была плавучая платформа, с которой спускались водолазы.
— На специальной платформе 6 на 8 метров, закрепленной на дне, установлен ангар для водолазов и снаряжения. Грузоподъемность составляла 6 тонн. Дело в том, что на платформе было надводное оборудование весом полторы тонны, плюс были смонтированы подводные конструкции – три тонны.
Платформу установили в районе предполагаемого места падения метеорита
— Ты где-то брал ил?
— Нет, проще говоря, мы его передвигали с места на место. Чебаркуль является питьевой водой, поэтому обязательным условием работ была тщательная откачка ила. Если убрать что-то из водной среды, то может пострадать планктон, и нужно подсчитывать ущерб водной среде.
Мы установили обсадную трубу и с помощью насосов отвели ил на 60 метров в сторону, медленно опуская его по обсадной трубе диаметром 3,5 метра с демпфером на конце. Чтобы ил ложился ровно, скорость опускания не должна быть больше 5 сантиметров в секунду. Кстати, это важный момент: мы выбрали большое количество ила, чтобы добраться до камня. Но при этом на озере постоянно не было мутного пятна. И это не так просто. Человек, даже просто взмахивая руками, создает муть. И затем есть долгосрочная перспектива.
В целом в озере ничего не изменилось – вода на месте, ил и питательные вещества не вывезены, планктон не пострадал. А то, что вытащили однозначное инородное тело, можно в широком смысле расценивать как очищение озера.
По таким трубам откачивали ил
— Фанаты не мешали вам собирать осколки, которые бушевали после падения метеорита?
— Нет, пик интереса к собиранию камешков уже спал осенью. Правда, приходилось отгонять людей на моторных лодках. К счастью, к нам тогда были приставлены сотрудники ГИМС (Государственная инспекция по маломерным судам МЧС России) и спасатели. Они следили за тем, чтобы, по крайней мере во время нашей работы, лодки не переворачивались через головы водолазов. Мы очень благодарны ребятам за защиту от посторонних лиц.
На самом деле был случай. В один прекрасный день мы приехали и увидели, что все подводное снаряжение перевернуто, погнуто, стропы перерезаны. Видимо кто-то решил, что мы должны оставить найденные там камни, что ли. А в этом месте был только выхлоп от помпы. Пришлось потратить много времени на ремонт.
— Вы столкнулись с чем-то, чего не могли предвидеть заранее?
«Мы очень удивились, когда смогли «увидеть» метеорит гидролокатором. Теоретически гидролокатор ничего не показывает на глубине ила. И второй момент: в середине сентября на основе первых съемок мы нарисовали 3D-модель метеорита и передали заказчику.А камень мы подняли через месяц,в середине октября.И он совпал с 3D-моделью с точностью до 10%.Это то,что нас очень удивило и что мы гордимся до сих пор.Неожиданный и очень приятный успех, все остальное просто кропотливая работа.
Специалисты сделали 3D-модель метеорита, лежащего на дне озера Чебаркуль, за месяц до подъема
Яркая вспышка
По данным Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА), метеорит весом около 10 тонн и диаметром около 17 метров со скоростью 17 км/с вошел в атмосферу Земли и через 32 секунды раскололся на множество частей. Разрушение метеорита сопровождалось серией взрывов, причем первый из трех взрывов был самым сильным и вызвал разрушения.
Это была яркая вспышка, она длилась около пяти секунд, а через минуту пришла на Землю в виде разрушительной волны. По оценкам ученых, разрушение метеорита привело к выделению энергии, которая была примерно равна от 100 до 500 килотонн в тротиловом эквиваленте. Центром взрыва стал не сам город Челябинск, а район, лежащий немного южнее и называемый Еманжелинск-Южноуральск.
_mg_7086_panorama.jpg
След метеорита превратился в огромное облако.
Тем временем в самом Челябинске ударная волна от двух мощнейших взрывов выбила стекла в сотнях домов, кое-где вместе с рамами. Люди выбежали на улицу. Началась паника. Многие пытались дозвониться до своих родственников, но не всегда это удавалось, что еще больше пугало. Был ранен — осколками стекла. Были и разрушения: ударной волной рухнула стена возле цинкового завода.
И хотя общий ущерб от падения метеорита, который впоследствии подсчитали, составил около 1 миллиарда рублей, к счастью, обошлось без пострадавших. И это, пожалуй, самое удивительное в этой истории, учитывая то, что исследователям удалось выяснить позже.
Астероид, суперболид, метеорит
Чтобы наша дальнейшая история была правильной с научной точки зрения, необходимо определиться с терминами. В этом нам помог научный руководитель Отделения астрономии РАН, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Борис Шустов.
Астероид — это каменистое или металлическое космическое тело диаметром более одного метра, но меньше планеты. Астероиды вращаются вокруг Солнца по орбите между Марсом и Юпитером.
Метеороид такой же, но варьируется в размерах от 30 микрон до одного метра.
Метеор – это видимое явление, возникающее при входе небесного тела в атмосферу Земли. Мы обычно говорим в таких случаях: «Звезда упала».
Болид – это яркий метеор. Суперболид — очень яркий (ярче солнца) огненный шар.
Метеорит — космическое тело, достигшее поверхности Земли. Есть еще понятие «метеоритная пыль», а еще более мелкие частицы образуют «метеоритный дым».
Все эти понятия используются для описания столкновения малого небесного тела с Землей. Челябинский метеорит когда-то был частью крупного астероида. Затем в результате фрагментации он стал метеороидом. В момент падения мы увидели суперкар. Метеориты находили на суше и в воде.
30 Хиросим
Самым известным катастрофическим падением небесного тела принято считать произошедшее около 65 миллионов лет назад. Затем к Земле прилетело космическое тело (астероид или комета) диаметром около 10 км. Его называли «убийцей динозавров»: удар спровоцировал сильные выбросы пыли в атмосферу, серию землетрясений, извержений вулканов и цунами. Результатом стала жесткая смена климата, которую многие тогдашние жители планеты просто не пережили.
17 июня 1908 года над сибирской тайгой взорвался Тунгусский корпус. Называть его метеоритом неправильно, так как на Земле не найдено никаких останков тела. Как подсчитали ученые, это был астероид или, что более вероятно, ядро небольшой кометы диаметром около 60 м. Место, к счастью, было безлюдным, о человеческих жертвах мы не знаем. Но всем известно, что на площади более 2000 км2 древний лес словно был раздавлен неведомой силой.
tunguska_event.jpg
Поваленные деревья на месте Тунгусского события.
Челябинский метеорит упал в густонаселенном районе, за самим падением наблюдали миллионы людей, и даже за многие сотни километров от эпицентра события. Космическое тело в атмосфере Земли было зафиксировано десятками спутников, а ударная волна зафиксирована рядом сейсмических станций по всему миру. Есть миллионы гигабайт фото- и видеодоказательств. В руках ученых оказался колоссальный материал, который сильно изменил наше представление о метеоритах.
Сегодня мы имеем достаточно точную картину «челябинского события», как специалисты предпочитают называть визит космического гостя.
Затем в 9 часов 20 минут 15 февраля 2013 года в небе юго-западнее Челябинска (население 1,2 млн человек) прогремела серия взрывов. Несколькими секундами ранее в атмосферу Земли быстро вошел космический объект размером с шестиэтажный дом (около 20 м). В среднем масса оценивается учеными в 12-13 тыс т, а скорость — 19 км/с, или 68 тыс км/ч. Сила основного взрыва, произошедшего на высоте 20-23 км, составляла около 500 килотонн, что эквивалентно 30 атомным бомбам, сброшенным на Хиросиму.
Жителей Челябинска и близлежащих населенных пунктов от катастрофических последствий спасли три фактора: пологая траектория (угол падения метеороида был менее 20°), земная атмосфера и состав космического тела — каменный, и не более прочный и монолитное железо. Пролетев несколько сотен километров в атмосфере, метеороид частично разрушился, частично испарился. В результате мизерная — менее одного процента — доля массы, поступившей в стратосферу, попала на поверхность Земли.
Что взорвалось
Мы обычно представляем себе взрыв как очень быстрое сгорание какого-либо химического вещества, например тринитротолуола. Но источником энергии взрыва в нашем случае была кинетическая энергия, определяемая скоростью и массой объекта. При этом энергонасыщенность метеороида (то есть запас энергии на 1 кг), по некоторым оценкам, была в 40 раз больше, чем у мощного взрывчатого вещества.
При трении о воздух каменное тело начало распадаться на множество мелких кусочков.
— Превращение исходного монолита в облако обломков увеличивает общую площадь поверхности на один прыжок. Движение в атмосфере мгновенно нагревает обломки, превращая их в горячее облако, которое начинает быстро расширяться», — объясняет физику процесса астрофизик, доктор физико-математических наук, лауреат Государственной премии СССР Николай Горкавый, работающий в научных структурах НАСА Кстати, по иронии судьбы, он родом из Челябинска.
Борис Шустов уверен, что Челябинску и другим городам и поселкам в районе падения метеороида невероятно повезло:
— В результате пологой траектории падения основной выброс энергии произошел достаточно высоко. Для сравнения, в августе 1945 года американцы взорвали свою бомбу над Хиросимой на высоте 600 м. В результате сгорело все на поверхности земли в диаметре 1,5 км. Если бы челябинское тело опустилось вертикально, последствия были бы намного хуже, чем в Хиросиме.
Аномалии и тайны Челябинского метеорита
В декабре 2019 года в историческом музее Челябинска, где находится метеорит, начали происходить паранормальные явления. Стеклянный купол, покрывавший метеорит, поднялся в воздух на десять сантиметров. Испуганный сторож сообщил о зверстве ученым. Они определили, что виновато магнитное поле космической скалы, которое могло включить гидравлические замки, толкавшие защитный купол вверх.
Купол над Челябинским метеоритом поднялся на 10 см.
Но не все поверили этому объяснению. С первых же дней космический камень стал объектом поклонения многих язычников, которые приходят в музей, чтобы влюбиться в сокровище со звезд. Однако ученые не считают челябинский метеорит кладом. Он основан на железе. А сплавы, найденные рядом с ним, не представляют большой ценности для науки.
Минеральный состав метеорита
Первые анализы в лаборатории сразу показали, что упавший над Челябинском объект имеет внеземное происхождение. Состав образовался около 4 миллиардов лет назад. Кроме того, удалось определить, что огненный шар, вторгшийся в нашу атмосферу около 300 миллионов лет назад, отделился от гораздо более крупного космического объекта. Полет на Землю занял несколько тысяч лет. По пути он успел столкнуться с другим огненным шаром, о чем свидетельствуют внутренние трещины, заполненные переплавленным веществом.
Хорошо видны трещины от удара о другой космический объект в срезе фрагмента метеорита
Отделение геологии и минералогии РАН и сотрудники Комитета РАН по метеоритам идентифицировали челябинский метеорит как обычный хондрит, то есть горную породу. В нем обнаружено повышенное содержание железа (30%), а также никеля, кобальта и меди. Отмечено, что для таких хондритовых метеоритов нетипично присутствие меди.
Места падения осколков
Место падения метеорита
В результате исследований, проведенных специально созданной группой, были обнаружены четыре места, где должны находиться осколки метеорита. Первые два участка находятся в Чебаркульском районе Челябинской области, третий – в Златоустовском районе, четвертый – в районе озера Чебаркуль. Информацию о том, что метеорит находится в озере, подтвердили рыбаки, находившиеся на месте аварии. Из их рассказов члены поискового отряда узнали, что в момент падения метеорита в озеро из него поднялся столб воды и льда высотой около 3-4 метров.
Как произошло ЧП
Метеорит диаметром от 17 до 20 м, массой до 13 тысяч тонн и плотностью 3,2 г на 1 куб скорость 18,6 км/с по слабой трассе под углом примерно 15 — 17 градусов. Он взорвался в плотных слоях атмосферы на высоте около 27 км, его многочисленные осколки упали на обширную территорию Челябинской области. По словам заведующего кафедрой теоретической физики Челябинского государственного университета (ЧелГУ) Александра Дудорова, мощность серии из трех-четырех взрывов составила 500 килотонн в тротиловом эквиваленте.
Большая часть энергии взрывов поглощалась атмосферой. Ударная волна распространилась на расстояние около 90 км и затронула, по данным МЧС России, 11 муниципальных образований Челябинской области (Челябинский, Копейский, Южноуральский, Коркинский, Троицкий городские округа и Еманжелинский, Эткульский, Увельский, Красноармейский, Сосновский, Троицкий муниципальные районы). Взрывы и метеоритные дожди наблюдали сотни тысяч жителей пяти регионов Российской Федерации — Челябинской, Тюменской, Свердловской, Курганской областей и Республики Башкирия, а также жители северного Казахстана.
Полет осколков метеорита зафиксировали множество стационарных камер наблюдения и видеорегистраторы в автомобилях. Самые крупные обломки космического корабля упали в районе озера Чебаркуль, в 78 км к западу от Челябинска.
hiroshima_aftermath.jpg
Хиросима после атомного взрыва.
Николай Горкавый поясняет:
— При взрыве на высоте 23 км у жителей областного центра были разбиты окна, сотряслись дома. Аналогичный взрыв на высоте 8,3 км, как и для Тунгусского метеорита, породил бы ударную волну в 20 раз сильнее той, что наблюдалась 15 февраля 2013 года. А если бы метеорит был железным, то он бы легко долетел до Земли.
Если вспомнить, что Челябинская область — один из самых промышленно насыщенных регионов планеты, то просто не хочется думать о масштабах возможных последствий. Челябинский метеороид кажется настоящим слоном в посудной лавке, но удивительно нежным и грациозным, как балерина. Оставив большую часть своей массы в атмосфере, частично превратившись в пыль и пар, не задев ни одного из осколков ни человека, ни животного, он, как снайпер, плюхнулся в живописное озеро Чебаркуль. Пробив лед полыньей диаметром 8 м, самый крупный фрагмент космического тела «похоронен» в иле на глубине около 10 м.
16 октября 2013 г со дна озера Чебаркуль был обнаружен метеорит размером 88×66×62 см и массой более 600 кг. При его падении на куски раскололся крупный метеорит, самый крупный из которых весом 503 кг выставлен в Государственном Историческом музее Южного Урала. Интересно, что за последние 10 лет выставка подсохла, «похудела» и теперь вес меньше.
Почему его не заметили вовремя
За несколько дней до падения Челябинского метеорита астрономы сообщили, что к Земле приближается астероид Дуэнде. И он действительно оказался на минимальном расстоянии от Земли 15 февраля. Но ближе к вечеру. А пробег составил 27 тыс км. Никакого отношения к нашему «гостю» этот астероид не имел. Ученые и военные сделали шокирующее признание: Челябинский метеорит прилетел незамеченным.
По словам Бориса Шустова, земляне сегодня имеют возможность надежно находить в космосе и отслеживать движение космических тел размером от 800 м. Увидеть их можно задолго до потенциального столкновения с нашей планетой. А вот более мелкие объекты, такие как челябинское тело, действительно можно починить всего за несколько дней. Этого времени недостаточно для проведения каких-либо мероприятий по охране, можно лишь организовать комплекс мероприятий по гражданской обороне.
Такие идеи, как отправка ядерной ракеты для изменения траектории метеороида, носят чисто теоретический характер. Это может иметь смысл, если мы говорим об астероидах размером более 100 м — по крайней мере, их можно обнаружить заранее.
Оглядываясь назад, оказалось, что американский спутник «увидел» челябинское тело, когда до Земли оставалось около 280 км, это несколько секунд полета.
Но есть еще одна проблема.
Помимо того, что челябинское тело было относительно небольшим, оно летело со стороны Солнца. Ни с Земли, ни со спутников на околоземной орбите ее невозможно различить из-за интенсивного освещения.
Возможное решение предложила группа исследователей под руководством Бориса Шустова. Телескоп будет размещен не на близкой к Земле орбите, а в точке по линии Земля-Солнце на расстоянии 1,5 млн км от поверхности нашей планеты.
«Мы рассчитали, что с помощью 25-сантиметрового телескопа, направленного на Землю (но не на саму Землю), мы сможем обнаруживать даже приближающиеся к ней тела средних размеров», — говорит научный руководитель Института астрономии им. Российская академия наук.
Пока идея ждет воплощения, давайте ее исправим: челябинский суперболид заставил кардинально переосмыслить наше отношение к астероидно-кометной опасности. Ученые сейчас единодушны во мнении: космические тела размером от 10 м и более представляют серьезную угрозу для землян.
— Да, это не тунгусское тело, и площадь тотального поражения относительно невелика. Но такие тела приходят гораздо чаще, и кумулятивный эффект может оказаться больше, чем от крупных ударных тел, подчеркивает Борис Шустов.
Сколько ему лет и откуда он прилетел
Много лет назад родительское тело Челябинского метеорита каким-то образом (специалисты пока точно не знают, почему) выпрыгнуло из главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером.
По мнению ученых, возраст метеорита почти совпадает с возрастом Солнечной системы — 4,56 миллиарда лет. Академик Михаил Маров, комментируя результаты изотопного исследования Челябинского метеорита, как-то заметил, что у нас в руках «материал для творчества».
Но вот что интересно. Серия исследований разными методами других фрагментов космического тела показала большую возрастную изменчивость. Самый молодой (если не сказать «самый молодой») возраст начался в 28,6 млн лет, в другом случае было около 260 млн, в третьем — около 2 млрд лет.
«Бывают люди, которые верят в каменные ракеты»
— Не секрет, что многие до сих пор считают, что это был не метеорит, а ракета. Что вы думаете об этой версии и других теориях?
— Почему нет? Когда-то были каменные топоры. Есть люди, которые верят в рок-ракеты. Ну и очень порадовали объяснения «специалистов», почему там нет камня, рассказы о зеленых человечках-пришельцах (улыбается). Местные жители ничуть не сомневались, что один из них сидит на дне и вцепился в скалу. Мы даже не спорили — позитивный настрой очень помогал в работе.
Местные жители убедили дайверов, что вместе со скалой из космоса прибыли инопланетяне. И ребята решили им подыграть
Было много слухов. Написали, что камень нашли, а теперь просто отмывают деньги. Мы особо на это не реагировали. Когда люди, не понимающие тонкостей водолазной работы, начинают спорить о скорости и стоимости, спорить невозможно.
С того момента, как мы увидели метеорит на приборе, у нас не осталось никаких сомнений. Мы поняли, что надо просто работать. День, когда метеорит был обнаружен зондом, не был лишен загадок. Два из трех насосов, откачивающих шлам, сломались. Ребята пошутили, что толковый сапропель не хочет отдавать метеорит.
Как отреагировали чиновники? Что-то востребованное, запрещенное, кастомизированное?
— Ничего особенного. Единственное, сроки начала работ затянулись, потому что долго ждали согласования с Росрыболовством. Дело в том, что при проведении тендера выяснилось, что заказчик не удосужился получить согласование. Но опять же, мы получили это намного быстрее, чем обычно. Как правило, нужно ждать минимум 30 дней, у нас получилось две недели. Мы, конечно, благодарны всем причастным.
Когда начались первые открытия (дайверы нашли 12 осколков, пять из них, в том числе осколок весом 4,8 килограмма, признаны метеоритами. — Ред.), срок нашего официального контракта закончился. Задержки были связаны с погодными условиями и договоренностями. Пришел к клиентам, говорю, так и так — надо продлевать. Они просто спросили меня: «Есть ли прямо здесь скала?» — Именно, — отвечаю. И все – продлили контракт до конца октября. И мы быстрее сообразили.
Читайте также: Белые карлики: что это такое, как образуются, свойства
Ущерб от инцидента
Взрывной волной и осколками метеорита повреждены около 7,3 тыс строений — жилые дома, учреждения образования и другие объекты социальной инфраструктуры, промышленные предприятия. В частности, на площади 600 квадратных метров обрушилась кровля одного из корпусов Челябинского цинкового завода, за медицинской помощью обратились 1613 человек, в том числе 324 ребенка. Госпитализированы 69 человек (в том числе 13 несовершеннолетних).
Смертельных случаев не было. Большинство травм, полученных людьми, были порезами, вызванными осколками оконных стекол, выбитых взрывной волной. Позже специалисты отметили, что причиной массовых повреждений стали вылетевшие под воздействием метеоритного взрыва оконные рамы, установленные до 1990-х годов. В домах, где были установлены новые стеклопакеты, повреждения были менее значительными.
Сразу после инцидента в регионе было объявлено чрезвычайное положение. Для ликвидации последствий МЧС России привлекли группировку сил общей численностью более 20 тыс человек (включая добровольцев); ежедневно в восстановительных работах участвовало более 12 000 человек. Основным направлением работы был ремонт окон и сохранение тепла в зданиях. По данным властей, необходимо было заменить 100 тысяч квадратных метров стекла в Челябинске и 200 тысяч квадратных метров — в области. Кроме того, была организована работа психологов по телефону, на который поступило почти 2000 звонков.
16 февраля 2013 года губернатор Челябинской области Михаил Юрьевич предварительно оценил нанесенный региону материальный ущерб более чем в 1 млрд рублей, позже эта цифра не уточнялась. СМИ сообщили, что федеральный центр оказал помощь Челябинской области в размере 500 млн рублей. Согласно финансовому отчету Челябинского цинкового завода, в 2013 году на ликвидацию последствий падения метеорита предприятие потратило 51 млн рублей.
Научные открытия вокруг челябинского метеорита
Осколки метеорита очень удачно упали на снежную землю: именно снег помог сохранить нетронутой пыль на поверхности самого большого огненного шара 21 века (метеоритная пыль образуется на поверхности метеорита при воздействии на него высокие температуры и высокое давление при попадании в атмосферу планеты). В этой пыли исследователи обнаружили микрокристаллы необычной формы.
Заинтересовавшись их строением, группа специалистов под руководством Сергея Таскаева и Владимира Ховаило из Челябинского государственного университета решила изучить кристаллы с помощью сканирующей электронной микроскопии. Так ученые обнаружили, что кристаллы имеют очень интересное строение: это замкнутые, квазисферические оболочки и шестиугольные стержни.
Дальнейший анализ показал, что атомы углерода на самом деле представляют собой экзотические графитовые структуры.
Исследователи изучили морфологию и смоделировали процесс образования этих кристаллов. И предположили, что такие кристаллы могли расти на лету в горячем облаке суперболида.
Другой исследователь, сотрудник НАСА Николай Горкавый, впервые в мире изучая пыль, обнаружил, что некоторые частицы пыли связаны друг с другом минеральными нитями. Это означает, что вещество в метеорите плавилось неравномерно в земной атмосфере и вытягивалось воздушными потоками, подобно превращению брызг вулканической лавы в «Волосы Пеле» — нитевидную форму лавы в виде волокон вулканического стекловолокна.
За открытие и изучение пылевого пояса Челябинского метеорита Николай Горький и его научный коллектив получили престижную премию имени Роберта Годдарда.
perednyaya-oblozhka.jpg
След облака от метеорита по данным спутника Суоми. Иллюстрация из книги «Челябинский суперболид»
Через три с половиной часа после взрыва пылевое облако было унесено на восток и обнаружено недалеко от Новосибирска на высоте от 40 до 65 км. Однако именно верхняя часть облака попала в зону сильных стратосферных ветров, а нижняя еще «висела» под Челябинском. 16 февраля облако достигло Алеутских островов, 18-го прошло над Северной Америкой и Атлантическим океаном, через четыре дня пересекло Европу и верхней своей частью вернулось в Челябинск.
«Космический пылевой пояс оставался в стратосфере на высоте 30–40 км еще три месяца, прежде чем исчезнуть в атмосфере», — резюмирует Николай Горький. «Именно такая пыль, только в гораздо большем объеме, вызвала глобальное похолодание на планете 65 миллионов лет назад, после падения 10-километрового астероида.
И еще один почти фантастический вывод из сказанного исследователем. Теоретически можно предположить, что жители Северного полушария в какой-то момент «вдохнули» метеорит и мельчайшие частицы космического объекта попали в наш организм.
Внеземная металлургия
Возможно, последнее открытие связано с процессами, происходившими внутри метеорита в момент его пролета через топку атмосферы. Давление и сверхвысокая температура привели к интересным физическим эффектам.
Изучая под микроскопом поверхность мелких метеоритов, Николай Горький обнаружил короткие нити света, выходящие из пор камня. По-видимому, космическое вещество неравномерно расплавлялось в атмосфере Земли и вытягивалось воздушными потоками.
Нечто подобное происходит, когда вулканические брызги остывают. Это явление называется «волосы Пеле». Кстати, подобные нитевидные включения ученые ранее наблюдали в ледяных кернах, собранных в Антарктиде, и считают их результатом исключительно земных процессов. Но сейчас это не точно.
Челябинский метеорит относится к редкому типу обыкновенных хондритов LL5. То есть доминирующим материалом является горная порода, а в структуре присутствуют хондры – остывшие капельки силикатного материала. Условно элементный состав метеорита можно разделить на две части. Одним из них являются кислород и сера. Во втором преобладают железо и кремний, затем (в порядке убывания) — магний, алюминий, никель, натрий, марганец, кобальт.
В метеорите при полете в атмосфере происходили процессы, подобные металлургическим. Специалист по кристаллографии и свойствам вещества, доктор физико-математических наук, а ныне ректор Челябинского государственного университета Сергей Таскаев обратил внимание на блестящее включение в одном из фрагментов, видимое только в мощный микроскоп. Оказалось, что это новая форма существования углеродных материалов. Кстати, одной из форм этого элемента является, например, алмаз.
Мощность разрушительной волны
Сразу после падения российские ученые оценили разрушительную силу ударной волны в 100 килотонн. Со своей стороны НАСА назвало цифру 440 килотонн. Если принять среднюю мощность каждой атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму и Нагасаки, за 20 килотонн, то мощность взрыва под Челябинском равнялась 22 атомным бомбам.
После побега космического болида в небе остался след дыма через восемь месяцев после события несколько независимых групп специалистов снова измерили силу взрыва. Исследователи решали проблему по-разному:
- Чешские исследователи изучили видеоданные с камер и регистраторов, зафиксировавших инцидент.
- Специалисты из Канады взяли за отправную точку картину разрушения после ударной волны на земле.
- Институт динамики геосфер РАН запросил данные со станций инфразвукового наблюдения для проведения ядерных испытаний.
После обработки информации исследователи пришли к выводу, что сила взрыва составила 500 килотонн. Кроме того, уточнили остальные данные: определили вес метеорита в 13 тысяч тонн и установили, что он летел со скоростью 19 км/с.В момент вторжения в атмосферу Земли болид был размером с 9-этажный дом, диаметром 20 метров.
chelyabinsk_meteor_parts_with_ruler.jpg
Фрагменты метеорита, найденного экспедицией ЧелГУ.
Объяснение кроется в истории нашего героя. Жизнь ударила по нему, причем в самом прямом смысле. Борис Шустов рассказывает, что космическое тело, впоследствии ставшее Челябинским метеоритом, за время своего долгого пути, по-видимому, испытало несколько столкновений:
— Ведь оно возникло после отрыва в результате удара какого-то более крупного тела, и после этого продолжало сталкиваться с другими телами в течение десятков миллионов лет. То есть материал в самом теле достаточно старый, но возраст астероида (время, прошедшее с момента его отделения от большого родительского тела) относительно невелик. И уже в этот период появляются следы значительных сражений. Ученые спорят о том, сколько их было. «Максималисты» насчитали восемь столкновений, «консерваторы» говорят об одном, «умеренные» называют цифру четыре.
Поскольку орбита объектов, подобных челябинскому, очень вытянута, еще одним существенным воздействием на нее может стать минимальное приближение к горячему Солнцу. Все эти факты, как подчеркнул научный руководитель Института астрономии РАН, имеют решающее значение для понимания динамической эволюции малых тел Солнечной системы.
В атмосфере Земли
Большая часть вещества Челябинского метеорита осталась в атмосфере в виде облака водяного пара, испарившейся породы и мелкой метеоритной пыли. Облако продолжало расти и вскоре стало просто гигантским — сотни километров в длину, более дюжины в высоту. Николай Горкавый, сначала изучивший фото- и видеодоказательства, а затем и данные спутника «Суоми», вместе с коллегами проследил его развитие и даже создал модель движения этого монстра.
Что осталось на дне?
— Как вы думаете, Николай Эдуардович, не осталось ли в озере других осколков метеорита?
— Есть небольшие кусочки, конечно. Но найти их совершенно нереально. Для работы в таких условиях необходимо иметь определенные навыки и оборудование. Если вы попытаетесь копать там руками или лопатой, вы ничего не добьетесь. Попробуйте покопаться в бочке со сгущенкой лопатой! Это липкое и продолжает возвращаться. Мелкие осколки, даже если и были, то опускались ближе ко дну или в еще более плотный ил. К ним не добраться ни щупом, ни магнитом.
Через три года мне позвонили, сказали, что приезжают люди с водолазным снаряжением. Они спросили, ныряешь ли ты туда. Я всегда отвечал: «Если будет заказ, поедем разбираться». Но, скорее всего, там возможна только та работа, которая только заинтересует исследователей, например, установка различных датчиков. Они изучают, как именно упал метеорит, с какой скоростью, как изменилось его состояние и так далее.
— Почему вы уверены, что в озере больше нет крупных осколков метеорита?
— Мы пошли на конкретную скалу, чтобы посмотреть на инструменты. Других объектов с такой точностью мы там не видели. Достоверных данных о наличии еще одного куска метеорита в озере Чебаркуль нет. Так что шансы на то, что там завалится еще один космический камень, близки к нулю.
У нас была одна четкая метка, две маленькие метки вверху и одна непонятная засветка сбоку — на 18 метрах. То ли это отвалившийся камень, то ли чья-то затонувшая лодка, железная бочка, мы не знаем. И проверить это можно только копнув, просто не видно. Такая экспедиция будет стоить сумасшедших денег — минимум полмиллиона долларов, за нее не заплатит ни один камень.
И, кстати, там столько железа, что утонуло! Рыбаки, спасатели, охотники за метеоритами пытались хоть что-то поймать. Для проверки дна даже в метре от ямы размером с пятиэтажный дом, которую выкопали для добычи метеорита в 2013 году, необходимо провести такие же работы по объему и стоимости. Такие деньги сейчас никто не хочет вкладывать, потому что результат неизвестен.
У них много камней. Метеорит это или нет, определили исследователи
— Яма, которую выкопали 10 лет назад, не заполнилась илом?
— Это затянулось, но непонятно на сколько. Три метра ила — это как стекло в дыре. Сама форма сохранилась, но тоннели, которые к ней вели, мы срезали — чтобы случайно никто не уснул. Приезжали специально зимой 2014 года, хотя по договору не были обязаны. Но всегда будет много любопытных. Летом туда ходят дайверы всех мастей с разным стажем и без, хотят подняться на риск смерти. И я знаю, как работает система дебрифинга в России.
— Вы с товарищами-дайверами брали на память кусочек метеорита?
— Нет. Сдавали все, что нашли и путешествовали — за каждый камешек есть акция. Там указано, сколько он весит, когда поднимается, какого размера и так далее. Мы очень надеялись, что когда все закончится, нам дадут что-нибудь на сувениры. И если честно, то даже обиделись, что нам ничего не дали. Хотя, как мы потом выяснили, было разбросано много камушков, но про нас почему-то забыли.
— Может быть, они решили, что ты поймал и увидел так…
— Ну что тут сказать… Это многое говорит о тех, кто так думает, а не о нас.
— Вы посещали метеорит в музее?
— Были один раз, через некоторое время после подъема. Для нас нет ауры. То, что у него разный вес, понятно: лишние куски отрезали, самый большой положили. Я передал камень, который весил 654 килограмма. Что с ним случилось в дороге, какие порезы и уголовные дела — не наша забота.
В музее хранится самый большой фрагмент метеорита, найденный под куполом
— Что вам запомнилось из операции по подъему челябинского метеорита?
— У нас была очень хорошая команда, мы всю работу делали на подъеме, на драйве, на смелости. И нам за это ничего не было (смеется). Погода была ужасная, условия были очень тяжелыми. Тогда мы подошли к пределу разумного риска гораздо ближе, чем должны были. Спустя 10 лет мы стали мудрее. Я думаю, что когда поднимут сейчас, то удвоили бы меры безопасности, работали бы дольше и немного по-другому.
Откуда прилетел челябинский метеорит?
Ученые ответили на этот вопрос почти сразу: из главного пояса астероидов Солнечной системы, области между орбитами Марса и Юпитера, где проходят орбиты многих малых тел. Орбиты некоторых из них, особенно астероидов группы Аполлона или Атона, вытянуты и могут пересекать орбиту Земли.
Благодаря тому, что полет челябинского болида был зафиксирован на многих видео и фото, в том числе спутниковых, астрономы смогли достаточно точно реконструировать траекторию, а затем попытаться продолжить эту линию обратно через атмосферу, чтобы проложить путь этого тела.
Попытки восстановить орбиту челябинского тела до столкновения с Землей предпринимались разными группами астрономов. Их расчеты показали, что большая полуось орбиты Челябинского астероида составляла около 1,76 астрономических единиц (средний радиус земной орбиты), перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты) находился на расстоянии 0,74 ед., а афелий (самая удаленная точка) – 2,6 ед.
Масштабы последствий события
Основные разрушения для жителей Челябинска нанесла ударная волна от гиперзвуковой скорости метеорита. Бой пришелся на ближайших соседей: город Копейск и более дальние населенные пункты. Пострадали райцентры Еманжелинск, Коркино и село Эткуль. Наиболее пострадавшим городом в 89 км от эпицентра происшествия стал Южноуральск.
Ударная волна разрушила стену и часть кровли цинкового завода в Челябинске
территория разрушения охватывала 90 км перпендикулярно траектории падения космического тела. Жилые дома, детские сады, школы и больницы остались без оконных стекол, всего около 4 тысяч зданий. Были разрушены ветхие здания и снесены крыши некоторых учреждений. Всего за медицинской помощью обратились более 1600 человек, в основном из-за битого стекла.
Сейсмографы в радиусе 4000 км от эпицентра через два дня после нашествия каменного гостя зафиксировали землетрясение в Челябинской области в 4 балла. Для сравнения: Тунгусский метеорит вызвал толчок силой 5 баллов.
ЭТО ИНТЕРЕСНО. Если по небу летит светящийся огненный шар, не факт, что дело кончится падением метеорита. Если бы Челябинский метеорит был легче и двигался со скоростью более 20 км/с, он бы растаял в полете, не долетев до поверхности.
Озеро Чебаркуль, куда приводнился самый крупный осколок челябинского метеорита Фото