Количество найденных на Земле астроблем приближается к 200, и это только научно доказанные случаи. Однако на нашу планету падали не только очень крупные тела. Имеются данные о случаях, когда метеоритные дожди достигали чрезвычайно высокой плотности и захватывали огромные площади. Их выпадение могло приобретать характер страшного стихийного бедствия.
Так, в Северной Америке, в районе полуострова Флорида, на побережье Атлантического океана, по-видимому, имело место весьма грандиозное космическое событие. В штатах Северная и Южная Каролина была проведена аэрофотосъемка, обнаружившая ряд круглых и яйцеобразных воронок, напоминающих по виду кратеры метеоритного происхождения: около 140 тыс. кратеров, в том числе около 100 диаметром более 1,5 км! Установить количество более мелких не представляется возможным, однако ученые предполагают, что их здесь более полумиллиона. Площадь, подвергшаяся космическому камнепаду, достигала 200 тыс. км. Кратеры расположены дугой, в центре которой в настоящее время находится приморский город Чарлстон, а значительная часть "бомбардировки" пришлась на Атлантический океан.
По мнению некоторых специалистов, эти кратеры образовались в результате падения метеоритов, скорее всего, кометного происхождения. Они врезались в Землю под небольшим углом к горизонту, в юго-восточном направлении. Некоторые из метеоритов были двойные (тандем-метеориты), а их падение имело взрывной характер. Согласно другим предположениям, в атмосфере от перегрева взорвался крупный астероид (диаметр около 10 км, масса - 1000–2000 млрд т). Его осколки упали каменным дождем в радиусе более 1000 км.
В ряду других крупных космических явлений Тунгусский метеорит занимает особое место. Прежде всего потому, что это было падение, совершившееся на глазах человека. Правда, свидетели (в том числе и получившие ожоги!) находились в сотнях километров от эпицентра события, так как дело было посреди бескрайней и практически безлюдной центрально-сибирской тайги. Но это и к лучшему: если бы какой-то охотник случайно и оказался близко, то он все равно не смог бы никому ничего рассказать - на колоссальной площади было выжжено и сметено все живое. Деревья были повалены на территории более 2000 км², в нескольких сотнях километров от эпицентра взрыва в деревенских домах повылетали оконные стекла. Сумма всех данных позволяет утверждать, что события утра 17 (30) июня 1908 года в районе реки Подкаменная Тунгуска вызваны падением небольшой кометы. Она вошла в земную атмосферу утром, двигаясь с востока, то есть навстречу Земле. На высоте 5-10 км над Землей произошел взрыв колоссальной силы. Согласно расчетам, скорость, с которой Тунгусская комета влетела в атмосферу Земли, была 30–40 км/с. К моменту взрыва она снизилась до 16–20 км/с, а масса взорвавшегося тела составила несколько десятков тысяч тонн (остальное испарилось до взрыва). Температура на фронте головной ударной волны достигала 100 000 °C, то есть в десятки раз превышала температуру поверхности Солнца!
Мощность взрыва оценивается в 40–50 Мт (мегатонн), что соответствует энергии самой мощной из взорванных людьми водородной бомбы. Причем широкая зона поваленных деревьев имеет форму бабочки, что хорошо совпадает с зоной разрушения (теоретически рассчитанной) от баллистической волны.
На месте катастрофы найдено лишь огромное количество мельчайших шариков размером порядка десятков микрон. Они представляют собой застывшие капельки расплавленного металла или силиката, входивших в состав твердых включений в ядре кометы. Никаких следов повышенной радиоактивности в районе падения не обнаружено. Спустя несколько дней после катастрофы наблюдалось необычное свечение неба, распространившееся полосой от места падения небесного тела до Британских островов. Это было вызвано попаданием в слои атмосферы веществ, входивших в состав хвоста кометы. Резкое снижение прозрачности атмосферы, зарегистрированное двумя неделями позже, вероятнее всего, объясняется пылью, выброшенной в верхние слои атмосферы после взрыва.
По своим масштабам тунгусская катастрофа стоит в одном ряду с такими крупнейшими катастрофами, как взрыв и проседание кальдеры вулкана Кракатау, извержение Санторина (связываемое с гибелью Атлантиды) или великие землетрясения. Площадь вывороченного леса составляла 20 тыс. км. К счастью, взрыв произошел в совершенно безлюдной местности. Однако если бы эта небольшая комета взорвалась над густонаселенным районом, то размеры катастрофы и число жертв трудно вообразить.
30 октября 1961 года Советский Союз провел испытание самой мощной термоядерной бомбы в истории (на Западе ее назвали "Кузькина мать"). Мощность заряда составила 58 Мт, а энергия взрыва в 10 раз превысила суммарную мощность всех взрывчатых веществ, использованных за годы Второй мировой войны. Гриб взрыва поднялся на высоту 67 км, а диаметр его "шляпки" составил 95 км. Ударная волна, возникшая в результате взрыва, трижды обогнула земной шар. Бомба была создана под руководством академика Андрея Сахарова.
"Внутренняя жизнь" планеты
И небеса почернели
"Как ни странно, - писал знаменитый физик-теоретик Ричард Фейнман, - мы разбираемся в распределении вещества внутри Солнца куда лучше, чем во внутреннем строении Земли". Расстояние от поверхности до центра Земли равно 6370 км, что не так уж много. Если выкопать колодец до центра и бросить в него камень, то он долетит до дна всего за сорок пять минут (хотя когда долетит, он потеряет свой вес, станет невесомым, поскольку вся тяжесть Земли будет не внизу, а вокруг). Наши попытки продвинуться в направлении центра были поистине скромными. В Южной Африке один или два золотых рудника достигают глубины более 3 км, а глубина большинства шахт и рудников на Земле не превышает 500 м. Если бы планета была яблоком, мы не просто не проткнули бы его кожуру, а даже не приблизились бы к этому.
В Северной Америке, на востоке штата Небраска, недалеко от городка Орчард есть необычное место. Это одно из самых больших в мире кладбищ ископаемых останков животных. Сегодня это место называется Эшфоллским парком: общей могилой многим десяткам носорогов, зебровидных лошадей, саблезубых оленей, верблюдов, черепах служит высохший водоем. Все погибли в результате загадочного катаклизма чуть менее 12 млн лет назад, в период, известный в геологии как миоценовый. Животных нашли похороненными под вулканическим пеплом трехметровой толщины, но загадка заключалась в том, что в Небраске никогда не было никаких вулканов! В те времена Небраска располагалась на обширной жаркой равнине, очень похожей на Серенгети в нынешней Африке.
Сначала полагали, что животные были погребены живьем. Однако вскоре стало понятно, что животные погибли не сразу. Все они страдали гипертрофической пульмональной остеодистрофией, которая возникает при вдыхании большого количества твердых абразивных частиц, - а они, должно быть, сильно надышались насыщенным пеплом воздухом: на сотни миль вокруг слой пепла достигал толщины в десятки, а иногда и сотни сантиметров. Здесь распространена порошкообразная порода с острыми песчинками: очень мелкими, но твердыми и режущими. Пепел похоронил под собой всю траву, покрыл каждый листок и превратил воду в негодную для питья жижу наподобие абразивного чистящего средства.
О громадных залежах пепла в Небраске было известно давно, и на протяжении почти сотни лет его добывали для изготовления хозяйственных порошков. Но, как ни странно, никому не приходило в голову поинтересоваться, откуда он здесь взялся. После странной находки образцы пепла разослали специалистам-геологам по всей Америке. Несколько месяцев спустя выяснилось, что он соответствует вулканическим отложениям у местечка Бруно-Джарбридж на юго-западе Айдахо. Получалось, что причиной смерти 200 животных на равнинах Небраски стало извержение вулкана, произошедшее за 1600 км и покрывшее столь отдаленную территорию трехметровым слоем пепла!
Позднее выяснилось, что под западной частью Соединенных Штатов находится гигантский магматический котел, колоссальный вулкан, катастрофически извергавшийся уже много раз. И его подземный очаг по-прежнему активен… Он носит название "Йеллоустонский национальный парк".
Давно было известно, что Йеллоустон имеет вулканическое происхождение - этим объяснялись все те гейзеры и горячие источники, которые находятся на территории парка. Однако главная черта вулканов состоит, как известно, в том, что они, так сказать, сильно заметны: должна быть большая гора в форме усеченного конуса. В Йеллоустонском парке ничего подобного не было. Никакого намека! Более или менее равнинный рельеф, луга - и никаких гор.
Между тем, вулканические горы могут формироваться необыкновенно быстро. В 1943 году в Парикутине, в Мексике, один фермер не на шутку испугался, увидев, как из его огорода поднимается дым. Через неделю вместо огорода у него был конус в 152 м высотой. В следующие два года холм достиг высоты почти 430 м и более 800 м в диаметре. На Земле таких "явных" вулканов около десяти тысяч: все, за исключением нескольких сотен, потухшие (хотя, конечно, немногие расположены в огородах фермеров). Но существуют вулканы, не приводящие к образованию гор и известные только специалистам. Эти вулканы образуются в результате мощных теургических взрывов и вырываются наружу одним сокрушительным ударом. Провал, остающийся после такого взрывного извержения, называется кальдерой, от лат. caldera - "котел".
Но вот НАСА - аэрокосмическое агентство США - решило испытать новые фотокамеры. Было сделано, в частности, и несколько высотных снимков Йеллоустонского национального парка. И все прояснилось: вулканической кальдеры в парке не было. Но не было потому, что… сам огромный парк и был кальдерой! Извержение оставило провал в 9000 км - почти 65 км в поперечнике, слишком большой, чтобы различить его, находясь на поверхности земли. Когда-то в прошлом Йеллоустон должен был взорваться с силой, намного превосходящей все известное роду человеческому. Это был сверхвулкан. Он расположился над огромным очагом расплавленной породы, который берет начало в 200 или даже в 300 км в глубине Земли и почти достигает поверхности, образуя так называемый суперплюм. Жар этого суперплюма питает все йеллоустонские газовые выходы, гейзеры, горячие источники и грязевые котлы. Под поверхностью находится заполненная магмой камера, имеющая в разрезе эллиптическую форму с горизонтальной осью около 72 км - приблизительно тех же размеров, что и сам парк, - и вертикальной осью 13 км. Представьте себе тротиловый заряд подобных размеров. Куча, по площади равная Киеву и уходящая почти на два Эвереста в небо!
Если он рванет, последствия превзойдут самые смелые фантазии. Прежде всего, вы просто не сможете подойти к извержению ближе, чем на 1000 км. Но дальше - больше! Йеллоустонский суперплюм похож на бокал для мартини - узкий снизу, расширяющийся у поверхности, полный нестабильной магмы. Такие котлы могут достигать 2000 км в поперечнике. Согласно существующим предположениям, они не всегда извергаются взрывообразно, а иногда изливаются широким непрерывным потоком, покрывая окрестности расплавленной породой. Окрестности - это довольно слабо сказано. Может быть залита территория в 500, 1000 или даже 2000 тыс. км! На этой территории не выживет никто. Добавьте сюда выделение ядовитых газов в невообразимом количестве. Нечто подобное имело место в Индии 65 млн лет назад, когда образовались так называемые деканские траппы. Возможно, динозаврам "помог" исчезнуть не новый ледниковый период, а как раз наоборот! Суперплюмы, возможно, также являются причиной раскалывания материков.
В данный момент на Земле насчитывается около 30 активных плюмов, и они были причиной образования многих отдельных островов и их цепей - таких как Исландия, Гавайский, Азорский, Канарский и Галапагосский архипелаги. Правда, кроме Йеллоустона, все эти очаги находятся в океане.
Другая довольно неприятная правда такова. Из-за особых условий, в отличие от других супервулканов, которые имеют свойство изливаться равномерно и сравнительно спокойно, Йеллоустон извергается взрывным способом. Случается это нечасто. С момента первого известного извержения 16,5 млн лет назад он извергался около сотни раз.
Последнее извержение было в тысячу раз крупнее, например, извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году в США. Далее - информация к размышлению. Сент-Хеленс потерял 400 м вершины, а вокруг было уничтожено 600 км лесов! Ущерб составил порядка 3 млрд долларов. За семь минут столб дыма и пепла поднялся на высоту 18 км, а с летевшего в 48 км от места извержения самолета поступило сообщение, что аппарат забросало камнями. Городок в 130 км от вулкана на три дня окутала тьма. Коммуникации и транспорт не работали. Пепел блокировал работу механизмов и проникал в легкие людей.
А вот извержение Йеллоустонского супервулкана, произошедшее 2 млн лет назад, было настолько мощным, что никто точно не может определить его масштабов. Оно было мощнее извержения Сент-Хеленса, возможно, в 10 000 раз! У нас нет сведений ни об одном сколько-нибудь сравнимом извержении на Земле.
Крупнейшим событием такого рода за исторически обозримое время было катастрофическое извержение Кракатау в Индонезии в августе 1883 года, которое вызвало волну цунами высотой 30 м, смывшую в море 295 городов и селений и погубившую 36 тыс. человек; отзвук страшного удара многократно отдавался по всему миру в течение 9 дней, а вода всколыхнулась даже в Ла-Манше. Но если представить массу материала, выброшенную Кракатау (18 км³), в виде мяча для игры в гольф, то выброс вещества самого крупного из йеллоустонских извержений был бы как шар величиной с небольшой дом. В этом масштабе вулканическая масса Сент-Хеленса оказалась бы величиной с горошину. Это извержение в Йеллоустоне выбросило столько пепла, чтобы накрыть штат Нью-Йорк 20-метровым слоем или Калифорнию слоем толщиной 6 м. Тот же пепел убил бедных животных на востоке Небраски.
Самым громким из исторически зафиксированных звуков был грохот взорвавшегося в 1883 году вулкана Кракатау. Этот грохот было слышно на расстоянии 5000 км.
Тут следует заметить, что пепел - это не снег, который, каким бы обильным он ни был, весной растает. Если бы вы захотели вновь вырастить на засыпанных землях урожай, вам пришлось бы искать место, куда вывезти весь этот пепел. На расчистку 6,5 га развалин Всемирного торгового центра в Нью-Йорке тысячам рабочих потребовалось восемь месяцев. А если засыпана территория пары-тройки административных областей, а то и больше?
Последнее извержение супервулкана на Земле произошло в Тоба, на севере Суматры, 74 тыс. лет назад. Масштабы его точно неизвестны, но оно было чудовищным. Судя по гренландским ледникам, за извержением в Тоба последовало по крайней мере 6 лет "вулканической зимы" - когда тучи пепла наглухо закрывают Солнце и лишают Землю света и тепла, и одному Богу известно, сколько после этого было неурожайных лет. Полагают, что оно поставило человечество на грань исчезновения, сократив население планеты до нескольких тысяч человек.
Здесь, кстати, открывается важный и занимательный факт, касающийся человеческого рода. Выходит, что современные жители Земли имеют весьма незначительную "родовую базу"; это объясняет недостаток нашего генетического разнообразия. Во всяком случае, существуют основания полагать, что следующие 20 тыс. лет численность жителей Земли ни разу не превышала нескольких тысяч человек. Что же получается, человеческому роду потребовалось 20 тыс. лет, чтобы оправиться от единственного вулканического извержения?
Все эти гипотезы (впрочем, научно обоснованные гипотезы) оставались чисто теоретическими. Но до 1973 года, когда произошло одно событие. Озеро, расположенное посередине Йеллоустонского парка, стало выходить из берегов с южной стороны, затопив прилегающий луг, а противоположный край озера таинственным образом обмелел. Скоро выяснилось, что большой участок парка вздулся и приподнялся. На этом участке располагался один край озера, и вода, как из опорожняемой кастрюли, стала переливаться через другой край. Затем местность опустилась. Потом, через несколько лет, вновь приподнялась… Геологи вдруг осознали, что причиной этого явления могло послужить только одно: беспокойный магматический очаг. Йеллоустон оказался местом не заснувшего, а действующего вулкана! Ученые взялись за дело с удвоенной энергией и смогли высчитать, что цикл йеллоустонских извержений в среднем составляет один гигантский выброс каждые 600 тыс. лет. Последний был 630 тыс. лет назад…
Кстати о горах. Вблизи Йеллоустонского парка протянулась горная цепь. А в ней есть странный пробел или просвет, будто бы прорезанный ножом и тянущийся более, чем на 100 км. О природе этого просвета поначалу не имелось даже догадок - больше нигде в мире такое прерывание горных цепей не встречается. Однако работа продолжалась, и со временем ученые пришли к удивительному и показательному выводу: горы в этом месте просто сдуло взрывом!
При последнем извержении Йеллоустона рядом никого не было, так что никто не знает, какими могут быть предвестники следующего взрыва. Возможно, будет масса землетрясений или где-то поднимется земля, возможно, изменится характер гейзеров и выбросов пара. Стоп. Неужели науке до сих пор неизвестны такие важные для всего человечества вещи?! Да, в общем-то, известны, конечно. Только беда в том, что почти все, что могло бы служить предупреждением, в значительной мере в Йеллоустоне уже имеется. Как правило, извержениям предшествуют землетрясения - но здесь уже происходит множество землетрясений: 1260 за прошлый год. Большинство из них слишком слабые, чтобы их ощутить, но тем не менее это землетрясения. Изменения в характере поведения гейзеров тоже могли бы служить ключом - но активных гейзеров и горячих источников там больше, чем во всем остальном мире! Их около десяти тысяч, и никто не знает, где может прорваться новый. Пока остается только ждать. Но когда Йеллоустон проснется, а он непременно проснется, мы точно не сможем пребывать в неведении по поводу этого факта.
Землетрясения
В конце 30-х годов XX века двое геологов из компании "Калтекс" в Калифорнии разрабатывали способ сравнивать одно землетрясение с другим. Это были Чарлз Рихтер и Бено Гутенберг. Сегодня мы нередко слышим в выпусках новостей фамилию одного из них. Сейсмическая шкала Рихтера - о ней слышали все. Надо сказать, что Бено Гутенберг участвовал в исследованиях на равных, и никакой особой заслуги Рихтера здесь нет. Но по причинам, не имеющим никакого отношения к справедливости, шкала почти сразу стала известна по имени только одного из партнеров. Рихтер тоже здесь был ни при чем: он был скромным человеком и никогда не называл шкалу своим именем, а всегда говорил о ней как о шкале магнитуд.
Не связанные с естественными науками люди в большинстве своем имеют неверное представление об этой шкале - на самом деле она не похожа на линейку. Это, скорее, экспериментально-теоретическая модель колебаний Земли, основанная на измерениях, сделанных на поверхности. Значения на ней возрастают, как говорят ученые, экспоненциально, так что землетрясение магнитудой 7,3 балла в 32 раза мощнее, чем землетрясение магнитудой 6,3, и в 1000 раз мощнее, чем имеющее 5,3 балла.