Текст книги "Загадка Марса"
Автор книги: Феликс Зигель
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 8 страниц)
УРОК АРЕОГРАФИИ
Когда-то в древности люди не знали очертаний тех материков, на которых они обитали. В лучшем случае им были хорошо известны границы их отечества, а о том, что делалось за его пределами, ходили только недостоверные слухи. Так например, древние греки, прекрасно ориентируясь среди множества островов греческого архипелага, не имели ни малейшего представления об очертаниях Скандинавского полуострова или Белого моря. В те времена некоторые серьезно верили в существование далеких неведомых стран, населенных людьми с песьими головами или чудовищными одноглазыми циклопами.
Но проходили века, люди все ближе и подробнее знакомились со своей планетой, и вместе с этим развивалась и наука о Земле – география.
Еще совсем недавно, каких-нибудь несколько десятков лет назад, на географических картах существовали белые пятна. Они изображали собой те места Земли, которые еще не были изучены цивилизованным человеком. Ныне таких белых пятен почти не осталось, и поверхность нашей Земли можно считать полностью изученной.
В любой школе есть изображение того, чего человек никогда не видел. Это – географический глобус. В самом деле: ни один человек никогда не видел Землю целиком в виде шара, подобного глобусу. Такое зрелище станет доступным лишь межпланетным путешественникам.
Больше того: никто и никогда не видел целиком очертаний какого-нибудь материка или даже большой реки. Но тем не менее мы не сомневаемся, что географические глобусы есть уменьшенные копии нашей планеты.
Астрономы и географы покрыли земной шар воображаемой сеткой параллелей и меридианов. Каждая точка земной поверхности имеет вполне определенные числа, характеризующие ее положение. Они называются географическими координатами – широтой и долготой.
Так вот, широту и долготу любого пункта Земли можно определить по наблюдениям небесных светил. С другой стороны, неизвестные места земной поверхности изучают непосредственно, тщательно зарисовывая их очертания. Сопоставляя одно с другим, можно изученный контур неизвестной местности нанести на карту.
Так составляются географические карты, те самые карты, без которых немыслима современная жизнь. В самом деле, не имея карт, мы не смогли бы путешествовать, прокладывать новые пути, осуществлять великие стройки коммунизма. Без карт мы не могли бы изучать нашу планету.
Но без карт невозможно изучать и поверхности других планет. Не всегда, правда, такие карты удается составить. Если поверхность планеты постоянно скрыта от нас облаками, то увидеть очертания ее материков или морей невозможно. Вот почему до сих пор не составлены карты Венеры, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. На поверхности Плутона что-нибудь рассмотреть пока не удается, а карты поверхности плохо видимого Меркурия служат предметом споров и сомнений. Зато Луна и Марс представляют собой небесные тела, составление карт поверхности которых является нужной и вполне выполнимой задачей. Больше того, в наши дни существуют география Луны и география Марса, но только эти области астрономии носят особые названия. Наука, изучающая очертания поверхности Луны и ее рельеф, называется селенографией, от слова «Селена», что означает одно из названий Луны. В древнегреческой мифологии бог войны Марс имел имя «Арес», поэтому наука, занимающаяся изучением поверхности Марса, называется ареографией.
В отличие от географии, селенография и ареография в школах не изучаются. Но было бы неверно, приступая к знакомству с Марсом, ничего не знать по ареографии. Вот почему в этой главе и дается первый и единственный урок ареографии.
Прежде всего надо отметить, что астрономы имеют некоторое преимущество перед географами – они сразу видят всю планету и очертания ее поверхности. Им не нужно вычислять, какой вид имеет тот или иной материк, ибо они могут сразу нанести его видимые очертания на рисунок. Зато географам известны такие мелкие детали рельефа Земли, равных которым на Марсе или Луне мы пока не можем наблюдать. Мельчайшая из деталей на Луне, наблюдаемая в, телескопы, имеет поперечник около 100 метров, а на Марсе – около 16 километров. Но для общего знакомства с Марсом нам и не нужны более мелкие детали его поверхности.
Общий вид Марса.
Ареография начала свое существование в 1659 году, когда известный астроном Гюйгенс сумел заметить на Марсе неясные очертания каких-то темноватых пятен. Впоследствии, с увеличением силы и улучшением качества телескопов, на Марсе стали наблюдать все больше и больше подробностей. К концу XVIII века стало ясно, что на Марсе обычно наблюдаются детали трех типов.
Во-первых, это красновато-оранжевые области, покрывающие большую часть поверхности планеты. Их называют материками или пустынями. Именно благодаря им Марс имеет на небе вид красноватой звезды.
Во-вторых, на Марсе видны темные зеленовато-синие пятна, имеющие вполне определенные очертания. Их называют морями. Название это условное. Из него вовсе не следует, что эти области на Марсе залиты водой. Ведь и на Луне, лишенной воды и атмосферы, области с более темными породами также называются морями. И хотя астрономам давно стало ясно, что воды на Луне нет, тем не менее до сих пор на лунных картах фигурируют Море Дождей, Море Спокойствия, Море Кризисов, Море Ясности и даже Океан Бурь. Как не похожи эти моря и океаны, лишенные даже одной капли воды, на наши полноводные земные океаны!
Так и на Марсе – области, называемые морями, на самом деле таковыми не являются. Удовлетворяя любознательность тех читателей, которым не терпится узнать, что же это такое, отвечаем, пока очень кратко, что моря Марса – это области, покрытые растительностью.
Наконец, на Марсе есть белые пятна, расположенные вблизи его полюсов. В отличие от пустынь и морей, эти пятна весьма изменчивы. С наступлением марсианского лета они уменьшаются, а марсианской зимой снова увеличиваются. Вы, наверное, уже догадались, что белые пятна, называемые полярными шапками, представляют собой скопление льда и снега.
В XIX столетии стали появляться первые карты Марса. Когда-то путешественники, открывая неизвестную землю, давали ей то или иное наименование. Так и астрономы, открывая на Марсе еще никем не виденное море или материк, придумывали им наименования. Для открытия новых стран на Земле в свое время снаряжались многочисленные экспедиции. Для открытия новых морей и материков на Марсе корабли не нужны. Здесь все решается мощью телескопа и опытностью наблюдателя. Иногда за одну ночь с помощью нового, лучшего телескопа астрономы открывали марсианские моря, обойти которые они не смогли бы и за много месяцев. С другой стороны, эти открытия не сопровождались такими увлекательными и опасными приключениями, как географические открытия. Хороший глаз и телескоп здесь вполне заменяют храбрость, мужество и оснащенный корабль.
Так или иначе, но XIX век можно назвать эпохой великих ареографических открытий. Многочисленные «колумбы» красной планеты, не выходя за пределы своих обсерваторий, к концу столетия раскрыли перед человечеством внешний облик далекого мира. Правда, и в ареографии, как в свое время в географии, велся, да не затих и ныне, спор о том, какие же наименования дать новооткрытым морям и материкам.
На одних картах Марса материки и моря носят имена ученых. Рассматривая подобную карту, вы здесь сможете встретить Материк Гюйгенса, Коперникову Землю и Море Гука. На других картах, которые теперь употребляются чаще первых, названия для материков и морей почерпнуты в большинстве своем из древней мифологии.
Давайте рассмотрим поподробнее одну из таких карт, изображенную на рисунке. Это два полушария Марса. В отличие от географических карт, юг на полушариях изображен наверху. Удивляться этому не следует – ведь телескоп переворачивает изображения небесных светил, которые мы всегда, таким образом, наблюдаем «вверх ногами». Впрочем, неудобства здесь никакого нет, так как «верха» и «низа», одинаковых для всех точек вселенной, не существует.
Полушария Марса.
Но продолжим урок ареографии. Вы замечаете сетку координат, нанесенную на карту, – каждый пункт на поверхности Марса имеет ареографические широту и долготу. Первое, что бросается в глаза при знакомстве с марсианской поверхностью, это ее заметное отличие от земной. На Земле большую часть поверхности занимают моря и океаны. На Марсе, наоборот, пять шестых его поверхности заняты материками. В северном полушарии Марса они образуют сплошной массив, внутри которого видны лишь небольшое Асидалийское море (Mare Acidalium), пролив Танаис (Tanais) и маленькие моря, называемые оазисами: Нильский оазис (Lacus Niliacus) и близкий к северному полюсу Гиперборейский оазис (Lacus Hyperboreus).
Вокруг полюсов видны небольшие полярные шапки, нарисованные для 1877 и 1888 годов. Что касается морей, то они сосредоточены в основном в южном полушарии планеты. Южный полюс планеты окружен Южным морем (Mare Australe). В нем имеется несколько островов, между которыми видны Эритрейское море (Mare Erythraeum) и Море Времени (Mare Chronium). В виде узких заливов вдаются в материк Киммерийское (Mare Cimmerium) и Тирренское (Mare Tyrrhenum) моря. На левом полушарии выделяется легко наблюдаемый даже в слабые телескопы большой треугольный «залив», называемый Большим Сыртом (Syrtis Major). Ему значительно уступает в размерах Срединный залив (Sabaeus Sinus), через середину которого проходит начальный ареографический меридиан. Наконец, на границе двух полушарий видно (к сожалению, разрезанное их границей) круглое озеро Солнца (Solis Lacus). Что касается материков, то они испещрены множеством тонких прямых линий, называемых каналами. Каналы имеют самые различные названия, но об их природе мы не будем пока рассказывать. Этим удивительным образованиям посвящены в дальнейшем две главы.
А сейчас, опасаясь утомить читателя ненужными подробностями и деталями, мы закончим на этом наш краткий урок ареографии.
ПОГОДА НА МАРСЕ
Каждый день по радио сообщают, какая погода ожидается на следующие сутки. Правда, иногда эти предсказания не полностью оправдываются, но это и понятно: движение ветров и облаков в атмосфере, образование дождя и снега, колебания температуры – словом, все то, что определяет погоду, представляет собой ряд весьма сложных явлений, зависящих от множества разнообразных причин. Не всегда удается учесть все эти причины. Но тем не менее изучение погоды с каждым годом приносит все новые и новые успехи. Наступит время, когда люди сумеют правильно предсказывать погоду на много месяцев вперед и для любого пункта земного шара.
Ну, а какова погода на других планетах? Часто ли выпадают там дожди или снег? Дуют ли там ветры и ураганы? И, наконец, сколько дней в году бывает пасмурных, а сколько ясных? Само собой разумеется, что эти вопросы мы можем ставить только в отношении тех планет, которые окружены атмосферой. Если нет атмосферы, то нет и погоды.
Метеорология не нужна ни для Меркурия, ни для Луны, ни для карликовых планет – астероидов.
Мир Луны, практически лишенной атмосферы, это мир неподвижности и безмолвия. На вечно безоблачном черном небе сияют Солнце и звезды, освещая мрачную неподвижную лунную поверхность. Здесь никогда не подует ветерок и не пошевелит ни одну из множества пылинок, покрывающих лунную поверхность, не зажурчит ручеек. Кругом царит полное безмолвие, которое не нарушается даже врезающимися со страшной силой в лунную почву крупными метеоритами. Где нет атмосферы, там не слышно и звуков.
Зато говорить о погоде на планетах, окруженных атмосферами, вполне возможно. Правда, эта погода иногда совсем не похожа на земную. Мы уже говорили о том, что на Юпитере свирепствуют сильнейшие ураганы. На этой планете вечно пасмурно – густые слои облаков из метана и аммиака постоянно скрывают от солнечных лучей поверхность Юпитера. Такая же странная погода постоянно господствует на Сатурне, Уране и Нептуне. О погоде на Плутоне мы ничего не знаем. На Венере погода всегда пасмурная, и если облака там состоят из частиц воды, что весьма вероятно, то дожди, ливни и туманы бывают постоянным явлением на этой планете. Скучно было бы жить на такой сырой и дождливой планете, где Солнце никогда не проглядывает из-за облаков!
Ну, а какова погода на Марсе? На этот вопрос можно дать ответ, лишь изучив его атмосферу. Но есть ли эта атмосфера и как вообще можно установить ее присутствие?
Существует много способов проверки наличия атмосферы у того или другого небесного тела. Во-первых, если на поверхности планеты видны изменчивые по форме и расположению детали, то-есть, проще говоря, облака, то это есть одно из убедительных доказательств наличия атмосферы. В самом деле, любые облака не могли бы существовать и передвигаться, не находясь в какой-нибудь атмосфере. Во-вторых, если планета окружена атмосферой, то детали на ее поверхности всегда кажутся не резко очерченными, а слегка размытыми и как бы растушеванными кистью художника. С другой стороны, если атмосфера планеты похожа по составу на земную, то она должна рассеивать солнечный свет так же, как и земной воздух.
Солнечный луч, отражаясь от поверхности планеты, дважды проходит сквозь ее атмосферу.
Мы часто любуемся густой синевой нашего земного неба. Но почему небо кажется синим? Белый солнечный свет состоит из лучей всех цветов. Но частицы воздуха рассеивают, то-есть разбрасывают во все стороны, сильнее всего синие и фиолетовые лучи, поэтому толща земной атмосферы кажется синеватой. Вы, наверное, не раз наблюдали, стоя в поле, что видимая на горизонте полоска далекого леса кажется подернутой какой-то синеватой дымкой. Это – тоже результат рассеяния света тем слоем атмосферы, который находится между вашим глазом и лесом.
Таким образом, на планетах, окруженных атмосферой, сходной с земной, должна наблюдаться голубоватая дымка, слегка скрывающая детали поверхности планеты. Чем ярче эта дымка, тем больше воздуха на данной планете. Так, по яркости воздушной дымки можно определить плотность атмосферы, окутывающей планету.
Есть способы, позволяющие не только установить наличие атмосферы у изучаемой планеты, но и узнать, из каких газов она состоит. Для этого надо исследовать солнечные лучи, отраженные поверхностью планеты. Если планета окружена атмосферой, то солнечные лучи, прежде чем попасть в наш глаз, дважды пройдут через ее атмосферу. Это путешествие не останется для них бесследным. Атмосфера планеты поглотит, задержит некоторые из солнечных лучей. Правда, полностью лучи не будут поглощены, а потому они, хотя и ослабленные, отдавшие часть своей энергии атмосфере, все же дойдут до Земли.
В распоряжении астрономов есть специальные приборы – спектроскопы, с помощью которых они и узнают, какие лучи и как поглотила атмосфера планеты. А так как каждый газ поглощает только вполне определенные лучи, отличные от тех, которые поглощаются другими газами, то с помощью спектроскопа можно узнать состав планетной атмосферы. Больше того, определив величину поглощения этих лучей газами, можно узнать и количество их в атмосфере. Вот так и изучают атмосферы планет.
Что же дали эти методы для изучения атмосферы Марса?
Еще в прошлом веке астрономы обратили внимание на то, что детали на поверхности Марса всегда видны слегка размазанными. В особенности это заметно на краях его диска, где луч зрения проходит через большую толщу атмосферы. В XX веке было установлено, что на Марсе наблюдается слабая голубоватая дымка, напоминающая ту, которая видна на фоне далеких земных предметов. Некоторые из советских ученых, в том числе известные исследователи планет В. В. Шаронов, Н. П. Барабашев и Н. Н. Сытинская, по яркости этой дымки определяли плотность марсианской атмосферы.
Выдающиеся советские исследователи Марса профессор Н. П. Барабашев (слева) и профессор В. В. Шаронов.
Все эти исследования доказали, что Марс окружен очень разреженной атмосферой. Хотя ее высота, по-видимому, достигает нескольких десятков километров, но даже у поверхности Марса она так же разрежена, как земная атмосфера на высоте 12–14 километров. Значит, на вершинах высочайших земных гор, где человек уже не может дышать, плотность земного воздуха во много раз больше наибольшей плотности марсианской атмосферы.
Но какие газы и в каком количестве образуют эту чрезвычайно разреженную атмосферу? К сожалению, спектроскоп до сих пор не дал исчерпывающего ответа на этот вопрос.
Атмосфера Марса лишена тех ядовитых газов, которыми изобилуют атмосферы Юпитера и других ему подобных планет. С другой стороны, как было установлено в 1947 году, в ней есть углекислый газ примерно в таком же количестве, как и в земной атмосфере. Что же касается кислорода, азота и водяных паров, входящих в большом количестве в наш воздух, то их присутствие в атмосфере Марса спектроскоп пока еще не установил. Однако у нас есть другие доказательства того, что и кислород и водяные пары все же присутствуют в марсианской атмосфере. Правда, их количество там значительно меньше того, в каком они встречаются в земном воздухе.
Спектроскоп настойчиво утверждает, что если эти газы и присутствуют в атмосфере Марса, то в количестве примерно в сто раз меньшем, чем в земной атмосфере. Если бы количество кислорода, азота и водяных паров было больше, спектроскоп непременно обнаружил бы их.
Таким образом, Марс обладает чрезвычайно разреженной атмосферой, в которой отсутствуют ядовитые газы, но зато есть углекислый газ и, по-видимому, в очень небольших количествах кислород и водяные пары. Как мы увидим дальше, на Марсе есть вода, испаряющаяся в атмосферу, и растения, выделяющие в процессе своего питания свободный кислород.
Вот теперь, после того как мы убедились в наличии марсианской атмосферы, вопрос о погоде на Марсе приобретает вполне определенный смысл.
В отличие от Венеры с ее вечно пасмурной и, возможно, дождливой погодой, Марс можно назвать планетой вечно ясной погоды. Там в любом месте его поверхности почти всегда бывают безоблачные солнечные дни. Облака на Марсе – редкое исключение. Сплошных облачных массивов, подобных тем, которые встречаются на Венере и Земле, там не бывает. Лишь иногда на ущербленном крае Марса, вблизи границы ночи и дня, называемой терминатором, можно наблюдать светлые выступы и пятнышки. Некоторые из них слегка вдаются в темное ночное полушарие Марса, свидетельствуя тем самым о своей значительной высоте. Ведь и у нас, на Земле, часто можно видеть на вечернем небе высокие облака, освещенные Солнцем, между тем как земная поверхность бывает уже погруженной в темноту.
Отдельные небольшие облака иногда встречаются также вблизи полярных шапок Марса. Все эти облака, по-видимому, состоят из мельчайших капелек водяного пара, как и наши земные облака. То, что их мало, говорит об исключительной сухости марсианской атмосферы. Дожди на Марсе очень редки, но иногда они все же, по-видимому, бывают. Некоторые наблюдатели отмечали, что в тех районах, где встречаются облака, почва Марса иногда на короткое время становится темнее, чем в окружающих областях. Вполне возможно, что в этом месте Марса прошел дождь, который и увлажнил его почву.
Однако в атмосфере Марса иногда образуются облака совершенно иной природы. Многие наблюдатели отмечали, что бывают случаи, когда детали поверхности Марса заволакиваются какой-то желтоватой мглой, принимающей зачастую форму обычных облаков. Эти странные облака быстро движутся, изменяясь в своих очертаниях. Так например, в 1903 году наблюдалось огромное желтое облако длиной 480 километров, которое на высоте 27 километров двигалось со скоростью 25 километров в час. Иногда путь этих облаков становится явно изогнутым. Все это говорит о том, что на Марсе бывают сильные ветры, иногда переходящие в мощные циклоны. Порывы ветра поднимают тучи пыли и песка с поверхности планеты, которые, по-видимому, и образуют эти загадочные желтоватые облака.
Движение облака в атмосфере Марса.
Нередки на Марсе и легкие туманы, покрывающие на короткий срок значительную часть его поверхности. Они, вероятно, напоминают ту легкую мглу, которая иногда появляется на нашем небе в морозные зимние утра. Именно тогда восходящее Солнце благодаря мгле приобретает оранжево-красный цвет. Днем, когда воздух нагреется солнечными лучами, эта мгла пропадает, появляясь снова лишь к вечеру. То же мы видим и на Марсе. Легкие туманы на Марсе с наступлением марсианского дня бесследно исчезают, появляясь снова лишь в вечерние часы.
Таким образом, мы совершенно ясно можем себе представить, какая погода существует на Марсе. Во всех местах его поверхности ясная безоблачная погода является правилом, а дожди и облака – лишь очень редким исключением. Солнце сияет там на темно-синем с фиолетовым оттенком небе, напоминающем то, которое видели наши стратонавты, поднявшись в разреженные слои атмосферы. Ветры, достигающие иногда значительной силы, поднимают тучи пыли, вызывая временное помутнение марсианской атмосферы. Наконец, по утрам и вечерам марсианское небо бывает подернуто легкой морозной мглой, рассеивающейся с наступлением дня.
Таковы в основном наши сведения о марсианской погоде.
