I Sibirien 1908 kom en enorm explosion från ingenstans

Den här berättelsen är en del av BBC Earth ”s” Best of 2016-listan, våra största hits för året. Bläddra i hela listan.

Den 30 juni 1908 slet en explosion genom luften ovanför en avlägsen skog i Sibirien, nära Podkamennaya Tunguska-floden.

Det antas att eldkulan har varit 50-100 meter bred. Den tömde 2000 kvadratkilometer av taigaskogen i området och plattade cirka 80 miljoner träd.

Jorden darrade. Fönstren krossade i närmaste stad över 60 km bort. Invånarna där kände till och med värmen från sprängningen, och en del blåste av fötterna.

Kraschen följdes av ett ljud som stenar som faller från himlen eller av vapen som skjuter

Lyckligtvis var området där denna massiva explosion inträffade gles bebodd. Det fanns ingen officiella rapporter om människoliv, t även om en lokal rådjur dog enligt uppgift efter att han kastades in i ett träd från sprängningen. Hundratals renar reducerades också till förkolnade slaktkroppar.

Ett ögonvittnesberättelse sa att ”himlen delades i två och högt över skogen verkade hela norra delen av himlen täckt av eld …

”I det ögonblicket hördes ett knäpp på himlen och en kraftig krasch … Kraschen följdes av ett ljud som stenar som föll från himlen eller av skjutvapen.”

Denna ”Tunguska händelse ”förblir den mäktigaste av sitt slag som registrerats i historien – den producerade ungefär 185 gånger mer energi än atombomben i Hiroshima (med vissa uppskattningar som kom ännu högre). Seismiska dån observerades till och med så långt bort som Storbritannien. >

Och ändå ställer forskare över hundra år senare fortfarande frågor om vad som exakt ägde rum den ödesdigra dagen. Många är övertygade om att det var en asteroid eller en komet som var ansvarig för sprängningen. Men mycket få spår av detta stora utomjordiska objekt har någonsin hittats, vilket öppnar vägen för mer underliga förklaringar för explosion.

Tunguska-regionen i Sibirien är en avlägsen plats med ett dramatiskt klimat. Det har en lång fientlig vinter och en mycket kort sommar, när marken förvandlas till en lerig obeboelig träsk. Detta gör området extremt svårt att komma till.

När explosionen hände, vågade ingen till platsen för att undersöka. Detta berodde delvis på att de ryska myndigheterna var mer angelägna än att berätta om vetenskaplig nyfikenhet, säger Natalia Artemieva från Planetary Science Institute i Tucson, Arizona.

Han fann ett stort område med platta träd, som sprider sig cirka 50 km bredt

Politisk strid i landet växte – första världskriget och den ryska revolutionen var bara några få år borta. ”Det fanns bara några publikationer i lokala tidningar, inte ens i Sankt Petersburg eller Moskva”, säger hon.

Det var bara några decennier senare, 1927, som ett ryskt team ledt av Leonid Kulik äntligen gjorde en resa till området. Han hade snubblat över en beskrivning av händelsen sex år tidigare och övertygade ryska myndigheter om att en resa skulle vara värdefull. När han kom dit var skadorna omedelbart uppenbara, nästan 20 år efter explosionen.

Han hittade ett stort område av tillplattade träd, som spred sig cirka 50 km breda i en konstig fjärilsform. Han föreslog att en utomjordisk meteor exploderade i atmosfären.

Det förbryllade honom att det inte fanns någon slagkrater eller i själva verket några meteoriska rester alls. För att förklara detta föreslog han att den träskiga marken var för mjuk för att bevara det som drabbade den och att eventuellt skräp från kollisionen hade begravts.

Kulik hoppades fortfarande att han kunde avslöja resterna, som han skrev i hans slutsatser från 1938. ”Vi kan förvänta oss att på ett djup av knappt mindre än 25 meter stöta på krossade massor av detta nickeljärn, av vilka enskilda bitar kan ha en vikt på ett eller två hundra ton.”

Några föreslog att Tunguska-händelsen kunde ha varit resultatet av att materia och antimaterie kolliderade

Ryska forskare sa senare att det var en komet, inte en meteor som orsakade skadan. Kometer består till stor del av is – inte sten, som meteoriter – så frånvaron av främmande bergfragment skulle vara mer meningsfullt på detta sätt. Isen skulle ha börjat avdunsta när den kom in i jordens atmosfär och fortsätta att göra det när den träffade marken.

Men det var inte slutet på debatten. Eftersom explosionens exakta identitet. var oklart, konstiga alternativa teorier började snart dyka upp.

Några föreslog att Tunguska-händelsen kunde ha varit ett resultat av att materia och antimateria kolliderade. När detta händer förintar partiklarna och avger intensiva energispar. p>

Ett annat förslag var att en kärnkraftsexplosion orsakade explosionen.Ett ännu mer outlandish förslag var att ett främmande rymdskepp kraschade på platsen på jakt efter färskvattnet i Bajkalsjön.

Som du förväntar dig, fastnade ingen av dessa teorier. I en expedition 1958 till platsen upptäckte forskare små rester av silikat och magnetit i jorden.

Ytterligare analys visade att de hade högt nickel, en känd egenskap hos meteorisk sten. Meteorförklaringen såg ju rätt ut – och K. Florensky, författare till en rapport från 1963 om händelsen, var angelägen om att vila de mer fantastiska teorierna till vila:

De var mer intresserade av större asteroider som kan orsaka globala utrotningar

”Även om jag är medveten om fördelarna med sensationell publicitet när det gäller att fästa allmänhetens uppmärksamhet på en problem bör det betonas att ohälsosamt intresse som väckts till följd av förvrängda fakta och felinformation aldrig bör användas som en grund för att främja vetenskaplig kunskap. ”

Men det hindrade inte andra att komma med ens mer fantasifulla idéer. 1973 publicerades ett papper i den ansedda tidskriften Nature, vilket tyder på att ett svart hål kolliderade med jorden för att orsaka explosionen. Detta ifrågasattes snabbt av andra.

Artemieva säger att sådana idéer helt enkelt är en biprodukt av mänsklig psykologi. ”Människor som gillar hemligheter och” teorier ”lyssnar vanligtvis inte på forskare”, säger hon. En enorm explosion i kombination med brist på kosmiska rester är mogen för denna typ av spekulationer.

Men hon säger också att forskare måste ta ett visst ansvar, för de tog så lång tid att analysera explosionsplatsen. De var mer bekymrade över större asteroider som kan orsaka globala utrotningar, precis som Chicxulub-asteroiden gjorde. Det utplånade de flesta av dinosaurierna för 66 miljoner år sedan.

År 2013 stoppade ett lag mycket av spekulationerna från tidigare decennier. Leds av Victor Kvasnytsya från National Academy of Sciences i Ukraina, analyserade forskarna mikroskopiska prover av stenar som samlades från explosionsplatsen 1978. Bergarna hade ett meteoriskt ursprung. Avgörande var att fragmenten de analyserade återhämtades från ett lager av torv som går tillbaka till 1908.

Olika gravitationsinteraktioner kan göra att deras omlopp blir mer dramatiskt

Resterna hade spår av ett kolmineral kallat lonsdaleite, som har en kristallstruktur nästan som diamant. Detta speciella mineral är känt för att bildas när en grafitinnehållande struktur, såsom en meteor, kraschar in i jorden.

”Vår studie av prover från Tunguska, liksom forskning av många andra författare avslöjar meteoritursprung från Tunguska-händelse, säger Kvasnytsya. ”Vi tror att inget paranormalt hände i Tunguska.”

Det största problemet, säger han, är att forskare hade spenderat för mycket tid på att leta efter stora stenbitar. ”Det som var nödvändigt var att leta efter mycket små partiklar”, som de som hans team studerade.

Men det är ingen definitiv slutsats. Meteorduschar förekommer ofta. Många små kan därför strö sina rester på jorden obemärkt. Prover med meteoriskt ursprung kan antagligen komma från en av dessa. Vissa forskare ifrågasätter också att den torv som samlats in är från 1908.

Även Artemieva säger att hon behöver revidera sina modeller för att förstå den totala frånvaron av meteoriter i Tunguska.

Fortfarande, i linje med Leonid Kuliks tidiga observationer, kvarstår idag det breda samförståndet att Tunguska-händelsen orsakades av en stor kosmisk kropp, som en asteroid eller komet, som kolliderade med jordens atmosfär.

De flesta asteroider har ganska stabila banor, varav många finns i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter. Men ”olika gravitationsinteraktioner kan få dem att ändra sin bana mer dramatiskt”, säger Gareth Collins från Imperial College London, Storbritannien.

Ibland kan dessa steniga kroppar gå över i jordens omlopp som kan sätta dem på en kollisionskurs med oss. Vid den tidpunkt då man går in i vår atmosfär och börjar fragmentera, är den känd som en meteor.

Det som gjorde Tunguska-händelsen så dramatisk var att det var ett extremt sällsynt fall av vad forskare kallar en ”megaton” -händelse – eftersom den emitterade energin var cirka 10-15 megaton TNT, även om ännu högre uppskattningar har också föreslagits.

Det är också därför Tunguska-händelsen har varit svår att förstå. Det är den enda händelsen i den omfattningen som har hänt i den senaste historien. ”Det begränsar vår förståelse,” säger Collins.

Artemieva säger nu att det finns tydliga etapper som ägde rum, som hon har skisserat i en recension som ska publiceras i den årliga översynen av jord- och planetvetenskap under andra halvan av 2016.

De flesta tror att de kommer i valfångst från rymden och lämnar en krater

Först gick den kosmiska kroppen in i vår atmosfär vid 15-9 km / s.

Lyckligtvis är vår atmosfär bra för att skydda oss. ”Det kommer att bryta isär en sten som är mindre än en fotbollsplan över”, förklarar NASA-forskare Bill Cooke, som leder NASA: s Meteoroid Environment Office. stora röka sten på marken. Sanningen är snarare tvärtom. ”

Atmosfären kommer i allmänhet att bryta stenar upp några kilometer över jordens yta och producera en enstaka dusch av mindre stenar som, när de träffar marken, blir kalla.

När det gäller Tunguska måste den inkommande meteorn ha varit extremt ömtålig, eller explosionen så intensiv att den utplånade alla sina rester 8-10 km över jorden.

Denna process förklarar händelsens andra etapp . Atmosfären förångade objektet i små bitar, samtidigt som intensiv kinetisk energi också förvandlade dem till värme.

”Processen liknar en kemisk explosion. Vid konventionella explosioner omvandlas kemisk eller kärnenergi till värme”, säger Artemieva.

Den intensiva värmen resulterade i chockvågor som kändes i hundratals kilometer

Med andra ord förvandlades alla rester från vad som än kom in i jordens atmosfär till kosmiskt damm under processen.

Om händelserna utvecklades på detta sätt förklarar det bristen på stora bitar kosmiskt material på platsen. ”Det är väldigt svårt att hitta en millimeterstor korn i ett stort område. Det är nödvändigt att söka i torven ”, säger Kvasnytsya.

När objektet kom in i vår atmosfär och bröt isär, resulterade den intensiva värmen i chockvågor som kändes i hundratals kilometer. När denna luftburst sedan träffade marken plattade alla träden i närheten.

Artemieva föreslår att en enorm plym härrör från upproret, som sedan följdes av ett moln, ”tusentals kilometer i diameter”.

Men Tunguskas berättelse är inte över. Redan nu har vissa andra forskare föreslagit att vi saknat en uppenbar ledtråd för att förklara händelsen.

2007 föreslog ett italienskt team att en sjö 8 km nordväst om explosionen Epicentret kan vara en inslagskrater. Chekosjön, säger de, fanns inte på några kartor före evenemanget.

Luca Gasperini vid universitetet i Bologna i Italien, reste till sjön i slutet av 1990-talet och säger att det är svårt att förklara sjöns ursprung på något annat sätt. ”Nu är vi säkra på att den bildades efter kollisionen, inte från Tunguskas huvudkropp utan av ett fragment av asteroiden som bevarades av explosionen. ”

Alla” gåtfulla ”objekt längst ner i sjön kan enkelt återställas med minimala ansträngningar

Gasperini tror bestämt att en stor bit asteroid ligger 33 meter (10 meter) under botten av sjön, begravd i sediment. ”Det skulle vara mycket lätt för ryssar att komma dit och borra ,” han säger. Trots hård kritik av teorin hoppas han fortfarande att någon kommer att skura sjön efter rester av meteoriskt ursprung.

Att Cheko-sjön är en inslagskrater är ingen populär idé. Det är bara en annan ”kvasi-teori” säger Artemieva. ”Alla” gåtfulla ”föremål längst ner i sjön kan lätt återvinnas med minimala ansträngningar – sjön är inte djup,” säger hon. Collins håller inte med Gasperinis idé.

År 2008 publicerade han och kollegor en motbevisning mot teorin och sade att ”opåverkade mogna träd” låg nära sjön, vilket skulle ha utplånats om en stor en bit sten hade fallit i närheten.

Oavsett detaljer känns fortfarande inflytandet från Tunguska-händelsen. Forskningsdokument om ämnet fortsätter att publiceras.

Idag astronomer kika också in i himlen med kraftfulla teleskop för att leta efter tecken på att stenar med potential att orsaka en liknande händelse är på väg mot oss och för att bedöma risken att de utgör.

När en händelse av Tunguska-typ inträffar igen är den överväldigande sannolikheten att den inte kommer att ske nära människans befolkning

2013 i Chelyabinsk, Ryssland , en relativt liten meteor runt 62ft (19m) bred skapade synliga störningar. Detta förvånade forskare som Collins. Hans modeller hade förutspått att det inte skulle orsaka som mycket skada som det gjorde.

”Det som är utmanande är att denna process av asteroiden som stör i atmosfären, retarderar, avdunstar och överför sin energi till luften är en mycket komplicerad process. Vi skulle vilja förstå det mer, för att bättre förutsäga konsekvenserna av dessa händelser i framtiden.”

Meteorer i storleken i Chelyabinsk antogs tidigare inträffa ungefär vart 100: e år, medan händelser i Tunguska-storlek hade förutspåtts inträffa en gång i årtusendet. Denna siffra har sedan dess reviderats. 10 gånger oftare, säger Collins, medan effekterna av Tunguskastil kan uppstå så ofta som 100-200 år.

Tyvärr är och kommer vi att försvara mot liknande händelser, säger Kvasnytsya. Om en annan explosion som Tunguska-evenemanget ägde rum ovanför en befolkad stad, det skulle orsaka tusentals om inte miljoner olyckor, beroende på var det drabbade.

Men det är inte alla dåliga nyheter. Sannolikheten för att det händer är extremt liten, säger Collins, särskilt med tanke på den enorma ytan på jorden som är täckt av vatten. ”När en händelse av Tunguska-typ händer igen är den överväldigande sannolikheten att den inte kommer att inträffa i närheten av mänsklig befolkning.”

Vi kanske aldrig ta reda på om Tunguska-händelsen orsakades av en meteor eller komet, men på ett sätt som inte spelar någon roll. Antingen kunde ha resulterat i den intensiva kosmiska störningen, som vi fortfarande pratar om över ett sekel senare.

Melissa Hogenboom är BBC Earths spelförfattare. Hon är @melissasuzanneh på Twitter.

Gå med i över fem miljoner BBC Earth-fans genom att gilla oss på Facebook, eller följ oss på Twitter och Instagram.

Om du gillade den här berättelsen kan du registrera dig för det veckovisa bbc.com-nyhetsbrevet ”If You Läs bara 6 saker den här veckan ”. Ett handplockat urval av berättelser från BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel och Autos, som levereras till din inkorg varje fredag.