ツングースカ大爆発

2020年、ロシアの科学者グループは、さまざまなコンピューターモデルを使用して、直径200メートル、100メートル、50メートルの小惑星が地球の大気を斜めに通過する様子を計算しました。彼らは、小惑星が鉄、岩石、氷でできているかのように、その組成についてさまざまな仮定を用いました。観測された現象に最も近いモデルは、 直径最大200メートルの鉄の小惑星が 秒速11.2キロメートルで移動し、地球の大気をかすめて太陽軌道に戻るというものでした。 ^{[ 49 ] [ 50 ]}

爆発が震源付近の樹木に及ぼした影響は、オーストラリアで実施された従来型の「オペレーション・ブローダウン」作戦の影響と類似していた。これらの影響は、大規模な空中爆発によって発生する爆風によって引き起こされる。爆発直下の樹木は、爆風が垂直下方へ移動するにつれて樹皮が剥がれるものの、直立したまま残る。一方、爆発から離れた樹木は、爆風が到達する頃には水平方向に近い角度で移動するため、倒されてしまう。

1960年代半ばに行われたソ連の実験では、模型の森（ワイヤーの杭にマッチを刺したもの）とワイヤーに沿って滑り落ちる小型爆薬を用いて、ツングースカの爆発跡で発見されたものと同様の蝶形の爆発パターンが生じた。これらの実験は、物体が地上からおよそ30°、北から115°の角度で接近し、空中爆発したことを示唆していた。^{[ 51 ] [ 52 ]}

1930年、イギリスの気象学者で数学者のFJWウィップルは、ツングースカの天体は小さな彗星だったと提唱した。彗星は塵と水氷や凍ったガスなどの揮発性物質で構成されており、地球の大気との衝突で完全に蒸発し、明らかな痕跡を残さなかった可能性がある。彗星説は、衝突後数晩にわたってユーラシア大陸で観測された輝く空（「夜空の光」または「明るい夜」）によってさらに裏付けられた。これは、彗星の尾から上層大気に拡散した塵と氷によって説明できる可能性がある。彗星説は、1960年代までにソ連のツングースカ研究者の間で広く受け入れられるようになった。^{[ 42 ]}

1978年、スロバキアの天文学者リュボル・クレサクは、この天体はエンケ彗星の破片であると示唆した。エンケ彗星は周期が3年強で、木星の軌道内に完全に留まる周期彗星である。また、毎年6月28～29日頃に活動が最大となるベータ・タウリッド流星群の原因でもある。ツングースカ事件はこの流星群の活動のピークと一致しており^{[ 53 ]}、ツングースカ天体のおおよその軌道はエンケ彗星の破片から予想されるものと一致しており^{[ 42 ]}、衝突体が数分早く到着していたら米国またはカナダ上空で爆発していたであろうという仮説上の危険回廊が計算されている^{[ 54 ]} 。現在では、この種の天体が地上数十キロメートルから数百キロメートル上空で頻繁に爆発することが知られている。軍事衛星は数十年にわたりこれらの爆発を観測している。^{[ 55 ]} 2019年、天文学者たちは 7月5日から11日、および7月21日から8月10日にかけて、おうし座流星群から直径約100メートルの仮説上の小惑星を探した。^{[ 56 ]} 2020年2月現在 しかし、そのような物体が発見されたという報告は一切ない。

1983年、天文学者のズデニェク・セカニナは彗星説を批判する論文を発表した。^{[ 57 ]}彼は、彗星物質で構成された物体が、そのような浅い軌道で大気圏を通過するならば、崩壊するはずであるのに対し、ツングースカの物体は明らかにそのままの状態で下層大気にとどまったと指摘した。セカニナはまた、証拠はおそらく小惑星起源の密度の高い岩石物体を示していると主張した。この仮説は2001年にファリネラ、フォスキーニらがツングースカの物体の大気圏軌道から抽出した軌道モデルに基づいて確率を計算する研究を発表したことでさらに強化された。彼らは、その物体が彗星の軌道（確率17%）ではなく、小惑星帯から発生した小惑星の軌道に沿って移動した確率が83%であると結論付けた。^{[ 1 ]}彗星仮説の支持者たちは、その天体は岩石質のマントルを持つ消滅した彗星であり、それによって大気圏に突入できたと示唆している。

小惑星説の主な難点は、石質の天体が地面に衝突した場所に大きなクレーターができたはずなのに、そのようなクレーターが見つかっていないことである。小惑星が大気圏を通過する際に圧力と温度が上昇し、小惑星が突然大爆発を起こして崩壊したという仮説が立てられている。破壊は非常に完全で、大きな残骸は残らず、爆発時に上層大気に飛散した物質が夜空の輝きを引き起こしたと考えられる。1993年に発表されたモデルでは、石質の天体は直径約60メートル（200フィート）で、物理的性質は普通コンドライトと炭素質コンドライトの中間程度であったと示唆されている。典型的な炭素質コンドライト物質は、凍結されていない限り、水に比較的早く溶ける傾向がある。^{[ 58 ]}  

クリストファー・チバらは、石質の小惑星がツングースカ大爆発のような挙動を示した可能性のある過程を提唱している。彼らのモデルによれば、天体の落下に抵抗する力が、天体をまとめている凝集力よりも大きくなると、天体は爆発し、ほぼすべてのエネルギーを一度に放出する。その結果、クレーターは形成されず、損傷はかなり広い範囲に分散し、すべての損傷は爆発によって放出される熱エネルギーによるものとなる。^{[ 59 ]}

1990年代、ボローニャ大学の物理学者ジュゼッペ・ロンゴが指揮するイタリアの研究者たちは、 1908年の衝突時に存在していた閉じ込められた粒子を調べるため、衝突地域の樹木の中心部から樹脂を抽出した。彼らは、岩石質の小惑星によく見られるが彗星にはめったに見られない物質が高濃度で存在することを発見した。^{[ 60 ] [ 61 ]}

ケリーら（2009）は、衝突後に夜光雲が観測されたことから、衝突は彗星によって引き起こされたと主張している。夜光雲は、上層大気中の大量の水蒸気によって引き起こされる現象である。彼らは、夜光雲現象をNASAのスペースシャトル「エンデバー」の排気プルームと比較した。^{[ 15 ] [ 62 ]} 2009年にエドワード・ドロビシェフスキー率いるロシアの研究チームは、地球近傍小惑星2005 NB 56がツングースカ天体の母天体の候補である可能性を示唆した。この小惑星は、ツングースカ衝突の3日前である1908年6月27日に地球から0.06945天文単位（27 LD ）まで接近した。研究チームは、弱い非重力の影響を考慮しても、2005 NB _{56の軌道はツングースカ天体のモデル化された軌道と一致する可能性が高いと推測した。} ^{[ 63 ]} 2013 年、米国と欧州の合同チームによるツングースカ遺跡からの破片の分析は、鉄隕石と一致した。^{[ 64 ]} 

2013 年 2 月に発生したチェリャビンスク隕石衝突は、科学者がツングースカ大爆発の新しいモデルを作成するための十分なデータを提供した。研究者は、ツングースカとチェリャビンスクの両方のデータを使用して、 同様の高度で分裂または爆発した場合にツングースカ規模の被害を引き起こす可能性のある隕石と突入特性の 5000 万以上の組み合わせについて統計的研究を行った。いくつかのモデルは、ツングースカの樹木倒壊パターンや大気圧および地震波と同様の効果をもたらすシナリオを作成する特性の組み合わせに焦点を当てた。4 つの異なるコンピューター モデルが同様の結果を示した。彼らは、ツングースカ衝突体の最も可能性の高い候補は、直径50～80メートル（164～262フィート）の石質の天体で、時速約55,000キロメートル（34,000マイル）で大気圏に突入し、高度10～14キロメートル（6～9マイル）で爆発し、10～30メガトン相当の爆発エネルギーを放出したと結論付けた。これは、1980年のセントヘレンズ山の火山噴火の爆発エネルギーに匹敵する。研究者らはまた、このサイズの衝突体が地球に衝突したのは、平均して数千年に一度の間隔でのみであると結論付けた。^{[ 65 ]}      

考えられるおおよそのサイズの比較

ツングースカ（TM）とチェリャビンスク（CM）の流星物質からエッフェル塔とエンパイアステートビルまで

ホバ隕石に衝突した注目すべき物体としては、ボーイング747型機と新型ルートマスターバスが挙げられる。

2007年6月、ボローニャ大学の科学者たちは、ツングースカ地域の湖を、この出来事による衝突クレーターの可能性があると特定した。彼らは、ツングースカの物体が空中爆発したことは否定しないが、10メートル（33フィート）の破片が爆発を生き延びて地面に落下したと考えている。チェコ湖は、震源から北北西約8キロメートル（5.0マイル）にある小さな椀型の湖である。 ^{[ 66 ]}    

この仮説は、他の衝突クレーター専門家によって異議を唱えられてきた。^{[ 67 ]} 1961年の調査では、湖底に数メートルの厚さのシルト堆積物があることから少なくとも5,000年前のものであるとして、チェコ湖の現代起源説を否定したが、^{[ 30 ]}より最近の研究では、湖底の堆積層のうち1メートル程度が「通常の湖沼堆積」であり、その深さは約100年前のものであると示唆している。^{[ 68 ]}湖底の音響エコー探査は、ツングースカ事件が湖を形成したという仮説を裏付けている。探査では、湖底が円錐形であることが明らかになり、これは衝突クレーターと一致する。磁気測定では、湖の最深部の下に、衝突した天体の破片である可能性のある1メートル大の岩塊が存在することが示されている。最後に、湖の長軸はツングースカ大爆発の震源地を指しており、そこから約7.0 km (4.3マイル)離れている。^{[ 69 ]}チェコ湖では、その起源を特定するための調査が現在も行われている。^{[ 70 ]}  

本研究の主な要点は以下のとおりです。

1908年のツングースカ大爆発の震源地に近いシベリアにある小さな湖、チェコ湖は、宇宙天体の破片の衝突によってできたクレーターを埋めた可能性がある。この仮説を裏付ける、あるいは否定するために、湖底から採取された堆積物コアが研究された。 湖の中央付近で採取された長さ175センチメートル（69インチ）のコアは、粗粒で混沌とした物質の上に、厚さ約1メートル（39 インチ）の湖成堆積物が重なった構造をしている^。210鉛と¹³⁷Csは、下部から上部のシーケンスへの移行がツングースカ大爆発の時期に近い時期に起こったことを示している。花粉分析では、水生植物の残骸が1908年以降の最上部のシーケンスに豊富に存在するが、1908年以前の下部のコア部分には存在しないことが明らかになった。有機C、N、およびδ13Cデータを含むこれらの結果は、^チェコ湖がツングースカ大爆発の時期に形成されたことを示唆している。花粉群集は、約100cm レベルの上下に2つの異なるユニットが存在することを確認している。上部100cmの長さのセクションには、モミ、カバノキ、ネズ、カラマツ、マツ、トウヒ、ポプラなどのタイガ森林の樹木 の花粉に加えて、水生植物、つまりおそらく今日のような湖沼環境下で堆積した水生植物の残骸が豊富に含まれていた。これらには、通常水深3～4 メートルまでの水中に生育する浮遊植物と根を張る植物の両方が含まれます( Callitriche、Hottonia、Lemna、Hydrocharis、Myriophyllum、Nuphar、Nymphaea、Potamogeton、Sagittaria )。対照的に、下部ユニット (約 100 cm より下) には森林樹木の花粉が豊富に含まれていますが、水生植物は含まれておらず、当時湖は存在せず、湿地にタイガ林が生育していたことを示唆しています。花粉と微細炭は、コアの底から上に向かってタイガ林が徐々に減少していることを示しています。この減少は、火災 (約 100 cm より下の 2 つの局所的な火災)、次に TE と湖の形成 (100 ～ 90 cm の間)、そしてその後の火災 (上部 40 cm の 1 つの局所的な火災) によって引き起こされた可能性があります。^{[ 71 ]}     

2017年、ロシアの科学者による新たな研究は、ツングースカ大爆発がチェコ湖を形成したという説を否定した。彼らは土壌調査を用いて、この湖が280年前、あるいはそれよりもずっと古いものであることを突き止めた。いずれにせよ、ツングースカ大爆発よりも明らかに古いものである。^{[ 72 ]}チェコ湖の底の土壌を分析した結果、ノヴァヤゼムリャで行われた20世紀半ばの核実験による放射性核種汚染層が特定された。この層の深さから、年間平均堆積速度は3.6～4.6mmと推定された。これらの堆積速度は、ガスペリーニらが計算した1cm/年 の半分以下である。 2009年に発表した、1999年にチェコ湖から採取したコアの分析に関する論文の中で、ロシアの科学者たちは、湖底から採取した長さ1​​260mmのコアサンプルに、ツングースカ大爆発よりも古い年代を示す年縞が少なくとも280個あることを2017年に確認した。 ^{[ 73 ]}  

さらに、衝突の物理学にも問題がある。適切なサイズの石質隕石が、大気圏通過を無傷で乗り切り、地上に到達した際にそのサイズのクレーターを掘り出すのに十分な速度を維持するのに必要な機械的強度を持っているとは考えにくい。^{[ 74 ]}