Кратко, по пунктам — сценарии, какие данные собрать сейчас, и программа обзора + технологии для снижения риска.
1) Вероятные сценарии для Тунгусского события (с учётом современных знаний)
- Вход небольшого каменного (хондритного) астероида — сценарий: жёсткий или частично фрагментирующийся корпус, воздушный взрыв на высоте $5\text{–}10$ км с энергетическим выходом порядка $\sim 5\text{–}15$ Мт TNT ($\sim (2\times 10^{16}\text{–}6\times 10^{16})$ J). Вероятность: высокая.
- Слабая (пороподобная) комета / рыхлый углистый объект — сценарий: разрушение на большей высоте, меньшая доля зарегистрированных метеоритных фрагментов, широкая область поражения, возможны органические/газовые следы. Вероятность: умеренная.
- Чисто «воздушный взрыв» (очень рыхлый фрагмент без падения крупного метеорита) — сценарий: сильное ударное давление, метерологический эффект, но мало твердых останков. Вероятность: высокая для объектов диаметром $\sim 20\text{–}100$ м.
Критерий различения — наличие и характер внеземного материала (металлические вкрапления, никель, платиновые группы, стекловидные сферы), изотопные аномалии и минералогические признаки ударной переработки.
2) Какие геофизические и геохимические данные сейчас можно собрать для уточнения причины
- Стратиграфия и радиоуглеродное датирование: торфяные и озёрные отложения; глубина отбора керна: обычно до $\sim 2$ m в торфе, до $\sim 5\text{–}10$ m в озёрных отложениях. Даты по ${}^{14}\mathrm{C}$.
- Микросферы и сферулы: стекловидные магнитные/железо-никелевые микросферы (количество, состав Ni/Fe, ПГЭ). Анализы: SEM/EDS, EMPA, LA-ICP-MS.
- Химические аномалии: концентрации Ni, Co, Ir, Pt, Pd, другими платиновыми группами — граничащие с фоновыми уровнями; соотношения Ni/Fe.
- Изотопные исследования: Os, Pb, Cr, O (в минералах) — отличают тип хондрита, железного метеорита или кометный материал.
- Шоковые минералы и кварц с псевдоплоскими деформациями (если есть взрыв вблизи поверхности) — петрохимия.
- Органические и газовые следы: нитраты, сажа, деградация биомаркеров в слоях — анализ GC-MS.
- Палеофлора: кольца деревьев (ширина, аномалии, ${}^{14}\mathrm{C}$ и ${}^{10}\mathrm{Be}$ сигналы) — поиск кратковременных выбросов радиационно-активных или химических продуктов.
- Геофизика местности: LIDAR съёмка для картирования направления ветвления деревьев; магнитометрия и градиомагнитные карты для нахождения металлических фрагментов; GPR (глубина до $\sim 10$ m в подходящих условиях) и сейсмоакустика.
- Бурение и кернование в ключевых точках (чтобы выйти на слои 1908 г.) с микроструктурным анализом.
3) Какой результат каждого типа данных укажет на сценарий
- Чёткие никелевые/иридиевые аномалии, металлические метеоритные фрагменты, шоковые минералы → каменный или металлический астероид.
- Отсутствие чётких металлических признаков, присутствие органических/ледяных фрагментов в кернах (в основном летучие следы), необычные изотопные подписи → кометный компонент.
- Много мелких стекловидных сферул с типичной плавлением структурой, но мало крупных фрагментов → воздушный взрыв рыхлого тела.
4) Программа полевого и лабораторного обзора для уточнения Тунгуски (рекомендуемые масштабы)
- Лазерный и фотограмметрический обзор (LIDAR + мультиспектральная съёмка) по площади минимум $\sim 2,000$ km${}^2$ вокруг предполагаемого эпицентра для картирования падения деревьев и выделения точек аномалий.
- Сеточное кернование торфяников и озёр: шаг сетки $\sim 1$ km в приоритетной зоне $\sim 200\text{–}500$ km${}^2$; глубина кернов до $\sim 5\text{–}10$ m.
- Магнитометрия и аэромагнитные профильные съёмки на высотах, обеспечивающих разрешение на сотни метров по поверхности; наземная магнито- и гравиметрия в аномальных зонах.
- Точечные раскопки и бурение на выбранных аномалиях; отбор проб для SEM, LA-ICP-MS, изотопных анализов.
- Сроки/частота: первичный съём за $\sim 1$ сезон (вегетации), углублённое — в следующие $\sim 2$ года до консолидации результатов.
5) Программа обзора для снижения современного риска (планы и цифры)
Цели: обнаружить и классифицировать объекты, способные причинить региональные/местные разрушения — диаметры $\gtrsim 20$ m (воздушные взрывы) и $\gtrsim 140$ m (крупные разрушения).
- Оптика (наземная): широкопольные обзорные телескопы с покрытием неба $\sim 18,000$ deg${}^2$ (из видимой части неба) с глубиной по блеску до $\sim 24.5$ mag и каденсом повторения поля каждые $\sim 2\text{–}3$ суток (пример: Rubin/LSST). Цель: обнаружение объектов размера $\gtrsim 140$ m за месяцы—годы; мелкие объекты обнаружим ближе к столкновению.
- Инфракрасные космические телескопы: орбитальная платформа в орбите между Землёй и Солнцем (пример: NEO Surveyor) с целью полноты $>90\%$ по объектам диаметра $\ge 140$ m и значительного улучшения по $20$–$100$ m; непрерывное покрытие поля зрения и ретрансляция открытых угроз. Рекомендация: иметь платформу на солнечно-орбитальной позиции с обзором вперед по орбите.
- Радиолокация (планетарные радиолидары): слежение и характеристика на близких пролётах (дальность эффективной характеристики до $\sim 0.1$ au для больших антенн), разрешение метр-сантиметровое для определения формы и спина. Частота таргета: все объекты, представляющие потенциальную угрозу по оптическим/ИЧ данным.
- Болидный мониторинг: глобальная сеть инфразвуковых станций + стационарных и мобильных оптических ALL-SKY камер для своевременного обнаружения входа в атмосферу тел диаметром $\gtrsim 1$ m; интеграция в режим раннего оповещения.
- Частота и глубина обзора: целевой уровень — обнаружение $>90\%$ объектов диаметра $\ge 140$ m в течение $\le 10$ лет; цель второго уровня — обнаружение $\ge 50\%$ объектов размера $20\text{–}140$ m в течение $\le 10$ лет (для этого необходимо сочетание оптики и ИК из космоса).
- Оценка объёма данных и реагирование: автоматизированные траектории и орбитальное прогнозирование, ПДО (probabilistic impact prediction) пересчёт ежедневно; правило оповещения при прогнозируемой вероятности столкновения $\ge 10^{-6}$ в ближайшие дни — срочный анализ.
6) Технологии и инфраструктура (конкретно)
- Оптика: Rubin/LSST-стиль широкое поле, детекция до $\sim 24.5$ mag, каденс $\sim 2\text{–}3$ дня. Сеть малых телескопов для быстрого подтверждения (0.5–2 m).
- Инфракрасное пространство: телескоп на орбите внутренней по отношению к Земле (или L1) с чувствительностью по тепловому излучению для определения диаметров и альбедо. Цельная миссия для обнаружения объектов $>20$ m в ближней околоземной зоне.
- Радиолокация: модернизация существующих станций (Goldstone и т.п.) и строительство дополнительных приёмопередающих установок; высокая приоритизация для подтверждения опасных объектов.
- NEO characterization labs: SEM, LA-ICP-MS, SIMS, AMS для изотопов (${}^{10}\mathrm{Be}$, ${}^{14}\mathrm{C}$, Os, Ir), магнитные и химические анализы.
- Мониторинг атмосферы: глобальная инфразвуковая сеть (модернизация), спутниковый мониторинг болидов (IR flash detection), сети видеонаблюдения для bolide triangulation.
- Моделирование входа: гидродинамические и гидромеханические кодовые комплексы (multiphysics) для прогноза высоты взрыва, давления на поверхность и фрагментации.
7) Приоритеты и экономика (коротко)
- Наибольший эффект — космический ИК-обзор + наземные широкопольные оптические проекты + оперативная радиолокация для следования. Это даёт реальную вероятность обнаружения грядущих угроз диаметром $\gtrsim 20$ m с предупреждением хоть в несколько дней–недель.
- Полевые геохимические работы (как для Тунгуски) — относительно недорогие и дают важную информацию о природе события; рекомендую комбинировать LIDAR + сеточное кернование + изотопные анализы.
Короткий вывод: для Тунгуски наиболее правдоподобны сценарии воздушного взрыва небольшого каменного или рыхлого углистого тела; различение требует поиска микросферул, металлов (Ni, Ir, Pt), изотопов и шоковых минералов из кернов/почв/торфа. Для снижения текущего риска нужна система «оптика + космический ИК + радиолокация + глобальный мониторинг болидов» с целями обнаружения $\ge 90\%$ объектов $\ge 140$ m за $\le 10$ лет и стремлением к высокой полноте по $20$ m масштабу.