Tunguska-eksplosjonen

Tunguska-eksplosjonen var en voldsom eksplosjon som fant sted nær elva Steinete Tunguska i guvernementet Jenisejsk, det nåværende Krasnojarsk kraj, i Russland, om morgenen den 30. juni 1908. (17. juni etter den julianske kalender, som var i bruk i Russland på den tid). Det er alminnelig akseptert at hendelsen ble forårsaket av et fragment av en asteroide eller komet som eksploderte i en høyde på 5–10 kilometer over bakken, men detaljene rundt objektets type og sammensetning er imidlertid ikke entydig fastslått. Forskjellige studier har gitt varierende estimater for størrelsen på objektet, varierende fra 60 til 190 meter avhengig av om objektet var fra en komet eller en tettere asteroide.
Selv om objektet eksploderte i lufta og ikke traff jordoverflaten, så regnes hendelsen likevel som et kosmisk nedslag.  Estimater for sprengkraften i eksplosjonen varierer fra 5 megatonn til så mye som 30 megatonn TNT, med 10–15 megatonn som det mest sannsynlige - noe som omtrent tilsvarer den amerikanske Castle Bravo-prøvesprengningen i februar 1954, rundt 1 000 ganger kraftigere enn Hiroshima-bomben, og rundt en tredjedel av kraften til Tsar Bomba, den største hydrogenbomben som noensinne er detonert. En eksplosjon av denne størrelsen er i stand til å ødelegge en stor by.  Eksplosjonen slo overende anslagsvis 80 millioner trær over et område på 2 150 km². Det er beregnet at jordskjelvet fra eksplosjonen ville ha målt 5,0 på Richterskalaen.
Tunguska-hendelsen antas å være det største nedslaget på land i Jordens nyere historie, selv om tilsvarende store nedslag i fjerne havområder ikke ville blitt registrert før global satellittovervåkning ble etablert i 1960- og 1970-årene.

Eksplosjonen

Rundt 07:17 lokal tid observerte innfødte evenker og russiske nybyggere i fjellandskapet nordvest for Bajkalsjøen en blålig lysstripe, nesten like sterk som Solen, som beveget seg over himmelen. Rundt 10 minutter senere kom et sterkt lysglimt og en lyd som lignet artilleriild.  Øyenvitner som var nærmere eksplosjonen rapporterte at lydkilden beveget seg fra øst mot nord. Lydene ble fulgt av en sjokkbølge som slo folk overende og knuste vinduer hundrevis av kilometer unna. De fleste øyenvitnene rapporterte bare lydene og rystelsene, og ikke selve eksplosjonen. Øyenvitneskildringene varierer også med hensyn til rekkefølgen og varigheten av de forskjellige hendelsene.
Eksplosjonen ble registrert ved seismiske stasjoner over hele Eurasia. Sjokkbølgen ville enkelte steder tilsvart et jordskjelv på 5,0 på Richterskalaen (som dog ikke ble utviklet før i 1935). Den lagde også svingninger i lufttrykket som var kraftige nok til å påvises i Storbritannia. I løpet av de påfølgende ukene var kveldshimmelen så sterkt opplyst at man kunne lese i lyset fra den, på grunn av støvpartikler som ble spredt i stratosfæren av eksplosjonen. I USA observerte både Smithsonian astrofysiske observatorium og Mount Wilson-observatoriet en reduksjon i atmosfærisk sikt som varte i flere måneder, også på grunn av svevende støv.

Forskningsekspedisjoner

Det var lite vitenskapelig interesse omkring nedslaget på den tid, muligens på grunn av Tunguska-regionens isolerte beliggenhet. Hvis det var noen tidlige ekspedisjoner til stedet i det hele tatt så er nedtegnelsene sannsynligvis gått tapt i løpet av de påfølgende kaotiske årene i Russland, med første verdenskrig, den russiske revolusjon og den russiske borgerkrig.
Den første registrerte ekspedisjonen kom til åstedet mer enn et tiår etter hendelsen. I 1921 besøkte den russiske mineralogen Leonid Kulik nedslagsfeltet til elva Steinete Tunguska, som en del av en undersøkelse for Det sovjetiske vitenskapsakademi. På bakgrunn av lokale redegjørelser trakk han den slutning at eksplosjonen var forårsaket av et nedslag av en gigantisk meteoritt. Han overtalte den sovjetiske regjeringen til å finansiere en ekspedisjon til Tunguska-regionen, basert på et prospekt om at jern fra meteoritten kunne berges for den sovjetiske industrien.
Kuliks ekspedisjon kom fram til stedet i 1927. Til sin overraskelse fant de intet krater. De fant i stedet en region med svidde trær, rundt 50 kilometer i diameter. Ved nullpunktet var det noen trær som merkelig nok fortsatt sto oppreist, men med greiner og bark revet av. De som var lengre unna var slått over ende i retning bort fra senteret.
Over de neste ti årene var det ytterligere tre ekspedisjoner til området. Kulik fant et lite gryteformet myrhull som han trodde kunne være krateret, men etter en arbeidskrevende drenering av myra fant han gamle trestumper på bunnen, noe som utelukket muligheten for at det var et krater. I 1938 ordnet Kulik med en luftfoto-undersøkelse av området, som viste at hendelsen hadde slått trær over ende i et enormt sommerfuglformet mønster. Til tross for de omfattende ødeleggelsene ble det ikke funnet noe krater.
Ekspedisjoner som ble sendt til området på 1950- og 1960-tallet fant mikroskopiske kuler av silikat og magnetitt i prøver av jordsmonnet. Lignende kuler ble antatt å finnes i de felte trærne, men de kunne ikke påvises med datidens metoder. Senere ekspedisjoner fant imidlertid slike kuler i sevjen fra trærne. Kjemisk analyse viste at kulene hadde høyt innhold av nikkel i forhold til jern, noe som også er tilfelle i meteoritter, og konklusjonen var at de var av utenomjordisk opprinnelse. Konsentrasjonen av kulene i forskjellige regioner av jordsmonnet ble også funnet å være i samsvar med den forventede fordelingen fra en luftsprengt meteoritt. Senere studier av kulene fant uvanlige fordelinger av flere andre metaller i forhold til omgivelsene, noe som også ble sett som bevis for en utenomjordisk opprinnelse.
Kjemisk analyse av torvmyrer i området viste også mange avvik som ble sett på som samsvarende med et nedslag. Isotopsignaturene til stabile karbon-, hydrogen- og nitrogenisotoper i myrlagene fra 1908 ble funnet å ikke være i samsvar med hva som ble målt i de nærliggende lagene over og under. Regionen hvor myrene med de avvikende signaturene lå inneholdt også en uvanlig høy mengde iridium, lignende iridiumlaget som er funnet i K/T-grensen. Disse uvanlige mengdene antas å være resultatet av nedfall fra meteoritten som er blitt avsatt i myrene. Nitrogenet antas å ha blitt avsatt som sur nedbør, et forventet nedfall fra eksplosjonen.

Luftsprengt meteoroide

Blant vitenskapsfolk er den ledende forklaringen på eksplosjonen en luftsprengning av en meteoroide 6–10 kilometer over jordoverflaten.
Meteoroider kommer inn i Jordens atmosfære fra verdensrommet hver eneste dag, vanligvis med en hastighet på mer enn 10 kilometer per sekund. De fleste er små, men fra tid til annen kommer det en større. Varmen som genereres av kompresjonen av lufta foran meteoroiden når den farer gjennom atmosfæren er kolossal, og de fleste brenner opp eller eksploderer før de når bakken. Fra andre halvdel av 1900-tallet har nøye overvåkning av Jordens atmosfære ført til oppdagelsen av at slike meteoroide-luftsprengninger finner sted ganske ofte. En stein-meteoroide på rundt 10 meter i diameter kan lage en eksplosjon på rundt 20 kilotonn, som tilsvarer Fat Man-bomben som ble sluppet over Nagasaki, og data fra U.S. Air Force indikerer at slike eksplosjoner finner sted i den øvre atmosfæren mer enn en gang hvert år. Tunguska-lignende hendelser i megatonn-klassen er mye sjeldnere. Eugene Shoemaker estimerte at slike hendelser finner sted rundt en gang hvert 300. år.

Eksplosjonsmønstre

Eksplosjonens virkning på trær nær nullpunktet ble gjenskapt under kjernefysiske prøvesprengninger i atmosfæren på 1950- og 1960-tallet. Virkningene er forårsaket av sjokkbølgen som følger store eksplosjoner. Trær direkte under eksplosjonen får kvister og bark revet av ettersom sjokkbølgen beveger seg vertikalt nedover, mens trær lengre unna blir slått over ende fordi sjokkbølgen er nærmere horisontal når den treffer dem.

Asteroide eller komet?

Sammensetningen av Tunguska-meteroritten er fortsatt gjenstand for diskusjon. I 1930 foreslo den britiske astronomen F.J.W. Whipple at himmellegemet som traff Tunguska var en liten komet. En komet-meteoritt, som hovedsakelig består av is og støv, kunne ha blitt fullstendig fordampet av sammenstøtet med Jordens atmosfære, uten å etterlate seg noen spor. Komethypotesen ble også understøttet av de glødende himlene (eller «himmelglød» og «opplyste netter») som ble observert over hele Europa i dagevis etter sammenstøtet, som muligens kunne forklares med støv og is som hadde blitt spredt fra kometens hale over den øvre atmosfæren. Komethypotesen oppnådde innen 1960-tallet generell aksept blant sovjetiske Tunguska-forskere.
I 1978 foreslo den slovakiske astronomen Ľubor Kresák at objektet var et fragment av den kortperiodiske Enckes komet, som er ansvarlig for meteorsvermen Beta Tauridene. Tunguska-hendelsen sammenfalt med en topp i den svermen, og den omtrentlige banen til Tunguska-meteoritten er konsistent med hva som ville forventes fra et slikt fragment. Det er nå kjent at himmellegemer av denne typen eksploderer med hyppige intervaller fra titalls til hundrevis av kilometer over bakken. Militære satellitter har observert disse eksplosjonene i mange tiår.
I 1983 publiserte astronomen Zdeněk Sekanina et papir som kritiserte komethypotesen. Han påpekte at et himmellegeme som består av kometmateriale, og som farer gjennom atmosfæren langs en så lav bane skulle ha gått i oppløsning, mens Tunguska-objektet åpenbart forble intakt ned i den lavere atmosfæren. Sekanina argumenterte at bevismaterialet pekte mot et tett, steinaktig objekt, sannsynligvis en asteroide. Denne hypotesen ble videre styrket i 2001, da Farinella, Foschini, et al. gav ut en studie som mente at objektet hadde kommet fra retning av asteroidebeltet.
Forkjemperne for komethypotesen har foreslått at objektet var en utdødd komet med en steinete kjerne som lot den trenge inn i atmosfæren.
Det viktigste problemet med asteroidehypotesen er at et steinete objekt burde ha laget et stort krater der det traff bakken, men intet slik krater er funnet. Det har blitt hypotetisert at asteroidens passasje gjennom atmosfæren gjorde at trykk og temperaturer bygget seg opp til et punkt hvor asteroiden plutselig disintegrerte i en enorm eksplosjon. Ødeleggelsen ville måtte ha vært så fullstendig at ingen rester av betydelig størrelse var igjen, og materialet som ble spredt i den øvre atmosfæren under eksplosjonen ville ha forårsaket glødende himler. Modeller som ble publisert i 1993 foreslo at steinlegemet ville vært rundt 60 meter i diameter, med fysiske egenskaper et sted mellom en ordinær kondritt og en karbonholdig kondritt.
Christopher Chyba og andre har foreslått en prosess hvorigjennom en steinmeteoritt kunne ha vist samme opptreden som Tunguska-meteoritten. Modellene deres viser at når kreftene som motstår et himmellegemes nedstigning blir større enn kreftene som holder det sammen, så blir det sprengt i stykker, og frigir nesten all sin energi på en gang. Resultatet er intet krater, og ødeleggelser spredt over et relativt stort område, hvor alle skadevirkningene er fra trykk og varme.
I løpet av 1990-tallet hentet italienske forskere ut kvae fra kjernen av trær i nedslagsområdet, for å undersøke fangede partikler som var tilstede under 1908-hendelsen. De fant høye verdier av materiale som vanligvis finnes i steinasteroider men sjelden blir funnet i kometer.

Tsjekosjøen

I juni 2007 ble det gjort kjent at forskere fra Universitetet i Bologna hadde identifisert en innsjø i Tunguska-regionen som et mulig nedslagskrater fra hendelsen. De bestrider ikke at Tunguska-legemet eksploderte i luften, men mener at et meterstort fragment overlevde eksplosjonen og traff bakken. Tsjekosjøen er en liten skålformet innsjø rundt 8 kilometer nord-nordvest for hyposenteret. Hypotesen er blitt bestridt av andre spesialister på nedslagskratere.  En undersøkelse i 1961 hadde avvist en nyere opprinnelse for Tsjekosjøen, da den viste tilstedeværelse av et mange meter tykt lag av siltavleiringer på innsjøbunnen, noe som indikerer en alder på minst 5000 år, men nyere forskning viser at bare en meter eller så av sedimentlaget på innsjøbunnen er «normal innsjø-sedimentering», en dybde som indikerer en mye yngre innsjø på rundt 100 år. Akustiske ekkoundersøkelser av bunnen på innsjøen viser at den ligger i en konisk formet senkning, som samsvarer med et nedslagskrater. Dessuten peker innsjøens lengdeakse mot episenteret for Tunguska-eksplosjonen, rundt 7 km unna. 
Magnetiske undersøkelser indikerer også et tett objekt, muligens en meterstor steinklump, under sjøens dypeste punkt, som kan være et meteorittfragment. Arbeid pågår fremdeles ved Tsjekosjøen for å bestemme dens opprinnelse.