Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Tunguzská katastrofa 100 let poté II

Bylo časné ráno 30. června 1908. Povodím řeky Podkamennaja Tunguska ve střední Sibiři otřásla mohutná exploze, která zdevastovala 2150 km2 sibiřské tajgy. II. díl seriálu o tunguzské události.

Kometa nebo asteroid?

O fyzikální podstatě tělesa, které způsobilo tunguzskou explozi se vedly spory téměř celý zbytek dvacátého století. Pomineme-li absurdní hypotézy o výbuchu kosmické lodi apod., zbývají dvě možnosti: malá kometa nebo malý asteroid. V různé literatuře lze najít ohledně historie těchto hypotéz řadu mýtů, které přežily až do dnešní doby. Například se jako první studie, v níž se poprvé objevuje kometární hypotéza, často cituje článek F. L. Whipplea z roku 1930. Whipple je asi nejslavnější 'kometární' odborník dvacátého století, a proto je tento omyl pochopitelný. Je také pravda, že roce 1930 publikoval svůj první článek o tunguzské explozi. Žádné konkrétní závěry ohledně povahy tělesa v něm ale nedělá. Nepřímo je z textu dokonce patrné, že Whipple uvažuje spíše o planetce, protože předpokládá, že na místě dopadu budou nalezeny meteority.

Z Whippleova článku z roku 1930, který publikoval v časopisu Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, lze citovat jednu zajímavou pasáž:

'Nejpozoruhodnější je, že taková událost nastala během naší generace a přesto zůstala téměř ignorována. Žádný civilizovaný člověk nepátral po dopadové oblasti v průběhu dvaceti let, a dokonce i v současnosti se nikdo dosud nevydal po stopách průkopníka (kým má na mysli Kulika).'

Whipple, který ve zmiňovaném článku shrnuje a analyzuje veškerá dostupná měření z mikrobarometrů a seismografů, upozorňuje i na další zajímavý fakt: pokud by k explozi došlo o pouhých pět let dříve, neměli bychom o něm z mikrobarometrů žádné zprávy. Mikrobarometr byl totiž vynalezen v roce 1903.

Další článek o tunguzské explozi publikuje Whipple v roce 1934. Shrnuje v něm další fakta a záznamy, například také jako první dává tuto událost do souvislosti se světlými nocemi pozorovanými v Asii a Evropě, a správně je interpretuje. Teprve v tomto článku se poprvé objevuje hypotéza komety. Jako alternativní vysvětlení toho, jak se částice prachu dostaly do vysoké atmosféry, nabízí Whipple možnost, že těleso byla ve skutečnosti kometa a prachové částice pocházely z jejího ohonu. Hned v následujícím odstavci ale píše: „I do not feel much confidence in this hypothesis.“ (O této hypotéze nejsem příliš přesvědčený).

V roce 1967 pak sám Whipple navrhuje asteroidální původ tělesa. Žádný přesvědčivý důkaz o kometárním původu Tungusky vlastně nikdy podán nebyl, ačkoliv je občas citováno několik prací:

V roce 1978 slovenský astronom Ľubor Kresák navrhl kometární původ na základě podobnosti dráhy tunguzského tělesa s drahou komety 2P/Encke s tím, že by mohlo jít o fragment této komety. Dráha tunguzského tělesa je ale známa jen velice přibližně, a největší nejistotu v ní představuje rychlost vletu do zemské atmosféry. Jakákoliv identifikace na základě podobnosti drah je tudíž pouhou spekulací. V roce 1978 bylo rovněž známo jen velmi málo planetek na blízkozemních drahách. Pokud bychom dnes provedli podobnou analýzu, nalezneme řadu planetek s drahami podobnými tunguzskému tělesu. Stejně jako v případě komety Encke se nebude jednat o nic jiného než o spekulaci, čistě ze statistického hlediska je ale pravděpodobnější, že Tunguska byla planetkou, protože na podobných drahách, jak již dnes víme, se vyskytuje více planetek než komet. Explicitně se touto statistikou zabýval italský tým pod vedením P. Farinelly. Ti v roce 2001 ukázali, že na drahách podobných Tungusce můžeme očekávat s 83% pravděpodobností planetku, a jen se 17% kometu.

S podobnou myšlenkou jako Kresák přišli i v roce 1998 D. J. Asher a D. I. Steel. Autoři provedli důkladnou analýzu toho, jakým způsobem se mohla vyvíjet dráha fragmentu z komety Encke, aby prokázali, že souvislost mezi oběma tělesy skutečně může existovat. To samo o sobě ovšem žádný důkaz nepřináší, protože vhodnou volbou vlastností fragmentu jej lze 'dostat' na různé dráhy. Ostatně výhrada ohledně neurčitosti dráhy Tungusky a statistiky platí i v tomto případě. Autoři si toho byli zřejmě vědomi, protože už sám název článku 'On the possible relation between the Tunguska bolide and comet Encke' neprosazuje kometu nijak důrazně.

G. I. Petrov a V. P. Štulov v roce 1975 a R. P. Turco v roce 1982 dospěli rovněž ke kometární hypotéze na základě simulací průletu a exploze tělesa atmosférou. V obou pracích ale autoři dospěli k závěru, že k explozi v dané výšce mohlo dojít pouze v případě, že těleso mělo hustotu nižší než 0.01 g cm-3. Odhadované hustoty komet na základě jiných pozorování, např. slapového rozpadu v blízkosti Jupitera, jsou sice nižší než hustota vodního ledu (1 g cm-3), přesto se ale pohybují v rozmezí mezi 0.1 a 0.8 g cm-3, což jsou hodnoty minimálně o řád vyšší, než závěry zmiňovaných autorů. Lze se tedy domnívat, že tyto simulace byly jen velice přibližné, jak ostatně dokazují i nedávné simulace pomocí superpočítačů (viz níže).

Podle všeho se zdá, že práce, v nichž autoři dospěli k hypotéze planetky, stojí na mnohem pevnějších základech. Ze všech je vhodné zmínit několik nejdůležitějších:

Slavný česko-americký astronom Zdeněk Sekanina publikoval v roce 1983 velice rozsáhlý a fyzikálně dobře propracovaný článek, zahrnující nejen analýzu dráhy tunguzského meteoru, ale rovněž všech jejích nejistot. Zabýval se také procesy probíhajícími při průletu tělesa atmosférou, a srovnával je s pozorováními z americké a evropské bolidové sítě. Došel k výsledkům, podle nichž by se kometární těleso začalo rozpadat mnohem výše, a byl by to rozpad spíše pozvolný, nežli jediná mohutná exploze. Oba velcí kometární odborníci dvacátého století, Whipple i Sekanina, tak trochu paradoxně nakonec prosadili planetku. Ale tak je to správně – věda by se neměla řídit pocity, ale objektivním zkoumáním.

Sekaninovy výsledky potvrdili numerickými simulacemi Christopher Chyba a dvojice autorů J. G. Hills a M. P. Goda (oba články byly nezávisle publikovány v roce 1993). Obě studie ukazují, že k explozi ve výšce cca 8 km je potřeba kamenné planetky chondritického složení.

V devadesátých letech tým italských vědců pod vedením Giuseppe Longa analyzoval novými moderními metodami mikročástice získané z kmenů stromů, které přežily výbuch Tungusky. Tyto částice se po výbuchu zachytily v pryskyřici těchto stromů, a týmu se je podařilo extrahovat. Zastoupení prvků v těchto částicích odpovídá zastoupením, které očekáváme u planetek, nikoliv u komet.

Antihmota nebo výbuch plynu?

Čas od času se vynoří názor, že tunguzská exploze byla způsobena srážkou Země s meteoroidem z antihmoty nebo výbuchem nahromaděného množství zemního plynu. Obě hypotézy jsou vzájemně opačným extrémem, co se týče požadovaného množství materiálu. Hmotnost meteoroidu z antihmoty, který by anihilací s hmotou atmosféry uvolnil odhadovanou energii tunguzské exploze, je zhruba 1 kg. Takové meteoroidy z obyčejné hmoty zanikají v důsledku srážek s molekulami plynu již ve vysoké atmosféře. Nelze si proto představit, jak by meteoroid z antihmoty, u nějž by interakce s atmosférou byla daleko bouřlivější již od prvních kontaktů s jejími molekulami, přežil průlet až do výšky cca 8 km.

Mohla být exploze způsobena výbuchem zemního plynu? Předpokládejme pro jednoduchost jako plyn čistý metan, a jeho dokonalé 100% spálení. K uvolnění požadované energie by bylo třeba 2 miliard kubických metrů metanu (to je množství, které se např. v Saudské Arábii vytěží za jeden měsíc). Toto množství by bylo potřeba jednak udržet pokud možno na jednom místě, protože z paprskovité struktury popadaných stromů je zřejmé, že exploze byla lokální, zároveň by bylo ovšem třeba zajistit jeho promísení se vzduchem, aby vůbec k jeho výbuchu mohlo dojít.

Proč a jak planetka explodovala?

Otázku exploze malých asteroidů v atmosféře považujeme dnes již za standardně rozřešenou, ostatně i pozorování vletu těles o něco menších než Tunguska do atmosféry ukazují, že naše představy jsou správné. Ocitovat zde můžeme několik detailů z již zmiňované práce Christophera Chyby:

Typický asteroid vlétá do zemské atmosféry rychlostí okolo 15 až 20 km/s. Protože se asteroid pohybuje takto rychle, atmosféra nemá dostatek času na to, aby ho obtékala. Namísto toho se vzduch stlačuje a hromadí před tělesem. Mezitím se za asteroidem vytváří téměř vakuum, protože vzduch nestíhá ani zaplňovat tento prostor. Objem asteroidu je tak vystaven obrovskému rozdílu tlaků před a za tělesem, a tento rozdíl se stává větším a větším, jak se těleso zanořuje hlouběji do atmosféry.

Následující události závisejí na tom, z jakého materiálu je asteroid tvořen. Pokud je dostatečně pevný, například železný, a bez většího množství prasklin, nestane se nic, a asteroid dopadá na povrch země. Železný asteroid velikosti Tungusky vytvořil před 50 000 lety známý kráter v Arizoně.

U kamenných asteroidů je v důsledku rozdílu tlaků ještě v průběhu jejich letu překročena mez pevnosti materiálu. Obrovský rozdíl tlaků působí na těleso jako svěrák, a vytvoří z něj jakýsi „lívanec“, materiál se rozdrolí na malé kousky a nemá jinou možnost než se rozprostřít do stran. Další sled událostí je velice rychlý. Zvětšení povrchu tělesa způsobí další nárůst gradientu tlaku, a to vše se děje v místech, kde již hustota atmosféry s klesající výškou narůstá zhruba exponenciálně. Prudký nárůst tlaku se podobá nárazu do pevné stěny, těleso se v atmosféře téměř zastaví. Detailní počítačové modelování ukazuje, že k rozpadu a zastavení asteroidu dochází v průběhu jedné až dvou desetin sekundy. V průběhu této doby se kinetická energie tělesa přemění na teplo, těleso se téměř kompletně vypaří a uvolněné páry explodují do prostoru.

Čím nižší je pevnost materiálu, tím ve větší výšce k explozi dochází. Výpočty Ch. Chyby ukazují, že Tunguska musela být kamenný asteroid – viz obrázek.

Ilustrační foto...
Obr.: Závislost energie uvolněné z meteoroidu na výšce nad zemí, vypočítaná pro různé druhy těles. Výbuchu ve výšce cca 8 km nad zemí odpovídá pouze kamenný asteroid.

Výše uvedené vysvětluje i to, proč bylo nalezeno tak málo fragmentů z Tungusky. Podobných případů se v průběhu dvacátého století odehrálo ještě několik. Ačkoliv počáteční velikost tělesa byla menší, události měly téměř identický průběh a navíc jsou velice dobře zdokumentovány. Jako příklad lze uvést například meteorit Revelstoke. Ten explodoval64 km severozápadně od města Revelstoke v kanadské provincii British Columbia 3. března 1965. Extrémně jasný bolid v průběhu 8 sekund urazil asi 100 km pod úhlem 15° a explodoval ve výšce 30 km nad zemí. Intenzivní detonace byla slyšitelná do vzdálenosti 130 km a zaznamenaná byla seismografy ve vzdálenosti až 400 km. V následujících dnech bylo několik malinkých fragmentů tohoto meteoritu nalezeno na sněhu.

Počáteční průměr tělesa byl asi 6 metrů a celková váha nalezených fragmentů byla cca 1 g.Velikost meteoritu Revelstoke byla tedy mnohonásobně menší než velikost Tungusky, ale pátrání po fragmentech bylo zahájeno prakticky okamžitě po pádu. Kdyby se hledání opozdilo byť i jen o několik měsíců, pravděpodobně by nebylo nalezeno nic. U Tungusky ovšem neuběhlo do prvního pátrání několik měsíců, ale dvacet let. Dvacetkrát pokryl bažinatou oblast pádu sníh, a dvacetkrát opět roztál.

Předchozí díl seriálu.

Petr Scheirich

| Zdroj: Seznam zdrojů IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Instantní pozorovatelna 102
Ilustrační foto...
Exotická dvojčata
Ilustrační foto...
STS 121 Discovery - průběh letu (10.-11.červenc
Ilustrační foto...
Apophis 4 – Phoenix
Ilustrační foto...
Traffic Jam
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691