Отчет по проекту «Исследование минералов космического происхождения предположительно, связанных с Тунгусским метеоритом»

По результатам выполнения проекта Красноярского краевого фонда науки №4F01S3 «Кристаллохимическое исследование минералов космического происхождения предположительно, связанных с катастрофой Тунгусского метеорита.»

Ежедневно на землю поступает от 100 до 1000 т. внеземного вещества. Но только около 1% от этого количества достигает земли достаточно большими обломками, пригодными для их обнаружения и идентификации. Однако, большая их часть все-таки падает в море или недоступные для наблюдения, малообжитые районы суши. Между тем метеориты являются одними из важнейших источников информации о составе вещества Солнечной системы и практически единственным источником информации о начальных этапах ее эволюции. Обнаружение того, что некоторые метеориты содержат вещество, которое возможно образовалось раньше Солнечной системы и (или) поступило из-за ее пределов придает вопросу изучения метеоритов совершенно новое значение.

Феномен Тунгусского тела, оставившего после себя громаднейшие разрушения, и вот уже почти 90 лет хранящего тайну своей природы, не может быть отнесен к обычным метеоритным явлениям. Это создает притягательность, особую остроту и напряженность интереса к явлению даже в настоящее время. Но теперь, по прошествии значительного времени, удовлетворение интереса может быть получено пожалуй единственным способом: обнаружением материальных свидетельств о составе тела.

Целью настоящего проекта было внести посильный вклад в идентификацию и исследование большого числа материальных находок (каменных обломков, камней и конгломератов), найденных в последние годы в связи с новой точкой зрения на возможную историю падения Тунгусского тела. В соответствии с новым взглядом, падение было сложным процессом, состоящим из неоднократных отражений от атмосферы, приводящим к разрушению тела. Не исключается, что перед падением тело распалось на части, как это произошло с кометой Шумейкера-Леви при падении на Юпитер в 1994 году. Следует отметить, что сохранились свидетельства очевидцев (по газетным материалом того времени), описывающие весьма интенсивные метеоритные явления на юге Красноярского края, и совпадающие по времени с Тунгусской катастрофой. Поэтому новый взгляд на поиск материальных остатков падения состоял в значительном расширении района поиска. Очевидно, что в поле зрения, в этом случае попадает гораздо большее число различных объектов, требующих идентификации и исследования.

Детальный отчет по гранту 4F0183 предполагается подготовить к установленному сроку. Здесь же дан несколько сокращенный отчет, содержащий полученные к настоящему времени результаты. Некоторые результаты исследований подготовлены в печать. Исследование же ряда объектов не вложились в отведенные временные рамки проекта и должны быть продолжены, но самое замечательное и, в общем-то обычное положение дел состоит в том, что полученные ответы родили еще больше вопросов.

Концепция Тунгусского явления, на которую опирались авторы проекта, коротко состояла в том, что тело осуществляло подлет к Земле с юго-запада по касательной траектории. Отметим, что это предположение допускает то, что тело могло и не принадлежать Солнечной системе, так как двигалось перпендикулярно к ее плоскости. Сложное поле скоростей, образованное скоростью самого тела, вращательным и поступательным движением Земли и возможно неоднократным отражением тела от атмосферы или даже его постепенным разрушением от ударов об атмосферу, обусловили достаточно сложную траекторию его полета. Это зафиксировано в противоречивых показаниях очевидцев явления. Для выполняемого проекта важным из такого представления является необходимость расширения зоны поиска материальных остатков тела. Поэтому в сферу поиска были вовлечены несколько районов, среди которых Краснотуранский район, район реки Кемчуг (левобережье Енисея), Канский район, в которых, по различным источникам, была отмечена метеоритная активность.

Образцы доставленные из указанных мест и некоторых других были подвергнуты рентгенофазовому и спектральному эмиссионному химическому анализу. По результатам анализа сделаны следующие заключения.

Образцы материалов из Канского района условно можно разделить на два типа. Первый тип — это образцы серовато-черного цвета с блеском в разломе, состоящие в основном из гематита (Ре₂О₃) и магнетита (Fe₃O₄) в различных концентрационных сочетаниях от 30% и 60% до 80% и 10% соответственно. Незначительную долю состава (до 10%) представляет а-кварц.

Второй тип — желтовато-белые, иногда кирпичного цвета образования керамического вида. Их основу составляет муллит. В них также отмечены некоторые формы кремнезема: кварц, тридимит, стишовит, и минералы группы кордиерита: индиалит и секанинит.

Если гематит является полигенным минералом, то муллит известен как достаточно редкий минерал, возникающий при высоких давлениях и температурах. Магнетит отмечен в ряде метеоритов. В общем, «Канский» объект представляет собой конгломерат из крупных образований первого и второго типа. Природа появления такого объекта в местности, с совершенно иным геологическим фоном пока не ясна.

Отбор образцов в районе реки Кемчуг, проводился из мест с явно выраженной метеоритной активностью (большая борозда из грунта, оканчивающаяся взрывным кратером средних размеров, следы лесных пожаров, аномалии локального магнитного поля). Исследованию подвергнуты отдельные, небольшие образцы, взятые на местности, и, представляющие обломки, по-видимому, от более крупных тел. Найдено и доставлено в Красноярск крупное тело, весом примерно 300 кг. У тела, представляющего конгломерат различных пород, отмечено аномальное магнитное поведение. Минералогический и химический состав будет исследоваться.

Выполненный анализ показал, что основу отобранных образцов, составляют пироксены в виде энстатита и гиперстена для одного типа проб, кианит и муллит — для другого. В качестве второстепенных были минералы группы кордиерита. Хорошо известно, что пироксены входят в состав каменных и железно-каменных метеоритов. В отношении киянита и муллита можно утверждать, что эти минералы возникли при высокой температуре и давлении. Таким образом, с высокой вероятностью можно говорить о метеоритном происхождении обнаруженных образцов. Задача состоит в отнесении изученных экземпляров в соответствии с существующей классификацией метеоритов.

Наиболее интересными представляются находки сделанные в Краснотуранском районе. По изучению снимков сделанных из космоса, по воспоминаниям очевидцев, по газетным материалам было найдено место массового падения тел, весом от 10 до 60 кг. По-видимому, перед падением они представляли расплавленные «капли», которые, ударившись о грунт, пробили углубление в нем и застыли. Поверхность сверху имеет практически горизонтальный, застывший после плавления вид. Эти образования можно полностью извлечь из земли. Снизу наблюдаются небольшие сосульки — расплав, проникший в отдельные поры в грунте. На местности также были обнаружены оплавленные шарики диаметром 2–8 мм, с составом близким к составу крупных тел. Вид тел можно рассматривать как явный признак, того что оно привнесено в среду из вне. Внешний цвет — черно-серый с коричневым налетом, в разломе черный или сероватый с блеском. Геологическая характеристика района утверждает, что следов прежней вулканической деятельности в разумной близости нет. Грунт представляет собой песчаник.

Установлен состав, который оказался очень необычным для земных пород. В нижней и центральных частях примерно до 40% FeO (вюстит, иоцит), до 50% Fe₂SiO₄ (фаялит), до 5% а-кварца и до 3% полевых шпатов. В периферийных частях — оплавленный фаялит и немного кварца. Магния во всех исследованных образцах меньше, чем 0.5%. Уточнение структуры фаялита подтвердило, что фаялит не имеет изоморфных замещений в катионных позициях. Оба минерала (фаялит и иоцит) очень редки в земных

условиях. Предполагается, что иоцит является основным веществом. нижней мантии Земли. В качестве отдельного минерала не встречается, отмечен в некоторых метеоритах. Фаялит — крайний член ряда оливинов — твердого раствора с составом (Mgi_xFe_x)2SiO₄. Однако, если оливины обычны для состава каменных и железокаменных метеоритов, то «чистый» фаялит (без магния) пока не был отмечен литературе.

Форма объектов и их химический и изотопный состав позволяют с большой вероятностью говорить о внеземном происхождении тел. Вместе с тем, обнаруженные тела не подпадают под известные классификации метеоритов. Это означает, что родительское тело отличалось от тех, которые явились источниками уже изученных метеоритов.

При исследовании краснотуранских объектов предстоит ответить на многие вопросы с тем, чтобы дать их полное описание и определить их место среди известных науке фактов. Не исключена возможность того, что впервые изучается материал комет или малых планет. Отметим, что многие исследователи Тунгусского феномена сходятся во мнении, что над тайгой взорвалась «голова» кометы массой примерно 1000000 т.

Таким образом, можно констатировать, что все три объекта (или группы объектов) относятся к разному типу и, очевидно, не связаны единым происхождением. Объекты из Краснотуранска и Кемчуга скорее всего попали на Землю из космоса.

В отношении канского объекта для окончательного заключения требуется проведение дополнительных исследований. В частности необходимо исследовать пробы, взятые из центра объекта, которые не подверглись окислению.

Настоятельная потребность дальнейшего исследования имеется по отношению объектов из Краснотуранска. Интерес вызывают детальный химический и изотопный состав тела. Необычный состав, а также, низкое содержание магния дают основание предполагать отсутствие родства данного тела с известными природными объектами и возможно присутствие каких-либо характеристик объектов рожденных далеко от Земли. Необходимо также провести более широкие исследования физических, химических и, возможно, биологических свойств обнаруженных образцов.

Ожидаемые результаты исследований носят фундаментальный характер, так как позволяют расширить сведения об окружающей нас природе. Предполагается получить новые данные о распространении минералов, особенностях их строения, возможно могут быть найдены новые минералы. На основании полученных данных, будет сформулировано обоснованное заключение о происхождении изученных образцов.

Руководитель проекта, д.х.н., профессор

Кирик С.Д.