2. О субтектитах, выпавших из орбитального попутчика Тунгусского метеорита и пемзе, найденной в выбросах метеоритного кратера Стерлитамак
30 июня 1978 года в 3 часа ночи по местному времени яркий болид прочертил небо над южными районами Красноярского края. Астрономический анализ полета болида показал, что его радиант располагался в созвездии Тельца, а сам метеороид, породивший этот болид, являлся орбитальным попутчиком Тунгусского метеорита и был частью кометно-метеорного комплекса кометы Энке. Полное погасание болида, по сведениям наблюдателя М.У. Токуевой, произошло над селами Боград и Краснотуранск. Интересно отметить, что конечная точка траектории Краснотуранского болида расположена всего в ~900 км от района Тунгусской катастрофы, а ближайшее расстояние от этого района до проекции траектории болида на Землю составило всего 260 км [Дмитриев, 1998б].
В начале августа того же года комбайнер А.М. Мамич, обходя пшеничное поле на горе Куреж , что в ~15 км восточнее с. Краснотуранск, увидел странную картину. Посреди нетронутой пшеницы выделялось темное пятно ~8 м диаметром. На нем были разбросаны обломки зеленовато-серого, коричневого, черного шлаковидного вещества (точка сбора № 1, номера образцов с 1 по 99). На месте события побывали местные жители и большую часть обломков разобрали на сувениры, в общей сложности порядка двух мешков. При этом они отмечали, что падение обломков с неба, а это мнение было единодушным, произошло примерно месяцем раньше, когда у пшеницы были еще зеленые стебли. Случись это в августе - поле выгорело бы. Воронки на месте падения не обнаружено. Вскоре об этом событии стало известно инженер-геологу В.Н. Малахатько из г. Черногорска, и уже в октябре месяце он выехал на место падения. Поле было уже перепахано, но место находок отличалось более темным цветом. На земле рядками лежали мелкие обломки шлаковидного вещества и комочки светлокоричневого песчаника. Интересно отметить, что, прибыв на это место через год, В.Н. Малахатько обнаружил превращение песчаника в глинистые комочки.
В 1979 и 1980 годах А.М. Мамич южнее горы Куреж обнаружил еще два места падения: одно на 15 км от Краснотуранска (точка сбора № 2, номера образцов с 100 по 199), - другое на 19 км возле моста через ручей Безымянный (точка сбора № 3, номера образцов с 300 по 399). Всего В.Н. Малахатько удалось собрать несколько сот осколков общим весом 5,5 кг.
Интерпретировав находки как метеориты, В.Н. Малахатько разослал образцы в научные учреждения страны. Однако должного интереса к его находкам проявлено не было, и только Минусинская геологоразведочная экспедиция сделала спектральный анализ, по которому В.Н. Малахатько определил их некоторое сходство с тектитами. О проделанной работе он дал сообщения в местные газеты [1978, 1980, 1981] и журнал Техника-молодежи [1988]. Находкам он дал название ионесситы, по древнему названию реки Енисей - Ионесси, недалеко от русла которого, собственно, и произошло падение. Ряд статей о Краснотуранском болиде и находках шлаков опубликовал член красноярского отделения ВАГО Е. И. Владимиров [1978а, 1978б, 1979а, 1979б]. Как будет показано далее ионесситы и другие аналогичные находки шлакопемз имеют с тектитами единую природу происхождения и поэтому будут называться субтектитами.
Нельзя сказать, что это падение представляло собой нечто из ряда вон выходящее. Имеются достоверные факты падения на Землю т.н. псевдометеоритов, представляющих собой шлакопемзы, подобные ионесситам. По составу они резко отличаются от известных типов метеоритов. Такие псевдометеориты находили в Эстонии [Тектиты, 1966], Монголии, Польше, Туркмении [Воробьев, 1958, 1968]. Но несмотря на показания очевидцев падения, метеоритами они признаны не были.
Весной 1988 г., при подготовке к публикации очередной статьи по тектитам [Дмитриев, 1988а], нынешний редактор журнала “Техника-молодежи” А.Н. Перевозчиков познакомил автора с материалами В.Н. Малахатько по ионесситам, присланными в редакцию. Заинтересовавшись ими, автор списался с В.Н. Малахатько и получил в свое распоряжение образцы находок и обширный материал по их истории. Сразу же были сделаны многочисленные, но к сожалению, безрезультатные попытки заинтересовать исследователей этими находками. По этой причине и понимая, что ионесситы могут иметь уникальную научную ценность, автор был вынужден самостоятельно провести доступными ему средствами цикл исследований. К счастью, на его пути встретилось много отзывчивых людей, которые доброжелательно отнеслись к этой работе и оказали неоценимую разнообразную помощь, особенно при проведении петрологических и химических анализов. Однако, несмотря на поверхностный характер проведенных исследований, автору все же удалось сделать ряд далеко идущих выводов, полностью укладывающихся в развиваемую им концепцию.
Внешне ионесситы выглядят как обычный производственный шлак (рис. 1). Однако, при внимательном рассмотрении обнаруживается удивительное разнообразие форм, структуры, цвета и других свойств ионесситов. Легкие, пористые, частично оплавленные, ломкие и довольно прочные, черного и серого цвета с темнокоричневыми и темнозелеными прожилками, иногда с белесым налетом (точка сбора № 2), в основном обломочной и неопределенной формы. Часть крупных образцов имеют вид толстых лепешек с рваными краями, при надавливании твердым предметом они издают сухой звук. Некоторые образцы представляют собой черное пузыристое стекло. Таковы первые впечатления от ионесситов.
Рис. 1. Ионесситы
А -шлак № 51, Б -шлак № 4, В шлак № 31, Г -шлак № 1, Д - алевролит № 71.
Пористость шлакопемз довольно необычна. Размер пор от долей миллиметра до сантиметра. Многие поры имеют форму круглой, овальной или плоской трубки. Стенки пор как бы покрыты эмалями. На просвет тонкие стенки прозрачны. В некоторых образцах поры забиты пылью темного цвета, которая под микроскопом выглядит как калейдоскопная смесь слабоокатанных обломков цветного стекла и непрозрачных агрегатов. По структуре ближе к шлакам находятся образцы, собранные в точках падения № 1 и № 3, а к пемзам - в точке № 2. Следует оговориться, что данная разбивка найденных образцов на шлаки и пемзы весьма условна. Что касается песчаников, то они представляет собой мелкозернистую осадочную породу светлокоричневого цвета (рис. 1Д). Под микроскопом в сравнении с пылью отмечается повышенное содержание прозрачных агрегатов и тонкослоистое строение. В дробленом материале шлаков, песчаников и пыли наблюдаются стеклянные нити, причем некоторые имеют довольно сложные формы.
Часть ионесситов имеет частично оплавленную поверхность, причем некоторые индивидуальные образцы полностью оплавлены, что ставит перед исследователями довольно трудный вопрос: каким образом в одном метеорном теле оказался набор камней со столь разнообразным спектром свойств и (см. далее) состава. Пемзы, найденные в точке сбора № 2, были покрыты белесым налетом, отличались исключительно обломочной формой, малой прочностью, небольшими размерами и меньшей плотностью. Шлаки с точки сбора № 3 оказались идентичны шлакам точки сбора № 1, но выглядели несколько грубее и темнее. В некоторых образцах шлаков и пемз, собранных в точках № 3 и № 2, были обнаружены включения потемневшего песчаника.
В отличие от земных шлаков, будь то производственного или естественного происхождения, есть у некоторых ионесситов особенности - четкие следы воздействия высокоскоростных газовых потоков на их поверхностях, такие как оплавление, шрамы, канавки, указывающие на факт поступления ионеситов на Землю после пролета атмосферы с высокими скоростями.
Известно, что важным признаком метеорита является наличие на его поверхности так называемой коры плавления. Она образуется в результате переплавления кристаллической структуры каменных метеоритов в стекло под действием высокотемпературной плазмы. На конечном участке торможения метеорита в атмосфере, в так называемой области задержки, расплав застывает. Образовавшаяся кора плавления резко отличается по цвету и структуре от вещества метеорита. Что касается ионесситов-шлаков, то, как таковая, кора у них отсутствует. Это связано с тем, что шлаки уже представляют собой стекло. Поэтому поверхности образцов, подвергшихся абляции, выглядят лишь оплавленными. В тех местах, где плазменные струи действовали особенно интенсивно, происходило появление глубоких канавок и даже выжигание части образца. Иногда канавки приобретают вид хорошо сформированных каналов, что указывает на струйные течения плазмы внутри метеорита.
На некоторых оплавленных поверхностях шлаков отчетливо видны замечательные образования - шрамы. Известно, что шрамы происходят от косого удара небольшой, покинувшей основное тело частицы по расплавленной поверхности метеорита, непосредственно перед областью задержки [Кринов, 1955]. На рис. 1Б . дана фотография такого образца. Его фронтальная оплавленная поверхность буквально иссечена шрамами. Причем шрамы располагаются под различными углами относительно друг друга. Это говорит о том, что метеорит во время полета в атмосфере кувыркался, то есть не имел определенной ориентации.
Прочность образцов на сжатие оказалась невелика. Предельные нагрузки составили для шлаков №№ 306,320,323 - 160,180 и 120 кгс/см2 соответственно, для пемз №№ 105,108,123 - 32,25 и 13 кгс/см2 соответственно. Из-за ограниченности количества образцов из точки сбора № 1, испытания шлаков на прочность не проводились, однако можно ожидать величины того же порядка, что для шлаков точки сбора № 3. Что касается комочков песчаника, то они раздавливались при нажатии пальцем, и их прочность не превышала, по-видимому, нескольких кгс/см2. Плотность ионесситов в значительной степени определяется их пористостью и находится в пределах 0,7-1,3 г/см3. Ближе к нижнему пределу тяготеют пемзы, к верхнему значению - шлаки с точки сбора № 3. Плотность песчаника ~1,4 г/см3.
Петрологические исследования показали, что шлаки и пемзы представляют собой пузыристое стекло, неравномерно окрашенное: от бесцветного до темно-бурого, черного и зеленоватого, местами почти непрозрачного. Размеры пустых пузырей от 0,05 до 5 мм и более. Форма пузырей; маленьких - правильная, крупных - овальная или трубчатая. В стекле много непрозрачных шариков: в отраженном свете ватообразных.
Стекло бесструктурное с множеством мелких обломков минералов и кристаллическими новообразованиями. В пустотах и в самом стекле встречаются спутанно-волокнистые или лучистые агрегаты, возможно, цеолит. Встречаются также игольчатые агрегаты похожие на рутил. Коэффициент преломления для изотропной смеси 1,507± 0,03, для преломляющих минералов 1,517± 0,03. Обнаружены кристаболит, тридимит и лешательерит. Наблюдается флюидальность стекла и большое количество микротрещин, располагающихся вблизи поверхности.
Все образцы в той или иной мере обладают магнитными свойствами. Наибольшее отклонение свободно висящей намагниченной иголки вызывает песчаник, а также включения темного и ржавого цвета в образцах. Под микроскопом обнаруживается, что магнитными свойствами в ионесситах обладают непрозрачные агрегаты, заключенные, как правило, в стеклянную матрицу.
По данным микрозондирования, проведенного В.И. Фельдманом, стекла шлакопемз в своей основе имеют состав калиевого полевого шпата. Обнаружены следующие минералы: кварц, калиевый полевой шпат, плагиоклаз, гранат, роговая обманка, титаномагнетит, ильменит, валластонит, пироксен, а в пемзе № 127 - частица никелистого железа, содержащая 12,15% Ni. Кроме того, в образцах выявлены признаки ударного метаморфизма. По мнению В.И. Фельдмана песчаник представляет собой алевролит - сцементированную рыхлую осадочную породу, промежуточную между песчаными и глинистыми породами.
По вопросу происхождения ионесситов он в устной форме высказал предположение, что они могли образоваться на Земле в результате мощного импакта, после чего были выброшены в космос, где какое-то время находились на геоцентрических или гелиоцентрических орбитах, а затем выпали на Землю. Эта идея весьма интересна и требует серьезной проработки, хотя выброс в космос столь крупного малопрочного фрагмента, каким был Краснотуранский метеороид, представляется весьма проблематичным.
По химическому составу (см. табл. 1) шлаки и алевролит входят в умеренно кремнекислую группу и точно попадают в т.н. иргизитовую серию астроблемы Жаманшин [Изох, 1991] не только по составу, но и по соотношению MgO/Si2O, Al2O3/Si2O и (Nа 2O/K2/O)/Si2O. Обращает на себя внимание, что шлаки и алевролит, несмотря на полное структурное различие, имеют довольно близкий состав (см. табл. № 1). И хотя шлаки представлены в основном стеклом, в шлифах наблюдаются те же минералы, что и в шлифах алевролита.
Эти факты, по-видимому, нельзя считать случайным совпадением, и они указывают на то, что шлаки образовались путем плавления алевролита. В подтверждение этого предположения можно указать также на довольно четкий переход большей части Fe3 в Fe2 при сохранении суммарного процентного содержания железа в образцах. Интересно отметить удивительное сходство составов включений алевролита, имеющего темный цвет, в пемзах №№ 177,193,194 и в образце шлака № 306, если учесть, что места расположения этих находок находились друг от друга на расстоянии ~4 км., причем, пемзы, вмещающие этот алевролит, имеют принципиально иной состав (табл. 1). В то же время, казалось бы естественным полагать, что шлак № 306 (точка падения № 3) должен быть бы обязан своим происхождением включению темного алевролита, обнаруженного в его же теле. Однако темный алевролит по составу оказался тождественным алевролиту № 71 (точка падения № 1). Приведенные факты, по-видимому, указывают на существенную изначальную неравномерность состава алевролита.