ИНСТРУКЦИЯ ПО НАБЛЮДЕНИЮ ПАДЕНИЙ, ПОИСКАМ И СБОРУ МЕТЕОРИТОВ

Читатели не раз, вероятно, замечали в темную безоблачную ночь полет по небу так называемых падающих звезд или метеоров. Метеоры вызываются вторжением в земную атмосферу из межпланетного пространства крохотных твердых частичек, весом всего лишь в несколько миллиграммов. Влетая в атмосферу с огромной скоростью, равной в среднем около 30 километров в секунду, и сталкиваясь с частицами воздуха, они мгновенно нагреваются до нескольких тысяч градусов и целиком превращаются в раскаленный газ. рассеивающийся в воздухе. Они как бы "сгорают" в воздухе на высоте 50-80 километров, не успев достигнуть поверхности земли. Таким образом, "падающие звезды", или метеоры, не имеют ничего общего с теми неподвижными звездами, которые из ночи в ночь светятся на небе, сохраняя свое относительное расположение. Неподвижные звезды представляют собой такие же небесные светила, как и наше Солнце. Только благодаря огромному расстоянию они кажутся нам светящимися точками.

Особенно много метеоров наблюдается в темные августовские ночи, когда за час наблюдений иногда можно насчитать свыше десятка метеоров. Случается, что одновременно в разные стороны по небу из одной какой-либо точки разлетается множество метеоров,образующих своеобразный звездный дождь. В это время в течение минуты можно насчитать десятки и сотни метеоров. Такой звездный дождь обыкновенно продолжается в течение нескольких часов и случается довольно редко.

Но вот иногда вдруг все кругом озаряется ярким, как бы мигающим светом. Становится светло, как при полной Луне, или еще светлее. В этот момент по небу проносится огненный шар с хвостом, рассыпающий искры (рис. 1); вслед за шаром на небе остается светлый, как бы туманный, след (рис. 2). Огненный шар, называемый болидом, пролетает по небу в течение нескольких секунд. Затем он исчезает, освещение местности прекращается и все снова погружается в ночной мрак. Обыкновенно по прошествии нескольких минут после исчезновения болида раздаются резкие отрывистые удары, напоминающие взрывы, за ними следует громоподобный грохот и треск, а под конец слышится затихающий гул. Все эти явления иногда достигают такой силы, что не только люди - случайные очевидцы, но даже животные испытывают панический страх.

Но такие мощные явления наблюдаются сравнительно редко. Чаще же по небу пролетают значительно менее яркие болиды, полет которых не всегда даже сопровождается звуковыми явлениями или освещением местности.

В отличие от обычных метеоров, или "падающих звезд", болидами принято называть все те яркие метеоры, которые по своей яркости превосходят самую яркую планету Венеру. Кроме того, у болида обычно можно различить диск или так называемую голову. Нередко болиды наблюдаются и днем при полном солнечном освещении.

Появление болида вызывается вторжением в земную атмосферу уже не маленькой крупинки, как в случае метеора, а камня или железной массы, называемых метеорным телом и весящих сотни и тысячи килограммов. Влетая в земную атмосферу с космической скоростью, метеорное тело вследствие сопротивления воздуха постепенно тормозится; энергия его движения переходит в теплоту и свет. В результате поверхностные части метеорного тела и прилегающие к нему частицы воздуха нагреваются до нескольких тысяч градусов. В этот момент на небе появляется наблюдаемый нами болид. Метеорное тело с поверхности кипит и превращается в раскаленный газ, а частью разбрызгивается па мельчайшие капельки.

Из этих продуктов его образуется "дымный" или "пылевой" след, оставляемый болидом на небе. Таким образом, проносясь с космической скоростью через атмосферу, метеорное тело непрерывно теряет через испарение (в результате сильного нагревания), а частью путем разбрызгивания, свое вещество; оно непрерывно уменьшается в своем объеме. Часто метеорное тело не выдерживает огромного давления воздуха и дробится на части; в это время наблюдается дробление болида и рассыпание искр.

Обыкновенно болид появляется на высоте около 100-120 километров над поверхностью земли. Несмотря на сильнейшее разрежение атмосферы на указанной высоте все же сопротивление воздуха (благодаря той огромной скорости, с которой метеорное тело проносится в атмосфере) оказынается настолько сильным, что поверхность метеорного тела на этой высоте нагревается до такой температуры, что начинает светиться. На высоте 5-20 километров метеорное тело полностью затормаживается; оно на мгновение как бы останавливается. На этой высоте болид исчезает, а остаток неуспевшего полностью испариться в воздухе метеорного тела падает на землю, подчиняясь ее притяжению. Тот участок пути метеорного тела, где происходит его торможение, называется областью задержки (рис. 3), а упавший на землю остаток метеорного тела в виде камня или куска металла называется метеоритом. Метеориты получают название по названию населенного пункта, ближайшего к месту его падения.

Было установлено, что остаток метеорного тела даже сравнительно крупного размера только в том случае достигнет в виде метеорита поверхности земли, если скорость вторжения в атмосферу метеорного тела не превышает 15-20 километров в секунду. С такой скоростью движутся "догоняющие" Землю или "догоняемые" ею метеорные тела, т. е. такие, которые движутся в межпланетном пространстве в таком же направлении, в каком движется и Земля вокруг Солнца (рис. 4). Если же начальная скорость метеорного тела превышает указанную величину, а такой обладают "встречные", т. е. движущиеся навстречу Земле или же под небольшим углом к направлению ее движения, то метеорное тело целиком может испариться в воздухе, не успев достигнуть поверхности земли. Только особенно крупные метеорные тела, весящие сотни и тысячи тонн, способны пробить земную атмосферу с космической скоростью и врезаться в землю.

Метеориты падают на землю теплыми или, самое большее, горячими, не совсем не раскаленными, как часто думают. Объясняется это тем, что в течение своего кратковременного движения в воздухе с космической скоростью метеорное тело не успевает прогреться целиком и внутреннее вещество его сохраняет температуру, близкую к нулю. Поэтому, когда метеорное тело достигнет области задержки и когда, следовательно, прекращается его нагревание, расплавленный тонкий поверхностный слой на нем быстро охлаждается и затвердевает, образуя кору плавления, которая со всех сторон покрывает метеорит. Таким образом, вопреки распространенному мнению, метеориты при своем падении не могут вызвать пожара, даже если и упадут на какие-либо легко загорающиеся предметы. Только в .том случае, если вес метеорита превосходит сотни и тысячи тонн, он ударится о поверхность земли с космической скоростью. Но в таком случае при ударе в результате мгновенного перехода огромного запаса кинетической энергии метеорита в теплоту, при которой метеорит превращается в раскаленный газ, произойдет взрыв. На месте падения метеорита образуется воронкообразное углубление, так называемый метеоритный кратер. Гигантские, кратерообразующие метеориты падают очень редко, может быть, только раз в тысячелетие. В настоящее время на всем земном шаре найдено около десятка метеоритных кратеров, образованных падением метеоритов настолько давно, что об этом до нас дошли только легенды.

Обыкновенные метеориты, весом в десятки килограммов и меньше, падают очень часто, вероятно не менее тысячи в год на всем земном шаре. Однако огромное число их, падая в моря и океаны, в безлюдных пустынях и полярных странах, а также в малонаселенных гористых и лесных районах, остается ненайденным. Лишь ничтожное число метеоритов, в среднем 4-5 в год, становится достоянием науки. До настоящего времени всего было найдено около 1500 метеоритов, из которых 123 метеорита приходится на долю нашей страны. Нужно, однако, иметь в виду, что многие метеориты выпали группами или даже так называемыми метеоритными дождями, после которых были собраны сотни и тысячи метеоритов. Поэтому общее число всех метеоритов, хранящихся в коллекциях, достигает, вероятно, многих десятков тысяч.

При падении метеориты уходят в почву очень неглубоко, всего лишь на 10-20 см и редко на полметра или более. Обыкновенно образуется округлая яма, в которой и располагается метеорит, плотно примыкая к стенкам ямы. Небольшие метеориты, весом в сотни граммов или немногим более килограмма, часто остаются на поверхности почвы. Случалось, что метеориты падали на строения, пробивали крыши и обнаруживались .затем на чердаках. Так, например, при выпадении 11 июня 1949 г. в Челябинской области каменного метеоритного дождя Кунашак один метеорит, весом 358 граммов, упал на зерносушилку. Пробив толевую крышу зерносушилки, он ударился о потолок, а затем через отверстие в нем упал да пол, где и был вскоре обнаружен.

Метеорные тела попадают в земную атмосферу из межпланетного пространства (солнечной системы). Вместе с мельчайшими частичками-пылинками, вызывающими при вторжении в атмосферу явления метеоров, они образуют в солнечной системе скопление метеорной материи. Это скопление наблюдается нами с Земли в виде слабого сияния конусообразной формы и называемого Зодиакальным светом. Особенно хорошо Зодиакальный свет бывает виден на юге. В средних широтах наиболее благоприятные условия для его наблюдений бывают весной; в это время он бывает виден на западе, вскоре после потухания вечерней зари, и осенью, когда он бывает виден на востоке, перед наступлением утренней зари.

Метеориты представляют собой единственное внеземное вещество, которое мы можем исследовать непосредственно с применением современной аппаратуры и самых точных методов. Изучая метеориты мы узнаем, из каких химических элементов состоят небесные тела, какую имеют они структуру, при каких условиях образуются во вселенной химические соединения (минералы) и т. д. Изучение структуры, состава и различных физических свойств железных метеоритов представляет также интерес для металлургии в связи с изучением различных искусственных сплавов. Химический и минералогический состав метеоритов представляет большой интерес в связи с изучением внутренних частей Земли. Исследование движений метеорных тел в земной атмосфере позволяет судить о составе и структуре атмосферы. Таким образом, метеориты имеют большое научное и практическое значение.

По своему составу метеориты подразделяются на три класса: железные, железокаменные и каменные. Размеры их бывают самые различные. Самый крупный метеорит, найденный в Африке в 1920 г., весит около 60 тонн. Известно еще около трех десятков метеоритов, вес которых превышает тонну. Все эти метеориты относятся к железному классу. Между тем среди каменных метеоритов таких крупных не встречается. Самые большие каменные метеориты весят не свыше тонны. Каменные метеориты, как более хрупкие, не выдерживают того огромного давления воздуха, которое они испытывают при своем движении с космической скоростью, и дробятся на части, выпадая метеоритными дождями. Самый обильный каменный метеоритный дождь выпал в Америке в 1912 г. После него было собрано 14000 камней. 12 февраля 1947 г. в Приморском крае впервые выпал обильный железный метеоритный дождь. Экспедициями Комитета по метеоритам Академии Наук СССР в 1947-1949 гг. было собрано свыше 300 отдельных метеоритов и более десятка тысяч осколков, получившихся от раскола крупных метеоритов при их ударе о скальные породы. Общий вес всех собранных метеоритов и осколков составляет около 25 тонн. Изучение условий падения этого метеоритного дождя и сбор выпавшего метеоритного вещества еще продолжается.

Обыкновенно метеориты имеют неправильную обломочную форму (рис. 5). Значительно реже падают так называемые ориентированные метеориты, заостренные на конус с одной (передней) стороны и притупленные - с другой (тыловой). Такая форма метеоритов напоминает головку снаряда (рис. 6). Она возникает в результате обтачивающего действия земной атмосферы на летящее в ней с космической скоростью метеорное тело.

Как было сказано, метеориты со всех сторон бывают покрыты тонкой корой плавления, толщина которой не превышает миллиметра. Эта кора хорошо заметна на каменных метеоритах (рис. 7). Обыкновенно она черная и матовая, по на некоторых метеоритах бывает блестящей, как бы покрытой черным лаком. В редких случаях кора бывает светлой и полупрозрачной. На метеоритах, долго пролежавших в земле, кора окисляется и принимает темный красновато-бурый цвет. На железных метеоритах кора имеет черную с буроватым или синеватым оттенком окраску.

Поверхности метеоритов, покрытые корой, обычно имеют своеобразные углубления, как бы вмятинки, напоминающие отпечатки пальцев в мягкой глине и называемые регмаглиптами или пьезоглиптами (рис. 5 и 6). Внутреннее вещество каменных метеоритов чаще всего имеет пепельно-серый цвет. Однако встречаются и темносерые или даже совсем черные и, наоборот, почти белые метеориты. На поверхностях свежих расколов каменных метеоритов обычно видны многочисленные блестки. Они состоят из сплава железа с никелем (никелистое железо, имеющее белый цвет) или железа с серой (сернистое железо, так называемый троилит, имеющее желтоватобронзовый цвет). Эти включения рассеяны более или менее равномерно во всей массе метеорита. Иногда встречаются включения довольно крупных размеров, достигая нескольких сантиметров в поперечнике. Несведущие люди часто принимают троилит за золото и, пытаясь извлечь его из метеорита, раскалывают на части; этим они уменьшают ценность метеорита.

Современные точные химические анализы метеоритов показали, что в них имеются все известные на Земле химические элементы. Никаких новых элементов в них не найдено. Это значит, что все небесные тела, вся материя во вселенной, состоят из тех же химических элементов, из которых состоит и Земля, и, следовательно, все они имеют общее происхождение.

Железные метеориты в основном состоят из железа, составляющего в среднем 90%, затем никеля до 6-8% и кобальта около 0,5-0,7%. Далее в незначительных количествах в них встречаются фосфор, сера, углерод, хлор и некоторые другие элементы. Каменные метеориты в основном состоят из следующих элементов: кремния 18%, магния 14%, алюминия 0,8%, кальция 1,3%, серы 2% и очень малых примесей многих других элементов. Большинство же химических элементов как в железных, так и в каменных метеоритах присутствует в настолько малых количествах, что обнаруживается только при помощи очень тонких анализов.

В каменных метеоритах в виде соединений с другими элементами находится кислород, составляя в среднем около 30%. Кроме того, как было сказано выше, в них имеются рассеянные включения никелистого железа и троилита, причем содержание никелистого железа в общей сумме может достигать 20-25% веса всего метеорита.

Минералы, из которых состоят метеориты, хорошо известны и на Земле. Однако в незначительных количествах в них встречаются новые, не известные на Земле минералы. Некоторые из таких минералов не могут существовать на Земле вследствие присутствия в ее атмосфере (водяном паре) кислорода, с которым они быстро вступают в соединение. В результате этого на них образуется ржавчина и метеориты мало-помалу могут полностью разрушиться. По этой причине они должны тщательно предохраняться от влажного воздуха. Присутствие в метеоритах новых минералов указывает на иные условия их образования, чем те, при которых образовалась земная кора с ее горными породами. На это указывает также и своеобразная структура метеоритов. Так, например, если отполировать и затем протравить слабым раствором какой-либо кислоты поверхность железного метеорита, то на ней появится своеобразный рисунок (рис. 8) - так называемые видманштеттеновы фигуры. Этот рисунок указывает на кристаллическое сложение железных метеоритов. Изучение структуры и рисунка травления показывает, что метеориты слагаются из отдельных пластинок, расположенных вдоль плоскостей многогранника, имеющего восемь граней и называемого октаэдром. Поэтому метеориты, показывающие при травлении видманштеттеновы фигуры, называются октаэдритами. Среди железных метеоритов значительно реже встречаются метеориты, которые при травлении дают только тонкие, параллельные между собой линии, называемые неймановыми. Такие метеориты представляют собой так называемые монокристаллы, т. е. являются единым целым во всей своей массе; внутренняя микроструктура их показывает кристаллическое сложение по кубу, т. е. многограннику, имеющему шесть граней и называемому гексаэдром. Поэтому такие метеориты называются гексаэдритами. Наконец, также редко встречаются железные метеориты, которые никакого рисунка при травлении не дают. Они называются атакситами, что в переподе на русский язык означает "лишенные порядка", т. е. не имеющие какой-либо определенной структуры. Интересную структуру имеют железокаменные метеориты, так называемые палласиты. Они представляют собой как бы железную губку, пустоты которой заполнены стекловидным минералом оливином, имеющим желтовато-зеленую окраску. Структура большинства каменных метеоритов отличается от структуры земных горных пород присутствием в них своеобразных шариков, размерами от микроскопических зерен до крупных горошин, хорошо видимых невооруженным глазом (рис. 9). Такие шарики называются хондрами, а метеориты, в которых они встречаются - хондритами.

Железные метеориты падают значительно реже, чем каменные. Так, на каждые 16 каменных метеоритов приходится только один железный. Еще реже падают железокаменные метеориты. Однако среди случайно найденных метеоритов, падения которых не наблюдались, преобладают железные. Это и понятно, если учесть, что железные метеориты значительно лучше сохраняются и могут веками лежать в почве. Кроме того, они скорее привлекают к себе внимание, чем мало приметные да еще и быстро разрушающиеся каменные метеориты.

Вообще же случаи находок метеоритов, падения которых не наблюдались, происходят нередко.

Внезапные падения метеоритов и в неожиданных местах не позволяют специалистам-метеоритологам организовать и поставить систематические наблюдения падений метеоритов (движений болидов). Поэтому специалистам приходится прибегать к помощи случайных очевидцев падений. По возможности полные и добросовестно составленные описания наблюдавшихся явлений, сделанные даже случайными очевидцами, могут иметь научное значение. В том случае, когда по одному и тому же падению метеорита удается собрать большое число описаний, сделанных очевидцами в разных населенных пунктах, после соответствующей их обработки оказывается возможным получить надежные данные об условиях движения метеорного тела в земной атмосфере, определить элементы его орбиты в пространстве и всесторонне изучить обстановку падения метеорита на землю. Нужно, поэтому, всегда помнить о том, что долг каждого сообщить ученым подробные сведения о всех замеченных явлениях, сопровождавших падение того или иного метеорита или полета по небу болида. Нужно также помнить и о том, что такие описания должны быть сделаны возможно более точно и содержать в себе только такие данные, которые очевидец запомнил вполне уверенно. Лучше сообщить кратко, но правдиво.

В России центральным научным учреждением, специально занимающимся сбором, изучением и хранением метеоритов, является Комитет по метеоритам Академии Наук. При Комитете существует сеть добровольных корреспондентов-наблюдателей из числа наблюдателей гидрометеорологических станций, учащихся, преподавателей, рабочих, колхозников и т. д. Они живут в разных Местах нашей страны и регулярно присылают в Комитет по метеоритам описания наблюдавшихся болидов. Ежегодно в Комитет поступает несколько десятков таких описаний. Бывает, что по одному и тому же болиду удается получить большое число описаний, сделанных разными лицами в разных населенных пунктах. В таких случаях удается детально изучить болид, определить его траекторию и орбиту. В случае падения и находки метеорита наблюдатели телеграфно извещают об этом Комитет по метеоритам, который направляет на место падения своих научных сотрудников. Здесь, на месте падения, они производят всестороннее изучение обстановки падения, производят массовый опрос очевидцев и организуют поиски и сбор метеоритов.

Нередко корреспонденты присылают в Комитет по метеоритам образцы случайно найденных ими камней или кусков железа, по своему внешнему виду напоминающих метеориты. И действительно, некоторые из таких находок оказываются метеоритами, давно упавшими на землю.

Находимые на территории нашей страны метеориты подвергаются всестороннему изучению. В специальных лабораториях при помощи современных методов и аппаратуры производятся химический и минералогический анализы, изучается поверхностная и внутренняя микроскопическая структура, определяются физические свойства и изучаются различные другие особенности метеоритов.

Существует также Комитет по метеоритам при Академии Наук Украинской ССР, производящий работу по метеоритам на территории Украины. Недавно были организованы Уральская Комиссия по метеоритам и такая же комиссия при Геологическом институте Академии Наук Белорусской ССР. Первая из них проводит работу по сбору наблюдений болидов и падений метеоритов на Урале, а вторая - на территории Белоруссии. Успешные работы по метеоритам ведутся также в Астрономической обсерватории Одесского университета, в Ашхабадской астрофизической лаборатории Туркменского филиала Академии Наук СССР и в Сталинабадской астрономической обсерватории Таджикского филиала Академии Наук СССР. Отдельные исследования вещественного состава метеоритов выполняются и в ряде других научно-исследовательских учреждений.

Комитетом по метеоритам Академии Наук СССР ежегодно проводятся в Москве специальные метеоритные конференции. На этих конференциях подводятся итоги проделанной за год работы по сбору и изучению метеоритов, обсуждаются дальнейшие задачи и заслушиваются специальные доклады по различным вопросам метеоритики. В конференциях принимают участие наиболее активные корреспонденты-наблюдатели, вызываемые Комитетом по метеоритам.

Все метеориты тщательно хранятся в специальных коллекциях минералогических и других музеев. Здесь предпринимаются все необходимые меры для предохранения их от разрушений. Наиболее крупной метеоритной колл