Текст книги "На суше и на море. 1962. Выпуск 3"
Автор книги: Александр Колпаков
Соавторы: Игорь Акимушкин,Сергей Соловьев,Александр Мееров,Александр Тараданкин,Семен Узин,Лев Василевский,Георгий Кубанский,Геннадий Фиш,В. Ковалевский,Гец Рихтер
сообщить о нарушении
Текущая страница: 42 (всего у книги 45 страниц)
Чтобы получить искусственный дождь необходимо добиться воспроизведения процесса, происходящего в природе. Напомним, что при слабом дожде все облако состоит только из мелких водяных капель. При сильном дожде туча несет в своей нижней части обычные водяные капли, в средней части – капли переохлажденной воды и еще выше – ледяные кристаллы. В туче происходит непрерывный процесс слияния и укрупнения капель и, что важнее, соприкосновение переохлажденных капель с ледяными кристаллами, отчего капли мгновенно замерзают и появляются мелкие градины. Они укрупняются от смерзания и намораживания новых прослоек льда, тяжелеют, падают вниз, где тают и в виде крупного дождя выпадают на землю. В природе это происходит при наличии сильных восходящих потоков воздуха, которые выносят облачные массы в высокие слои атмосферы, где круглый год держатся сильные морозы.
Но можно охладить облако и создать массу ледяных ядер и искусственно. Для этого облака, несущиеся бесконечной вереницей над земной поверхностью и не дающие ни капли дождя, «засеиваются» с самолетов сухим льдом, имеющим очень низкую температуру. Сухой лед дробится особым способом на мельчайшие кристаллики. Тогда в одном килограмме сухого льда может находиться до 10 триллионов частичек твердой углекислоты. Облако засеивается сверху, частички вызывают обледенение его вершины, что и приводит к выпадению дождя. Если опыт производится зимой, то выпадает снег. Чем больше посеять охлаждающих веществ, тем интенсивнее дождь.
В качестве примера засеивания облаков твердой углекислотой приведем описание опыта, проведенного в Адлере в августе 1957 года.
На зеленом аэродроме стоял самолет ИЛ-12, превращенный в своеобразную летающую лабораторию. В небе клубились облака. Пора было вылетать. Командир корабля оторвал машину от бетонной дорожки и начал набирать высоту. Перед каждым участником опыта столик с приборной доской и необходимым оборудованием вплоть до микроскопа. К бортам прижались большие резервуары с манометрами, обвитые змеями-трубами. Сигнализация ведется через ларингофоны.
На высоте пяти километров самолет достиг облачных вершин. Температура минус 8 градусов. В открытые окна, из которых фотографируются облака, врываются клубы морозного пара. В наушниках звучит команда руководителя экспедиции: «Приготовиться всем!» В поле зрения мощная гряда кучевых облаков. Нижняя граница гряды окутала горы и сползла к морю до высоты 150 м. Венчали же гряды четыре высокие белоснежные шапки. Было решено уничтожить три вершины, а четвертую оставить для контроля.
Самолет устремился к облакам. Мгновение – и машина окунулась в густой молочный туман. На стекле колпака выступили капельки, превратившиеся затем в ледяные кристаллы. Прозвучала команда: «Начали воздействие!» Это продолжалось не больше минуты. Самолет трясло, как в лихорадке. Трижды входил он в верхушки и наконец вышел на голубой простор. Но что это происходит с облаком? Вот оно начало менять цвет. Из белого оно превратилось в грязно-серое, потом темная полоса дождя протянулась до самой земли. Пышные шапки на глазах расслаивались на отдельные рваные клочья, которые тут же таяли. Десять минут потребовалось, чтобы огромное облако перестало существовать. Только четвертая, контрольная, шапка ослепительно сверкала на солнце.
Такие опыты неоднократно повторялись, и всякий раз облака растворялись. Опыты показали, что воздействию хорошо поддаются переохлажденные, то есть кучевые, облака и облака холодного времени года. На теплые облака воздействовать гораздо труднее. Нередко при засеве теплые облака просто таяли, не давая ни капли дождя. В других случаях, несмотря на интенсивное засеивание облаков, осадков выпадало мало. Все это говорит о сложности процесса управления погодой.
Вместо твердой углекислоты в ряде опытов применялось также йодистое серебро, кристаллы которого имеют решетку, сходную с кристаллической решеткой льда. Оказалось, что на йодистом серебре при определенной температуре быстро вырастают настоящие ледяные кристаллы и легко формируются снежинки.
РАССЕИВАНИЕ ОБЛАКОВ
Совершенно реальные результаты дали опыты по рассеиванию сплошных низких облаков над аэродромами. Рассеять облака – это большая и важная задача. Сколько стоит государству один нелетный день на большом аэродроме? Десятки самолетов стоят на приколе. Сотни пассажиров «ждут погоды». А облака сплошной пеленой закрывают аэродром – они как снежные заносы на железной дороге.
Для рассеивания тумана или облачности несколько самолетов пробивают низкие облака, заходят с наветренной стороны и посыпают их химическими реагентами. Через несколько минут на аэродроме начинается внезапный снегопад или моросящий дождь (если тепло), облака тают, появляется обширный участок неба, который держится все время, пока работают самолеты-опылители. Аэродром открыт.
Самый яркий эксперимент по снятию облачности был проведен недавно – во время празднования годовщины Великой Октябрьской социалистической революции в Москве.
На рассвете все небо над столицей было затянуто облаками. Один за другим взлетали к небу самолеты. И вот с юго-запада, со стороны Внукова, открылось небо в радиусе 30–40 километров. Светлая полоса поднималась, ширилась, и перед самым парадом первый луч солнца упал на Спасскую башню Кремля. Ни одно облако не прорвалось к праздничной Москве.
Успешные опыты по рассеиванию облаков и туманов неоднократно проводились и на других аэродромах Советского Союза.
Все рассказанное подтверждает, что атмосфера поддается искусственному воздействию, но необходимо осуществить еще много лабораторных опытов и исследований в свободной атмосфере, чтобы в конце концов прийти к практически ценным результатам.
«ФАБРИКА» КЛИМАТА И НЕКОТОРЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ
Большое значение имеют работы станции искусственного климата Института физиологии растений Академии наук СССР в Москве. Это своеобразная «фабрика» климата, оснащенная сложной аппаратурой, позволяющей создавать семидесятиградусный мороз и жару в несколько десятков градусов. На станции искусственного климата можно получить суховеи Заволжья и погоду предгорий Кавказа, зимой создать многочасовой июльский день.
Искусственный климат необходим для того, чтобы познавать закономерности жизни растений в различных температурных условиях, ставить эксперименты по зимостойкости и засухоустойчивости, наблюдать за влиянием на растения повышенной влажности воздуха или, наоборот, суховеев. Из машинного зала станции воздух поступает в лаборатории и камеры. Но прежде он проходит большой путь. Сначала компрессоры фильтруют воздух, освобождают его от пыли и посторонних примесей. Затем в особых отделениях воздуху придают необходимые свойства: он увлажняется либо сушится, нагревается или охлаждается. Все оборудование станции автоматизировано. Научные сотрудники станции только задают программу – точные приборы сами следят за ее выполнением. В лабораториях применяется яркое искусственное солнце.
Интересную идею изменения ледового режима Арктики путем таяния плавучих льдов выдвинул советский ученый Авсюк в 1958 году на Международной конференции по изучению морских льдов. Наблюдения дрейфующих станций «Северный полюс» показали, что тепловой баланс Арктики положительный. Значит, льды в Арктике существуют как бы по инерции, вследствие того, что они образовались давно и имеют большую отражательную способность солнечных лучей. Если льды уничтожить, то в современных условиях они не возникнут вновь. Уничтожение льда на некоторых трассах Северного морского пути технически осуществимо путем уменьшения отражательной способности льдов при засыпке их темными веществами. Это может привести к продлению сроков навигации на этом пути.
Все это пока лишь постановка вопроса. Однако важно, что человечество уже сейчас примеряет те средства, с помощью которых оно скоро возьмется за переделку климата в нужном направлении.
Успехи ракетостроения в СССР позволили заменить самолеты ракетами при воздействиях на облака сухим льдом. Успешные опыты по рассеиванию грозовых туч проведены летом 1960 года в Грузии. Значительные массивы туч с градом были уничтожены при помощи твердой углекислоты.
Значительными по площади и по конечному результату были воздействия на облака в полосе полного солнечного затмения 15 февраля 1961 года в некоторых пунктах юга Европейской части СССР, что позволило астрономам выполнить полностью задачу фотографирования солнечной короны (особенно успешно прошел опыт в районе Крымской астрофизической обсерватории).
Наступление на грозные силы стихии ведется с разных фронтов, по решающее слово в этой области будет, по-видимому, принадлежать термоядерной энергии.
Н. Колобков
ГИГАНТСКИЕ ВОЛНЫ В БУХТЕ ЛИТУЯ
ВОЗМОЖЕН ЛИ в естественных условиях внезапный подъем воды океана или морей на полкилометра вверх? До недавнего времени это казалось совершенно невероятным. Однако события, разыгравшиеся в 1958 году у тихоокеанского побережья Аляски, показали, что мы еще плохо представляем, насколько многообразны и уникальны могут быть проявления катастрофических землетрясений. Землетрясение, о котором идет речь, началось, как установлено по записям сейсмических станций, 10 июля в 6 часов 16 Минут по гринвичскому времени, или 9 июля в 22 часа по местному времени, в пункте с координатами 58°20′ с. ш., 136°55′ з. д., то есть на северном берегу пролива Кросс-Саунд, вблизи бухты Пальма (рис. 1).
Согласно выводам специальной экспедиции американских ученых, обследовавшей эпицентральную область, землетрясение явилось следствием перемещения одного крупного блока земной коры относительно другого.
Смещение произошло вдоль тектонического разлома Фэруэтер, протянувшегося по крайней мере на расстояние 200 километров, от залива Пальма до фьорда Нунатак. «Вспарывание» тектонического шва происходило, по-видимому, в направлении с юго-востока на северо-запад.
К северо-востоку от разлома Фэруэтер расположен одноименный горный хребет, в верхней части сложенный молодыми, четвертичными, породами. Между разломом и побережьем Тихого океана заключена полоса сравнительно невысоких предгорий, образованных преимущественно третичными, то есть менее молодыми породами. Сам разлом проходит по менее молодым, мезозойским, отложениям, однако они выходят на поверхность лишь в немногих местах, так как в рельефе это нарушение представляет собой серию каньонов и долин, в которые с окрестных гор спускаются мощные ледники, покрывающие разлом более чем на три четверти его длины.
Изучая с самолета, вертолета и на суше свежие разрывы земной поверхности в доступных для наблюдений местах, исследователи установили, что в результате землетрясения вся полоса предгорий сместилась на северо-запад относительно хребта Фэруэтер примерно на 3–6 метров и несколько (до 1 метра) приподнялась.
Поскольку смещение произошло почти мгновенно, в эпицентральной области, на отвесных стенах горных хребтов и на крутых морских берегах возникли многочисленные обвалы и оползни, в том числе немало очень крупных. Так, на островке Хантаак, расположенном против поселка Якутат, обвалилась часть прибрежной полосы длиной в 300 метров, похоронив под собой трех человек; в заливе Якутат этот обвал породил волны высотой до 6 метров. На реке Алсек, в том месте, где юна идет по разлому Фэруэтер, от обрушения ледников возникла ледяная плотина. Уровень воды в нижнем течении реки упал примерно на метр; через несколько часов вода прорвала плотину и затопила берега.
Однако самый грандиозный обвал был вызван землетрясением в бухте Литуя (рис. 2). Здесь-то и наблюдался подъем воды на фантастическую высоту. Бухта представляет собой ложе древнего ледника и имеет Т-образную форму. Глубина се достигает 200 метров, длина внешней части, проходящей в зоне предгорий, равна 11 километрам, ширина – до 3 километров. От океана бухта отделяется намывной косой; глубина у выхода в океан всего 10 метров.
Внутренняя часть бухты является частью каньона Фэруэтер и своими отвесными берегами, вздымающимися на высоту от 650 до 1800 метров, напоминает фьорд. Она делится на два небольших залива: Гильберт и Криллон, в каждый из которых спускаются мощные ледники из каньона.
Обвал произошел на северо-восточном берегу залива Гильберт. Здесь с высоты 900 метров в воду обрушилось около 30 миллионов кубических метров породы. Выброшенная этим «снарядом» из залива вода устремилась вверх по крутому склону противоположного берега, уничтожая все на своем пути. Гигантский всплеск достиг высоты 520 метров. Скорость движения воды была настолько велика, что и с поваленных, и с устоявших на корню деревьев были содраны кора и сучья.
От места обвала через всю бухту в океан прошла волна средней высотой около 20–30 метров и с отдельными заплесками до 60 метров. Она также «сбрила» всю растительность на берегах. Долгое время спустя бухта была плотно забита плавником и глыбами льда.
В момент землетрясения в бухте Литуя находились три небольших рыболовецких катера. Один из них, с владельцем катера и его семилетним сыном на борту (Е, рис. 2), стоял на якоре у южного берега бухты, недалеко от выхода в океан. Рыбак проснулся внезапно в 10 часов вечера оттого, что катер сильно раскачивало волной. Выскочив на палубу, он понял, что началось землетрясение. Как он потом рассказывал, через две с половиной минуты после первых толчков в заливе Гильберт раздался оглушительный взрыв и вскоре там появилось нечто вроде гигантского водяного облака. Из этого облака вынеслась огромная волна, через две-три минуты достигшая катера. В момент подхода к катеру волна имела высоту около 20 метров и ее фронт был очень крутым; перед фронтом же какого-либо возмущения уровня воды не наблюдалось, за исключением вибраций, вызванных землетрясением. Якорная цепь катера лопнула, и он, подхваченный волной, устремился на сушу, но затем обратным течением был отброшен к центру бухты. Гребень волны был сравнительно узким (7—15 метров), а задний фронт пологим. Другие два катера перебросило волной через входную косу. Экипаж одного из них спасся на лодке; другой катер погиб вместе с находившимися на нем двумя рыбаками.
После прохождения гигантской волны в бухте наблюдались беспорядочные, метавшиеся от одного берега к другому волны высотой до 6 метров. Через полчаса все успокоилось.
События 1958 года заставили более внимательно изучить историю бухты Литуя. Оказалось, что разрушительные волны, подобные описанным, возникали в ней неоднократно, а именно в 1936 году, с высотой всплеска до 150 метров, в 1899 году – до 60 метров, в 1874 году – до 2,5 метров и в 1853 или 1854 году – до 20 метров. Причины возникновения этих волн не установлены; известно, во всяком случае, что к последней из них – волне 1936 года – никакое землетрясение не причастно. Таким образом, эта пустынная бухта хранит еще не одну неразгаданную тайну природы.
С. Соловьев
ОБ АТМОСФЕРЕ МАРСА
СУЩЕСТВОВАНИЕ на любом космическом теле высокоорганизованной жизни, сходной (но не обязательно идентичной!) с земной и немыслимой без участия в ее создании белковых и прочих органических веществ, зависит от подходящей атмосферы, влажности, температурных условий и средств питания. По этому поводу современные научные данные говорят следующее.
Температурные условия южного полушария Марса, особенно вблизи его экваториальных областей, могут обеспечить существование органической жизни. В летние дни экваториальные зоны днем имеют температуру поверхности, поднимающуюся до плюс 20–30 градусов, а умеренные – до плюс 10–20 градусов. Зимой температура тропиков падает до плюс 10 градусов, а умеренных широт до нуля и минус 10 градусов. Днем во время летнего солнцестояния интенсивность солнечного облучения примерно такая же, как и на Земле. Зато ночи на Марсе очень холодные, и температура понижается даже летом до минус 20 градусов. При этом температура темных областей Марса («морей») выше, чем светлых, на 8—10 градусов. На полюсах Марса всегда очень холодно, как в Антарктиде.
Вода и водяной пар прямыми астроспектроскопическими наблюдениями на Марсе пока еще не обнаружены. Но о том, что вода, вероятно, все-таки есть, свидетельствуют полярные шапки и их сезонные изменения, а также облачные образования белого цвета (белые облака), не могущие быть пылевыми облаками. Интересно сообщение Пикеринга, еще в 1894 году наблюдавшего в некоторых местах поверхности Марса поляризацию. Это позволяет предполагать возможность на планете пространств, покрытых жидкостью (водой).
Сейчас можно почти не сомневаться, что на Марсе имеется растительность. Астроном Г. А. Тихов, создатель астроботаники, приводил немало соображений по этому поводу. А не так давно Синтон обнаружил в спектре отражения темных областей Марса полосы поглощения с длиной волны около 3,5 микрона, отвечающей колебаниям молекул органических веществ, имеющих С – Н группу. Это поглощение сходно с наблюдаемым у земных мхов и лишайников. Что же касается условий питания растений, то есть бесспорные данные о присутствии в атмосфере Марса углекислого газа в количествах больших, чем на Земле. Таким образом, не исключается возможность существования на Марсе растительности, питание которой происходит за счет фотосинтеза (высшие растения) Однако этот процесс необязательно должен происходить с помощью хлорофилла, так как на расстоянии, отделяющем Марс от Солнца, для этого требуется поглощение более длинноволновых лучей. Советский астроном Н. А. Козырев предполагает, что растительность Марса черного цвета. По-видимому, это мнение подтверждается темной окраской «морей» Марса.
Присутствие кислорода в атмосфере Марса с достоверностью обнаружить не удалось. Но иногда в спектре его полосы удавалось наблюдать. Еще в 1908 году, при исключительно благоприятных условиях, Слайфер обнаружил кислород, а в 1926 году Адамс и Джон нашли, что его там до 7 процентов, то есть в три раза меньше, чем на Земле. Но в последующем тем же авторам эти наблюдения воспроизвести не удалось.
Сейчас на основе довольно гадательных расчетов предполагается, что кислорода в атмосфере Марса меньше 0,1 процента. А присутствие азота и инертных газов не может быть обнаружено методами современной астроспектроскопии.
Все соображения относительно содержания инертных газов чисто умозрительны и, видимо, очень далеки от действительности. Зато много данных непосредственного наблюдения говорит о том, что в атмосфере Марса должны быть вещества, необычные для Земли или обычные, но находящиеся в необычных состояниях. Об этом можно судить на основании того, что на Марсе, во-первых, низка отражательная способность полярных шапок; и, во-вторых, существует загадочный «фиолетовый слой» на расстоянии 10–15 километров от поверхности планеты. Этот слой интенсивно поглощает фиолетовые и ультрафиолетовые лучи. О природе его имеются лишь догадки.
Резюмируя все сказанное, можно сделать вывод, что на Марсе есть для поддержания жизни такие условия, как температура, влажность и средства питания. Что касается атмосферы, то имеющиеся данные на первый взгляд кажутся мало утешительными. Ниже мы постараемся показать, при каких допущениях можно представить себе, что атмосфера Марса, весьма существенно отличаясь от земной, может обеспечить жизнь даже разумным марсианам.
Хотя на Марсе отсутствуют горы высотой более двух километров, есть предположения, что там существуют крупные понижения глубиной до 10 и даже 20 километров. К таким местам мы относим «моря» Марса, которые представляются нам глубокими низинами между очень полого спускающимися плоскогорьями. Но определить фактическую глубину «морей» Марса чрезвычайно затруднительно. Дело в том, что диаметр планеты, получаемый на фотографиях при помощи самых мощных телескопов, не превышает пяти миллиметров. Поэтому при диаметре Марса в 6780 километров впадина, даже в 20 километров глубиной, будет иметь на снимке величину, лежащую за пределами разрешающей способности фотоматериала.
Размеры Марса и его небольшая масса обусловливают и меньшую силу тяжести, составляющую около 40 процентов земной. Это должно сильно сказываться на условиях жизни на планете по сравнению с Землей. Совершенно своеобразно должны протекать там физические, химические, а также и биологические процессы. Меньшая сила тяжести должна накладывать свой отпечаток на все, что происходило и происходит на этой планете, и не дает права переносить земные условия и представления на Марс, даже в качестве первого приближения. Очень часто мы недопонимаем этого и недостаточно ясно представляем огромное значение такого фактора.
ПРОБЛЕМА КИСЛОРОДА НА МАРСЕ
Для жизни высокоорганизованных существ совершенно необходимо присутствие кислорода прежде всего потому, что процессы окисления – это основные источники энергии для живого организма. Но так как условия жизни на Марсе во все эпохи его существования сильно отличались от земных из-за меньшей силы тяжести, то, следовательно, живому существу при прочих равных с Землей условиях придется на Марсе затратить около 40 процентов той энергии, которую оно тратит на Земле для совершения работ, связанных с преодолением силы тяжести – то есть фактически всего того тепла, которое не связано с поддержанием температуры тела.
Есть основания предполагать, что человек Земли – уроженец ее тропических областей. Разумный марсианин тоже должен быть уроженцем наиболее теплых областей южного полушария Марса. Но средняя температура этих областей около 10–15 градусов вместо 20–25 градусов тропических областей Земли. Если у человека температура тела приблизительно на 10 градусов выше средней температуры тропических областей Земли, то при переносе подобной аналогии на марсианина температура его тела должна быть около 25 градусов. При такой температуре даже у земного человека большинство биологических процессов еще протекает некоторое время более или менее нормально.
Организм же марсианина в процессе эволюции жизни на Марсе вполне мог приспособиться к нормальному существованию при такой температуре тела. Конечно, тогда многие жизненные процессы, с пашей, земной, точки зрения, будут протекать иначе, чем на Земле, но это компенсируется значительно меньшей силой тяжести. Может быть также, что механизм тепловой регуляции марсианина допускает существенное отличие температуры для разных органов его тела. Но если небольшая сила тяжести не вполне компенсирует замедление процессов, происходящих из-за меньшей температуры тела, то эволюция живых существ на Марсе должна была протекать более медленными темпами, чем на Земле.
Учитывая все это, можно предположить, что для марсианина, вероятно, будет достаточно для поддержания нормальной жизни 40 процентов от содержания кислорода в атмосфере Земли, то есть 8 процентов кислорода во всей атмосфере. Невольно вспоминаются данные Адамса и Джонса, которые нашли близкую величину для содержания кислорода в атмосфере Марса – около 7 процентов. Почему эти данные не были вторично подтверждены, мы подробнее скажем ниже.
Источником кислорода в атмосфере Марса вне всякого сомнения следует считать процессы фотосинтеза у растений.
Сплошь покрытые растительностью «моря» Марса, по-видимому, и служат «фабриками кислорода», пополняющими естественную убыль его. Можно предположить, что эта растительность однодневная, ибо только такие растения с однодневным циклом существования были бы наиболее приспособлены к резким сменам температур дня и ночи, амплитуда которых может достигать 60–90 градусов. Особенность таких растений в отличие от земных в том, что, будучи генераторами кислорода, они не расходуют его ночью, так как биологические процессы при низких ночных температурах резко замедлены. Но, конечно, не исключена возможность существования растительности с более длительным циклом развития, однако тоже замирающей на ночь, подобно зимующим растениям Земли.
Но почему же кислород до сих пор еще не обнаружен в атмосфере Марса? Не считая несовершенства современных астроспектроскопических методов его обнаружения, это может быть вызвано следующими причинами: во-первых, поскольку источники кислорода на Марсе растения-однодневки, то его содержание в атмосфере должно быть переменным, повышаясь к концу дня (максимум температуры на Марсе приходится на 14 часов) и резко снижаясь к концу ночи и в начале дня; во-вторых, кислород должен быть сосредоточен в самых нижних слоях атмосферы Марса, главным образом над низинами. Вот эти условия и резко ухудшают возможности обнаружения кислорода.
ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ КАК ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ
АТМОСФЕРЫ МАРСА
Обладая меньшей силой тяжести, Марс, естественно, должен иметь атмосферу, сильно обогащенную тяжелыми газами. Скорость убегания для газов на Марсе составляет немного менее половины земной, что, однако, еще достаточно для удержания азота и кислорода. Следует только отметить, что убеганию кислорода будут содействовать процессы ионизации верхних слоев атмосферы Марса. Следовательно, доминирующую роль должны играть тяжелые газы. Прежде всего приходит мысль об углекислом газе. Хотя содержание его в атмосфере Марса гораздо больше, чем на Земле, оно не превышает одного процента или около того. Американский астроном Браун высказывал идею, что главный компонент марсианской атмосферы – аргон. Нам кажется, что, по многим причинам, таким главным компонентом следует признать криптоно-ксеноновую смесь с преобладанием первого. Французский же астроном Вокулер предполагает, что аргон на Марсе такого же происхождения, что и на Земле, и содержится его столько же, то есть около 1,2 процента, а 98,5 процента атмосферы Марса состоят из азота. Однако все эти рассуждения гипотетичны и основаны не на непосредственном определении содержания азота (которое пока еще невозможно), а на полном переносе на Марс земных условий.
В то же время инертные газы распространены в космосе довольно широко. По этому поводу Браун пишет: «Было бы удивительным с точки зрения физики ядра, если бы редкие газы встречались гораздо реже, чем другие элементы, стоящие с ними рядом в периодической системе». Почему, например, аргон должен быть распространен в космосе меньше, чем кальций, натрий, хлор, алюминий, никель? Что же касается криптона и ксенона, то их содержание в космосе было высчитано Брауном из предпосылки, будто распространенность их примерно такова же, что и на Земле. Это предположение кажется нам недостаточно обоснованным хотя бы потому, что инертные газы имеют наиболее устойчивые конфигурации электронных оболочек, к типу которых стремятся другие элементы путем отрыва или присоединения внешних электронов. Уже только это соображение дает возможность предположить значительное распространение инертных газов в космосе.
Мы не знаем источника происхождения космических инертных газов, исключая гелий и отчасти неон. Произошли ли наиболее тяжелые инертные газы в результате радиоактивного распада или же, наоборот, ядерного синтеза, пока не установлено. Известные нам процессы радиоактивного распада, по-видимому, не могут обеспечить всего количества тяжелых инертных газов, имеющихся в космосе. Каким же может быть источник, создавший аргоно-криптоно-ксеноновую атмосферу на Марсе? Возможны две предпосылки: либо эти газы присутствовали в атмосфере Марса с самого начала, либо они образовались на самой планете впоследствии.
Но мы знаем очень мало процессов, приводящих в конечном итоге к образованию стойких изотопов криптона и ксенона. С другой стороны, имеются некоторые соображения в пользу первичного происхождения такой атмосферы из тяжелых инертных газов. Так, по взглядам некоторых космогонистов, Марс и Луна имеют несколько иное происхождение, чем Земля, Венера и Меркурий. Советский космогопист профессор Б. Ю. Левин отмечает огромный дефицит на Земле тяжелых инертных газов по сравнению с их космическим изобилием. Он также отмечает исключительность положения Марса, который мог недополучить часть твердых веществ из-за соседства с массивным Юпитером. Но, может быть, в силу этого обстоятельства Марс смог удержать тяжелые инертные газы, чего не смогла сделать Земля?
НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ПРЕДПОЛАГАЕМОЙ КРИПТОНО-КСЕНОНОВОЙ АТМОСФЕРЫ МАРСА
Предположим, что атмосфера Марса состоит в основном из смеси криптона с ксеноном (с преобладанием первого) и примесью относительно небольших количеств аргона, азота, кислорода и углекислого газа. Такая атмосфера обладала бы удивительными особенностями, полное представление о которых сможет дать лишь труд многих специалистов. Все же попробуем представить себе наиболее любопытные свойства такой атмосферы и попытаемся усмотреть, нет ли в них причин некоторых уже известных из наблюдений загадочных особенностей атмосферы красной планеты.
Прежде всего – вопрос плотности. Такая атмосфера в земных условиях была бы, по крайней мере, вдвое-втрое плотнее нашей земной. Но учитывая силу тяжести на Марсе, плотность такой атмосферы в условиях Марса, вероятно, не очень отличалась бы от имеющейся на Земле. Поэтому режим дыхания марсианина был бы близок к режиму землянина.
Высота так называемой однородной атмосферы Земли (то есть атмосферы, сжатой до равномерной плотности, соответствующей плотности у поверхности Земли) около восьми километров. Для пашей гипотетической тяжелой атмосферы эта высота в условиях Земли была бы менее четырех километров, по меньшая сила тяжести на Марсе подняла бы ее там на высоту, почти не уступающую земной. Вот почему белые облака на Марсе встречаются на высоте 10–30 километров, примерно так же, как и на Земле. Интересно, что такие облака в основном связаны с «морями» Марса и областями вблизи них.
Следовательно, распространенность атмосферы Марса, во всяком случае нижних слоев ее (тропосферы), приблизительно такая же, что и для Земли[103]103
К заключению, что плотность атмосферы Марса близка к земной, недавно пришел также советский астроном Н. А. Козырев («Известия», 1962, 12 апреля).
[Закрыть]. Существование белых облаков на высотах в среднем около 20 километров очень трудно вяжется с принятым мнением, что атмосфера Марса крайне разрежена и у поверхности планеты соответствует плотности земной атмосферы приблизительно на высоте 20 километров. Если это так, то существование белых облаков на Марсе при такой разреженности и пониженной силе тяжести на двадцатикилометровой высоте представляется странным.
К нашему мнению о том, что атмосфера Марса в ее нижних областях должна иметь значительную плотность, приводят и некоторые другие факты, в первую очередь сильное распространение пылевых бурь в ней и долгое оседание пыли.
С пылевыми бурями связаны так называемые желтые облака, располагающиеся чаще всего на высоте 3–5 километров. При разреженной атмосфере длительное оседание пыли после пылевых бурь было бы весьма странным явлением, особенно если учесть, что желтые облака могут оставаться над одной и той же довольно ограниченной областью планеты в течение нескольких недель! Такое медленное оседание пыли при разреженной атмосфере, даже с учетом меньшей силы тяжести, плохо объяснимо. Но если в атмосфере Марса преобладают тяжелые газы, то все становится понятным. Атмосферные потоки и течения, с одной стороны, будут возникать несколько труднее, но, с другой стороны, придя в движение, они будут обладать гораздо большей энергией и смогут захватить более крупные частицы и в значительных количествах. В такой плотной атмосфере оседание частиц пыли в наиболее близких к поверхности слоях будет медленным.
