Международная научно-исследовательская конференция учащихся и педагогов «Первые шаги в науку» Исследовательская работа «Исследование причин физического явления, называемого "Тунгусский метеорит"»
Скачать 125.09 Kb.
|
| Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Центр внешкольной работы» г. Брянска 241016, г. Брянск, ул. Клубная, д.5, (4832) 51-59-22 Международная научно-исследовательская конференция учащихся и педагогов «Первые шаги в науку» Исследовательская работа «Исследование причин физического явления, называемого "Тунгусский метеорит"» Предметная область: Астрономия (дополнительное образование) Автор: Пальтова Ирина МБОУДОД «ЦВР» г. Брянска, объединение «Астрофизика» Возрастная категория – 9 класс Руководитель: Широков Сергей Филиппович педагог дополнительного образования Брянск 2013 СодержаниеЦели и задачи……………………………………………………………………...1 Введение…………………………………………………………………………...2 Как это было……………………………………………………………………….2 Экспедиции……………………………………………………………………….3
Версии и гипотезы………………………………………………………………...6 Выводы……………………………………………………………………………8
Список используемой литературы……………………………………………...10 Приложения……………………………………………………………………...11 Объект исследования - явление, называемое «Тунгусский метеорит». Предмет исследования - физические причины явления, называемого «Тунгусский метеорит». Цель работы - доказательство вероятности различных физических причин «Тунгусский метеорит». Задачи:
Методы: теоретический анализ научной и научно-популярной литературы, метод систематизации данных, метод доказательства, расчеты. Введение На фоне человеческой жизни понятие "космическая катастрофа" звучит как-то отвлеченно, нереально. Но достаточно взглянуть на фотографии Луны, Меркурия, Марса, спутников Юпитера и Сатурна, на их «изуродованный» метеоритными бомбардировками лик, как станет ясно, что космические катастрофы в Солнечной системе случаются гораздо чаще, чем мы предполагаем. Но что будет, если Земля столкнется с астероидом либо кометой массой в миллион тонн? Этот сценарий проигрывался научным миром неоднократно. Предполагается, что подобное событие на Земле происходит не чаще одного раза в 20000 лет. Для человечества это слишком большой срок, чтобы накопить «фактический материал». Именно поэтому, Сибирская катастрофа 1908 года является уникальным событием и бесценным материалом для изучения возможных столкновений космических тел. В обозримой истории человечества по масштабам наблюдаемых явлений трудно найти более грандиозное и загадочное событие, чем падение «Тунгусского метеорита». До сих пор рассказы о нем вызывают споры в любой аудитории. Ученые многих стран мира тщетно бьются над разгадкой тайны века, периодически оповещая мир очередной сенсации о раскрытии загадки Тунгусского метеорита. Написаны сотни научных трудов, сняты фильмы. Ежегодные экспедиции отважно отправляются в тайгу в надежде хоть немного «продвинуть» проблему и понять, что же все-таки это было: космический корабль, осколок холодной кометы или обычный метеорит? Как это было Во вторник, 30 июня 1908 года, около семи часов утра по местному времени, над огромной территорией Восточной Сибири в междуречье Лены и Подкаменной Тунгуски с юго-востока на северо-запад со стороны Солнца пролетел огненный шар-болид. Люди, наблюдавшие за его полетом по безоблачному небу, приходили в ужас от ослепительно яркого света и грохочущих звуков. В далеких таежных поселках началась паника. Более чем на тысячу километров вокруг слышались раскаты грома. Полет космического пришельца закончился грандиозным взрывом над безлюдной тайгой на высоте 7-10 км. В считанные секунды взрывной волной в радиусе около 40 километров был повален лес, уничтожены звери, пострадали люди. Одновременно под действием светового излучения на десятки километров вокруг вспыхнула тайга. Начавшийся пожар уничтожил то немногое, что уцелело после взрыва. Сплошной вывал 80 миллионов деревьев произошел на площади в 2150 км2. Космический ураган на много лет превратил некогда богатую растительностью и дичью тайгу в унылое кладбище мертвого леса. Изучение последствий катастрофы показало, что энергия взрыва составила около 10-40 мегатонн тротилового эквивалента, что сравнимо с энергией двух тысяч единовременно взорванных ядерных бомб, сброшенных на Хиросиму в 1945году. Взрывная воздушная волна, обогнувшая земной шар, была зарегистрирована многими метеорологическими обсерваториями мира. К тому же, с местом падения Земле повезло: если бы, скажем, Тунгусский метеорит падал на 4 часа позже - то, вследствие поворота Земли вокруг своей оси, был бы полностью уничтожен Выборг и весьма значительно повреждён Петербург. На месте катастрофы, как следствие взрыва, произошла частичная мутация растений, ускорился рост деревьев, изменился химический состав почв (приложение 1,2). Землетрясение, вызванное взрывом, было отмечено в Иркутске, Ташкенте, Тбилиси и в немецком городе Йене. По сообщению директора Иркутской метеорологической обсерватории А.В.Вознесенского впервые в истории науки сейсмометры зарегистрировали толчки от удара метеорита. В ночь с 30 июня на 1 июля, то есть через 15-20 часов после катастрофы, от западных берегов Атлантики до центральной Сибири и от Ташкента до Санкт-Петербурга, на территории площадью более 12 млн. км2, началось необычное свечение земной атмосферы и ночных светящихся облаков. Облака, образовавшиеся на высоте около 80 километров, интенсивно отражали солнечные лучи, тем самым создавая эффект светлых ночей даже там, где их прежде не наблюдали. Сияние неба было настолько сильным, что многие жители не могли уснуть. В ряде городов ночью можно было свободно читать газету, напечатанную мелким шрифтом, а в Гринвиче в полночь была получена фотография морского порта. Это явление продолжалось ещё несколько ночей. В 1927 году, русским исследователем Леонидом Куликом высказывалась точка зрения, что в Центральной Сибири произошло падение крупного железного метеорита. Экспедиции
Первооткрывателем Тунгусского метеорита по праву является Леонид Алексеевич Кулик (1883 -1942). Именно ему наука обязана тем, что этот удивительный феномен не канул в Лету. В 1921 - 1922 гг. Кулик предпринял разведочную экспедицию в Восточную Сибирь. В этой поездке он собрал много сведений о событии, произошедшем в тунгусской тайге 13 лет назад, и, обобщив их, составил представление об истинном районе катастрофы. Обратим внимание на следующее любопытное обстоятельство. Хотя Кулик и считал, что причиной катастрофы 1908 г. Могло быть столкновение с Землей кометы (!), он упорно с начала и до конца своих исследований искал остатки гигантского метеорита, возможно, распавшегося на отдельные глыбы. Только через 19 лет после катастрофы на ее место прибыла специальная научная экспедиция во главе с Л. Куликом, которая проникла в область поваленного леса и провела работу по первоначальному обследованию района катастрофы. Главными открытиями были два обстоятельства: 1) грандиозный радиальный вывал леса (корни всех поваленных деревьев направлены к центру взрыва); 2) в эпицентре, там, где разрушения от упавшего метеорита должны быть наибольшими, лес стоял на корню, но это был мертвый лес: с ободранной корой, без мелких веток - он походил на врытые в землю телеграфные столбы. Причиной таких разрушений мог быть только сверхмощный взрыв. Удивительно и то, что посредине мертвого леса виднелась вода - озеро или болото. Кулик сразу же предположил, что это и есть воронка от упавшего метеорита. Через год, в 1928 г., Кулик вернулся в тайгу с новой большой экспедицией. В течение лета были проведены топографические съемки окрестностей, киносъемка поваленных деревьев и предпринята попытка откачать воду из воронок самодельным насосом. Осенью были разрыты некоторые из воронок и проведены их магнитометрические исследования, но никаких следов метеорита не было найдено. В 1938-1939 гг. были осуществлены последние экспедиции Кулика. Следующую экспедицию Кулик собирался организовать в 1941 г., но этому помешала начавшаяся Великая Отечественная война.
Изучение проблемы Тунгусского метеорита, как считает Н.В.Васильев, академик АМН СССР, руководитель Комиссии по метеоритам Сибирского отделения АН СССР и комплексных самодеятельных экспедиций (КСЭ), можно разделить на несколько этапов. Первый, начавшийся в 20-е годы, связан в основном с именем Л.А.Кулика и его ближайших помощников. Экспедиции Кулика на место падения Тунгусского метеорита – навсегда вошли в историю, как пример самоотверженности и подвижничества, как образец преданности ученого научной идее. К сожалению, фанатическая убежденность и одержимость первого руководителя тунгусских экспедиций, с невиданной настойчивостью искавшего остатки железного метеорита, не позволили ему уже на первых порах провести всесторонние исследования различных обстоятельств катастрофы. Второй этап начался в 1958 г. Здесь, прежде всего, следует отметить К.П.Флоренского, ученика академика В.И.Вернадского. Именно под руководством Флоренского в 1958, 1961 и 1962 гг. были проведены экспедиции в район падения Тунгусского метеорита. Основными результатами исследований этого периода (1958 – 1962) являлись:
Второй этап исследований Тунгусского метеорита (1958 - 1962 гг.) позволил воссоздать физическую картину тунгусского взрыва, но две важнейшие проблемы – механизм разрушения и состав ТМ - остались нерешенными. Третий этап исследований длился с 1964 по 1969 г. За этот период были разработаны более оперативные и точные методы выделения космического вещества (метеорной пыли) из различных природных объектов, проведены серьезные теоретические исследования и модельные опыты. Версии и гипотезы Существует несколько десятков гипотез: от падения ядра кометы до самых фантастических, например об атомном взрыве над тунгусской тайгой корабля инопланетян и об столкновении Земли с "чёрной дырой" массой всего лишь 10 грамм, которая вошла в Землю в Центральной Сибири, прошла насквозь, и вышла в районе Северной Атлантики. Поэтому в 1969 году в журнале "Природа" появилось руководство П.И.Привалова под интригующим названием "В помощь составителям гипотез, связанных с падением Тунгусского метеорита". В ней, подводя итог бесконечному процессу гипотезообразования, автор в весьма лаконичной форме (не более двух строк) представил 77 гипотез, зарегистрированных на 1 января 1969 года. Не обременяя читателя перечислением всех 77, отметим лишь основные направления, по которым они были классифицированы: техногенные (14), "антивещественные" (8), религиозные (3), геофизические (10), метеоритные (28), кометные (11), синтетические (3). Неожиданно выяснилось, что под псевдонимом П.И.Привалова скрывается сотрудник Комитета по метеоритам АН СССР, крупнейший знаток Тунгусской проблемы - И.Т.Зоткин. Шло время, в среде исследователей тунгусской проблемы появился миф о 120 гипотезах. Часто сидя у таежного костра в районе Тунгусской катастрофы, удавалось слышать невообразимое. Но даже самые словоохотливые, вряд ли могли представить более 20 десятков точек зрения. В конце концов, любопытство взяло свое, пришлось начать собственное расследование «по делу о гипотезах». Богатейшим источником, помимо названной работы Привалова, оказались газетные и журнальные статьи, реже научные публикации и научные конференции. Дело в том, что по какой-то немыслимой закономерности, каждые 3-5 лет срабатывает одна и та же схема. В прессе поднимается «Тунгусский бум». Мир оповещается раскрытием «тайны века», и на свет появляется очередная гипотеза. В представленном, к сожалению, не полном обзоре разнообразных точек зрения на природу Тунгусского явления, можно найти не только научный взгляд на события 1908 года, но и по достоинству можно оценить весь сектор человеческой фантазии, а порой и чувство юмора авторов. Я придерживаюсь двух рабочих гипотез, отмеченных в моей работе и которые, на мой взгляд, имеют более веские доказательства, чем остальные: 1. В атмосферу влетел фрагмент ядра кометы, окруженный пылегазовой атмосферой (комой). 2. Вторгся большой рыхлый метеорит типа углистого хондрита. Выводы
30 июня 1908 г. произошло столкновение с атмосферой Земли космического тела, нижняя часть траектории которого проходила над Восточной Сибирью. Траектория закончилась над географической точкой с долготой 10153’, широтой 6053’ около 7 ч. по местному времени. Основные данные наблюдений сводятся к следующему: огромное светящееся космическое тело (угловой размер 0.5 на расстоянии 100 км.) поперечных размеров около 800 м. двигалось под некоторым углом к горизонту со скоростью более 1 км/с. После этого возникла огромная вспышка света над лесом и мощные акустические волны на расстоянии 100 км. ударили многократно в дома живущих там людей, разбив окна, кроме того, людьми ощущался тепловой импульс света. На месте катастрофы последующие экспедиции обнаружили вывал леса общей площадью 2000 км2, наблюдались светлые ночи. В районе катастрофы начался пожар, и были обнаружены следы радиационного повреждения веток деревьев. Таким образом, над тайгой произошло явление взрывного типа, энергия взрыва была больше, чем энергия взрыва 1 млн. т. тротила. Работа по математическому моделированию началась в 1969 г. К этому времени уже были собраны данные о характере катастрофы. Сейчас это исследование проводится В.П. Коробейниковым, П.И.Чушкиным и Л.В. Шуршаловым. С помощью математического моделирования можно заключить, что тело общей массы около 1011г. вторглось в атмосферу по траектории, направленной под углом 35 со скоростью 40 км/с., разрушилось, резко затормозилось на высотах 20 - 7 км., подошло к Земле по траектории под углом 35-40 и окончательно затормозилось на высоте 6.5 км. Воздушные потоки за ударными волнами разрушили лесной массив, а излучение от нагретых до 10 - 12 тыс.С остатков тела и окружающего траекторию воздуха произвело ожоги и воспламенение деревьев и сухих листьев в зоне катастрофы. Отразившись от земной поверхности, воздушные волны и термоконвективные потоки рассеяли по пространству остатки тела, и лишь его незначительная часть выпала в районе эпицентра. Воздушные волны в атмосфере вызвали её колебания, аналогичные тем, какими они были бы при взрыве заряда 15 Мт тротила на высоте 10 км. Рассеянное при входе космическое вещество в виде пыли распространилось воздушными течениями на многие километры. Таковы итоги предварительного математического моделирования Тунгусской катастрофы.
Проанализировав вышеизложенную информацию, различные гипотезы, математическое моделирование можно нарисовать такую возможную картину явления: некое космическое тело, вероятнее всего, сопровождавшее комету Галлея, сойдя с гелиоцентрической орбиты, со скоростью несколько десятков километров в секунду и под углом 10 - 30° вошло в атмосферу Земли с востока (юго-востока). На высоте от 30 до 50 км. оно начало дробиться и разрушаться, куски его разлетались в разные стороны. На основной части этого тела, вошедшего в плотные слои атмосферы, накопился сверхмощный электрический заряд, и начались гигантские электрические пробои между телом и поверхностью Земли. В течение короткого времени кинетическая энергия метеорного тела перешла в электрическую энергию разряда, что привело к его взрыву на высоте 5 - 10 км. Этот электроразрядный взрыв сопровождался многими уникальными физическими явлениями. Из чего состоял космический пришелец - установить до сих пор не удалось. Есть, впрочем, предположение, что он содержал летучие и легкоплавкие соединения углерода и водорода, а еще кремний, алюминий, цинк (частицы его тугоплавкой компоненты) и т.д. Метеоритом в прямом смысле слова "космический гость" скорее всего не был, а был это, по- видимому, небольшой кусок ядра кометы Галлея, дробление которого было зафиксировано, например, при предыдущей встрече кометы с Землей в 1910 г. Этот "кусок ядра" в своем движении "обогнал" собственно комету и вошел в ее так называемую ударную волну, состоящую из крупных образований. Анализируя события 30 июня 1908 г., мы не случайно употребляли слова типа "скорее всего", "судя по всему", "видимо" и т.п. Мы не имели права не сомневаться, высказывая то или иное предположение. Не имели, прежде всего потому, что предположений этих было великое множество. И вот проблема Тунгусского метеорита, видимо, решена. Решена, прежде всего, с помощью математических расчетов, которые объясняют всю физику реализовавшихся при взрыве неординарных явлений... Список используемой литературы
 ПРИЛОЖЕНИЕ 1  ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Взрыв Тунгусского метеорита наблюдался на горизонте в городе Киренске (на реке Лене) в 350 км от места взрыва. Я решила определить, на какой высоте произошёл взрыв. Пусть R- радиус Земли, L – расстояние от места наблюдения до места взрыва h – высота, на которой произошёл взрыв Изображённый треугольник со сторонами L, R, R+h прямоугольный, поскольку взрыв был виден у горизонта. 2      Rh + h2 = L2. R = 6371 км, L = 350 км, получаем h=10 км.L h Взрыв произошёл на высоте 10 км от поверхности Земли. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Список учащихся, рекомендованных на участие в городской научно практической... Тип работы (исследовательский реферат, исследовательская работа, проектно-исследовательская работа) | | Шпаковского муниципального района Ставропольского края Краевая научно-практическая... Подготовить материал к выступлению на научно-практической конференции (районной и школьной) |
| Международная научно-практическая конференция школьников и педагогов «Первые шаги в науку» Культура речи один из важнейших показателей уровня культуры человека | | Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская... Научно-исследовательская работа (нир) относится к циклу «Практики и научно-исследовательская работа» магистерской программы «Русский... |
| Исследовательская работа школьников. 2007 №3 «Ученику необходимо... Леонтович А. В. Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве: итоги научно-практической конференции.... | | Положение о IХ городской научно-практической конференции школьников «Первые шаги в науку» Настоящее Положение определяет цели и задачи городской научно-практической конференции школьников «Первые шаги в науку», порядок... |
 | Школьная научно- практическая конференция «Первые шаги в науку» с. Благодатное 27. 02. 13г Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Районная учебно-исследовательская конференция школьников «Первые... Богомолова Алина Алексеевна, обучающаяся 5 класса моу покров-Рогульской сош пошехонского мр |
| Исследовательская работа «Тайна имени». Выполнила ученица 6 класса... Научно-исследовательская деятельность в Мокрушинской школе Канского района Красноярского края | | Научно-практическая конференция школьников «первые шаги в науку» «Утро вечера мудренее?» Источник: Тайм-менеджмент: Практикум по управлению временем. — Спб.: Речь, 2006. 371с |
| 1 Конференция проводится в форме (конкурсных) презентаций ученических... Школьном этапе традиционной краевой межкадетской научно-практической конференции «Дети в мире науки» | | Департамент Образования города Москвы Московская городская научно-практическая... Нейронные сети. Их применение, роль и значимость в современной и будущей экономике |
| V городская научно-практическая конференция школьников «Первые шаги... Помощник заместителя Министра экономического развития Российской Федерации Руководителя Росимущества | | Учебно-исследовательская работа учащихся Методическое пособие для педагогов по подготовке учащихся к научно-практической конференции |
| Заявка на участие в муниципальном этапе краевого форума «Молодежь... В соответствии со статьей 179 Бюджетного кодекса Российской Федерации Правительство Челябинской области | | Исследовательская работа Возрастная группа 9-10 класс Фамилия, имя... Международная научно – методическая конференция «Декабрьские чтения имени С. Б. Барнгольц» |
