Аналог Тунгусского метеорита стер с лица земли прототип Содома и Гоморры

Рис. 1. Археологические раскопки поселения Телль-эль-Хаммам (Tall el-Hammam), на месте которого предположительно находился библейский город Содом. Само поселение находилось на большом холме, который возвышается за дорогой. В глубине кадра — долина реки Иордан, а на горизонте, в 22 км от Телль-эль-Хаммама — древний город Иерихон. Фото с сайта ru.wikipedia.org

Археологи, проводящие раскопки на территории поселения бронзового века Телль-эль-Хаммам на восточном берегу реки Иордан, при участии большой группы ученых самых разных специальностей провели подробный анализ артефактов, найденных за время раскопок (начавшихся в 2005 году). Им удалось собрать достаточно убедительные доказательства того, что примерно 3600 лет назад здесь произошло событие, похожее на Тунгусскую катастрофу: характер повреждений кирпичей, черепков и человеческих останков свидетельствует именно о таком сценарии. Взрыв ледяного астероида или гигантского метеорита в атмосфере вызвал мощный выброс энергии, а огонь и ударная волна разрушили город до основания. Ученые считают, что именно это событие послужило поводом для библейской легенды о гибели Содома и Гоморры, описывающей разрушение расположенных недалеко от Мертвого моря городов, на которые упали камни и огонь с неба, что привело к их полному разрушению.

Древнее поселение Телль-эль-Хаммам находилось примерно в 13 км к северо-востоку от северной оконечности Мертвого моря, на территории современной Иордании. Археологи занимались его изучением с середины 1970-х годов, но планомерные раскопки начались только в 2005 году. Тогда ученые и обнаружили темный слой древесного угля, золы, расплавленных кирпичей и глиняной посуды толщиной около 1,5 м, покрывающий всю площадь древнего города и его окрестности. Исследователи условно назвали его «слоем разрушения».

Осколки тысяч различных керамических сосудов в этом слое были перемешаны с оплавленными фрагментами сырцового кирпича, обломками бытовых предметов, обугленными кусками деревянных балок, известняковыми булыжниками, сожженными до меловой консистенции, а также раздробленными на мелкие части костями людей и животных. Все свидетельствовало о произошедшей здесь грандиозной катастрофе. Радиоуглеродные датировки позволили установить, что она произошла примерно в 1650 (±50 лет) году до нашей эры. Тогда, в период среднего бронзового века (1950–1550 годы до н. э.), Телль-эль-Хаммам с территорией около 34 га, по оценкам историков, был крупнейшим городом на юге Леванта. Для сравнения, Иерусалим и Иерихон в то время занимали 4,9 и 4,0 га соответственно. По числу жителей этот город на порядок превосходил Иерусалим и был в пять раз больше Иерихона.

Результаты археологических раскопок, проводившихся в регионе, указывают на то, что эта территория была постоянно заселена на протяжении как минимум 2500 лет до мощного катаклизма, который случился на исходе бронзового века. Помимо Телль-эль-Хаммама ученые обнаружили еще около 120 мелких поселений, которые были разрушены вместе с ним, в том числе — древний Иерихон.

В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, авторы обобщают результаты мультидисциплинарных исследований, полученные за последние 15 лет, и представляют убедительные доказательства того, что причиной масштабной катастрофы стал взрыв над городом ледяного астероида — космического объекта, аналогичного или даже превосходящего по размерам тот, который взорвался в 1908 году в районе Подкаменной Тунгуски в России. Рабочую группу, в которую входили археологи, геологи, геохимики, геоморфологи, минералоги, палеоботаники, седиментологи, эксперты по импактным событиям и медики — всего 21 специалист из США, Канады и Чехии, — возглавлял археолог Филипп Сильвия (Phillip J. Silvia) из Юго-Западного университета Тринити в Альбукерке, Нью-Мексико.

Рис. 2. Раскопки в Телль-эль-Хаммаме. Фото с официального сайта раскопок trinitysouthwest.com

На первом этапе ученые создали компьютерную модель, с помощью которой проверили достоверность различных сценариев катастрофы — от извержения вулкана и крупного пожара до военных действий. Но ни одно из этих событий не могло создать температуру, при которой плавится металл, сырцовые кирпичи и глиняная посуда. Эксперименты с лабораторными печами показали, что для этого нужен нагрев выше 1500°C, а температура огня при обычном пожаре составляет не более 1100–1200°C. Единственный сценарий, при котором такой нагрев возможен, — столкновение с космическим телом (астероидом или крупным метеоритом).

После этого ученые в течение нескольких лет собирали на месте раскопок вещественные доказательства своей гипотезы. Для анализа состава образцов из слоя разрушения авторы применяли оптическую микроскопию, сканирующую электронную микроскопию (SEM) с энергодисперсионной спектроскопией (EDS), рентгеноспектральный микроанализ (электронный микрозонд), электронную микроскопию со сфокусированным ионным пучком, катодолюминесценцию и нейтронно-активационный анализ.

В слое разрушения ученые обнаружили кристаллы кварца со следами ударного воздействия и агрегаты алмазоподобного углерода; микроскопические сферулы (шарики), обогащенные железом и кремнием, а также состоящие из расплавленного карбоната кальция и гипса; оплавленные кристаллы высокотемпературных минералов — циркона, хромита и кварца. Химический анализ выявил в слое повышенное содержание платины, иридия, никеля, хрома, золота и серебра — элементов, которые редко встречаются в земных породах, но которыми обогащены космические тела.

Полученные доказательства импактного события можно условно объединить в четыре группы: 1) свидетельства высокотемпературного горения; 2) плавление высокотемпературных минералов; 3) ударный метаморфизм высокого давления; 4) раздробленные фрагменты человеческих костей с вкраплениями расплавленного стекла. Разберем их по порядку.

Первыми свидетельствами высокотемпературного горения стали оплавленные фрагменты керамики, извлеченные из обогащенного углем и золой слоя при раскопках. Сразу стало ясно, что дело здесь не в обычном пожаре, при котором керамика обгорает, но не плавится, а в более мощном тепловом воздействии.

Культурные слои города охватывают около трех с половиной тысячелетий — от раннего бронзового века (3300–2300 года до н. э.) до раннеримского периода (63 год до н. э. — 135 год н. э.), и во всех из них присутствуют обломки керамики. Но только в слое разрушения она имеет характерные особенности: внешние части фрагментов керамических сосудов несут следы высокотемпературного плавления — «кипения» керамики с образованием пузыристой корки и слоя гладкого глянцевого стекла, свидетельствующего о моментальном очень сильном нагреве с последующим быстрым охлаждением, — а внутренние части не несут никаких следов теплового воздействия. Часто края фрагментов осколков оплавлены, что говорит о том, что частичное плавление черепков произошло уже после разрушения керамических изделий (рис. 3).

Рис. 3. Внешние (b, d) и внутренние (а, с) стороны керамических черепков. Внешние части несут следы высокотемпературного воздействия (оплавленность — b, вскипание — d), а внутренние — нет. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Теоретическая температура плавления керамики составляет от 1300 до 1500°C. Авторы провели лабораторные эксперименты непосредственно на образцах керамики из Телль-эль-Хаммама и получили значение 1400°C для начальной стадии плавления и около 1500°C для получения пузырчатой текстуры вскипания и поверхностного слоя стекла.

Вместе с оплавленными фрагментами керамики в слое разрушения содержатся расплавленные сырцовые кирпичи. Особенно их много в районе дворцового комплекса, стены которого имели толщину от 1 до 2,2 м, а их высота составляла 11–15 м. Археологи предполагают, что дворец имел 4–5 этажей.

При детальном изучении расплавленных сырцовых кирпичей авторы исследования обнаружили в их структуре стекловидные микроволокна с везикулярной (пузырьковой) текстурой в общей расплавленной матрице, содержащей нерасплавленные включения минералов и металлов (рис. 4).

Рис. 4. Расплавленные сырцовые кирпичи из дворца (а, b, c) и их внутреннее строение на изображениях, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

В сырцовых кирпичах за пределами слоя разрушения, на которых нет следов плавления, такие образования отсутствуют. Также расплавленные кирпичи намного тверже нерасплавленных — они царапают стекло, но не оставляют царапин на кварце, то есть их твердость по шкале Мооса находится в интервале от 5,5 до 7. Лабораторные эксперименты показали, что сырцовые кирпичи начинают плавиться при температуре около 1250°C.

Помимо керамики и кирпичей в слое разрушения встречаются куски оплавленной кровельной глины. Глубина плавления на них составляет 1–5 мм от поверхности.

В отдельных случаях фрагменты керамики расположены так, что археологам удалось не только определить их принадлежность одному изделию, но и реконструировать процесс разрушения — восстановить направление движения ударной волны. Обугленные зерна, рассыпавшиеся после разрушения горшков, подчеркивают это направление (рис. 5).

Рис. 5. Реконструкция процесса разрушения керамики. Черепки одного сосуда обведены контуром своего цвета, направление ударного воздействия отмечено стрелками. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Не менее убедительны и доказательства плавления высокотемпературных минералов в ходе катаклизма. На расплавленной поверхности черепков и кирпичей ученые обнаружили зерна кварца со следами плавления. Некоторые из них оплавлены частично, а некоторые — почти полностью и даже имеют признаки диффузии в расплавленную Ca–Al–Si матрицу керамики или сырцового кирпича. Полностью расплавленные зерна кварца обычно содержат пузырьки, возникшие из-за выделения газа при плавлении. Обычно такое наблюдается только при превышении верхней температуры плавления кварца 1713°C, когда вязкость кварца падает настолько, что он начинает течь.

Слой разрушения содержит также крошечные шарики расплавленного материала (сферулы, рис. 6), в составе которых преобладают оксиды железа (в среднем около 40,2 мас. %) и SiO₂ (в среднем 20,9 мас. %) с примесями элементарного железа, TiO₂, а иногда и редкоземельных элементов. Эксперименты показали, что сплавленные шарики, состоящие преимущественно из оксида железа, образуются при температуре около 1590°C. Но некоторые сферулы из Телль-эль-Хаммама содержат включения значительно более тугоплавких минералов и металлов — циркона (температура плавления 1687°C), кварца (1713°C), платины (1768°C), хромита (2190°C) и иридия (2466°C).

Рис. 6. Сферулы из расплавленного песка (вверху слева), дворцовой штукатурки, состоящей из извести (карбоната кальция) и гипса (вверху справа) и расплавленного металла (внизу). Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Что касается свидетельств ударного метаморфизма, то в шести образцах из слоя разрушения исследователи обнаружили микроскопические структуры, состоящие из квазиаморфного углерода. При более детальном изучении с помощью методов просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM) и электронной дифракции выбранной области (SAD, см. selected area diffraction) выяснилось, что это диамоноиды (или диамондоиды, см. diamondoid) — разновидность наноалмазов, представляющих из себя элементарные ячейки каркасной структуры кристаллической решетки алмаза.

Известно, что наноалмазы возникают в обстановке ударного сжатия, и ранее их наличие стало одним из важнейших свидетельств ударного воздействия при падении космического тела в Абу-Хурейре в Сирии 12 800 лет назад (подробнее см. Одно из древнейших человеческих поселений сохранило следы падения кометы в позднем дриасе, «Элементы», 26.03.2020). Позже было установлено, что все образцы пород из слоя разрушения содержат диамоноиды в количестве до 3 ppm. Отдельные агрегаты диамоноидов встречаются и в виде частиц, расположенных в микрократерах на поверхности подвергшейся ударному воздействию керамики (рис. 7).

Рис. 7. Агрегат алмазоподобного углерода в микрократере (crater) на расплавленной поверхности фрагмента керамики: а — изображение, полученное с помощью электронного микроскопа; b–f — карты элементов (C, O, Si, Ca, Al), полученные методом SEM–EDS. Видно, что агрегат, внедренный в Ca–Al–Si матрицу, состоит из чистого углерода и практически не содержит других элементов. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Чтобы оценить силу ударной волны, которая, судя по расположению обломков керамики и рассыпанных зерен, подошла к холму, на котором находился город, с юго-запада, авторы изучили характер микротрещин и элементов микродеформации в кварце из слоя разрушения. Природный кварц не имеет видимых кристаллографических трещин определенной ориентации, а только хаотически ориентированные непараллельные трещины, поэтому наличие направленных параллельных трещин в нем всегда говорит о более позднем ударном воздействии. Часть зерен кварца из слоя разрушения действительно имеют систему внутренних параллельных микротрещин (рис. 8).

Рис. 8. Микрофотографии неповрежденного кристалла кварца (a, b) и кварца, подвергшегося ударному воздействию, в кристаллах которого образовались системы параллельных микротрещин (с–f). Справа — увеличенные фрагменты изображений а, с и d. На снимке d видно, как аморфный кварц (черный, AQ), образовавшийся при частичном плавлении первичного кристаллического кварца, заполняет появившиеся при ударе микротрещины. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Плоские микроструктуры в виде параллельных трещин в кварце образуются при относительно невысоких давлениях (начиная с 5 Гпа), но при высокой температуре. Для возникновения структур пластической деформации, которые намного реже присутствуют в микрокристаллах кварца из слоя разрушения в Телль-эль-Хаммаме, нужно давление 8–10 ГПа.

Отсюда исследователи делают вывод о том, что как такового удара об землю не было, а высокая температура и ударная волна, уничтожившие город, были следствием взрыва, произошедшего на определенной высоте над землей, подобного Тунгусскому событию. В Телль-эль-Хаммаме, как в районе Подкаменной Тунгуски, так и не нашли фрагменты самого космического тела. По мнению ученых, это был ледяной астероид или метеорит, который взорвался в атмосфере.

Эта версия неплохо подкрепляется результатами компьютерного моделирования, проведенного в Национальной лаборатории Сандия в США. Когда ледяной болид входит в атмосферу Земли, он подвергается огромному аэродинамическому сопротивлению, в результате чего большая часть объекта фрагментируется в огненный шар, после чего оставшаяся его масса превращается в струю высокотемпературного пара, которая продолжает стремительно двигаться вниз. Достигнув поверхности Земли, она выбивает из нее поверхностные рыхлые отложения и расплавляет их, выбрасывая в атмосферу мельчайшие брызги, застывающие в виде шариков, обогащенных железом и кремнием и содержащих очень малый процент материала самого ударного тела (M. Boslough, 2015. Airburst Modeling).

Наконец, еще одним свидетельством в пользу версии воздушного взрыва космического тела служит характер повреждений человеческих останков в слое разрушения. Ученые предполагают, что ни один из жителей города, в котором, по оценкам историков, на тот момент проживало около 8000 человек, не выжил. Археологи не нашли в Телль-эль-Хаммаме ни одного целого скелета. Самыми крупными находками были несколько отдельных костей рук и ног со следами обугливания на краях и проломленные черепа, все остальные кости встречаются в виде мелких фрагментов, рассредоточенных в рыхлой матрице, состоящей из золы, древесного угля и измельченного сырцового кирпича.

Одна кость, найденная учеными, покрыта сверху застывшими каплями превращенного в стекло расплавленного осадочного материала. Детальные исследования показали, что стекло частично проникло внутрь кости, как бы вплавившись в нее (рис. 9). Исследователи, которые находили подобные образцы в Абу-Хурейре (см. упомянутую новость), предполагают, что такое сплавление стекла с костью происходит при температуре выше 1500°C.

Рис. 9. Фрагмент кости с вплавленными в нее каплями расплавленного осадочного материала: а — микрофотография фрагмента размером 3,5 мм; b — тот же фрагмент под электронным микроскопом, желтый квадрат — область, определенная для детального исследования; с — выделенная область под электронным микроскопом с большим разрешением, цифрами обозначены зоны: 1 — нерасплавленный осадочный материал Ca–Al–Si-состава, без костного компонента; 2 и 3 — расплавленный осадок, смешанный с расплавленной костью (гидроксиапатит); 4 — обугленная кость; d — изображение (с), раскрашенное для наглядности. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Авторы статьи так описывают предполагаемую картину катастрофы в Телль-эль-Хаммаме. Во время взрыва на высоте около четырех километров над землей образовался огненный шар. Температура была такой, что весь город загорелся мгновенно, через несколько секунд на него обрушилась мощная ударная волна, уничтожившая все постройки, а людей и животных разорвало на куски. Мощность взрыва, по оценкам ученых, в тысячу раз превышала силу атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Примерно через минуту пламя и ударная волна достигли Иерихона, расположенного в 22 км к западу от Телль-эль-Хаммама. Кроме того, ученые предполагают, что мощный взрыв выбросил огромное количество соли Мертвого моря на бывшие когда-то плодородными земли, сделав их непригодными для земледелия. Археологические данные свидетельствуют о том, что после катастрофы город был частично восстановлен лишь спустя 600 лет, уже в железном веке.

Источник: Ted E. Bunch, Malcolm A. LeCompte, A. Victor Adedeji, James H. Wittke, T. David Burleigh, Robert E. Hermes, Charles Mooney, Dale Batchelor, Wendy S. Wolbach, Joel Kathan, Gunther Kletetschka, Mark C. L. Patterson, Edward C. Swindel, Timothy Witwer, George A. Howard, Siddhartha Mitra, Christopher R. Moore, Kurt Langworthy, James P. Kennett, Allen West & Phillip J. Silvia. A Tunguska sized airburst destroyed Tall el-Hammam a Middle Bronze Age city in the Jordan Valley near the Dead Sea / Scientific Reports. 2021. DOI: 10.1038/s41598-021-97778-3.

Владислав Стрекопытов