Астронет > Столкновение метеорных тел с Землей

Астронет: Д. Ю. Клыков/ГАИШ Метеоры
http://variable-stars.ru/db/msg/1198013/06.html

В.В. Федынский. Метеоры

5. СТОЛКНОВЕНИЕ МЕТЕОРНЫХ ТЕЛ С ЗЕМЛЕЙ

Крупные метеорные тела глубоко проникают в атмосферу Земли, а иногда и выпадают на Землю. Движение таких тел в нижних слоях атмосферы и явления, сопровождающие выпадение метеоритов, представляют ряд характерных особенностей.

Как мы уже говорили, перед стремительно летящим метеорным телом сжатый воздух образует ударную волну, на поверхности которой давление изменяется скачком. Область сжатия, расходясь в стороны, образует также головную волну наподобие той, которая обычно сопровождает движущееся по воде судно. В конусообразном пространстве, ограниченном головной волной, возникает волна разрежения и завихрения. Потеря энергии на образование ударной и головной волны, а также на вихревые движения воздуха, сопровождающие эти волны, вызывает усиленное торможение метеорного тела в нижних слоях атмосферы.

В верхних слоях атмосферы торможение вдоль траектории совершенно незначительно, и только в конце пути потеря скорости достигает заметной величины. Зато ниже 60 км метеорное тело испытывает всё нарастающее торможение и на высоте 20-25 км, в так называемой области задержки, обычно теряет всю свою начальную космическую скорость. Полёт болидов резко замедляется, а осколки метеоритов, выпадающие из области задержки, достигают земли под действием силы тяжести с умеренной скоростью 100-200 м/сек вследствие тормозящего действия плотного воздуха.

Головная воздушная волна болида, а также колебания плотности воздуха в тыльной части метеорного тела вызывают появление серии звуков - громовых ударов, треска, раскатов и т.д., которые производят большое впечатление на очевидцев полёта болидов. Вот, например, рассказ одного очевидца о полёте яркого болида 22-23 апреля 1929 г., сопровождавшемся звуками: "В ночь с 22 на 23 апреля 1929 г. я с двумя товарищами отправился на охоту. Зилаир (населённый пункт в Башкирии) утонул во мраке, тускло освещенный мутным светом Луны. В сосновом лесу царила тишина. Вдруг всю окрестность осветило ярким светом, как будто бы зажглась огромная электрическая лампочка. Мы в это время были на довольно высоком скалистом бугре. Ошеломлённые, мы остановились. При этом свете хмурые сосны стали зелёными, был заметен каждый камень, каждый ручеёк, бегущий по склону. Как будто огромный прожектор широкой струёй своего света прорезал тьму. На север от Зилаира по небесному своду промчался зеленовато-огненный, ослепительно светящийся шар, оставляя светящийся угасающий след и рассыпая массу искр. Затем всё исчезло, и .снова мрак окутал окрестности. Часы показывали 15 минут первого. Через 11,5-2 минуты раздался как бы отрывистый удар грома с отголоском треска, одновременно совпавший с небольшим содроганием земли. Звук этот можно сравнить с отдалённым орудийным выстрелом".

Насколько далеко могут быть слышны звуки при полёте болида, показывает пример метеорита Хмелёвка, выпавшего 1 марта 1929 г. в Тарском округе Омской области. Звуки были зарегистрированы в радиусе 125 км, как это показывает карта, изображённая на рис. 16. Кроме того, за пределами мёртвой зоны радиусом в 200 км можно было вновь слышать звуки вследствие преломления звуковых волн в высоких слоях атмосферы.

Рис. 16. Распределение слышимости звуков при полёте метеорита Хмелёвка 1 марта 1929 г. 1 - пункты, где были зарегистрированы звуковые явления, 2 - пункты, где звуков отмечено не было, 3 - мёртвая зона (отсутствие звуковых явлений).

Грандиозные звуковые явления наблюдались также при падении гигантских метеоритов: Сихотэ-Алинского и Тунгусского.

В нижней части траектории болидов изменяется характер их свечения. Размеры светящейся оболочки вокруг метеорного тела, состоящей из раскалённых паров, значительно увеличиваются. Болид кажется наблюдателю ярко светящейся каплей или грушевидным телом, так как сопротивление воздушной среды придаёт его головной части обтекаемый характер. Определение углового диаметра головы болида показывает, что его линейные размеры составляют несколько сот метров. Хотя при визуальных оценках неизбежно влияет обман зрения, благодаря которому болид кажется наблюдателю больше своей истинной угловой величины, всё же очевидно, что диаметр раскалённой оболочки ("шапки") болида в десятки раз больше, чем диаметр самого метеорного тела.

Свечение оболочки болида приобретает в нижних слоях атмосферы иной характер по сравнению со свечением в метеорной зоне. Всё возрастающая плотность атмосферы и увеличивающееся количество раскалённых паров метеорного вещества в оболочке болида резко повышают роль теплового свечения. Вследствие этого в нижней части траектории болид имеет нередко желтоватый или красноватый цвет. Иногда наблюдается изменение цвета болида, который, будучи в верхней части траектории голубоватым или зеленоватым, приобретает красноватый цвет при полёте в нижних частях атмосферы. Чаще всего голова болида кажется ослепительно белой, подобно яркой электрической лампочке, в то время как хвост позади болида, состоящий из быстро остывающих паров и брызг метеорного вещества, имеет красноватый оттенок.

Рис. 17. Кора плавления Сихотэ-Алинского
метеорита с затвердевшими брызгами
никелистого железа.

Под действием высокой температуры ударной волны сжатого воздуха, достигающей нескольких тысяч градусов, поверхность метеорного тела плавится, кипит и испаряется. Характер этих явлений был недавно изучен советским исследователем метеоритов Е.Л. Криновым на большом количестве осколков железного Сихотэ-Алинского метеорита. Кипящее железо сдувается встречным потоком воздуха от лобовой к тыльной части метеорита. Кора плавления метеорита покрывается тонкими струйками железа, а кое-где на ней застывают крошечные капельки вскипевшего металла (рис. 17). Интересно отметить, что каждая такая железная капелька внутри пустая, что указывает на большую интенсивность кипения железа. Головная часть метеорного тела непрерывно сглаживается и обтачивается воздушным потоком, причём произвольные угловатые формы начального метеорного тела переходят в характерные обтекаемые очертания. Вещество, в изобилии испаряющееся с поверхности метеорного тела, поступает в распылённом состоянии в хвост болида, где оно охлаждается и конденсируется в виде мельчайшей пыли. Отдельные пылинки имеют размеры порядка микронов, вследствие чего пылевые следы болидов часами держатся в воздухе, лишь очень медленно оседая вниз. Так, пылевой след Сихотэ-Алинского метеорита был виден несколько часов - до самого захода Солнца.

Пылевой след постепенно расползается, однако далеко не так быстро, как газовые следы в верхних слоях атмосферы. Ветер, который имеет на различных высотах разное направление и скорость, изламывает первоначально прямолинейный пылевой след болида, часто свивает его в зигзаги и кольца. Причудливая форма следов болидов запечатлена, в частности, на снимках следов ярких болидов: Алашанского 12 декабря 1905 г., полученного известным русским путешественником П.К. Козловым, Чукотского 19 октября 1941 г., снятого фотокорреспондентом ТАСС Д. Дебабовым, и следа болида 24 сентября 1948 г., снятого фотокорреспондентом газеты "Пензенская Правда" Н.Н. Павловым в с. Данилово Пензенской области (рис. 12).

В первый момент после полёта болида его пылевой след является прямолинейным; в это время наблюдатели, расположенные непосредственно под следом, видят его, как тёмный вертикальный столб, который ошибочно иногда принимается за следствие взрыва метеорита.

Дрейф пылевых следов болидов указывает на разнообразие направлений ветров в слоях атмосферы на высотах от 20 до 70 км; скорость ветра здесь значительно меньше, чем в более высоких слоях атмосферы (в "метеорной зоне"), и, как правило, не выходит за пределы 10-15 м/сек.

Пылевые следы болидов дают возможность оценить интенсивность распыления крупных метеорных тел в атмосфере. Распыление массы метеорного тела идёт с особой интенсивностью в нижних областях верхней атмосферы, и Земли обычно достигает лишь незначительная часть вещества метеорного тела. Так, по оценке академика В.Г. Фесенкова при выпадении Сихотэ-Алинского железного метеорита лишь один процент массы первоначального метеорного тела достиг Земли; остальное вещество метеорита было превращено в тончайшую пыль, медленно оседавшую в атмосфере. По Е.Л. Кринову мельчайшие железные капельки, которые сдувались с поверхности Сихотэ-Алинского метеорита, имели плотность не 8 г/см³, а много меньше, но даже если предположить, что плотность распылённого вещества была в десять раз меньше, то и тогда мы получим, что остаточная масса выпавшего метеорита составляла лишь небольшую долю первоначальной массы метеорного тела. У болида 24 сентября 1948 г. вся его первоначальная масса, определённая на основании оценок яркости в 250 кг, была целиком распылена в атмосфере и наблюдалась, как яркий след в лучах зашедшего Солнца, в течение более получаса.

Многочисленные завихрения воздуха, образующиеся на всей поверхности метеорного тела, высверливают в ней характерные углубления, называемые регмаглиптами. Регмаглипты образуются на последней стадии полёта метеорного тела в атмосфере, когда его скорость значительно уменьшается, ударная волна ослабевает или вовсе исчезает, а самое тело подвергается дроблению. Это следует из того, что размеры регмаглиптов тем больше, чем больше размеры самого осколка. Здесь, таким образом, имеет место очень интересное явление вихревого движения воздуха, обтекающего отдельные осколки.

Рис. 18. Эллипс рассеяния осколков
Сихотэ-Алинского метеорита.

Помимо интенсивного испарения и распыления вещества с поверхности, крупные метеорные тела, имеющие неправильную форму, испытывают неравномерную нагрузку вследствие неравномерных усилий, создаваемых завихрениями воздуха. Под действием этой неравномерной нагрузки метеорное тело дробится на части. Во многих случаях отдельные куски метеоритов, найденные в месте падения, взаимно дополняют друг друга и складываются в более крупные глыбы, как, например, две железные глыбы метеорита Богуславка, найденные на местности на расстоянии полукилометра и взаимно дополняющие друг друга. Раскалывание метеорных тел в воздухе на десятки, сотни и даже тысячи кусков представляет обычное явление; в результате из области задержки на Землю выпадает каменный или железный дождь, причём осколки разлетаются, подобно осколкам разорвавшегося в воздухе артиллерийского снаряда, по площади некоторого эллипса рассеяния. Такая картина наблюдалась, например, при падении метеорита Сихотэ-Алин 12 февраля 1947 г., когда несколько тысяч железных осколков выпало на площади, имеющей форму эллипса, с большой осью, направленной с ССЗ на ЮЮВ, длиной около 6 км и с малой осью, в 2 км (рис. 18). Осколки каменного метеорита Жовтневый Хутор, падение которого произошло 9 октября 1938 г., выпали на площади эллипса рассеяния с большой осью в 11 км, ориентированной с севера на юг. Каменный дождь метеорита Каинсаз 13 сентября 1937 г. имел эллипс рассеяния с осями 40 x 7 км.

Чем выше область задержки метеорного тела и чем больше число осколков, тем больше площадь эллипса рассеяния. Чем меньше угол наклона полёта метеорного тела к горизонту, т.е. чем более пологим является его путь, тем более вытянут эллипс.

Осколки падающего метеорита образуют в почве более или менее глубокие лунки. Некоторые осколки, имеющие незначительную кинетическую энергию, отскакивают при падении, а затем остаются лежать на поверхности Земли. Выпавшие осколки метеоритов покрыты характерной черноватой корой плавления, по которой их можно отличить от земных горных пород. Они выпадают холодными, так как весь полёт метеорного тела в атмосфере совершается так быстро, что теплота плавления и испарения не успевает проникнуть внутрь тела.

После их находки метеориты становятся достоянием музеев и предметом научного исследования. В СССР изучение метеоритов проводит Комитет по метеоритам Академии наук СССР, возглавляемый ныне его председателем академиком В.Г. Фесенковым и учёным секретарём Е.Л. Криновым. Отрасль науки, изучающая метеориты и называемая метеоритикой, в последние годы значительно разрослась и стала самостоятельной.

Размеры индивидуальных метеоритов крайне разнообразны. Очень характерным в этом отношении является железный Сихотэ-Алинский метеоритный дождь, в котором наибольшая глыба имеет массу 1745 кг, а самые маленькие индивидуальные метеориты, покрытые корой плавления и найденные лежащими на листьях деревьев, имели массу менее 0,2 г. Наибольший индивидуальный железный метеорит весом в 60 г был найден в местности Гоба в Африке. Самый большой каменный метеорит Лонг-Айленд весит 564 кг. При сборе метеорной пыли на снегу в высоких горах, где возможность попадания пыли из земных источников почти исключается, были найдены крошечные пылинки размерами в несколько микронов и массой в доли миллиграмма. Такие частицы, вероятно, проникают в атмосферу Земли с очень небольшой геоцентрической скоростью, так что даже свечение метеоров не имеет места. По-видимому, это является результатом встречи Земли с облаками межпланетной космической пыли.

Форма индивидуальных метеоритов на первый взгляд кажется совершенно неправильной. Однако Е.Л. Кринов, изучая отдельные экземпляры Сихотэ-Алинского метеорита, недавно пришёл к заключению, что они представляют собой крупные кристаллы (октаэдриты) или так называемые "балки" никелистого железа, соединённые в весьма причудливые сростки (друзы) и обточенные воздухом при полёте в атмосфере. Точно так же и форму некоторых других метеоритов можно объяснить как результат воздействия воздуха на метеорные тела, первоначально имевшие правильную геометрическую форму, обусловленную их кристаллическим строением. Этот факт представляет большой интерес дли изучений условий изменения внешней формы метеоритов при полёте их в атмосфере.

Плотность метеоритов колеблется от 2,5 до 8,8 г/см³. Необходимо вспомнить, что плотность горных пород, составляющих земную кору, изменяется от 2,0 до 3,4 г/см³, а средняя плотность земной коры равна 2,67 г/см³. Лишь в ядре Земли, на глубинах более 2900 км, плотность пород повышается до 11 г/см³, так что железные метеориты по своей плотности могут сравниваться только с породами, слагающими центральную часть земного шара.

По своему составу метеориты разделяются на каменные и железные. Последние состоят из железа и никеля, причём процентное содержание никеля колеблется от 5 до 18%. Никелистое железо метеоритов образует своеобразные кристаллы, неизвестные на Земле, - крупные октаэдриты. На отполированных срезах железных метеоритов можно заметить также более или менее густую сеть линий, являющуюся следствием кристаллизации никеля - так называемые видманштеттеновы и неймановы фигуры (рис. 19). Характер кристаллизации никелистого железа метеоритов заставляет предполагать, что железные метеориты образовались в условиях высокой температуры, при отсутствии заметного воздействия силы тяжести. Такие условия могли возникнуть или в недрах больших планет, или в небольших сгустках раскалённой материи, некогда выброшенных Солнцем с большой начальной скоростью и подвергшихся быстрому охлаждению.

Рис. 19. Видманштеттеновы фигуры (слева) и неймановы линии (справа) на полированном и протравленном разрезе железных метеоритов.

Химический состав каменных метеоритов напоминает состав земных горных пород. Здесь встречаются кислород, составляющий в среднем 36% по весовому составу метеоритов, железо (26%), кремний (18%), магний (14%), никель, кобальт, медь, фосфор, сера, углерод, кальций, натрий, калий, алюминий, марганец, хром.

По данным акад. А.Е. Ферсмана и других исследователей, химический состав метеоритов и Земли весьма сходен между собой (рис. 20), что говорит об общности происхождения этих тел. Этот очень важный в космогоническом отношении вывод является общепризнанным, однако требует некоторых пояснений. С одной стороны, мы не можем быть уверены в правильности объёмных и весовых соотношений отдельных химических элементов для Земли в целом, так как в сущности её средний состав ещё не может считаться окончательно известным. Долгое время геофизики и геохимики считали, что Земля имеет железо-никелевое ядро, напоминающее .. по своему составу железные метеориты. Однако В.Н. Лодочников в СССР (1939), а затем Рамзей в Англии (1948) указали на большую вероятность того, что ядро Земли состоит из тех же химических элементов, что и земная кора, но испытавших под действием высоких давлений, господствующих в недрах Земли, резкие изменения структуры, разрушение кристаллической решётки и своеобразную "упаковку" атомов, что приводит к значительному повышению плотности.

Рис. 20. Химический состав Земли и метеоритов (по А. Е. Ферсману).

С другой стороны средний химический состав метеоритов известен нам далеко не достоверно, так как количество найденных и исследованных химиками метеоритов недостаточно представляет всю массу метеоритной материи, которая может выпадать на Землю. Кроме того, состав метеорных тел может изменяться в зависимости от их расстояния до Солнца. Как предполагает один из ближайших сотрудников академика О.Ю. Шмидта Б.Ю. Левин, метеорные тела, обращающиеся вокруг Солнца во внешних холодных областях Солнечной системы, в значительной мере могут состоять из льдов аммиака и других подобных соединений, в то время как эти соединения полностью испарились из метеорных тел, расположенных ближе к Солнцу.

Всё же можно считать, что имеется сходство химического состава Земли и метеоритов. Оно проявляется в том, что, во-первых, и на Земле и в метеоритах встречаются одни и те же химические элементы. Во-вторых, относительная распространённость элементов приблизительно одинакова; в частности, кислород, железо, магний, кремний широко распространены как на Земле, так и в метеоритах, а например, золото или радий весьма редки и тут и там. В-третьих, наблюдается чрезвычайно близкое сходство состава каменных метеоритов и Земли, причём это относится, с одной стороны, к метеорным телам, обращающимся вокруг Солнца по орбитам, пересекающим орбиту Земли, а с другой стороны, - к породам, слагающим земную кору.

Минералогический состав каменных метеоритов несколько отличается от минералогического состава горных пород. Наиболее распространёнными минералами метеоритов являются никелистое железо, оливин (силикат магния и железа) и пироксены (безводные силикаты). Имеются минералы, свойственные только метеоритам,- троилит (моносульфит железа), шрейберзит (фосфит железа, никеля и кобальта) и некоторые другие.

Частицы различных минералов часто соединяются в круглые сферические образования, называемые хондрами. Метеориты, сложенные хондрами, носят наименование хондритов. Наличие хондр свидетельствует о том, что условия происхождения метеоритов существенно отличались от условий происхождения земных горных пород. Большой знаток структуры метеоритов академик А.Н. Заварицкий считал, что хондры могли образоваться при конденсации сильно распылённого вещества, уже имевшего ко времени распыления сложное минералогическое строение, и притом в пространстве со слабым напряжением силы тяжести.

Чрезвычайно интересно наличие углистых соединений и связанной воды в некоторых метеоритах (например, Старое Борискино), установленное советской исследовательницей метеоритов Л.Г. Кваша. Углистый хондрит Старое Борискино приближается по своему составу и слоистой микроструктуре к осадочным породам.

Минералогический состав каменных метеоритов и их структура так же, как и кристаллическая структура железных метеоритов, всё же свидетельствуют об особых условиях образования этих космических тел, существенно отличных от условий образования земных горных пород.

Очень важным является изотопный состав метеоритов, который служит показателем длительности существования данной совокупности химических элементов. Состав метеоритов и земных пород по соотношению различных изотопов одного и того же элемента, например серы или углерода, оказывается почти одинаковым. Одинаковый изотопный состав метеоритов и Земли наряду с их одинаковым химическим составом свидетельствует об общности происхождения этих тел.

Можно определить возраст метеоритов по отношению количеств различных изотопов, например аргона и изотопа калия, а также по отношению количеств гелия и урана, изотопа свинца-206 к радию и торию и т.д., как это обычно делается и для земных горных пород. Весьма интересные данные были получены недавно Э.К. Герлингом и К.Г. Рик, которые по соотношению изотопов аргона нашли возраст каменных метеоритов от 600 миллионов до 4 миллиардов лет. Отсюда видно, что возраст метеоритов вполне сравним с возрастом земных пород и для некоторых метеоритов не меньше, чем для наиболее древних пород земной коры, относящихся к архейской эре. Следовательно, метеориты образовались приблизительно одновременно с нашей Землёй. За длительное время, прошедшее с тех пор, часть метеоритов, очевидно, должна была подвергнуться весьма существенным изменениям.

Знакомясь с метеоритами, следует остановиться на отдельных замечательных падениях, при которых метеориты достигали земной поверхности, не потеряв всей своей космической скорости. Два таких чрезвычайно эффектных падения наблюдались на территории СССР в XX веке. Это были Тунгусский метеорит 30 июня 1908 г. и Сихотэ-Алинский метеорит 12 февраля 1947 г. Первый из них не найден до сих пор, а второй исследован советскими учёными так подробно, как, пожалуй, ещё не изучался ни один метеорит в мире.

Яркий болид, предшествовавший падению Тунгусского метеорита, был замечен 30 июня 1908 г. в 7 часов утра по местному времени жителями многочисленных селений Центральной Сибири. Крестьяне, находившиеся на полевых работах, видели огненный шар и отметили сильные удары вроде взрывов. Корреспонденты Иркутской геофизической обсерватории сообщали о громовых ударах, ослепительной вспышке и тёмном облаке, оставшемся после полёта болида. Машинист товарного поезда, следовавшего по Сибирской железнодорожной магистрали вблизи Канска, остановил поезд, предполагая, что он сошёл с рельсов или в вагонах произошёл взрыв каких-то материалов. Сейсмографы Иркутской обсерватории и всех европейских сейсмических станций записали мощное сотрясение почвы, а воздушная волна дважды обошла земной шар и была зарегистрирована повсюду чувствительными барографами.

Падение Тунгусского метеорита произошло в безлюдной глухой тайге и, несмотря на огромное впечатление, которое оно произвело на очевидцев, вскоре стало забываться. Только почти двадцать лет спустя, в 1927 г., Академией наук СССР была снаряжена под руководством Л.А. Кулика экспедиция для изучения места падения метеорита. Приближённые координаты места падения, определённые Л.А. Куликом, хорошо совпали с местоположением эпицентра землетрясения, записанного Иркутской обсерваторией. Вокруг этого места был обнаружен мощный радиальный вывал леса, особенно сильный на расстоянии от 5 до 30 км от места падения.

Более подробно район падения изучался Л.А. Куликом и Е.Л. Криновым в течение последующих экспедиций 1928-1930 гг., однако в районе падения не было обнаружено никаких следов метеорита. Это обстоятельство нельзя приписать только недостаточным усилиям участников экспедиций. Отсутствие крупных кусков метеорита или хотя бы больших воронок на месте его падения является доводом в пользу того, что грандиозный взрыв, происшедший при соприкосновении метеорита с почвой и зафиксированный с несомненностью как приборами, так и очевидцами, мог полностью уничтожить метеорит, распылив его на мельчайшие частицы. Если это был каменный метеорит, то нет почти никакой надежды найти его остатки по истечении почти полувека. Значение Тунгусского падения для науки состоит прежде всего в том, что это было первое грандиозное падение,

обстоятельства которого были установлены учёными достоверно и с достаточной подробностью.

В результате обработки сейсмических наблюдений и изучения барограмм по мощности землетрясения и воздушной волны удалось определить энергию взрыва, а затем, получив из астрономических наблюдений скорость метеорита, оценить его первоначальную массу, которая составляла, вероятно, несколько тысяч тонн. По наблюдениям траектории полёта болида и некоторым другим данным И.С. Астаповичем была вычислена орбита этого метеорита.

Другое падение гигантского метеорита произошло утром 12 февраля 1947 г. в пустынной тайге, покрывающей отроги Сихотэ-Алинского хребта. В 10 час. 38 мин. местного (3 часа 38 мин. московского) времени в небе появился яркий болид. Он был ярче Солнца и летел с севера на юг, сопровождаемый мощными звуками, которые были слышны на расстоянии до 400 км. Позади болида оставался тёмный пылевой след, в котором легко можно было различить вихревые явления. Этот след постепенно рассеивался в течение нескольких часов после полёта болида. Он состоял из мельчайших пылинок, и сильно поглощал свет. Многочисленные искры и светящиеся осколки сопровождали летящий болид, особенно в конце его пути. Место падения метеорита было обнаружено с самолёта через несколько дней. Сплошная тайга, покрывающая западные отроги Сихотэ-Алинского хребта, казалось, подверглась воздушной бомбардировке. И действительно, там на площади около 2,5 кв. км, имеющей форму эллипса, на фоне снегового покрова было найдено множество воронок, вокруг которых лес был повален, обломан или вырван с корнем.

Район падения Сихотэ-Алинского метеорита был подробно обследован в 1947-1950 гг. четырьмя экспедициями Академии наук СССР под руководством акад. В.Г. Фесенкова, Е.Л. Кринова и С.С. Фонтона. В южной части эллипса рассеяния метеоритного дождя были найдены многочисленные железные осколки, а также воронки от 0,5 до 28 м диаметром, образовавшиеся в результате падения метеорита. В наиболее крупных воронках были найдены только мелкие кусочки раздробленного метеорного вещества массой от долей грамма до нескольких килограммов. Самая крупная воронка подобного рода имела диаметр 28 м при глубине в 5 м. Крупные осколки метеорита были найдены в глубоких узких каналах, которые они пробили в породах, уйдя на глубину нескольких метров. В тыльной (северной) части эллипса рассеяния метеоритные осколки не образовывали воронок и лежали непосредственно на поверхности почвы. При помощи чувствительных магнитометров и миноискателей удалось собрать свыше 30 т (256 индивидуальных экземпляров) железных метеоритов. Наибольший из них весит 1745 кг, а наименьший - сотые доли грамма. Вероятно, ещё больше метеоритного железа осталось в почве в раздробленном состоянии, так что общую массу осколков железного метеоритного дождя Сихотэ-Алин акад. В.Г. Фесенков оценивает приблизительно в 100 т. Так как огромное количество метеоритного вещества было распылено при полёте метеорита сквозь атмосферу, то начальная масса метеорита, вероятно, была не меньше нескольких сот тонн. Это был, по всей вероятности, крошечный астероид, проникший в земную атмосферу со сравнительно небольшой скоростью 14-15 км/сек. Осколки метеорита состоят из крупных кристаллов никелистого железа, ориентированных самым различным образом и относительно слабо между собой связанных. Раскалывание и дробление метеорита нарушали эти связи, так что .отдельные осколки представляют собой как бы друзы кристаллов никелистого железа.

Поверхность этих друз интенсивно обточена и обработана воздухом, имеет ряд впадин (регмаглиптов) и покрыта тёмной корой плавления. На отполированных срезах метеорита отлично видна тонкая кристаллическая структура никелистого железа в виде неймановых линий. В состав Сихотэ-Алинского метеорита входят железо (93%), никель (5%), а также фосфор, сера, кобальт, медь, хром и другие химические элементы.

Из приведённого описания очевидно, что Сихотэ-Алинский метеорит произвёл действие, близкое к взрывному, будучи "на излёте" и имея лишь остатки космической скорости, вероятно, порядка 0,5-1 км/сек. Энергия метеорита пошла на образование воронок, причём куски, обладавшие наибольшим запасом кинетической энергии, произвели выброс крупных масс почвы и были сами раздроблены на мелкие осколки. Обломки метеорита, обладавшие меньшей кинетической энергией, врезались на ту или иную глубину в почву и образовали лунки и небольшие воронки, сохраняясь в целом. При падении Сихотэ-Алинского метеорита не было ещё настоящего взрыва, выражающегося во внезапном расширении сжатого газа, однако после удара скорости, полученные осколками, распределялись там именно таким образом, как это наблюдается при передаче импульса взрыва множеству мелких частиц. Крупные осколки двигались со сравнительно небольшой скоростью, а мелкие частицы приобрели большую скорость и значительную кинетическую энергию. Явление кратерообразования при выпадении железного Сихотэ-Алинского метеоритного дождя занимает промежуточное положение между явлениями образования простых лунок метеоритами, выпадающими из области задержки с небольшой скоростью, и взрывными явлениями при ударе о поверхность Земли таких метеоритов, как Тунгусский.

Если метеорит имеет при падении большую скорость, порядка 4 км/сек и более, то его энергия достаточна для того, чтобы разрушить структуру твёрдого тела и обратить значительные количества вещества самого метеорита и почвы в сильно сжатый газ. К.П. Станюкович и автор показали в 1948 г., что объём вещества, превращенного в газ, может в десятки и сотни раз превосходить объём метеорита. Внезапное расширение образовавшегося газа приводит к взрыву. В результате образуется кратер, диаметр которого в сотни раз больше размеров самого кратерообразующего метеорита.

На поверхности Земли мы находим кратеры, образованные метеоритами, не наблюдавшимися при падении. К подобного рода кратерам относятся прежде всего Аризонский в Северной Америке, Каллиярви в Эстонии (СССР), Хенбери в Австралии, Вабар в Аравии и некоторые другие. Неоднократно описанный в специальной и популярной научной литературе Аризонский кратер имеет диаметр 1200 м и глубину 175 м. Вблизи его бортов было найдено множество осколков железных метеоритов, обладающих хорошо выраженной кристаллической структурой. Однако ни буровые скважины, ни магнитометрическая съёмка не могли обнаружить какой-либо крупной метеоритной массы, соответствующей размерам Аризонского кратера. Аризонский кратер мог быть образован взорвавшейся железной глыбой диаметром 10-30 м, с массой порядка 100 тыс. т.

Метеоритный кратер Каллиярви на острове Саарема, подробно изученный и описанный эстонским геологом Н. Рейнвальдом, имеет гораздо более скромные размеры, всего 100 м в диаметре и 6 м в глубину. В его бортах было также найдено много мелких осколков железных метеоритов. Метеоритные кратеры Хенбери в пустынной части Центральной Австралии представляют собой 13 округлых впадин диаметром от 9 до 200 м и глубиной до 15 м. В самом маленьком кратере было найдено четыре обломка метеоритного никелистого железа.

Удары кратерообразующих метеоритов оказывают разрушающее действие на поверхность нашей планеты всё же в очень незначительных размерах. Однако для других планет и их спутников, не защищенных, подобно Земле, атмосферой, действие метеоритных ударов должно быть значительно больше. Поверхность Луны со множеством кратеров частично вулканического, а частично метеоритного происхождения покрыта толстым слоем пыли, на что указывают цвет и отражающая способность Луны (как в отношении лучей света, так и радиоволн). Эта пыль обязана своим происхождением метеоритной бомбардировке. Разрушительное действие столкновений метеоритов с планетами должно сказываться также на облике других тел Солнечной системы.

<< Глава 4. | Оглавление | Глава 6. >>