通古斯大爆炸

通古斯爆炸把树木击倒了。苏联科学院1927年由Leonid Kulik率领的探险队摄。

在通古斯大爆炸是一个大爆炸是发生在靠近石泉通古斯河在叶尼塞省（现在的克拉斯诺亚尔斯克边疆区），俄罗斯，1908年6月30日（上午NS）。人口稀少的东西伯利亚大河地区发生爆炸，使约2,800 km 2（830平方英里）的森林中的8000万棵树木夷为平地，目击者的报告表明，至少有3人死于事件。爆炸通常归因于大约100米（330英尺）大小的石质流星体的空气爆发。即使未发现撞击坑，也被列为撞击事件；该物体被认为在5至10公里（3至6英里）的高度上崩解，而不是撞击地球表面。

由于该地点的地理位置偏僻并且事件发生时可用的仪器有限，因此对其发生原因和严重程度的现代科学解释主要依赖于对该事件进行多年的破坏评估和地质研究。研究得出的流星体大小的不同估计值大约为50到190米（160到620英尺），这取决于人体以低速还是高速进入。据估计，来自空气爆炸的冲击波在里氏震级上测得为5.0 ，其能量估计范围为3–30兆吨TNT（13–126 petajoules）。如此大规模的爆炸将能够摧毁一个大都市地区。自1908年事件以来，大约有1,000篇有关通古斯爆炸的学术论文（大部分为俄语）发表。2013年，一组研究人员发表了对受影响区域中心附近泥炭沼泽微样品的分析结果，这些样品显示出可能来自地球外的碎片。

通古斯事件是有史以来对地球最大的影响事件，尽管在史前时期发生了更大的影响。在流行文化中已被无数次提及，并且也激发了关于避免小行星撞击的现实世界讨论。

1908年6月30日（在俄罗斯引用1908年6月17日，朱利安历法，在1918年实施苏联历法之前），在当地时间07:17左右，在贝加尔湖西北山丘上的埃文基当地人和俄罗斯定居者观察到一列几乎与太阳一样明亮的蓝光在天空中移动。大约十分钟后，有闪光和类似于火炮的声音。接近爆炸的目击者报告说，声音的来源从他们的东部移到了北部。这些声音伴随着冲击波，使人们感到震惊，并打碎了数百公里外的窗户。

在登记的爆炸地震台站横跨欧亚大陆在德国，丹麦，克罗地亚，英国进行检测，并从爆炸的气浪，和远在巴达维亚，荷属东印度群岛，以及华盛顿特区，据估计，在某些地方，产生的冲击波相当于里氏震级为5.0 级的地震。在接下来的几天里，亚洲和欧洲的夜空泛滥，同时有报道称在瑞典和苏格兰的午夜成功拍摄了照片。从理论上讲，这种影响是由于光穿过在极低温度下形成的高空冰粒所致-这种现象在很多年后被航天飞机重现。在美国，加利福尼亚州威尔逊山天文台的史密森尼天体物理学天文台计划观测到，大气透明度的下降持续了数月，这与悬浮尘埃颗粒的增加一致。

尽管1908年发生爆炸的西伯利亚地区人口极为稀少，但确实存在当时周围地区的目击者的事件记载。地区性报纸也在事件发生后不久报道了这一事件。

根据S. Semenov的证词，如俄罗斯矿物学家Leonid Kulik在1930年的考察中所记录：

早餐时间，我坐在瓦纳瓦拉的房子旁贸易站[位于爆炸以南约65公里（40英里）处，朝北。[…]我突然看到，在北方，在Onkoul的通古斯路（Tunguska Road）上，天空一分为二，森林上空出现了大火[正如Semenov所言，大约向上50度–探险记录]。天空中的裂痕越来越大，整个北侧都被大火覆盖。那一刻，我变得非常热，以至于我忍受不了我的衬衫着火了。从大火的北侧传来烈热。我想把衬衫撕下来扔下来，但后来天空关闭了，响起一阵强烈的砰砰声，我被摔了几米。我一下子失去了理智，但后来我的妻子跑了出来，带我去了房子。之后，这种声音传来，仿佛是岩石在掉落或大炮在射击，地球在震动，当我在地上时，我低着头，担心被岩石砸碎。当天空开阔时，热风在房屋之间奔跑，就像大炮一样，它们像道路一样在地上留下痕迹，并破坏了一些农作物。后来我们看到很多窗户被打碎了，在谷仓里，铁锁的一部分被卡住了。

1926年IM Suslov记录的Shanyagir部落Chuchan的证词：

我们和我的兄弟切卡伦在河边的小屋里。我们在睡觉。突然我们俩都醒了。有人推了我们。我们听到啸叫声，感到阵阵大风。切卡伦说：“你能听到所有那些飞过头顶的鸟吗？” 我们俩都在小屋里，看不到外面正在发生什么。突然，我又被推了一下，这一次如此艰难，我掉进了火炉。我吓坏了。Chekaren也很害怕。我们开始为父亲，母亲，兄弟大喊大叫，但没有人回答。小屋外面传来噪音，我们可以听到树木倒下的声音。Chekaren和我从睡袋里走出来，想用尽，但随后雷声袭来。这是第一次雷声。地球开始移动并晃动，风击中了我们的小屋并将其撞倒。我的身体被棍棒压了下来，但是我的头没事了。然后我看到了一个奇迹：树木在倒下，树枝在燃烧，它变得强大无比，我怎么说呢，好像第二次晒太阳，我的眼睛在疼，我什至关上了它们。就像俄罗斯人所说的闪电一样。立刻有一个响亮的雷声。这是第二个雷声。早晨是晴朗的，没有云，我们的阳光照常照耀着，忽然又出现了第二个！

Chekaren和我在摆脱小屋遗迹的过程中遇到了一些困难。然后我们在上面看到了，但是在另一个地方，又有闪光，大声的雷声来了。这是第三次雷击。风又来了，把我们打倒了，撞倒了倒下的树木。

我们看着倒下的树木，看着树梢被折断，看着大火。切卡伦突然大喊“抬头”，用手指向。我看着那里，看到又一刹那，又发出了雷声。但是噪音比以前少了。这是第四次打击，就像通常的雷声一样。

现在，我记得还发生了另外一场雷击，但它很小，并且在很远的地方，太阳进入了睡眠。

1908年7月2日，锡比尔报纸：

在6月17日上午[23] 9:00左右，我们观察到异常的自然事件。在北部的Karelinski村[200 垂直（基伦斯克（Kirensk）以北（213公里（132英里））。主体显示为“管道”，即圆柱体。天空万里无云，在明亮的物体的大致方向上只观察到一小片乌云。干热。当尸体接近地面（森林）时，明亮的尸体似乎开始模糊，然后变成巨大的黑烟滚滚，听到大声的敲打声（不是雷声），好像是大石头在掉落，或者是在发射大炮。所有建筑物都震撼了。同时，云开始散发出不确定形状的火焰。所有村民都惊慌失措，走上街头，妇女哭了，认为这是世界的尽头。同时，这些防线的作者在基伦斯克以北6英里（6.4公里）处的森林中，向东北方听到某种炮弹，这种炮弹每15分钟重复一次，至少10次。在基伦斯克的几栋建筑物中，面向东北的窗户玻璃墙摇了摇。

西伯利亚生活报，1908年7月27日：

当陨石坠落时，地面上观察到强烈的震颤，在Kansk uezd的Lovat村庄附近，听到了两次强烈的爆炸声，好像是大口径火炮发出的一样。

Krasnoyaretz报纸，1908年7月13日：

Kezhemskoe村。17日，观察到不寻常的大气事件。在7:43听到类似于强风的声音。紧接着，一个巨大的重击响起，接着是一场地震，震撼了整个建筑物，好像它们被大木头或厚重的岩石撞击一样。第一个重击之后是第二个，然后是第三个。然后，第一和第三重击之间的间隔伴随着不寻常的地下嘎嘎声，类似于一条铁路，数十列火车同时行驶。此后，在5至6分钟内，听到了精确的炮火似的声音：在相等的短间隔内进行了50至60次齐射，逐渐减弱。在“弹幕”之一发出1.5–2分钟后，又听到了六声重击声，像是大炮射击，但个别，响亮并伴有震颤。天空，乍一看，似乎很清楚。没有风，没有云。仔细检查北方（即听到大部分重击声的地方）后，在地平线附近看到了一种灰白色的云，这种云越来越小，越来越透明，可能在下午2-3点左右完全消失了。

通古斯的轨迹和五个村庄的位置投射到垂直于地球表面并通过火球进场路径的平面上。比例尺是采用100 km的起始高度给出的。假定视在辐射的三个天顶角ZR分别由实线，虚线和虚线绘制轨迹。括号内的数据是位置与投影平面的距离：加号表示位置在投影平面的西南偏南。一个负号，位于它的东北北部。该图和文字中村庄名称的音译与论文I一致，与当前世界地图集的音译有些不同。

直到事件发生十多年后，对该地区进行了任何科学分析，部分原因是该地区与世隔绝。1921年，俄国矿物学家 Leonid Kulik带领一个团队前往Podkamennaya Tunguska流域为苏联科学院进行了一次调查。[26]尽管他们从未访问过中央爆炸区，但该事件的许多当地记载使库里克相信爆炸是由巨大的陨石撞击引起的。回国后，他根据挽救陨铁的前景，说服苏联政府出资对可疑撞击区进行了一次远征。

库里克（Kulik）于1927年带领科学考察队前往通古斯（Tunguska）爆炸现场。他雇用了当地的埃文基（Evenki）猎人，将他的团队引导到爆炸区域的中心，他们期望在那里找到一个撞击坑。令他们惊讶的是，在零地面上没有发现火山口。相反，他们发现了一个大约8公里（5.0英里）的区域，树木被烧焦，没有树枝，但仍然直立。[27]距离中心较远的树木被部分烧焦，并在远离中心的方向上被击倒，从而造成倒下的树木呈放射状。

在1960年代，人们发现，整平的森林区占地2150 km 2（830平方英里），其形状类似于硕大的展翅鹰，蝴蝶的“翼展”为70 km（43英里），机体长度”为55公里（34英里）。[28]经仔细检查，库里克发现他错误地得出的孔是陨石孔；他当时没有办法挖洞。

在随后的10年中，该地区又进行了三次探险。库里克发现了数十个小“坑洞”沼泽，每个坑的直径为10至50米（33至164英尺），他认为这可能是陨石坑。在费力地排掉其中一个沼泽（直径32 m（105英尺）的所谓“苏斯洛夫火山口”）后，他在底部发现了一个老树桩，排除了它是陨石坑的可能性。1938年，库里克安排对覆盖平整森林中部（250平方公里（97平方英里））的区域[29]进行航空摄影测量。[30]1975年，叶夫根尼·克里诺夫（Yevgeny Krinov）的命令将这些航拍照片的底片（1,500张底片，每张18乘18厘米（7.1英寸×7.1英寸））烧毁，当时是苏联科学院陨石委员会主席处置易燃硝酸盐薄膜的一项倡议。[30]正面照片已保存，供在俄罗斯的托木斯克市进一步研究。

1950年代和1960年代派往该地区的探险队在土壤筛分中发现了微观的硅酸盐和磁铁矿球体。砍伐的树木中预计会存在类似的球体，尽管用现代方法无法检测到它们。后来的探险确实在树木的树脂中发现了这种球形。化学分析表明，相对于铁，球体中镍的含量高，陨石中也发现了镍，从而得出结论说它们是地球外起源的。还发现土壤不同区域的球体浓度与流星爆发所产生的碎片的预期分布一致。后来对这些球体的研究发现，许多其他金属相对于周围环境的比例异常，这被认为是其外星起源的进一步证据。

该地区泥炭沼泽的化学分析还发现了许多与撞击事件一致的异常现象。发现与1908年相对应的沼泽层中碳，氢和氮的同位素特征与在相邻层中测得的同位素比率不一致，并且在位于该区域外部的沼泽中未发现这种异常。沼泽中表现出这些异常特征的区域也含有异常高比例的铱，这与在白垩纪-古生界中发现的铱层相似。人们认为这些不寻常的比例是由于沉积在沼泽中的坠落物体的碎屑造成的。据信氮已沉积为酸雨，可能是爆炸的产物。

研究员John Anfinogenov建议说，在活动现场发现的一块巨石（称为约翰的石头）是陨石的残余物[36]，但对石英岩的氧同位素分析表明，它是热液起源的，可能与二叠纪有关。三叠纪西伯利亚圈套岩浆作用。

对于爆炸的主导科学的解释是突发空气的小行星在地球表面上方6-10公里（4-6英里）。

流星体每天以至少11 km / s（7 mi / s）的速度从外层空间进入地球大气层。当空气流经大气时，由于压缩在身体前部（冲压压力）而产生的热量非常巨大，大多数流星体在到达地面之前会燃烧或爆炸。通古斯空中爆炸能量的早期估计范围从10-15 兆吨TNT（42-63 petajoules）到30兆吨TNT（130 PJ），[38]取决于爆炸的确切高度运用了核武器影响的法律。包含物体动量影响的最新计算发现，与核爆炸相比，更多的能量被向下聚焦，并估计空气爆炸的能量范围为3至5兆吨TNT（13至21 PJ）。估计的15兆吨（Mt）的能量比广岛炸弹的能量高约1,000倍，大约等于1954年美国的Bravo城堡核试验（测得的15.2 Mt）和三分之一的能量。该的苏联的沙皇炸弹于1961年试验[40]2019年的一篇论文表明，通古斯事件的爆炸力可能约为20至30兆吨。

自20世纪下半叶以来，通过次声和卫星观测对地球大气层进行的密切监测表明，尽管通古斯（Tunguska）规模的事件大约为5至15 兆吨，但常规发生的小行星空气爆炸的能量可与核武器相媲美。少得多。尤金·鞋匠（Eugene Shoemaker）估计，每年发生20公里的事件，而通古斯大小的事件大约每300年发生一次。最近的估计显示，通古斯大事件大约每千年发生一次，平均每年约有5公里的空气爆发。这些爆炸大多数是由小行星撞击器引起的，而不是机械上较弱的彗星物质，这是基于它们对地球大气的典型穿透深度。[44]用现代仪器观测到的最大的小行星空气爆炸是2013 年的500千吨车里雅宾斯克流星，它砸碎了窗户并产生了陨石。

浏览影响假设

2020年，一组俄罗斯科学家使用一系列计算机模型来计算直径200、100和50米的小行星在地球大气层的倾斜角度的通过情况。他们对物体的成分使用了一系列假设，就好像它是由铁，岩石或冰制成的。与观测到的事件最接近的模型是直径达200米的铁小行星，它以每秒11.2 km的速度行进，从地球大气层掠过并返回太阳轨道。

爆炸模式

爆炸对附近树木影响震源爆炸的是类似于传统的影响，操作排污。这些影响是由大型空爆爆炸产生的爆炸波引起的。当爆炸波垂直向下移动时，位于爆炸正下方的树木被剥落，但仍保持直立，而距离较远的树木被撞倒，因为爆炸波到达时，它们更接近水平方向传播。

在1960年代中期进行的苏联实验中，模型森林（由铁桩上的火柴制成）和小的炸药在电线上向下滑动，产生了类似于通古斯遗址的蝴蝶状爆炸图案。实验表明，该物体与地面的夹角大约为30度，与北方的夹角为115度，并在空中爆炸。

小行星还是彗星？

1930年，英国天文学家FJW Whipple建议说通古斯的遗体是一颗小彗星。彗星由灰尘和挥发物（例如水，冰和冷冻气体）组成，并且可能由于与地球大气层的撞击而完全蒸发，因此没有明显痕迹。撞击后的几个晚上，在整个欧亚大陆观测到的炽热的天空（或“天空之夜”或“明亮的夜晚”）进一步支持了彗星假说，这可能是由于彗星尾巴上的尘埃和冰块散布在上部造成的大气层。[38]到1960年代，彗星假说已被苏联通古斯调查人员普遍接受。[38]

1978年，斯洛伐克天文学家ĽuborKresák提出该尸体是Encke彗星的碎片。这是一颗周期极短的彗星，周期极短，仅三年多，完全处于木星轨道之内。它还负责6月28日至29日最大活动的年度流星雨Beta Taurids。通古斯事件恰好与该阵雨的峰值活动相吻合，通古斯天体的近似轨迹与从彗星恩克彗星的碎片所期望的一致。现在已经知道，这种物体在离地面数十到数百公里的频率下经常爆炸。军事卫星几十年来一直在观察这些爆炸。在7月5日至7月11日至7月21日至8月10日之间，2019年天文学家从陶里德群中搜寻直径约100米的假想小行星。截至2020年2月，尚无发现任何此类物体的报告。

1983年，天文学家ZdeněkSekanina发表了一篇批评彗星假说的论文。他指出，由彗星材料组成的物体沿着这样的浅轨迹在大气中传播，应该已经分解，而通古斯（Tunguska）物体显然仍完整地保留在低层大气中。Sekanina还认为，证据指向了一个密集的岩石物体，可能是小行星起源的。当Farinella，Foschini 等人于2001年提出该假设时，这一假设得到了进一步的证实。发表了一项研究，该研究基于从通古斯天体大气轨迹中提取的轨道模型来计算概率。他们得出的结论是，该物体有83％的概率认为是该物体沿着源自小行星的小行星路径移动。小行星带，而不是彗星带（概率为17％）。彗星假说的支持者认为，该物体是一个灭绝的彗星，上面有一个石质的幔子，可以使它穿透大气层。

小行星假说的主要困难在于，一个石质物体应该在撞击地面的地方产生一个大的陨石坑，但是没有发现这样的陨石坑。据推测，小行星通过大气层会导致压力和温度升高，直至小行星在一次巨大爆炸中突然崩解。销毁工作必须如此彻底，以至于没有大量残余物幸存下来，而爆炸过程中散布到高层大气中的物质会造成飞腾。1993年发布的模型表明，石质主体的宽度大约为60米（200英尺），其物理性质介于普通球粒陨石和碳质球粒陨石之间。[ 引证需要 ]典型的碳质物质陨石趋向于与水相当快，除非它是冷冻溶解。

克里斯托弗·奇巴（Christopher Chyba）和其他人提出了一种过程，在该过程中，石质陨石可能表现出通古斯撞击器的行为。他们的模型表明，当抵抗物体下降的力大于将物体保持在一起的内聚力时，它会破裂，立即释放几乎所有能量。结果是没有陨石坑，破坏分布在相当宽的半径上，所有破坏都是由爆炸中释放的热能造成的。

Utyuzhnikov和Rudenko在2008年完成的通古斯撞击的三维数值模型[53]支持了彗星假说。根据他们的结果，彗星物质散布在大气中，而森林的破坏是由冲击波引起的。

在1990年代期间，意大利研究人员在博洛尼亚大学的物理学家Giuseppe Longo的协助下，从树木核心的撞击区域提取了树脂，以检查1908年事件中存在的被困颗粒。他们发现了岩石小行星中常见的高含量物质，而彗星中却很少见。

凯利等。（2009年）认为，撞击是由彗星引起的，因为撞击后会看到夜光云，这是高层大气中大量水蒸气引起的现象。他们将夜光云现象与美国宇航局“ 奋进号”航天飞机的尾羽相比较。[56] [57]由爱德华·德罗比雪夫斯基（Edward Drobyshevski）于2009年领导的一组俄罗斯研究人员建议，近地小行星2005 NB 56可能是通古斯天体母体的候选者，因为小行星已采取了接近的方法0.06945 AU（27 LD）于1908年6月27日从地球上通古斯加撞击前三天。研究小组怀疑，即使受到弱非引力的影响，2005 NB 56的轨道也可能与通古斯天体的模拟轨道相吻合。[58] 2013年，美国-欧洲联合小组对通古斯遗址的碎片进行分析与铁陨石相符。

2013年2月的车里雅宾斯克 流星该事件为科学家提供了充足的数据，以为通古斯事件创建新的模型。研究人员使用了通古斯和车里雅宾斯克的数据，对超过5000万种硼化物和进入特性的组合进行了统计研究，当它们在相似的高度分裂或爆炸时，可能会产生通古斯规模的破坏。一些模型关注于属性的组合，这些属性创建的场景与树下的树木以及通古斯的大气和地震压力波具有相似的影响。四种不同的计算机模型产生了相似的结果。他们得出结论，通古斯撞击器最可能的候选者是直径在50至80 m（164至262 ft）的石质物体，以大约55,000 km / h（34,000 mph）的速度进入大气层，并以10至14 km（6）的速度爆炸（6至9英里）的高度，并释放相当于10至30兆吨的爆炸性能量 这类似于1980年火山的爆炸能量当量圣海伦斯火山喷发。研究人员还得出结论，这种大小的撞击器仅以平均几千年的时间间隔撞击地球。