Предложил оригинальную идею для объяснения Тунгусского явления 1908 г., получившую широкий научный резонанс. Рассмотрев проблему торможения тел в атмосфере с низкой массовой плотностью, Г. И. Петров выявил новую — взрывную — форму входа в атмосферу космического объекта (не дающую, в отличие от случая обычных метеоритов, видимых следов распавшегося тела).