Tunguska.Ru
Добро пожаловать, %1$s. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
01 Октябрь 2020, 21:32:39

:    
*
+  Tunguska.Ru
|-+  Тунгуска
| |-+  Обсуждение статей (Модераторы: vitrom, obat)
| | |-+  РАСЧЁТ МАССЫ, РАЗМЕРОВ И ПЛОТНОСТИ ТКТ И О ПРОДУКТАХ ЕГ
0 и 1 Гость просматривают эту тему. « предыдущая тема следующая тема »
: [1]
: РАСЧЁТ МАССЫ, РАЗМЕРОВ И ПЛОТНОСТИ ТКТ И О ПРОДУКТАХ ЕГ  ( 6899 )
vitrom
Moderator
Tunguska.Ru
*****

Карма: Каждому свой досуг +3/-0
Оффлайн Оффлайн

: 1265



« : 17 Март 2012, 00:08:26 »

Кучеров В.И.
РАСЧЁТ МАССЫ, РАЗМЕРОВ И ПЛОТНОСТИ ТКТ И О ПРОДУКТАХ ЕГО
ВЗРЫВА
В 1950г Cкорер Р.С. опубликовал результаты расчётов объёма источника инфразвуковых возмущений от взрыва ТКТ, основанные на анализе микробарограмм английских и сибирских станций. По данным английских станций объём взорвавшегося ТКТ составлял 1000 км3, по микробарограммам сибирских станций – 880 км3 [Scorer, 1950]. Этим объёмам соответствуют размеры диаметров тел шарообразной формы – 12,4 и 11,8 км.
Энергия взрыва ТКТ по данным разных исследователей составляла от 2∙1023 до 6∙1024 эрг. Наиболее вероятное значение энерговыделения по обобщённым данным работы [Долгов, 1980] составляет – 7∙1023 эрг или 1,67∙1013 ккал. Если принять это количество за основу расчётов, то в соответствии с реакцией горения водорода:
2Н2 + О2 = 2Н2О + 115,6 ккал
2 ∙ 2 = 4г 2 ∙ 16 = 32г 2 ∙ (2 + 16) = 36г + 115,6 ккал
количество водорода и кислорода, необходимое для энерговыделения 1,67∙1013 ккал, а также количество воды – продукта горения определится следующими тремя пропорциями:

4г – 115,6 ккал 32г − 115,6 ккал 36г − 115,6 ккал
Х1 – 1,67∙1013ккал Х2 − 1,67∙1013ккал Х3 − 1,67∙1013ккал,

где Х1, Х2 и Х3 – количество водорода, кислорода и воды соответственно.
Х1 = (4 ∙ 1,67∙1013)/115,6 = 5,78∙105 т, Х2 = (32 ∙ 1,67∙1013)/115,6 = 4,62∙106 т, Х3 =
(36 ∙ 1,67∙1013)/115,6 = 5,2∙106 т.
Если учесть, что количество водорода в солнечной атмосфере составляет 78,4%, то
общая масса сгустка-выброса ТКТ должна быть не менее 7,37∙105 т, так как, возможно, взрыв произошёл при избыточной концентрации водорода в смеси по сравнению со стехиометрическим соотношением. Количество кислорода, необходимое для окисления установленного количества водорода, составляет 4,62∙106 т, а количество воздуха, смешавшееся со сгустком-выбросом - 2∙107 т. Концентрация кислорода в воздухе – 23,1% по массе принята по данным [Перельман, 1963]. Общая масса взорвавшегося в атмосфере Земли 30.06.1908 г сгустка-смеси ТКТ составляла не менее 20,737∙106 т.
Плотность взорвавшегося сгустка-смеси ТКТ составляла 2,07∙10−5 – 2 ,36∙10−5 г/см3, что соответствует плотности воздуха на высоте примерно 14,5 км.
Температуру сгустка-смеси ТКТ при инициировании взрыва можно установить, используя уравнение состояния идеального газа Менделеева-Клапейрона, которое для смеси газов выглядит так: Р ∙ V = (M ∙ R ∙ T)/μ, где Р, V и Т – давление (мм рт. ст.), объём (мл) и температура (ºК) газа; М – масса компонентов газовой смеси (г); μ – молекулярный вес компонентов смеси (г); R – универсальная газовая постоянная, 62397 мм рт. ст. ∙ мл / град ∙ моль.
Если принять давление плазмы ТКТ равным 0,14 атм, как в фотосфере Солнца [Гибсон, 1977], то температура сгустка-смеси ТКТ при объёме 880 км3 (Dсг= 11,8 км) в момент инициирования взрыва составляла ~ 1200ºC, а при объёме 1000 км3 (Dсг= 12,4 км) ~ 1400ºС.
Расчёты показывают, что температура сгустка-выброса ТКТ при вторжении в атмосферу Земли составляла 3000 - 3700ºС, диаметр – 10,6 - 11,9 км, плотность - 0,98∙10−6 - 1,20∙10−6 г/см3, что соответствует плотности воздуха на высотах примерно 23 - 27 км. Размеры ТКТ после смешения с воздухом изменились незначительно, так как увеличение массы тела практически полностью компенсировалось сокращением размеров при охлаждении до температур самовоспламенения.
Отметим, что плотность сгустка-выброса ТКТ на 17 - 18 порядков превышает плотность солнечного ветра. Космическое тело с подобной плотностью для преодоления магнитного давления поля Земли и глубокого проникновения в её атмосферу по требованиям магнитной гидродинамики должно иметь скорость более 1,6 - 4,0 м/с. Скорость ТКТ при вторжении в атмосферу и при инициировании взрыва на несколько порядков превышала эти значения. Поэтому, сравнительно низкая плотность ТКТ не могла быть препятствием для проникновения тела в земную атмосферу. Кроме того, сравнительно высокая температура (до 3700ºС) позволяла ТКТ легко преодолевать сопротивление атмосферы.
Общее количество воды, образовавшееся в результате взрыва ТКТ в атмосфере Земли 30.06.1908 г, составило 5,2∙106 т. В жидком виде это количество воды можно представить прямоугольным параллелепипедом с площадью основания 1 км2 и высотой 5,2 м. Как продукт химической реакции − вода в процессе взрыва ТКТ находилась в газообразном состоянии. Выброшенная в окружающее пространство, вода конденсировалась в жидкую и твёрдую (ледяную) фазу в зависимости от температуры и давления в атмосфере. В качестве ядер конденсации и зародышей гетерогенной кристаллизации, способствующим капле− и льдообразованию, выступали мелкодисперсные частицы минеральной части, сконденсировавшиеся в объёме ТКТ при охлаждении до температуры самовоспламенения и выброшенные вместе с водой в атмосферу при взрыве тела.
Часть воды – главного продукта воздушного взрыва ТКТ была выброшена в направлении земной поверхности и достигла её возможно как в жидком виде, так и в виде кусков льда. Другая часть воды оказалась рассеянной в атмосфере, включая её верхние слои. Некоторое количество высокоскоростных кусков льда могло быть выброшено взрывом и в околоземное пространство. В зависимости от массы и скорости разлёта эти куски льда оказывались на орбитах спутников Земли разной высоты и периодов обращения. В последующем они прекращали своё существование либо при прохождении плотных слоёв атмосферы, либо после падения на земную поверхность в виде ледяных метеоритов, заметно увеличивая общее количество болидов, наблюдавшихся во второй половине 1908 г [Анфиногенов, Будаева, 1984].
Многочисленные округлые депрессии, сходные с метеоритными кратерами, которые впервые обнаружил в центре лесоповала Кулик Л.А., по-видимому, являются либо результатом бомбардировки земной поверхности твёрдофазными продуктами взрыва ТКТ – кусками льда и минералов, либо воздействием токопроводящих каналов искровых разрядов ТКТ. Поиски каких-либо минеральных осколков ТКТ при исследовании ряда депрессий, а также путём бурения трёх скважин по бортам и в центре одной из депрессий вплоть до глубины 31,5 м оказались неудачными [Кулик, 1933]. Эти поиски безуспешны до сих пор, несмотря на многочисленные экспедиции к месту взрыва ТКТ. Отсутствие кусков, соизмеримых с масштабами кратерообразования, можно объяснить высокоскоростным ударом, плавлением и испарением продуктов взрыва ТКТ при резком торможении на земной поверхности.
По данным Кулика Л.А., в районе взрыва ТКТ «... на бугристых торфяниках ... и в южном болоте имеются следы более высокого уровня воды, а также несомненные следы перенесения и смыва торфяных масс, сдвиг их, собирание торфа в складки и перемешивание его местами с верхними слоями подстилающих его глин ... Несомненные следы наводнения находятся также в согласии с показаниями свидетелей, которые говорят о том, что в момент падения метеорита 1908 г пробило ударом землю и из-под земли несколько дней била кверху вода» [Кулик,1933].
Предположение Кулика Л.А. о том, что «отдельные куски метеорита (в несколько сот тонн, минимум) пробили вечную мерзлоту и достигли водоносного горизонта» [Кулик, 1933], который располагается на глубине около 25 м, весьма маловероятно. Для наводнения вполне достаточно и половины того количества воды, которое образовалось при взрыве ТКТ и практически мгновенно оказалось на земной поверхности.
Гигантский водопад продуктов взрыва ТКТ, обрушившийся на земную поверхность, оказал решающее влияние на прекращение лесного пожара тайги. По Кулику Л.А.: «Вся местность в центре бурелома, судя по оставшимся сухим деревьям, обожжена сверху, почва тоже носит следы ожога, а также – новообразований» [Кулик, 1933]. «Пожар 1908 г в районе падения метеорита был верховой, беглый при скорости ветра 6 - 10 м/с.... Во время пожара стволы живого леса не горели: обгорала лишь хвоя и мелкие ветки» - такое заключение сделано Флоренским К.П. по результатам работы экспедиции 1961 года [Флоренский, 1963]. Воздействием воды на горящие деревья можно объяснить образование характерных для Тунгусского пожара обугленных концов веток, похожих на «птичий коготок» по терминологии Кулика Л.А.
Значительная часть воды взрывом ТКТ была выброшена и рассеяна в земной атмосфере, включая её верхние слои. По заключению автора работы [Астапович, 1951], основанному на показаниях очевидцев, высота фонтана взрыва ТКТ составляла более 35 - 40 км.
Появление солнечного гало необычайной интенсивности и рекордной продолжительности (наблюдалось в течение трёх дней – 30 июня, 1 и 2 июля 1908г), а также ложных солнц [Васильев и др., 1965] следует считать в соответствии с представлениями работы [Тарасов, Тарасова, 1982] результатом преломления солнечного света в ледяных кристалликах омагниченной воды и прямо указывает на наличие большого количества этой воды в верхних слоях атмосферы. По мнению авторов работ [Святский, 1908, Зоткин, 1961], именно мелкие кристаллики льда на больших высотах вызывали эффект свечения ночного неба в ближайшие несколько суток после взрыва ТКТ. Выносу продуктов взрыва на очень большую высоту над поверхностью Земли (~ до 470 км) способствовало значительное количество легчайших газов: инертного гелия и, возможно, избыточного водорода в составе ТКТ. Прекращение оптических аномалий после взрыва ТКТ можно объяснить, во-первых, диссоциацией воды под действием солнечного излучения, во-вторых, укрупнением кристалликов льда по схеме испарение – осаждение и перемещением их в более низкие слои атмосферы.
Поглощённое с воздухом количество азота в составе сгустка-смеси ТКТ составляло 15,1∙106 т, т.е. примерно 75% от его массы. В условиях состояния вещества ТКТ и его химического взрыва (сравнительно высокие температура и давление, высокая степень ионизации элементов) азот способен реагировать с кислородом, образуя сначала окись (NO), а затем и двуокись азота (NO2), хорошо растворимые в воде с образованием азотной и азотистой кислот [Некрасов, 1953]. Болезнь оленей - «царапка» (чесотка), отмеченная в работе [Суслов, 1927], связана именно с ожогом кожи животных этими кислотами.
Бурный рост растительности в районе Тунгусской катастрофы после взрыва ТКТ можно связывать с выпадением на Землю большого количества азотосодержащих химических соединений, как это предполагается в работе [Иванов, Костененко, 1984]. С кислотными дождями в районе Тунгусской катастрофы по мнению исследователей выпало примерно 200 тыс.т азота [http://www.akado.com/news/document20138/]. Следы подобных кислотных дождей обнаружены при раскопках отложений на границе мела и палеогена (66 млн. лет назад), когда после столкновения с крупным космическим телом на Земле вымерло большинство видов живых существ, включая динозавров. В древних отложениях, а также в районе Тунгусского падения кроме остатков азотной кислоты отмечена повышенная концентрация иридия [Назаров, 1990], что свидетельствует о близкой природе обоих космических тел.
Масса химических элементов, способных при охлаждении сгустка-выброса ТКТ образовывать в результате конденсации и кристаллизации твёрдые фазы (минералоподобные химические соединения, сплавы), составляла ~ 13,3∙103 т. Если пренебречь массой кислорода, который был захвачен ТКТ и оказался связанным в окислы различных химических элементов, принять плотность минеральной части ТКТ такой же, как средняя плотность Земли - 5,6 т/м3, то её объём можно представить кубом с ребром около 13,5 м.
Последовательность конденсации химических элементов и их соединений при охлаждении солнечной плазмы известна [Grossman, 1972, Grossman, Larimer, 1974]. Первыми при температурах 1350 - 1500ºС конденсируются высокотемпературные оксиды в виде корунда – Al2O3, перовскита – CaTiO3 и мелилита – (Ca, Na)2•(Al, Mg, Fe)•(Si, Al)2O7, затем при 900 - 1300ºС – железоникелевый сплав с небольшим количеством кобальта и хрома, магнезиальные силикаты, анортит – Ca(Al2Si2O8) и высокотемпературный троилит – FeS. Соединения щёлочных металлов конденсируются при 900 - 950ºС в виде полевых шпатов. Следовательно, при охлаждении до температуры самовоспламенения (1200 - 1400ºС) в объёме сгустка-смеси ТКТ при сравнительно низком давлении (О,14 атм) и весьма слабом гравитационном поле Земли образовывалась рыхлая, губчатая многокомпонентная смесь минералов разнотемпературного генезиса, которая по своему химическому составу и строению вполне соответствует метеоритам различных классов.
По данным работы [Соботович и др., 1980] количество мелкодисперсного космического вещества, выпавшее в области лесоповала после взрыва ТКТ, составляет 3,83 - 5,64∙103 т. Это количество вполне согласуется с тем, которое получено в настоящей работе, если учесть, что значительное количество минеральной части ТКТ взрывом рассеяна на гигантских площадях земной поверхности, а также выброшена в атмосферу на высоты до 470 км. Некоторые высокоскоростные куски минеральной части так же, как и куски льда могли быть выброшены в околоземное пространство на различные орбиты спутников Земли, а затем, в зависимости от массы и скорости, либо сгорали при прохождении плотных слоёв атмосферы, либо падали на земную поверхность в виде метеоритов и тектитов различного типа.

Можно достаточно обоснованно предполагать, что утраченные метеориты, выпавшие утром 30 июня 1908г в районе г Канска близ разъездов Филимоново, Лялька [Кулик, 1921, 1927] и на Костроминой Заимке [Владимиров, 1980], а также метеорит «Кагарлык», выпавший через ~ 4,7 часа после взрыва ТКТ на Украине и указанный в Кратком каталоге метеоритов СССР на 1 января 1976г под № 73 [Кринов, 1976], являются кусками минеральной части ТКТ.
Весьма вероятно, что значительная часть твёрдофазных продуктов взрыва ТКТ, выброшенная на высокие околоземные орбиты, выпала на Землю 9.02.1913г в виде потока «Кириллид», который наблюдали многие жители североамериканского материка и сопредельных районов [Воробьёв, 1966].

Литература
Анфиногенов Д.В., Будаева Л.И. Болиды лета-осени 1908 г в средних широтах Евразии в связи с проблемой Тунгусского метеорита // Метеоритные исследования в Сибири. Новосибирск. Наука, 1984. с. 22-29.
Астапович И.С. Большой Тунгусский метеорит. II. Результаты исследования// Природа. 1951. № 3, c. 13-23.
Васильев Н.В., Журавлёв В.К., Журавлёва Р.К. и др. Ночные светящиеся облака и оптические аномалии, связанные с падением Тунгусского метеорита. М., Наука, 1965.
Владимиров Е.И. Метеориты в бассейне реки Енисей // Взаимодействие метеоритного вещества с Землёй. Новосибирск, Наука, 1980. с. 227-235.
Воробьёв Г.Г. Что вы знаете о тектитах? М., Наука, 1966.
Гибсон Э. Спокойное Солнце. М., Мир, 1977.
Долгов Ю.А. К итогам работы комиссии по метеоритам и космической пыли СО АН СССР // Взаимодействие метеоритного вещества с Землёй. Новосибирск, Наука, 1980. с. 3-21.
Зоткин И.Т. Об аномальных оптических явлениях в атмосфере, связанных с падением Тунгусского метеорита // Метеоритика. 1961. Вып. 20, c. 40-53.
Иванов Г.А., Костененко В.И. Возможные последствия воздействия солнечной радиации в момент падения Тунгусского метеорита // Метеоритные исследования в Сибири. Новосибирск, Наука, 1984. с. 80-82.
Кринов Е.Л. Краткий каталог метеоритов СССР на 1 января 1976г // Метеоритика. 1976. Вып. 35, c. 115-135.
Кулик Л.А. Затерянный Филимоновский метеорит 1908г // Мироведение. 1921. Т. 10. № 1(40), c. 74-75.
Кулик Л.А. За Тунгусским дивом (вместо фельетона), «Красноярский рабочий»,1927.
Кулик Л.А. К истории болида 30.06.1908г // Докл. АН СССР. 1927. Cер. А. № 23, c. 393-398.
Кулик Л.А. К вопросу о месте падения тунгусского метеорита 1908г// ДАН СССР, сер. А, 1927, №23, с. 399-402.
Кулик Л.А. К 25-летию Тунгусского метеорита // Мироведение. 1933. Т. 22. № 2, c. 63-66.
Назаров М.А. и др. Вещественные следы Тунгусского болида // Геохимия. 1990. № 5, c. 627-639.
Некрасов Б.В. Курс общей химии. М-Л.: Госхимиздат, 1953. с. 360-381.
Перельман В.И. Краткий справочник химика. М., ГХИ, 1963.
Святский Д. Иллюминация сумерек // Природа и люди. 1908. № 37, c. 665-666.
Соботович Э.В., Ковалюх Н.Н., Васильев Н.В. и др. Оценка степени космогенности силикатной составляющей почв из района падения Тунгусского метеорита по радиоуглеродным данным // Взаимодействие метеоритного вещества с Землёй. Новосибирск, Наука, 1980. с. 80-87.
Суслов И.М. К розыску большого метеорита 1908 года // Мироведение. 1927. Т. 16. № 1, с 13-18.
Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Беседы о преломлении света. М., Наука, 1982.
Флоренский К.П. Предварительные результаты Тунгусской метеоритной комплексной экспедиции 1961г // Метеоритика. 1963. Вып. 23, c. 3-29.
Grossman L. Condensation in the primitive solar nebula // Geochim. Cosmochim. Acta. 1972. V 36, р 597-619.
Grossman L. ,Larimer J.W. Early Chemical History of the Solar System // Rev. Geophys. and Space Phys. 1974. V 12. № 1. р 71-101.
Scorer R.S. The dispersion of a pressure pulse in the atmosphere // Pros. Roy. Sos. 1950. A 201. № 1064, p. 137-157.


Виталий Ромейко
Юрий-2
Tunguska.Ru
****

Карма: Каждому свой досуг +66/-0
Оффлайн Оффлайн

: 283


« #1 : 23 Март 2012, 22:39:11 »

Есть интересный анекдот - прямо в тему!
"Крупный одесский предприниматель, к своему несчастью, заказал художнику-новатору картину, представляющую переход евреев через Красное море.
Художник долгое время не отзывался, наконец, после неоднократных напоминаний, явился с огромным холстом, покрытым сверху донизу одной и той же краской цвета морской волны.
- Что это такое? - удивился заказчик.
- Красное море.
- А где же войска фараона?
- Утонули.
- Ну, а где, чёрт возьми, евреи?
- Уже прошли."
Юрий-2
Tunguska.Ru
****

Карма: Каждому свой досуг +66/-0
Оффлайн Оффлайн

: 283


« #2 : 26 Март 2012, 21:10:06 »

"Весьма вероятно, что значительная часть твёрдофазных продуктов взрыва ТКТ, выброшенная на высокие околоземные орбиты, выпала на Землю 9.02.1913г в виде потока «Кириллид»,"

- "Ни одного образца от потока "Киррилид" найдено не было. (О*Кифф монография "Тектиты")
: [1]  
« предыдущая тема следующая тема »
:  

Powered by MySQL Powered by PHP SMF 2.0.15 | SMF © 2017, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!
0.15190