编者注：这篇文章最初刊登在2008年6月的《大众科学》杂志上。
1908年6月30日，早上7点14分，西伯利亚中部——当地农民谢苗·谢苗诺夫看到“天空一分为二。火出现在森林上方高而宽的地方……从……火所在的地方，传来强烈的热量……然后天空闭合，发出强烈的砰砰声，我被抛出几码远……之后传来这样的声音，仿佛……大炮在发射，大地在震动……”
这是对科学家们所称的通古斯事件的最接近目击者之一的令人痛心的证词，这是现代人类历史上发生在地球上的最大宇宙物体撞击事件。谢苗诺夫在距离爆炸中心约65公里（40英里）的地方经历了熊熊大火，但爆炸的影响也蔓延到北欧和中亚地区。有些人看到地平线上出现巨大的银色云彩和绚丽多彩的日落，而另一些人则目睹了夜空中发光的景象——例如，伦敦人可以在没有人工照明的情况下，在午夜清楚地阅读报纸。地球物理观测站将他们记录到的异常地震波和压力波的来源定位在西伯利亚的一个偏远地区。震中位于波德卡缅纳亚通古斯河附近，这是一片无人居住的沼泽针叶林地区，一年中有八到九个月处于冰冻状态。
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自通古斯事件以来，科学家和业余爱好者都在思考是什么原因造成的。虽然大多数观察者普遍认为某种宇宙物体，无论是小行星还是彗星，在西伯利亚上空爆炸，但还没有人找到该物体的碎片或受影响地区的任何撞击坑。谜团仍然没有解开，但我们的研究团队，只是在不断搜索该地区的众多调查人员中的最新一员，可能正在接近一项发现，这将改变我们对那个命运之晨发生的事情的理解。
对通古斯事件的研究非常重要，因为过去与地外物体的碰撞对地球的演化产生了重大影响。例如，大约44亿年前，一个火星大小的行星似乎撞击了我们年轻的星球，抛出了足够的碎片来形成我们的月球。而一次大的撞击可能导致了6500万年前恐龙的灭绝。即使在今天，宇宙撞击仍然很明显。1994年7月，几个天文观测站记录了一颗彗星在木星上的壮观撞击。就在去年9月，秘鲁村民惊恐地看到一个天体划过天空，并以巨大的轰鸣声降落在不远的地方，留下一个4.5米深，13米宽的巨大坑。
通过卫星观测大气中的流星“耀斑”（“流星”）和记录地球表面宇宙撞击的声学数据，西蒙安大略大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的彼得·布朗和他的同事们估计了较小撞击的频率。研究人员还将他们的发现推断到更大但更罕见的事件，如通古斯事件。通古斯式小行星碰撞的平均频率在200年一次到1000年一次之间。因此，在我们一生中发生类似的撞击并非不可能。幸运的是，通古斯撞击发生在地球上一个无人居住的角落。如果类似的事情在纽约市上空爆炸，整个大都市区将被夷为平地。了解通古斯事件可以帮助我们为这样的可能性做好准备，甚至可以采取措施完全避免它的发生。
我们准备自己的第一步是确定影响西伯利亚的宇宙物体是小行星还是彗星。虽然这两种情况的后果大致相当，但一个重要的区别是，太阳系中在返回之前在长周期轨道上远离太阳运行的物体，如彗星，会以比近轨道（短周期）物体（如小行星）大得多的速度撞击地球。因此，比小行星小得多的彗星在这样的碰撞中可能会释放相同的动能。而且，观察者在长周期物体进入太阳系内部之前更难检测到它们。此外，与小行星相比，此类物体穿过地球轨道的概率较低。由于这些原因，迄今为止，已确认的彗星撞击地球的事件尚不为人所知。因此，如果通古斯事件实际上是由彗星引起的，那么它将是一次独特的事件，而不是一个已知现象的重要案例研究。另一方面，如果那年六月早上有一颗小行星在西伯利亚上空爆炸，为什么还没有人找到碎片呢？
第一次探险
通古斯事件的持久谜团部分可以追溯到西伯利亚中部的极端物理隔离以及20世纪初在俄罗斯肆虐的政治动荡时期，当时沙皇帝国垮台，苏联兴起。这两个因素使科学考察推迟了近20年。直到1927年，由俄罗斯科学院的陨石专家列昂尼德·库里克率领的探险队才到达通古斯遗址。当库里克到达现场时，他面对的是一些几乎令人难以置信的景象。令人惊讶的是，爆炸夷平了数百万棵树木，形成了一个覆盖2000多平方公里（775平方英里）的宽阔的蝴蝶形地带。此外，树干呈放射状向外延伸，从一个中心区域延伸数公里，该区域仍残留着一排“电线杆”，即部分燃烧的树桩。库里克将这片遭受破坏的景观解释为铁陨石撞击的后果。然后，他开始寻找由此产生的陨石坑或陨石碎片。
库里克在1920年代后期和1930年代又带领了三次通古斯地区探险队，随后又有几次探险队，但没有人找到明确的撞击坑或任何撞击该区域的物体的碎片。现场缺乏证据导致了各种解释性假设。例如，在1946年，科幻小说作家亚历山大·卡赞采夫通过假设一个外星飞船在大气中爆炸的场景来解释这个令人费解的场景。几年之内，空爆理论获得了科学支持，此后限制了进一步的猜测。宇宙物体在大气中（距地面五到十公里之间）的分解可以解释调查人员在地面上观察到的大多数特征。地震观测站的记录以及破坏的范围，使研究人员能够估计爆炸的能量和高度。
缺乏撞击坑也表明，该物体不可能是坚固的铁陨石，而可能是更脆弱的物体，如相对罕见的石质小行星或小型彗星。俄罗斯科学家倾向于后一种假设，因为彗星由尘埃颗粒和冰组成，这不会产生撞击坑。对通古斯地区骚乱的另一种解释声称，破坏是由于沼泽地释放到空气中的甲烷气体快速燃烧造成的。
实验室模型
1975年，以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的地震学家阿里·本·梅纳赫姆分析了通古斯事件引发的地震波，并估计爆炸释放的能量在10到15兆吨之间，相当于1000颗广岛原子弹。
此后，天体物理学家创建了通古斯事件的数值模拟，以尝试在竞争假设中做出决定。石质小行星的空爆是主要的解释。美国宇航局艾姆斯研究中心的克里斯托弗·F·查伊巴和他的同事们在1993年提出的模型表明，这颗小行星的直径为几十米，并在地面上方几公里处爆炸。将核试验空爆的影响与通古斯森林的扁平化模式进行比较似乎证实了这一建议。
莫斯科地球动力学研究所的N. A. 阿尔捷米耶娃和V. V. 舒瓦洛夫最近进行的模拟设想了一颗类似大小的小行星在通古斯上空5到10公里处汽化。在他们的模型中，由此产生的细小碎片和向下传播的气体射流随后在大气中分散到广泛的区域。然而，这些模拟并不排除米大小的碎片可能在爆炸中幸存下来并可能在离爆炸不远的地方撞击地面的可能性。
去年年底，桑迪亚国家实验室的马克·博斯劳格和他的团队得出结论，通古斯事件可能是由一个比早期估计小得多的物体引发的。他们的超级计算机模拟显示，坠落的宇宙物体的质量变成了以超音速行进的高温气体膨胀射流。该模型还表明，撞击器首先受到地球大气阻力增加的压缩。随着下降物体穿透得更深，空气阻力可能导致它在空爆中爆炸，并产生一股由其巨大动量向下携带的强烈的热气体流。博斯劳格说，由于火球会向地表输送额外的能量，因此科学家们认为的10到20兆吨之间的爆炸更有可能只有3到5兆吨。所有这些模拟工作只是加强（并继续加强）了我们在通古斯遗址进行实地工作的愿望。
西伯利亚之旅
我们对通古斯事件的参与始于1991年，当时我们中的一人（隆戈）参加了首次意大利考察队前往该遗址，在此期间他搜索了可能被困在树脂中的爆炸微粒。后来，我们偶然发现了俄罗斯科学家V. A. 科谢列夫和K. P. 弗洛伦斯基的两篇晦涩的论文，他们报告说他们发现了一个小水体，切科湖，大约在离该现象的疑似震中8公里的地方。1960年，科谢列夫推测切科湖可能是一个撞击坑，但弗洛伦斯基驳斥了这一想法。弗洛伦斯基认为，该湖比通古斯事件更古老，因为他发现湖底以下有厚达7米的松散沉积物。
我们对一个靠近爆炸中心点的湖泊产生了浓厚的兴趣，并决定前往那里进行实地考察，因为湖底沉积物可以存储周围地区发生的事件的详细记录，这是古湖沼学研究的基础。虽然我们的团队对切科湖知之甚少，但我们认为或许可以应用古湖沼学技术，在湖泊沉积物中找到解开通古斯卡之谜的线索，仿佛该湖是坠毁客机的黑匣子。
几年后，我们发现自己身处一架伊留申Il-20M螺旋桨飞机的货舱中，这架飞机曾是冷战时期的空中间谍，正前往俄罗斯。在筹集到必要的资金并与俄罗斯莫斯科国立大学和托木斯克国立大学的研究小组合作组织好我们的探险活动（在前宇航员格奥尔基·M·格列奇科的协助下）后，我们终于踏上了前往通古斯卡地区的旅程。在运输机将我们意大利团队的大部分成员和设备运送到莫斯科附近的一个军事基地后，我们连夜飞往西伯利亚中部的克拉斯诺亚尔斯克。然后，我们把设备和我们自己，再加上几位来自托木斯克国立大学的研究人员，转移到一架巨大的米-26重型直升机（以前由军队使用）的腹部。我们在直升机的双涡轴发动机的震耳欲聋的轰鸣声中，挤在我们的设备之间蹲了六个小时，直到我们最终到达了我们在无尽的针叶林中间的遥远目标。
在小心地绕着湖泊的黑色水面盘旋后，直升机在沼泽般的湖边（太软无法着陆）上方摇摇晃晃地悬停着，我们在一场暴雨中跳了下来。当最后我们设法卸下沉重的货物时，八片桨叶在我们头顶上疯狂地旋转着，由此产生的狂风暴雨似乎要把我们卷走。随着一声巨响，直升机升上天空，我们浑身湿透、筋疲力尽地被留在湖边，突然沉浸在西伯利亚荒原的寂静之中。当雨停时，我们感受到的任何小小的宽慰感，都立即被像成群结队的小型俯冲轰炸机一样向我们扑来的成群贪婪的蚊子所取代。
现场研究
我们在接下来的两天里组织营地、组装我们的勘测船（一艘双体船）并测试我们的设备。我们的研究需要一系列技术，例如声学回声测深仪、磁力仪、次底声学剖面仪、探地雷达、用于回收沉积物岩芯的设备、水下摄像机以及一组 GPS 接收器，使研究团队能够以小于一米的分辨率跟踪他们的位置。
在那之后的两周里，我们的小组从双体船上勘测湖泊，全程都受到蚊子和牛虻的困扰。这些努力的重点是探索湖泊次底的沉积和结构。与此同时，其他团队成员也忙于自己的任务。来自的里雅斯特大学的地球物理学家米歇尔·皮潘使用他的探地雷达，逐渐绘制了 500 米海岸线周长以下（约三到四米深）的地下结构图。莫斯科国立大学的地球化学家叶夫根尼·科列斯尼科夫和他的同事在湖附近的泥炭沉积物中挖掘了沟渠，考虑到地表以下坚硬的永久冻土层的阻力，这是一项艰巨的工作。科列斯尼科夫的团队在泥炭层中寻找通古斯卡事件的化学标记。与此同时，博洛尼亚大学的罗曼诺·塞拉和托木斯克国立大学的瓦列里·涅斯韦泰洛从附近的树干上采集了岩芯样本，以研究树木年轮模式中可能出现的异常。与此同时，在我们上方高空，将我们带到克拉斯诺亚尔斯克的飞机返回并在该区域盘旋，拍摄航空照片，以便我们可以将它们与库里克大约 60 年前拍摄的照片进行比较。
我们曾假设湖底沉积物可能包含通古斯卡事件的标记。在用我们的高分辨率声学剖面仪对切科湖进行了几次扫描后，很明显，覆盖湖底的沉积物厚度超过 10 米。一些沉积物颗粒是通过风输送到湖中的，但大多数是通过流入切科湖的小金丘河带来的。我们估计，在一年中大部分时间都处于冰冻状态的小水体中，沉积物沉积量可能不会超过每年几厘米，因此如此厚的沉积层可能意味着该湖泊在 1908 年之前就存在了。
另一方面，我们对湖底的剖面分析越多，就越感到困惑。湖泊中间大约 50 米（165 英尺）深，并且有陡峭的斜坡，看起来像一个漏斗或倒锥形，这种结构很难解释。如果该湖有数千年的历史，它可能有一个平坦的底部，这是细小沉积物逐渐填充的结果。我们也发现很难用小河流在相对平坦的地形上蜿蜒流动时发生的典型侵蚀-沉积过程来解释漏斗形状。整个团队在晚上坐在防雨布下，一边享用美味的俄罗斯卡莎，一边加入大量死蚊子的尸体，讨论了这些问题。
很快，我们在通古斯卡的时间就快结束了。探险队员们在最后一天疯狂地拆卸船只，打包设备，并拆除营地。当直升机第二天中午到达时，我们在人造湍流的风暴中匆忙地将所有东西和我们自己装入悬停的直升机中，终于开始了我们的返回之旅。
引人入胜的证据
回到我们在意大利的实验室后，我们三个人完成了对我们测深数据的处理，证实了切科湖底部的形状与其他西伯利亚湖泊的形状显著不同，后者通常具有平坦的底部。该区域的大多数湖泊是在普遍存在的永久冻土层融化后，水填充留下的洼地时形成的。相比之下，切科湖的漏斗状形状类似于已知大小相似的撞击坑——例如所谓的敖德萨陨石坑，该陨石坑是 25,000 年前由一个小行星撞击现在的德克萨斯州敖德萨造成的。
切科湖可能填满一个撞击坑的想法对我们来说变得更有吸引力。但如果该湖确实是由通古斯卡宇宙体碎片挖掘出的陨石坑，那么它不可能在 1908 年之前形成。我们寻找了该小湖在事件发生之前就存在的证据。要找到可靠的 1908 年之前的西伯利亚无人居住区域地图并不容易，但我们找到了一张 1883 年的沙皇军用地图，其中没有显示该湖。当地鄂温克族土著居民的证词也声称，1908 年的爆炸产生了该湖。但如果该湖不是在 1908 年之前形成的，如何解释覆盖其底部的沉积物厚度呢？我们的地震反射数据显示了湖泊沉积物中的两个明显区域：一个薄的、大约一米厚的上层，由典型的安静沉积形成的层状细小沉积物组成，覆盖着一个下层区域，该区域由无分层的、混乱的沉积物组成。
然而，摩德纳大学的卡拉·阿尔贝塔·阿科尔西和博洛尼亚大学的路易莎·福尔拉尼这两位意大利古植物学家最近的一项研究表明，上层沉积物中含有大量水生植物的证据，而下层混乱的沉积物中完全没有这些迹象，其中含有大量来自森林树木的花粉。因此，看起来该湖泊的真正沉积物只有大约一米厚，这一特征与该湖泊年龄较轻的假设相符。在湖泊形成之前，一片森林似乎生长在那片潮湿的土地上。
我们的勘测小组还通过水下视频观察到湖泊较深处半埋的树干残骸。来自同一区域反射回来的高频声波显示出一种特有的“毛状”模式，这可能是由于树干和树枝残骸的存在造成的。也许这些结果是撞击摧毁森林的痕迹。
可疑的湖泊形状
为了解释下层混乱的沉积物，我们可以想象一个宇宙体撞击覆盖着几十米厚永久冻土层的潮湿地面。撞击物的动能转化为热量，融化了永久冻土，释放出甲烷和水蒸气，并将由此产生的陨石坑的尺寸扩大了四分之一。与此同时，撞击会将先前存在的河流和沼泽沉积物覆盖在撞击坑的侧翼上，这些沉积物随后会在我们的声学回声剖面图中被成像为混乱的沉积物。
最引人入胜的是，我们对湖泊获得的地震反射剖面进行仔细分析后，发现在中心最深点以下几米处有一个强烈的声学反射体，这很可能是一个致密的、一米大小的岩石物体的回声。我们的磁力仪勘测过程中，在同一地点发现了一个小的磁异常，支持了这一结果。这些是否是通古斯卡物体碎片的迹象？
我们很想知道答案。我们的团队现在正准备在今年晚些时候返回，尝试钻探湖泊中心，以到达致密的地震反射体。2008 年是通古斯卡事件一百周年。我们希望这也将是通古斯卡之谜被解开的一年。