Június 30-án volt 115 éve, hogy a szibériai Krasznojarszki határterületen lévő Podkamennaja Tunguszka folyó mellett egy hatalmas, 10-30 megatonnás robbanás történt. Az objektum kelet-délkelet felől közeledett, viszonylag nagy, körülbelül 27 km/s sebességgel. Bár becsapódási eseménynek minősül, az objektum 5-10 kilométeres magasságban robbant fel, nem pedig a Föld felszínén, és így nem is hagyott maga után becsapódási krátert.
1908. június 30-án, helyi idő szerint 07:17 körül Evenki bennszülöttek és orosz telepesek a Bajkál-tótól északnyugatra fekvő dombokon egy nagyon erős, kékes fényt figyeltek meg, mely majdnem olyan fényes volt, mint a Nap. Keskeny nyomot hagyott maga után, ahogy a légkörben haladt. A horizonthoz közelítve egy nagy villanás után gomolygó felhőt láttak, majd egy tűzoszlop emelkedett fel, vörös fényt vetve a tájra. Az oszlop kettévált és feketévé változott. Körülbelül tíz perccel később tüzérségi tűzhöz hasonló hang hallatszott. A robbanáshoz közelebb álló szemtanúk arról számoltak be, hogy a hang forrása tőlük keletről északra mozgott. A hangokat lökéshullám kísérte, amely ledöntötte az embereket a lábukról, és több száz kilométerre is még betörte az ablakokat.
A robbanást világszerte regisztrálták szeizmikus műszerekkel, és a robbanásból származó léghullámokat Németországban, Dániában, Horvátországban és az Egyesült Királyságban, valamint a távoli Batávián, Holland Kelet-Indiában és Washington DC-ben is észlelték. Becslések szerint egyes helyeken a keletkezett lökéshullám egyenértékű volt a Richter-skála szerinti 5,0-ös erősségű földrengéssel. A következő néhány napon Ázsiában és Európában fényjelenségeket észleltek az éjszakai égbolton.
A Tunguszka pályája öt falu pozíciójához képest, a Föld felszínére merőleges síkra vetítve (Wikipedia)
Az 1908-as esemény óta becslések szerint több mint ezer tudományos cikk jelent meg az eseményről, a legtöbb orosz nyelven. A helyszín távoli elhelyezkedése, az akkori politikai viszonyok és az esemény idején rendelkezésre álló eszközök korlátozottsága miatt az esemény tudományos kutatása elsősorban az esemény után sok évvel végzett kárbecslésekre és geológiai vizsgálatokra támaszkodtak.
Csak több mint egy évtizeddel az esemény után került sor a terület felkeresésére. 1921-ben Leonyid Kulik orosz mineralógus egy csoportot vezetett a Podkamennaja Tunguszka folyó medencéjéhez, hogy felmérést végezzenek a Szovjet Tudományos Akadémia számára. Bár soha nem jártak a központi robbanás területén, az eseményről szóló helyi beszámolók alapján Kulik azt hitte, hogy a robbanást egy óriási meteorit becsapódása okozta.
Kulik csak 1927-ben vezetett tudományos expedíciót a tunguszkai robbanás helyszínére. Helyi Evenki vadászokat bérelt fel, hogy irányítsák csapatát a robbanási területhez, ahol egy becsapódási krátert kerestek. Meglepetésükre nem volt kráter a robbanás helyszínén, viszont találtak egy nagyjából 8 kilométeres átmérőjű területet, ahol a fák megperzselődtek és ágak nélkül, de még mindig egyenesen álltak. A robbanás központjától távolabb eső fák részben megégtek és attól ellenkező irányban kidőltek, így a terület kidőlt fái nagy, sugaras mintázatot alkottak.
Leonyid Kulik expedíciója 1929-ben látta a letarolt fákat (Vokrug Sveta, 1931)
A következő évek során további három expedíció indult a területre. Kulik több tucat, 10-50 méter átmérőjű mélyedésre, gödörre bukkant, amelyekről úgy gondolta, hogy impakt kráterek lehetnek. A mélyedések lecsapolása során végzett fáradságos munka után bebizonyosodott, hogy nem becsapódásos kráterekről van szó, a mélyedések kora is több, mint 5000 év, tehát jóval megelőzi az esemény időpontját.
Művészi koncepció a robbanásról, Asteroidday.com
Az 1950-es és 1960-as években újabb expedíciók mikroszkopikus méretű szilikát- és magnetitgömböket találtak a talajban. Hasonló kis gömböcskéket jósoltak a kivágott fákban is, bár korabeli eszközökkel azokat még nem lehetett kimutatni. A későbbi expedíciók valóban azonosítottak ilyen gömböcskéket a fák gyantájában. A kémiai elemzés kimutatta, hogy ezek nagy arányban tartalmaznak nikkelt, amely a meteoritokban is megtalálható, ami arra enged következtetni, hogy földönkívüli eredetűek. Azt találták, hogy a szemcsék koncentrációja a talaj különböző régióiban összhangban van a meteoroid levegőben történő robbanás törmelékének várható eloszlásával.
A Tunguszka-objektum mérete a Parlamenthez képest (Wikipedia alapján a Szerző saját szerkesztése)
Aszteroida vagy üstökös?
De mi is lehetett az az objektum, ami 1908-ban felrobbant a Podkamennaja Tunguszka folyó mellett?
1930-ban F. J. W. Whipple brit meteorológus és matematikus egy kis üstököst feltételezett. Az üstökös porból és illékony anyagokból – vízjégből és fagyott gázokból áll, anyagának nagy része a Föld légkörével való ütközés következtében szinte teljesen elpárologhatott. Az üstökös-hipotézist támasztja alá a becsapódás után Eurázsia-szerte több éjszakán keresztül megfigyelhető világító égbolt, ami valószínűleg az üstökös szétszórt porával és jégszemcsékkel magyarázható. Az üstökös-hipotézis az 1960-as évekre általánosan elfogadott lett a Tunguszka-esemény kutatóinak körében.
1983-ban Zdeněk Sekanina csillagász publikált egy tanulmányt, amelyben kritizálta az üstökös hipotézist. Rámutatott, hogy egy üstökösanyagból álló testnek, amely ilyen sekély pályán halad át a légkörön, szét kellett volna bomlani, míg a Tunguska-test láthatóan érintetlenül maradt az alsó légkörben. Aszteroidák nagyobb valószínűséggel is ütköznek a Földdel, mint a távolabbi üstökösök. A helyszínen talált szemcsék egy része közönséges kondrithoz, egy része szenes kondrithoz, egy része vasmeteorithoz mutatott kémiai hasonlóságot.
A 2013-as cseljabinszki esemény adatai alapján létrehozott új modellek szerint a Tunguszka-esemény impaktora 60-80 méter átmérővel rendelkezett. Ezt egy olyan kondritos testre számolták, amely a cseljabinszkinél nagyságrendekkel nagyobb légrobbanásos jelenséget okozott.
Az aszteroida-hipotézis fő problémája az, hogy egy kőzet-objektumnak krátert kellett volna létrehoznia ott, ahol a talajba ütközött, de ilyen krátert nem találtak. Természetesen feltételezhető, hogy egy ilyen objektum, aszteroida a légkörön való áthaladása során a nyomás és a hőmérséklet olyan szintre emelkedett, hogy az szétrobbant, viszont a pusztításnak olyan teljesnek kellett volna lennie, hogy jelentős méretű törmelék ne maradjon, valamint hogy a robbanás során a felső légkörbe szórt anyag a fent említett legköri fényjelenségeket okozza – ennek valószínűsége csekély.
Ľubor Kresák szlovák csillagász vetette fel azt a hipotézist, hogy az objektum az Encke üstökös darabja lehetett. Ez egy periodikus üstökös, amelynek rendkívül rövid, alig több mint három éves periódusa teljes egészében a Jupiter pályáján belül marad. Ez az üstökös okozza a Beta Tauridák meteorrajt is, amelynek maximális aktivitása június 28–29 között van. A Tunguszka esemény egybeesett a raj maximumával, valamint a Tunguszka objektum hozzávetőleges pályája is összhangban van az Encke üstökös pályájával. Ma már ismeretes, hogy az ilyen testek gyakori időközönként robbannak fel több tíz-száz kilométeres magasságban a talaj felett. A katonai műholdak évtizedek óta figyelik és tartják számon ezeket a robbanásokat.
A Tunguszka-becsapódás Utyuzhnikov és Rudenko által 2008-ban végzett háromdimenziós numerikus modellezése alátámasztja az üstökös-hipotézist. Eredményeik szerint az üstökösanyag szétszóródott a légkörben, míg az erdő pusztulását a lökéshullám okozta. Kelly és munkatársai (2009) szerint is egy üstökös okozta a becsapódást, mivel a becsapódást követően úgynevezett „éjszakai világító felhőket” (Noctilucent Clouds) észleltek, mely jelenséget a légkörben levő vízjég 40-100 nanométer átmérőjű kristályai okozzák, porszemcsékre telepedve, és visszaverve a már horizont alatt lévő Nap fényét. Ezt a jelenséget hasonlították össze a NASA Endeavour Űrsiklója hajtóműve által keltett jelenségekkel.
Az ellentmondások – a rendkívül vegyes összetételű szemcsék, melyek egyértelműen különböző eredetűek, valamint az aszteroida-hipotézis és az üstökös-hipotézis közti vita megértéséhez nézzük át a részleteket.
A talált szemcsék nyilván nem az objektum egészének összetételét mutatják. Ezeknek az égitesteknek a felszínét főleg regolit és breccsa alkotja, mely kőzetekben több milliárd év különböző becsapódó anyaga megtalálható. A legtöbb Holdi meteorit, sok HED meteorit (minden howardit, a legtöbb eukrit, úgymint a fősorozatbeliek és a polimikt eukritok, számos diogenit), valamint a kondritok nagy része is breccsa. Objektumunk sem lehet ez alól kivétel.
Másrészt planetológiailag nincs határozott különbség és átmenet aszteroida és üstökös között. Tudományosan mindkettőt planetezimálnak hívjuk, a különbség csak kialakulásuk helye a Naprendszeren belül, és ennek megfelelően térben fokozatosan változó összetételük.
A Naphoz közelebb a planetezimálok, ezek az ősi, kondritos anyagú, szabálytalan alakú kis égitestek főként szilikátásványokból állnak, csekély víztartalommal. Ahogy távolodunk a Naptól, úgy nő a szén- és víztartalom, csökken a szilikátos ásványok aránya. Az úgynevezett jéghatáron kívül (ami a Naprendszer kialakulásakor nagyjából 2,7 csillagászati egységre volt a Naptól, tehát a kisbolygóövben), a jég már stabil, nem szublimál. Itt, és ennél messzebb alakultak ki a jeges planetezimálok, az „üstökösök”, ennél közelebb pedig a kőzetes planetezimálok, az „aszteroidák”. A jéghatáron természetesen ne várjunk egy határvonalat, mint két ország között, itt ez a sáv elmosódott, hiszen egyrészt az egyes objektumok pályájukat megváltoztatva migrálnak Naprendszerünk kialakulása óta, másrészt egy másik folyamat is zajlik.
Azok a jeges planetezimálok ugyanis, melyek már számtalanszor megközelítették a belső Naprendszert, jegük folyamatosan párolgott, csóvát alakítva ki. Az ilyen jeges planetezimál felszínén egy vastag kőzetkéreg alakul ki a belső, az eredeti jeges anyagot befedve, extinct, inaktív üstökössé válva. Még később ezek a laza szerkezetű égitestek széttöredezve tovább veszítenek jeget, egyre inkább „kiszáradnak”, létrehozva a kiszáradt üstökösöket. Ilyen lehet például a törmelékkupac-aszteroida, a Ryugu is.
A Tunguszka-esemény tehát egy inaktív üstökösdarab lehetett, aminek nem volt látható csóvája, azonban anyagának nagy része még jég volt.
Források:
1. Jenniskens, P (2019). „Tunguska eyewitness accounts, injuries and casualties” https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103518305104?via%3Dihub
2. Nemiroff, R.; Bonnell, J., eds. (14 November 2007). „Tunguska: The Largest Recent Impact Event” https://apod.nasa.gov/apod/ap071114.html
3. Whipple, F. J. W. (10 September 2007). „On Phenomena related to the great Siberian meteor”. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 60 (257): 505–522. https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qj.49706025709
4. Traynor, Chris (1997). „The Tunguska Event”. Journal of the British Astronomical Association. 107 (3): 111–130.
5. „Space Shuttle Science Shows How 1908 Tunguska Explosion Was Caused By A Comet”. ScienceDaily (Press release). Cornell University. 25 June 2009. https://www.sciencedaily.com/releases/2009/06/090624152941.htm
6. Kelley, M. C.; Seyler, C. E.; Larsen, M. F. (2009). „Two-dimensional Turbulence, Space Shuttle Plume Transport in the Thermosphere, and a Possible Relation to the Great Siberian Impact Event”. Geophys. Res. Lett. 36 (14): L14103.
7. Boyarkina, A. P., Demin, D. V., Zotkin, I. T., Fast, W. G. „Estimation of the blast wave of the Tunguska meteorite from the forest destruction”. Meteoritika, Vol. 24, 1964, pp. 112–128
8. Florenskiy, K P (1963). „Preliminary results from the 1961 combined Tunguska meteorite expedition”. Meteoritica. 23.
9. Hou, Q.L.; Ma, P.X.; Kolesnikov, E.M. (February 1998). „Discovery of iridium and other element anomalies near the 1908 Tunguska explosion site”. Planetary and Space Science. 46 (2–3): 179–188.
10. Brown, P.; Spalding, R. E.; ReVelle, D. O.; Tagliaferri, E.; Worden, S. P. (November 2002). „The flux of small near-Earth objects colliding with the Earth”. Nature. 420 (6913): 294–296. https://www.nature.com/articles/nature01238
11. Levison, H. F. et al. The mass disruption of Oort cloud comets. Science 296, 2212–2215 (2002). https://www.science.org/doi/10.1126/science.1070226
12. Kresak, L’ (1978). „The Tunguska Object: a Fragment of Comet Encke?”. Bulletin of the Astronomical Institutes of Czechoslovakia. 29: 129. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1978BAICz..29..129K/abstract
13. Ju, Anne (24 June 2009). „A mystery solved: Space shuttle shows 1908 Tunguska explosion was caused by comet”. https://news.cornell.edu/stories/2009/06/researchers-connect-shuttle-plume-1908-explosion
14. Collins, G.S.; Artemieva, N. (2008). „Evidence that Lake Cheko is not an impact crater”. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-3121.2008.00791.x
15. Utyuzhnikov, S V; Rudenko, D V (May 2008). „An adaptive moving mesh method with application to non-stationary hypersonic flows in the atmosphere”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. 222 (5): 661–671. https://journals.sagepub.com/doi/10.1243/09544100JAERO261
16. Planetary impact breccias. https://sites.wustl.edu/meteoritesite/items/breccias/
17. „Comet samples are surprisingly asteroid-like” New Scientist, 24 January 2008
