Francis en ¡Eureka!: Tres posibles fragmentos del bólido de Tunguska

Dibujo20130504 Tunguska rocks - fragments meteorite or comet

El audio de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, de Onda Cero Radio, ya está disponible. Sigue este enlace para escucharlo. Como siempre, una transcripción escrita con imágenes y enlaces a los artículos técnicos.

El evento de Tunguska ocurrió a las 7:17 de la mañana (hora local) del 30 de junio de 1908 en una región apartada de Siberia cerca del río ruso Tunguska. Hay muchas teorías que tratan de explicar lo que ocurrió, pero ¿cuál es la teoría más aceptada por la ciencia actual? Se cree que el evento de Tunguska fue causado por un meteoro que se quemó en la atmósfera terrestre de entre 50 y 80 metros de diámetro, que entró en la atmósfera a unos 20 km/s y con una inclinación entre 30 y 45 grados respecto a la horizontal. Lo más probable es que fuera un trozo de un cometa con una densidad similar a la del cometa Halley (unos 0,6 g/cm³), que quizás contuviera un núcleo rocoso más pequeño. La explosión ocurrió a entre 8 y 10 km de altura liberando una onda de choque que provocó grandes daños en un área de unos 2.000 kilómetros cuadrados (como la provincia más pequeña de España, Guipúzcoa). La explosión fue detectada por numerosas estaciones sismológicas de la época y por una estación barométrica (que mide la presión atmosférica) en el Reino Unido. Incendió y derribó cientos de miles árboles. La Primera Guerra Mundial y la Revolución Rusa de 1917 retrasaron la primera expedición científica de la Academia Soviética de Ciencias hasta 1921 (durante el gobierno de Lenin) dirigida por Vernadsky y Kulik que pretendía encontrar nuevos meteoritos para la colección de la Academia de Ciencias de Rusia. La expedición no alcanzó el epicentro y se repitió en 1927. Allí observaron árboles que estaban de pie, pero sin ramas ni hojas, a modo de postes de teléfono. Se cree que les podó la onda de choque expansiva de la explosión en la atmósfera. Sin embargo, nunca se encontraron meteoritos o fragmentos del supuesto meteoro, ni tampoco un cráter de impacto provocado por el mismo.

Esta semana ha sido noticia la publicación de tres meteoritos encontrados en la zona de Tunguska que podrían ser fragmentos del bólido. ¿Qué se sabe sobre estos nuevos meteoritos?Andrei E. Zlobin (del Museo Geológico del Estado de Vernadsky, de la Academia Rusa de Ciencias, en Moscú) publica en un famoso servidor por internet de artículos científicos llamado ArXiv que encontró en 1988 tres rocas similares a meteoritos que presentan rastros de fusión térmica y que podrían ser fragmentos del meteoro de Tunguska. La misión de Zlobin en la expedición a Tunguska de 1988 era estudiar el efecto del calor generado en la explosión del bólido en la corteza del tronco y de las ramas de los árboles de la región. Su estudio estimó que el pulso de calor en en los árboles fue entre 13 y 30 J/cm², capaz de quemar la corteza, pero no de fundir las piedras en el suelo. En la expedición se hicieron decenas de agujeros en la turba del suelo para buscar rocas fundidas. Entre el 24 y el 26 de julio de 1988, acamparon cerca de la orilla del río Khushmo y Zlobin, a título personal, buscó meteoritos en la zona de aguas poco profundas cerca de la orilla del río. Recogió más de 100 rocas con un peso total de 1,5 kg que fueron llevadas a Moscú. Entre esas rocas se han encontrado los nuevos tres meteoritos.

El nuevo artículo técnico es Andrei E. Zlobin, “Discovery of probably Tunguska meteorites at the bottom of Khushmo river’s shoal,” arXiv:1304.8070, 29 Apr 2013. Yo destacaría un artículo anterior que estudió las propiedades térmicas del impacto es Andrei E. Zlobin, “Quasi Three-dimensional Modeling of Tunguska Comet Impact (1908),” Planetary Defense Conference held on March 5-8, George Washington University, 2007 [pdf gratis].

Dibujo20130504 tunguska rocks - dental crown - whale

Si los fragmentos se encontraron en 1988, ¿por qué se ha tardado tanto tiempo en publicar su descubrimiento? Tras la expedición, Zlobin se centró en su trabajo, el estudio teórico y experimental de los procesos térmicos en los árboles, así como en el modelado matemáticos del impacto de la onda de choque. Publicó sus resultados en revistas científicas hasta 2007. Sus modelos del impacto indicaban que pequeños fragmentos del bólido de Tunguska se pudieron dispersar muy lejos del epicentro. Por ello, en 2008, Zlobin decidió estudiar su colección de rocas con signos de fusión por calor recogidas de río Khushmo. Gracias a ello ha determinado que tres de ellas, bautizadas como “corona dental”, “ballena” y “barco”, de 25, 29 y 21 mm de diámetro, con pesos de 1,6, 10,4 y 2,3 gramos, respectivamente, muestras señales que apuntan a un origen común y por ello en su opinión podrían ser fragmentos del bólido de Tunguska. Estos rocas presentan regmagliptos (depresiones que parecen hechas con un dedo). La roca “corona dental” presenta señales de una solidificación diferencial, es decir, el calor por un lado convexo parece que fue mayor que por el lado cóncavo, lo que apunta a su fusión y deformación plástica durante la fuerte onda expansiva de la explosión. En concreto, Zlobin estima un pulso de calor de 280 y 420 J/cm², compatible con la hipótesis de la explosión de un bólido hipersónico en la atmósfera.

¿Se puede afirmar con seguridad que se trata de fragmentos del bólido o aún quedan dudas? El trabajo de Zlobin se ha publicado esta semana y ha generado muchas dudas entre los expertos. Se requiere un análisis geoquímico de las piedras. Zlobin no es un experto en meteoritos, sino en fenómenos térmicos relacionados con la solidificación, por lo que su análisis ha de ser cogido con alfileres. Como no se han encontrado más fragmentos, Zlobin cree que el bólido de Tunguska podría ser un cometa o trozo de cometa de unos 80 metros de diámetro con una densidad de unos 0,6 g/cm³, similar a la densidad del cometa Halley, con un núcleo rocoso del que salieron las rocas fundidas que encontró en 1988. Pero por ahora hay más dudas que certezas en relación al nuevo hallazgo.

Dibujo20130504 Lake Cheko bathymetric map and location of sediment-core TG-22 collected during the Tunguska 1999 expedition

La existencia o no de un cráter de impacto es clave para resolver el enigma de Tunguska. En diciembre de 2007, unos científicos italianos afirmaron que el lago Cheko, a 5 km del epicentro de la explosión, podría ser el crácter de impacto de un fragmento de 10 metros del bólido de Tunguska, ¿Hay nuevas noticias al respecto? La expedición italiana de Luca Gasperini (de la Universidad de Bolonia, Italia) y sus colegas viajó a la zona en 1999 y anunció en 2007 que el lago Cheko, de unos 50 metros de profundidad, unos 700 metros de largo y unos 360 metros de ancho, podría ser el cráter de impacto de un fragmento de unos 10 metros de diámetro del bólido de Tunguska. Se observaron anomalías sismológicas en el fondo del lago y no había testimonios ni mapas que avalen la existencia de este lago con anterioridad a 1908. Se conocen más de 170 cráteres de impacto en la Tierra y contradicen esta hipótesis. Si el lago Cheko fuera un cráter de impacto sería muy anómalo. Estos cráteres suelen estar acompañados por otros cráteres más pequeños (que no se observan en el lago Cheko); tampoco se han encontrado meteoritos en los alrededores del lago, como cabría esperar;  debería ser circular y no elíptico (tiene un factor de aspecto 4/3). Además,  hay fotografías aéreas del lago Cheko de 1938 que muestran árboles en la orilla, algo imposible si hubiera sido resultado de un impacto tan violento. Además, estudios de los sedimentos del lago apuntan a una edad entre 5.000 y 10.000 años. Por todo ello podemos descartar que el lago Cheko sea un cráter de impacto.

El artículo técnico es L. Gasperini et al., “A possible impact crater for the 1908 Tunguska Event,” Terra Nova 19: 245–251, Aug 2007 [pdf gratis]. Más información en Luca Gasperini et al., “Sediments from Lake Cheko (Siberia), a possible impact crater for the 1908 Tunguska Event,” Terra Nova 21: 489–494, Dec 2009 [pdf gratis]. Las dudas sobre que sea un cráter de impacto partieron del trabajo de G. S. Collins et al., “Evidence that Lake Cheko is not an impact crater,” Comment article, Terra Nova 20, 165–168, 2008 [pdf gratis].

Dibujo20130504 3-D model of the lake bottom and surrounding - location of core TG-22 with chirp-sonar seismic profile

En resumen, ¿cuál es la hipótesis más razonable desde el punto de vista científico? A día de hoy, lo más razonable es que el bólido era un trozo de un cometa similar al cometa Halley en composición y propiedades. La ablación a entre 5 y 8 km de altura no dejó rastros en forma de meteoritos y/o cráteres de impacto, y todos los daños fueron debidos la onda de choque de la explosión.

Más información sobre el evento de Tunguska en Christopher F. Chyba et al., “The 1908 Tunguska explosion: atmospheric disruption of a stony asteroid,” Nature 361: 40-44, Jan 1993 [copia gratis]; M. C. Kelley, C. E. Seyler, M. F. Larsen, “Two-dimensional turbulence, space shuttle plume transport in the thermosphere, and a possible relation to the Great Siberian Impact Event,” Geophysical Research Letters 36: L14103, Jul 2009; Adrian L. Melott et al., “Cometary airbursts and atmospheric chemistry: Tunguska and a candidate Younger Dryas event,” Geology 38: 355-358, 2009; R.P. Turco et al., “An analysis of the physical, chemical, optical, and historical impacts of the 1908 Tunguska meteor fall,” Icarus 50: 1–52, Apr 1982.

Lo dicho, sigue este enlace para escuchar el audio, si aún no lo has disfrutado.

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