Tajemství Čebarkulského meteoritu

Patnáctého února 2013 se objevil na obloze v uralské oblasti Ruska zvláštní úkaz. Už první pohled naznačoval, že se jedná o velký pád tělesa atmosférou a že půjde o meteorit, jaký nemá v historii technické civilizace obdoby. Naposledy se něco podobného stalo také v Rusku – na Sibiři v oblasti řeky Podkamenná Tunguska. Podle ní je tato událost označována jako Tunguský fenomén.

Pád meteoritu se odehrál poblíž města Čeljabinsk za jasného rána. Oslnil svou září účastníky ranní dopravní špičky. Také je však vyděsil, protože po světelném úkazu se asi za minutu a půl dostavila tlaková vlna. Jak se meteorit brzdil o atmosféru, způsobil sérii explozí a výbuchů připomínajících kanonádu ze střelných zbraní. Lidé byli zvědaví, co se děje, nahrnuli se k oknům a sledovali kouřovou stopu po průletu tělesa. Neuvědomili si nebezpečí a když přišla tlaková vlna, zasypaly je střepy z rozbitých oken. Mnoho lidí bylo zraněno, nikdo ale naštěstí nezemřel.

Po dlouhé hodiny jsem – absolutně fascinován – sledoval na internetu záběry z amatérských kamer v autech, jež zaznamenaly průběh jevu a trajektorii objektu, který posléze skončil v Čebarkulském jezeře. Říkal jsem si, že taková událost přinese díky své jedinečnosti netušené poznatky. Proto jsem se rozhodl neprodleně vypravit k místu dopadu, abych mohl rozřešit několik záhad.

Cenný svědek z vesmíru

První záhadu představuje složení tělesa. Čebarkulský meteorit byl původně součástí planetky (asteroidu) s kamenným jádrem. Jádro vzniklo před miliardami let roztavením a následným ochlazením vnitřku asteroidu. Vnější slupka planetky byla pravděpodobně tvořena ledovou krustou. Kontaktem ledu se žhavým kamenným jádrem zřejmě vznikla voda v kapalném stavu. Voda se puklinami dostala hlouběji do jádra, kam mohla zavléci i různé organické molekuly.

Pokud tato fáze v historii planetky trvala delší dobu, lze si představit, že se na hranici kapalné vody a teplého jádra vyvinul jednoduchý život. Právě v tomto období se totiž podle teorie rodil život na Zemi, ale možná i na Marsu nebo na asteroidech podobných tomu, jehož část dopadla v Rusku. Uvnitř Čebarkulského meteoritu může tedy být svědectví o interakci kapalné vody s kamenným jádrem – nebo dokonce organické sloučeniny nezbytné pro vznik života.

Aby se však organické látky v meziplanetárním prostoru zachovaly, musí být účinně chráněny před nebezpečným ionizujícím zářením, které je ničí. Ochranu dokáže zajistit například silná vrstva kamenného materiálu. A takový objekt právě přistával před našimi zraky v Rusku!

Čebarkulský meteorit se kdysi nacházel hluboko uvnitř planetky. Poté se kus planetky oddělil (pravděpodobně kolizí s jiným asteroidem) a vznikl objekt, který nakonec přilétl do čeljabinské oblasti. Průměr meteoritu původně přesahoval 15 metrů. Jeho jádro bylo proto stále dostatečně chráněno před ionizujícím kosmickým zářením. Nakonec proniklo ledem a uvízlo hluboko v jílu Čebarkulského jezera. Protože byl povrch tělesa zahřátý, je možné, že se vytvořila sklovitá hmota, která vnitřek dosud chrání před kontaminací jezerní vodou.

Co prozradil kouř a led

Druhou záhadou je podivná kouřová stopa na obloze. Zpočátku byla úplně nenápadná. Jak se objekt nořil hlouběji do atmosféry, stopa mohutněla díky zvyšování hustoty vzduchu, který vytvářel stále větší překážku pro pohyb meteoritu. Když molekuly vzduchu narážely na povrch objektu, způsobovaly jeho zahřívání. Obrovská pohybová energie se přeměňovala na teplo a zvyšovala teplotu povrchu na hodnoty převyšující nejen jeho teplotu tání, ale i teplotu vypařování. Těleso veliké desítky metrů se tak při průchodu atmosférou zbavovalo méně soudržných fragmentů ze svého obalu.

Stopa ve vzduchu je zvláštní svou dvojitostí a symetrií. Meteorit provázely dvě hlavní kouřové stopy. Dvojitost na první pohled vnucuje myšlenku, že letěla dvě tělesa vedle sebe. Pozornější zkoumání však odhalí i jinou možnost. Kdyby šlo o dvojici objektů, charakter stopy by byl náhodný a stopa by se rozšiřovala v důsledku rostoucího tlaku mezi oběma tělesy. Z videí je ale zřejmé, že stopy jsou šroubovité – jedna levotočivá, druhá pravotočivá – a neoddalují se. Podobné protisměrné šroubovité proudění vyvolávají křídla letadla nebo jiné ploché předměty.

Z některých unikátních záznamů je navíc vidět, že po stejné dráze padalo několik fragmentů. Existují například záběry, na nichž velký zářící kus meteoritu dohání menší kousek před ním, až ho nakonec dožene.

Stopa na obloze mění v jednom okamžiku náhle svůj charakter a zužuje se. Právě v tento moment nastalo podle svědků největší zvýšení jasu a jakási nebeská exploze. Dvojitý šroubovitý charakter ale trvá i poté a naznačuje, že větší ze zářících těles je ploché. Tvoří tedy přírodní „křídlo“, které pokračuje v pohybu – ovšem mnohem pomaleji. Přeměňuje stále méně své pohybové energie na teplo, a proto vytváří i méně výraznou kouřovou stopu.

Jaká souhra náhod způsobila, že jádro meteoritu (poté co se zbavilo ochranného kamenného obalu) získalo aerodynamický plošný tvar? Náhlé zpomalení a výbuch v prostředku dráhy jsou vysvětlovány tak, že meteorit se zahřál a natolik zploštěl svou přední část, až těleso přestalo být aerodynamicky stabilní a převrátilo se. Takové „půlsalto“ vystavilo objekt obrovské ztrátě energie. Proto měl posléze menší a užší kouřovou stopu. Stopa se nakonec úplně ztratila, když těleso dostatečně zpomalilo, aby se jeho povrch přestal tavit a odpařovat. K tomu došlo 15 kilometrů nad povrchem, kde meteorit snížil rychlost na stále úžasných 4,3 kilometru za sekundu.

Další zajímavostí je přesně kruhový tvar kráteru v ledu na zamrzlém Čebarkulském jezeře. Kráter má průměr 8 metrů. Velikost meteoritu, který kráter vytvořil, byla však jen asi 0,5 metru. Jak takový ideální kruh vznikl? Podle našich výpočtů činila rychlost meteoritu při průlomu ledem stále ještě stovky metrů za sekundu. Když se objekt dotkl ledu, vybudil elastické vlny, jež se šířily do všech směrů rychlostí přibližně 3 500 metrů za sekundu. Vlny způsobily roztříštění ledu až do vzdálenosti 4 metrů.

Vědci na zamrzlém jezeře

Za všemi těmito tajemstvími jsem se vydal k jezeru Čebarkul, společně se svým studentem Ladislavem Nábělkem a specialistkou na mezikulturní vztahy Darjou Kawasumiovou. Naším cílem bylo lokalizovat pomocí magnetometru pozici tělesa, které se skrývá v sedimentu jezera. Dále nás zajímala tloušťka ledu, jeho narušení a struktura, měnící se hloubka dna v jezeře a povaha magnetických částic vyzvednutých ze dna.

Díky Darje jsme získali podporu Andreje Orlova, starosty blízkého města Čebarkul, a ruského vědce Sergeje Zacharova. Ten byl vedoucím vůbec prvního vědeckého týmu, který dorazil ke kráteru. Sergej přivedl i své studenty. Společně jsme vyráželi díry do ledu, vytyčili prostor k měření magnetického pole a odebírali vzorky. S Darjou a Láďou jsme vytvořili efektivní tým, který během krátké doby tří dnů zhotovil mapu jezerního dna a magnetických anomálií poblíž místa dopadu.

Překvapilo nás zjištění, že v okolí ledového kráteru je pouze stěží detekovatelná magnetická anomálie, zatímco jiná anomálie existuje skoro 30–40 metrů dál ve směru letu. Toto pozorování podpořilo měření georadarem – přístrojem na zaznamenávání struktur v hloubce, hlavně tvaru dna. Ve vzdálenosti asi 25 až 30 metrů od místa dopadu na led byl identifikován kráter v jezerních usazeninách. Je téměř 3–4 metry hluboký a leží na spojnici mezi otvorem v ledu a magnetickou anomálií, kterou jsme objevili.

Je známo, že meteorit dopadal pod úhlem asi 69 stupňů. Naše údaje však naznačují, že po proboření ledu prudce změnil úhel pohybu. Jak se to mohlo stát? Domníváme se, že zploštělý meteorit se dotkl ledu svou přední stranou v rychlosti asi 250 metrů za sekundu. V době, kdy do jezera začal vcházet i zadní konec, byl led už roztříštěný. Přední konec se odklonil od původní dráhy a když byl objekt již ponořen ve vodě, zpomalil se jeho pohyb směrem dolů. Díky svému zploštělému tvaru pak meteorit pokračoval pod vodou v ostrém úhlu zhruba 20 stupňů. Tak mohl vytvořit kráter na dně desítky metrů daleko od otvoru v ledu.

Vyzdvihnout a prozkoumat

Až bude meteorit vytažen z jezera, bude velmi zajímavé studovat jeho magnetickou historii. Pokud mohla někdejší planetka vytvořit podmínky vhodné pro primitivní život, je důležité vědět, zda byla vybavena magnetickým polem – podobným, jako má naše Země. Magnetické pole generované pohybem taveniny v jádře asteroidu by odchylovalo nebezpečný sluneční vítr od ledového povrchu a zvětšovalo by tím šance na vznik jednoduchého života.

Abychom získali použitelná magnetická data, je nutné Čebarkulský meteorit ochránit před magnetickou kontaminací. Během jeho vytahování na povrch by se k němu neměl přiblížit žádný magnet a neměl by přijít do kontaktu ani s žádnou velkou ocelovou strukturou. Vzorky z jádra meteoritu pak bude zkoumat speciální paleomagnetická laboratoř. Bude testovat, zda v sobě mají záznam dávného magnetického pole z doby, kdy bylo toto těleso součástí malé planetky.

Výzkum ještě zdaleka nekončí. Jaké jsou naše další plány? Starosta Čebarkulu Andrej Orlov je nám velice nápomocen a společně se radíme, jak meteorit nejlépe vyzdvihnout. Diskutujeme vhodné metody, aby se podařilo zachovat magnetický záznam i možné organické molekuly uvnitř objektu. Rádi bychom se účastnili jeho vyzvedávání; doufáme, že se uskuteční během několika měsíců. Rovněž chceme prozkoumat jezerní sedimenty pod vzdušnou drahou meteoritu.