Эффект рикошета: почему на месте Тунгусской катастрофы так и не нашли метеорит

30 июня 1908 года в районе реки Подкаменная Тунгуска произошел взрыв, мощность которого оценивается в 10-15 мегатонн в тротиловом эквиваленте. На площади более 2000 квадратных километров ударная волна повалила около 80 миллионов деревьев. Земля содрогнулась так, что сейсмические станции в Иркутске, Ташкенте и даже в Потсдаме зафиксировали мощные колебания.

Ученые до сих пор спорят о природе этого явления. Главная странность Тунгусского феномена — полное отсутствие метеоритного кратера и крупных осколков космического тела.

Почему гипотеза о ледянаой комете не выдерживает критики

Долгое время основной была гипотеза о ледяном ядре кометы. Логика была простая: глыба изо льда и замерзших газов влетает в атмосферу на огромной скорости, мгновенно нагревается, испаряется и взрывается на высоте нескольких километров. Взрывная волна валит тайгу, а вещество просто тает, не оставляя после себя ни кратера, ни твердых осколков.

Ряд современных моделей плохо согласуется с этой версией. Плотность кометного льда слишком мала, а прочность недостаточна, чтобы столь массивное тело проникло в плотные слои атмосферы так глубоко. По расчетам авторов этой модели, ледяное тело должно было разрушиться значительно выше — на рубеже стратосферы, не устроив столь масштабных разрушений на поверхности Земли. Расчеты показывают, что при скорости около 20 км/с подобную траекторию способно выдержать лишь значительно более прочное тело.

Железный рикошет: математическая модель

В 2020 году группа исследователей из Красноярского научного центра СО РАН, Московского физтеха и других институтов провела детальное компьютерное моделирование. Результаты физико-математического анализа показали: космическое тело могло не взрываться в классическом понимании и не падать на Землю. Согласно этой гипотезе, оно прошло атмосферу насквозь по касательной траектории и улетело обратно в космос. Эта модель не является общепринятой, но привлекла внимание исследователей Тунгусского феномена тем, что объясняет отсутствие кратера без привлечения экзотических механизмов.

Расчеты указывают на следующие параметры астероида:

• Материал: Железо. Каменный метеорит (хондрит) или ледяная комета разрушились бы от колоссального давления воздушного потока. По расчетам авторов модели, именно железный астероид лучше всего соответствует наблюдаемой картине.
• Габариты и скорость: Диаметр тела составлял от 100 до 200 метров. Скорость входа в атмосферу — около 20 километров в секунду.
• Траектория: Высота траектории в самой нижней точке (перицентре) составляла от 10 до 15 километров над поверхностью земли.

При таком сценарии начинается интенсивная абляция: раскаленное железо стремительно теряет массу из-за сдувания поверхностного слоя. Астероид интенсивно терял массу во время пролета, оставляя за собой поток расплавленных частиц.

Механика взрыва без взрывчатки

С точки зрения физики основную роль играли кинетическая энергия астероида и возникшая перед ним ударная волна. Когда стометровый железный объект несется в плотных слоях атмосферы на гиперзвуковой скорости, перед его носовой частью образуется зона экстремально сжатого воздуха.

В момент максимального сближения с землей этот сжатый воздух сработал как гигантский поршень. Масса сжатого и раскаленного газа ударила по тайге, породив радиальный вывал деревьев. При этом из-за резкого падения давления непосредственно за пролетевшим телом возникла зона разрежения, что, по мнению авторов модели, может объяснять странное поведение эпицентра вывала, где часть деревьев осталась стоять вертикально, но лишилась ветвей.

Пройдя по касательной траектории, потерявший значительную часть массы железный объект сохранил космическую скорость и покинул атмосферу Земли, выйдя на измененную околосолнечную орбиту.

Согласно данной модели, это объясняет, почему многолетние экспедиции находили в сибирском грунте лишь микроскопические силикатные и магнетитовые шарики — застывшие капли того самого расплавленного металлического дождя, который сдувало с поверхности пролетающего мимо астероида.

Данный сценарий позволяет объяснить, как подобный объект мог вызвать Тунгусскую катастрофу и не оставить явных следов на земле. Однако он остается лишь одной из физических интерпретаций Тунгусского события. Несмотря на то что модель позволяет объяснить многие наблюдаемые особенности Тунгусского феномена, окончательного ответа о природе катастрофы у науки пока нет.