Программа “Комета-Светлояр-2001”: поиск кометного вещества в окрестностях озера Светлояр Нижегородской области

Е.В. Дмитриев, Москва

Жемчужина Нижегородской области озеро Светлояр окружено сказаниями и мифами, связанными так или иначе с его происхождением. Особенности рельефа берегов и дна озера позволили выдвинуть гипотезу о его метеоритном происхождении. Несмотря на обнадеживающие результаты исследований, проведенных Поволжским центром аэрокосмического образования (ПоЦАКО) под руководством А.К. Киселевым по топографии местности, метеоритов и импактитов обнаружено не было [1].. Это обстоятельство ставит проблему озера Светлояр в один ряд с проблемой Тунгусского метеорита и позволяет выдвинуть гипотезу о кометном происхождении озера. Для проверки этой гипотезы представляется программа поиска кометного вещества, в основу которой положена Программа “Тектит-98”, разработанная для Тунгусского метеорита [2].

В настоящей программе, также как и в Программе “Тектит-98”, использована т.н. "концепция трех гипотез", которая основывается на одновременном принятии следующих взаимосвязанных гипотез:

- гипотезы извержения комет;

- гипотезы кометной доставки тектитов на Землю;

- гипотезы кометной, эруптивной* природы Светлоярского космического тела (СКТ).

Согласно “концепции трех гипотез”, предполагаемыми объектами поиска могли бы стать:

- тектиты и микротектиты классических типов [3];

- субтектиты [4,5];

- любые стекла естественного происхождения [6];

- железные метеориты и микрометеориты [4,5];

- включения песчаников и глин различных типов как возможное родоначальное вещество тектитов и субтектитов [4,5];

Из приведенного перечня видно, что перечисленные объекты могли образоваться только путем глубокой тепло-гравитационной дифференциации вещества в недрах массивного небесного тела, при этом СКТ должно иметь эруптивное, кометное происхождение, а его тугоплавкая составляющая должна быть представлена породами, мало отличающимися от земных осадочных и изверженных пород [4,5].

В связи с тем, что пока нет полной ясности о породах слагающих кометы, исследователи не должны оставлять без внимания любые находки чуждые геологическому окружению.

В результате ранее проведенных автором исследований было установлено, что:

- появление тектитов на Земле явилось следствием падения эруптивных кометных ядер или их обломков, взорвавшихся в атмосфере, подобно Тунгусскому метеориту, причем сами кометы изначально имели множественную структуру, вытянутую вдоль орбиты, наподобие кометы Шумейкер-Леви-9 [7,8];

- помимо тектитов, в ядрах эруптивных комет содержатся менее проплавленные стекла - субтектиты, представляющие собой стекла, шлаки, пемзы, а также родительские породы тектитов и субтектитов [4,5];

__________________________

*эрупция - выброс вещества из недр небесных тел за счет внутренней энергии

- в тектитах, субтектитах, фульгуритах и некоторых импактитах выявлены стекловидные нити, названные стримергласами, которые можно считать петрологическими признаками электрического пробоя вещества, что, в свою очередь, говорит о едином механизме образования этих объектов [4,5];

- тектиты и субтектиты являются не чем иным, как фульгуритами внеземного происхождения, образовавшимися в результате мощных электрических разрядов, сопровождающих процесс извержения комет [4,5];

- с помощью стримергласов возможно выделять кометное вещество из астроблем, метеоритных кратеров и почв в районах атмосферных взрывов кометных обломков [4,5].

Первая же проверка этой идеи дала положительные результаты. Исследование проб грунта, взятых в эпицентре Тунгусской катастрофы по программе “Тектит-98”, показало наличие в пробах большого количества кометных частиц - субтектитов и стримергласов, что указывает на кометную, эруптивную природу Тунгусского метеорита [2,5,9].

Настоящая программа предлагает ряд вариантов обнаружения вещества и фрагментов СКТ в случае его эруптивной, кометной природы, не претендует на всеобъемлющий характер и может быть положена в основу при составлении детальных подпрограмм различных направлений поиска с конкретной привязкой к местности. Следует предупредить, что программа может дать положительный результат только в случае импактной природы озера Светлояр! Поэтому программа “Комета-Светлояр-2001”, скорее всего должна стать составной частью общей программы исследования озера Светлояр по сбору доказательств его импактой природы. С некоторыми доработками программа может быть использована для поиска кометного вещества в других импактных структурах.

Первый этап: обнаружение катастрофного слоя грунта (КСГ).

При импакте содержимое кратера, диаметр которого в 10-20 раз превышает диаметр ударника, вместе с породами ударника выносится взрывом в виде пыли и обломков в атмосферу Земли. Большая часть выброшенного материала откладывается в окрестностях кратера (50% выбросов лежит в кольце между валом кратера, радиус которого R, и кругом с радиусом 2R, 17% - в кольце между 2R и 3R и только - 8% между 3R и 4R) [10], остальная часть, в основном в виде пыли, откладывается в окрестностях кратера, а наиболее мелкодисперстная ее фракция уносится ветром на большие расстояния. В дальнейшем, благодаря процессам осадконакопления, слой выпавшей пыли погружается в грунт. Этот слой, обогащенный веществом ударника, будем называть катастрофным слоем грунта (КСГ).

На первом этапе исследований с привлечением геологов и почвоведов необходимо установить, имеются ли отложения выбросов вокруг кратера и существует ли вообще КСГ, а если существует, то на какой глубине он находится и каков его, а следовательно и озера, возраст. Как показали исследования Тунгусского метеорита, именно в этом слое нужно искать кометное вещество [2,5,9].

КСГ лучше всего попытаться искать в местах с наибольшим темпом осадконакопления. Это могут быть низинные и заболоченные места, донные отложения озера Светлояр и других прилегающих озер. КСГ должен характеризоваться наличием углей, особенно вблизи кратера, и другими нарушениями естественного чередования слоев. Более богатые углями слои должны находиться в областях, расположенных под траекторией болида, особенно вблизи кратера. Мощный поток тепловой радиации, испускаемый болидом, а также факелом наземного взрыва, должен поджечь в окрестностях растительный покров, будь то трава, кустарник или лес. Площадь возгорания пока неизвестна. Однако, в качестве ориентира можно воспользоваться результатами исследований района Тунгусской катастрофы, где произошел атмосферный взрыв космического тела, площадь ожога растительности составила 12х18 км.

Если проведенные исследования покажут наличие КСГ, то можно приступить к обнаружению в нем кометного вещества.

Исследование субтектитов [4,5] показало, что вещество эруптивных комет, будь то тектиты, субтектиты или их родительское вещество, представляющее собой глинисто-песчаные осадочные породы, в значительной степени пронизаны стримергласами , т.е. были подвергнуты многочисленным ударам молний. Отсюда и появилась замечательная возможность выделять частицы кометного вещества из КСГ с помощью стримергласов, выступающих в данном случае в роли кометных маркеров.

Для обнаружения стримергласов потребуется микроскоп с кратностью увеличения от х50 до х500, с встроенным анализатором, желательно с большим полем зрения и возможностью для фотографирования. В случае отсутствия анализатора, на первых порах, чтобы не спутать стримергласы с нитками, пылинками и растительными остатками, исследуемую пробу необходимо отжечь при температуре ~1000К. По мере накопления опыта отжиг можно не проводить.

Как выглядят стримергласы показано в статьях автора [2,5]. Навеска пробы должна быть порядка нескольких граммов. Пробу предварительно просушить и растолочь в ступе (не растирать!) путем покачивания пестика, до размера частиц не более 0,5 мм. Полученный порошок равномерным слоем распределить на смотровом стекле, после чего стекло наклонить и, слегка постукивая, ссыпать с него наиболее крупные частицы. Оставшаяся на стекле пыль и подлежит изучению под микроскопом.

В пробах, взятых из катастрофного слоя, стримергласов должно быть больше на порядок и более чем в прилегающих слоях. Следует заметить, что в грунте иногда наблюдается небольшой фон стримергласов, происхождение которого можно объяснить распадом фульгуритов или поступлением стримергласов из космического пространства. К примеру, в пробах почвы из эпицентра Тунгусской катастрофы количество наблюдаемых стримергласов доходило до 30 штук в поле зрения 4 мм. В то же время в пробах, взятых в 30 км от эпицентра взрыва (с подветренной стороны на момент взрыва), стримергласы практически не наблюдались.

В этой методике есть слабое место; оно связано с тем, что в данном случае стримергласы после выпадения могли успеть раскристаллизоваться или подвергнуться химическому выветриванию. Однако, как показали исследования субтектитов и тектитов, стримергласы отлично сохраняются во вмещающих их стеклянных матрицах в течение миллионов лет, что заведомо старше озера Светлояр. Так как в исследуемых пробах могут содержаться крупные частицы кометного вещества, например субтектиты, то с целью освобождения стримергласов от этой матрицы предусмотрено (смотри выше) дробление пробы в ступе. Конечно, предложенный способ определения кометного вещества весьма далек от идеала и наверняка будет совершенствоваться, но он уже проверен и дал положительный результат.

Как только будет обнаружен КСГ и он будет содержать стримергласы, то можно считать доказанным, что озеро Светлояр произошло в результате падения ядра эруптивной кометы. Количество точек взятия проб должно быть не менее 10, расположенных вокруг кратера. Хорошо сформированные стримергласы, особенно “нестандартных” форм подлежат фотографированию.

Второй этап: проведение петрохимических исследований обнаруженного кометного вещества.

Просмотр под микроскопом проб, взятых в районе Тунгусской катастрофы, показал, что наряду со стримергласами встречаются частицы, как бы проткнутые стримергласами; иногда попадаются группы частиц, соединенные между собой пучками стекловидных нитей [2]. Все эти частицы представляют собой не что иное, как субтектиты, т.е. фульгуриты внеземного происхождения. Именно такие частицы и должны стать объектами исследований. Изучение самих стримергласов имеет в основном прикладное значение.

Для определения химического и минерального состава частиц потребуется микрозонд и высоквалифицированный петрограф. Исследованию подлежат частицы субтектитов, взятые из возможно большего количества проб.

Как показали проведенные исследования фрагментов субтектитов [4,5], состав тугоплавкой составляющей эруптивных комет довольно сложный, и поэтому количество исследуемых частиц определяется необходимостью выявления наиболее полной номенклатуры типов пород, слагающих кометное ядро.

Третий этап: поиск фрагментов СКТ.

После того, как будет установлена импактная природа озера Светлояр, можно приступить с поиску фрагментов ударника.

Исследования импактитов астроблемы Жаманшин, имеющей диаметр 13 км, показали, что даже в такой крупной астроблеме часть вещества ударника не испарилась, а выпала в той или иной степени сохранности [5]. По этой причине вполне возможно будет обнаружить фрагменты СКТ в выбросах кратера (радиусы выбросов и предполагаемые объекты поиска даны выше).

Для поиска фрагментов в первом приближении можно воспользоваться программой “Тектит-98”, а также дать через газеты сведения местному населению о проводимых работах по поиску кометного вещества с указанием примет будущих находок. Вполне возможно, что некоторые фрагменты уже давно знакомы жителям окрестных селений.

Наиболее подходящие места поиска - это распаханные поля, особенно после таяния снега и обильных дождей, обрывы, оголенные участки оврагов и другие нарушения верхнего покрова почвы. В перспективных местах, расположенных в зоне выбросов, можно делать шурфы, особенно в местах с хорошо выраженным КСГ. Если этот слой окажется расположенным близко к поверхности, то можно провести площадное вскрытие катастрофного слоя.

В случае обнаружения фрагментов СКТ можно провести их предварительное исследование на предмет наличия в них стримергласов. Для этой цели следует отколоть от найденного фрагмента кусочек весом ~3 г., растолочь в ступе и по вышеуказанному способу провести просмотр под микроскопом. Независимо от того будут ли обнаружены стримергласы или нет, все найденные фрагменты, соответствующие по внешним признакам предполагаемым объектам поиска (см. выше), подлежат изучению в специализированных институтах.

Заключение

Настоящая программа - это первая программа, разработанная с целью обнаружения кометного вещества в предполагаемой импактной структуре. В основу программы положен пакет идей о происхождении комет, тектитов и Тунгусского метеорита, многие годы развиваемые автором.

Программа позволяет без больших затрат организовать широкомасштабные поиски кометного вещества, провести его предварительные исследования, собрать доказательства импактной природы озера Светлояр, и, что немаловажно для ПоЦАКО, привлечь для работ и исследований неспециалистов, включая школьников. Привлекательным также выглядит то обстоятельство, что при относительно малом объеме и простоте предложенных в программе поисковых и исследовательских работ, возможно удастся пролить свет не только на загадку озера Светлояр, но и на самую жгучую и запутанную проблему космогонии тел Солнечной Системы - проблему происхождения комет.

Литература

1.Киселев А.К. Метеоритное происхождение озеро Светлояр // Межд. конф. “Космическая защита Земли”. Тезисы докл. Евпатория, Крым, Украина, 11-15 сент. 2000. С. 46.

2. Дмитриев Е.В. Программа “Тектит-98”: поиск вещества и фрагментов Тунгусского метеорита // Тунгусский сборник (Юбилейный выпуск). М. Изд-во МГДТДЮ. 2000. С. 31-38.

3. Тектиты. Под. ред. Дж. О"Кифа. Пер. с англ. М.: Мир, 1966. - с. 303.

4. Дмитриев Е.В. Субтектиты и происхождение тектитов // Околоземная астрономия и проблемы изучения малых тел Солнечной системы. Тезисы докл. Гор. Обнинск, 25-29 октября. 1999. С. 38-39.

5. Дмитриев Е.В. Тектиты, субтектиты, стримергласы и Тунгусский метеорит // Природа. 2001. № 1. С. 31-32.

6. Воробьев Г.Г. Что Вы знаете о тектитах? М.: "Наука", 1968.

7. Дмитриев Е. По следам кометных катастроф // Техника-молодежи. 1988. N 7. C. 58-61.

8.Дмитриев Е.В. Появление тектитов на Земле // Природа. 1998. N 4. C.17-25.

9. Дмитриев Е.В. “Концепция трех гипотез” - ключ к решению проблемы Тунгусского метеорита // Околоземная астрономия и проблемы изучения малых тел Солнечной системы. Тезисы докл. Гор. Обнинск, 25-29 октября. 1999. С. 30-31.

10. Мелош Г. Образование ударных кратеров: геологический процесс: Пер. с англ. - М.:, Мир, 1994. - 336 с.