Американские ученые обнаружили неожиданные следы ядерного взрыва, оставшиеся в окрестностях Хиросимы. Они нашли микроскопические фрагменты стекла, в которые спеклись пыль и обломки разрушенных катастрофой городских сооружений. «Лента.ру» рассказывает об исследовании, опубликованном в журнале Anthropocene.
В 2015 году бывший геолог и морской эколог Марио Ванье (Mario Wannier) изучал образцы песка, собранного на пляже японского полуострова Мотоуджина, в шести километрах от эпицентра ядерного взрыва в Хиросиме. Исследователь искал следы раковинных микроскопических организмов — фораминифер, и нашел странные стеклянные частицы округлой, аэродинамической формы. 2,5 процента всего песка в окрестностях Хиросимы состояли из этих частиц, которые обычно образуются и выбрасываются в атмосферу при метеоритных ударах.
Ванье собрал около 10 тысяч образцов стеклянных шариков разной формы и размеров и передал их специалистам Калифорнийского университета в Беркли, которые исследовали их с помощью электронной микроскопии и рентгенографии. В результате выяснилось, что частицы, вероятно, являются первым задокументированным свидетельством выпадения материала в результате ядерного взрыва в городской среде. Они также позволяют понять, что произошло с городом в первые секунды взрыва, когда огромная масса материала, из которого состояли здания и другие сооружения, практически испарилась.
Всегда стоит рассматривать альтернативные версии, чтобы исключить все другие возможности. Известны различные источники выпадения подобных осадков, в том числе фейерверки, промышленные загрязнители, извержения вулканов и падение небесных тел. Фрагменты расплавленных пород, выбрасываемых на огромные расстояния, могут быть кристаллическими и стекловидными. В случае падения метеорита такие частицы, называемые импактитами и тектитами, представляют собой расплавы горной породы субмиллиметрового или сантиметрового размера.
В ходе исследования специалисты изучили частицы с помощью оптических микроскопов, сканирующих электронных микроскопов и синхротронной рентгеновской дифракции. Они проверили другие гипотезы происхождения гранул, сравнив их с микрометеоритами (в том числе расплавленными — космическими сферулами), продуктами от вхождения небесных тел в атмосферу, микротектитами, вулканическими стеклами, остатками от фейерверков, промышленным расплавленным мусором и частицами мусора от ядерного взрыва.
Тот факт, что стеклянное покрытие было характерно для всех типов найденных расплавленных частиц, указывал на их общее происхождение в результате крупного катастрофического события. Химический состав, характеризующийся высоким уровнем кальция, не был свойственен местным породам, а температура его формирования должна была достигать, как следовало из фазовых диаграмм, более 1800-2000 градусов Цельсия. Другим условием их появления являлась турбулентная атмосфера с большими локальными вариациями в температуре. Глубина залегания, составляющая не более 10 сантиметров, говорила о сравнительно недавнем происхождении частиц.
Что касается возможных источников осадков, то найденные частицы могли бы быть микрометеоритами (это частицы размером от микрометра до миллиметра, оставшиеся от комет или астероидов, вошедших в атмосферу Земли). Некоторые фрагменты расплавляются и превращаются в стеклянные шарики, другие сохраняют первоначальный минеральный состав. По своей форме многие образующиеся в таких условиях частицы напоминают те, что находятся на пляжах Хиросимы. Однако отсутствие в последних минерала оливина и магния, характерных для микрометеоритов, а также ограниченное географическое распределение опровергают версию о космическом происхождении.
Еще один вероятный природный источник — молнии во время вулканических извержений. Однако Хиросима находится в одном из наименее подверженных вулканической активности мест в Японии. За всю известную историю здесь ни разу не выпадал пепел. Ближайшие вулканы, один из которых находится на расстоянии 80 километров, признаны бездействующими. Кроме того, некоторые типы выпавших осадков не наблюдаются при извержениях. Поэтому ученые пришли к выводу, что стеклянные частицы имеют антропогенное происхождение.
Остаются три возможных сценария — фейерверки, промышленные выбросы и ядерный взрыв. Фестиваль фейерверков проводится в Хиросиме каждый год в июле, в километре от полуострова. Высокая температура при взрыве ракет может приводить к появлению стеклянных шариков, однако в этом случае они очень мелкие, а химический состав сильно зависит от химического состава изначального вещества. Согласно выводам ученых, происхождение большинства частиц, найденных в песке, не связано с фейерверками. Аналогично и все разнообразие осадков не объясняется загрязнением промышленного происхождения.
По словам исследователей, 6 августа 1945 года, когда взорвалась атомная бомба «Малыш», бесчисленные фрагменты стали и бетона под воздействием ударной волны и восходящих потоков поднялись в воздух, в «шляпку» ядерного гриба на высоте 15 километров, где начали сплавляться при невероятно высокой температуре — около двух тысяч градусов Цельсия, образуя мелкие стеклянные бусины. Эти образования, прозванные хиросимитами, затем падали на землю в виде осадков. Их стекловидные аналоги — тринититы — ранее находили на полигоне ядерных испытаний Тринити (Нью-Мексико). Изначально считалось, что тринититы формировались у земли, однако дальнейшие исследования показали, что они выпадали в виде дождя.
Масса всех частиц (две-три тысячи тонн) составляет менее одного процента городского материала, уничтоженного атомной бомбой. Остальная часть, включая 300 тысяч тонн горючего материала, стала топливом для огненной бури, уничтожившей 10 квадратных километров города. В результате взрыва образовалось 15 тысяч тонн пыли, ставшей частью облака, объем которого всего за 15 минут достиг 675 кубических километров. Источником стеклянных частиц стали фрагменты бетона, мрамора, известняка, кирпича и черепицы.
Ученые считают, что это объяснение наиболее точно соответствует характеристикам стеклянных частиц — их уникальной микроструктуре, экстремальной температуре формирования и огромной общей массе, оцениваемой в тысячи тонн и смешанной с обычным песком на пляжах Хиросимского залива. Удивительно то, что никто не обнаруживал их раньше, хотя японские ученые анализировали почву и песок на предмет радиоактивного загрязнения в течение нескольких дней после взрыва атомной бомбы.
Исследователи полагают, что люди просто не обращали внимания на эти частицы. В то время усилия спасателей, врачей и ученых были направлены на то, чтобы помочь людям, пострадавшим от катастрофы, и изучать последствия радиации. В таких условиях люди не задавали себе вопрос, что произошло с испарившимся городом.