Текст книги "В нашей галактике"

Автор книги: Лев Мухин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 13 страниц)

Глава IV
Как открывали планеты

В одной из предыдущих глав мы совершили путешествие на 5 миллиардов лет назад и пытались стать свидетелями таинства рождения планет. Мы посмотрели, как их изучают, но о самих планетах Солнечной системы мы не говорили. А ведь каждая из девяти планет в семье Солнца уникальна, со своими особенностями, со своим характером.

В древности именно планеты привлекли внимание вавилонских жрецов. Планеты непрерывно меняли положение на небе, блуждая самым причудливым образом среди неподвижных звезд и, естественно, в первую очередь заинтересовали жрецов, наблюдавших за небом и занимавшихся предсказаниями самых различных событий. И в конце концов именно планеты стали олицетворением великих богов древности на небе.

В Ассирии и Вавилоне Венера олицетворяла богиню Иштар, Юпитер – бога Мардука и так далее. Жители древних стран прекрасно знали все видимые невооруженным глазом планеты – Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн. Еще до нашей эры были известны восходы, заходы и положение Юпитера относительно стандартных звезд. Но только с изобретением телескопа существенно расширились возможности наблюдений и люди смогли узнать о существовании новых планет.

Первую неизвестную ранее планету открыл В. Гершель, основоположник новой эры в астрономии, тот самый Гершель, которого вместе с Лапласом и Румфордом принимал первый консул Французской республики Наполеон.

Жизненный путь Гершеля поначалу никак не мог свидетельствовать о том, что он станет одним из величайших астрономов всех времен. Сын полкового музыканта, он с ранних лет занимался с учителями и отцом музыкой и уже в четырнадцать играл в военном оркестре. Но в доме Гершелей в Ганновере дети занимались не только музыкой. Вильям изучал языки, математику, философию.

Не имея никакой склонности к ратным подвигам и не желая принимать участия в военных действиях прусской армии в Европе, Гершель переехал в Англию. Здесь он получил место дирижера публичных оркестров в Лидсе. Уже в это время астрономия интересует его гораздо больше, чем музыка. Тридцатилетний Гершель покупает учебник астрономии и вскоре начинает строить телескопы.

Я нарочно употребил слово «строить», а не «изготавливать», так как телескопы Гершеля были самыми крупными инструментами XVIII века. Самый большой телескоп был, к примеру, столь велик, что наводить его на звезду должны были три человека: Гершель и двое рабочих. Ведь тогда не было автоматизированных систем наведения телескопов и все приходилось делать самому астроному.

«Уметь видеть, – писал он, – это в некотором отношении искусство, которому должно учиться». Как не вспомнить здесь незадачливых оппонентов Галилея, которые не могли и не хотели видеть спутники Юпитера.

Успехи Гершеля в астрономии превзошли самые смелые ожидания родственников и друзей. Через девять лет после покупки учебника астрономии он открыл новую планету, которую хотел назвать именем короля Англии Георга III, но традиции оказались сильнее, и планета получила имя римского божества – Уран.

Открытие новых планет хорошо оплачивалось в то время. За Уран Гершель получил от короля Георга III должность придворного астронома и жалованье 200 фунтов стерлингов в год, деньги по тем временам немалые, хотя, конечно, король Англии мог бы проявить и бóльшую щедрость. Не осталось в стороне и Лондонское королевское общество: оно присудило Гершелю ежегодную золотую медаль и избрало его в свои члены.

Самое интересное в истории открытия Урана состоит в том, что Гершель вначале принял этот объект на небе за комету и некоторое время отстаивал свою точку зрения. Это в известной мере подпортило ему репутацию в элитарном Лондонском королевском обществе. Итак, 13 марта 1781 года впервые с использованием телескопа была открыта новая планета – седьмая по счету в нашей Солнечной системе.

Не прошло и ста лет, как открыли восьмую, и история этого открытия была одной из самый интересных страниц современной астрономии.

В чем же драматизм ситуации?

Во-первых, Нептун был открыт за письменным столом.

Во-вторых, это сделали практически одновременно два человека.

В-третьих, один из них был англичанин, а второй – француз.

Итак, в 1845 году двадцатисемилетний математик Д. Адамс из Кембриджа, анализируя некоторые неправильности, наблюдавшиеся в движении Урана по небу, пришел к выводу, что они могут быть обусловлены лишь внешней по отношению к Урану планетой в Солнечной системе. Он вычислил, в какой области неба должна находиться предполагаемая планета, и сообщил результаты своих вычислений астрономам-наблюдателям в Кембриджскую обсерваторию и в Гринвич в сентябре 1845 года. Адамс был чрезвычайно скромным и ненавязчивым человеком, он даже не опубликовал своих расчетов. Более того, когда астрономы Кембриджа и Гринвича в них не поверили и не начали искать «предсказанную» планету, не стал настаивать на этом.

Между тем странное поведение Урана было известно не только в Англии. И практически одновременно с Адамсом, с опозданием на 10 месяцев, французский астроном У. Леверье опубликовал результаты своих расчетов, предсказав существование восьмой планеты и ее примерное положение на небе.

С этой работой ознакомились астрономы и в Гринвиче и в Кембридже. Наблюдатели в Кембридже могли бы прославить себя, открыв новую планету на небе. Когда они увидели, что расчеты француза как две капли воды похожи на расчеты Адамса, они принялись искать предсказанную планету в июле и в августе 1846 года – буквально через месяц после публикации работы Леверье. Но они не удосужились провести обработку своих наблюдений и упустили приоритет открытия.

Леверье был обеспокоен тем, что наблюдатели не отреагируют должным образом на его статью. Он написал письмо в Берлинскую обсерваторию, и 23 сентября 1846 года новая планета была открыта, как по заказу.

Вот тут-то и началось.

Открытие Нептуна «на кончике пера» преподносилось широкой общественности как величайшее достижение науки со времен Ньютона. На Леверье обрушился водопад почестей. История этого открытия мгновенно стала известна всему миру, и английские «болельщики» вступились за приоритет Адамса. Много лет спустя Джинс писал, что, конечно, Нептун был открыт Адамсом и Леверье (а не Леверье и Адамсом). Более того, он оправдывал косность и рутинерство английских наблюдателей, говоря, что в Кембридже Нептун «дважды пронаблюдали», но… «не отождествили его немедленно с новой планетой». Борьба за приоритет между Францией и Англией длилась много лет. Леверье стал директором Парижской обсерватории, Адамс – профессором Кембриджа. А позже выяснилось, что истина-то лежит совсем в другом месте. Тот же Адамс показал, что реальная орбита Нептуна отличалась от предсказанной. Поэтому его открытие в том месте, которое было указано Леверье и Адамсом, было в известной мере случайным. Но дело не в этом. Результат есть результат, и восьмая планета – Нептун – навсегда останется связанной с именами Леверье и Адамса.

Сами Адамс и Леверье никакой вражды друг к другу не испытывали. Более того, они стали друзьями на всю жизнь.

Когда страсти несколько поулеглись, постепенно стало выясняться, что все неправильности в движении Урана нельзя объяснить лишь присутствием Нептуна. Да и сам Нептун вел себя несколько странно, как будто был связан невидимой нитью еще с кем-то. П. Лоуелл из Аризоны пошел по пути, проторенному Леверье и Адамсом. Он вычислил орбиту предполагаемой планеты X. Но открыли ее лишь в 1930 году, после пятнадцати лет тщательных поисков.

Итак, девять планет. Описанию их свойств посвящены многие десятки книг. В короткой главе о планетах мне поэтому придется остановиться лишь на наиболее интересных особенностях семьи Солнца. Конечно, такое изложение будет в известной мере субъективным. Я занимаюсь эволюцией атмосфер, и, быть может, акценты будут несколько сдвинуты именно в эту сторону. Но, во-первых, это вполне естественно, а во-вторых, поверьте, что эволюция атмосферы и климата Земли во многом определит жизнь человечества в ближайшее время.

Начнем же путешествие длиной в 39,4 астрономические единицы, а именно таково расстояние от Солнца до Плутона. Для большей наглядности заметим, что, если бы мы передвигались со скоростью света, нам пришлось бы затратить на эту экскурсию около пяти часов.

Место под Солнцем

Самая близкая к Солнцу планета – Меркурий. Именно он младший брат в семействе, которое принято называть планетами земной группы. Эта группа включает Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Отметим, что когда ученые говорят о планетах, то некоторым свойствам Земли удобно приписывать значение, равное единице. Например, расстояние от Солнца, масса, объем.

В нашем путешествии по Солнечной системе мы будем пользоваться именно этим приемом. Итак, Меркурий находится от Солнца на расстоянии 0,39 астрономической единицы (Земля – на расстоянии одной астрономической единицы). Его объем – всего 0,05 объема Земли, а масса – 0,06 массы нашей планеты. Отсюда видно, что плотности Земли и Меркурия почти одинаковы.

Меркурий во многих отношениях замечательная планета. Начнем с того, что он в отличие от большинства планет имеет очень вытянутую, эллиптическую орбиту. Лишь Плутон движется вокруг Солнца по еще более вытянутому эллипсу. Но это еще не все. Чем ближе к Солнцу планета, тем быстрее она делает полный оборот вокруг него. Период обращения Меркурия вокруг Солнца составляет всего 0,24 земного года. Солнечные сутки длятся на Меркурии 176 земных суток. Это означает, что Меркурий очень медленно вращается вокруг собственной оси.

Сильная вытянутость орбиты в сочетании с медленным вращением приводит к поразительным эффектам, которые мог бы заметить космонавт, находящийся на поверхности этой планеты. Солнце на небе Меркурия в своем видимом движении по небу останавливается и даже возвращается ненадолго назад, Это необычное явление, удачно названное «эффектом Иисуса Навина», который согласно библейскому преданию заставил остановиться Солнце, длится на Меркурии по две недели меркурианского «утра» и меркурианского «вечера».

Естественно, что необычная орбита Меркурия и его очень медленное собственное вращение привлекли внимание исследователей. Американские ученые, решая небесно-механическую задачу о движении Меркурия, пришли к выводу, что когда-то Меркурий мог быть… спутником Венеры и находился от нее на расстоянии всего 480 тысяч километров. За счет сложных приливных взаимодействий он постепенно замедлял свое вращение и за несколько сот миллионов лет мог уйти на солнечную орбиту. Правда, теория Энеева и Козлова более естественным путем объясняет необычные свойства движения Меркурия, без привлечения столь экстравагантных ситуаций, когда богиня вынуждена терять своего спутника.

Очутившись на поверхности Меркурия, мы увидели бы много интересных вещей. Но нужно сказать, что космонавтам и даже автоматическим станциям пришлось бы там туго. Из-за близости к Солнцу да еще из-за того, что поверхность Меркурия темная и отражает менее 20 процентов падающего на нее света, ее максимальная температура достигает 420 градусов Цельсия. Но это, правда, лишь на поверхности. Грунт на Меркурии сильно измельчен и поэтому является хорошим теплоизолятором. Уже на глубине нескольких десятков сантиметров температура практически постоянна и не поднимается выше 90 градусов. Ночные температуры очень низки и достигают минус 180 градусов. Поэтому я и говорил о том, что даже автоматической космической станции на поверхности этой планеты пришлось бы нелегко. Выдержать подобные перепады температуры может не каждый материал, а станция должна была бы еще работать.

Но тем не менее представим себе, что мы на поверхности этой удивительной планеты. Впрочем, неудивительных планет в Солнечной системе нет.

Итак, поверхность Меркурия.

Американская космическая станция «Маринер-10» в 1973 году получила телевизионные фотографии 40 процентов поверхности этой планеты, причем разрешение составляло в отдельных случаях менее сотни метров, а это значит, что на снимках Меркурий был виден не хуже, чем Луна в поле зрения хорошего телескопа. И кстати, внешнее сходство поверхностей этих двух небесных тел оказалось просто поразительным. Даже специалисты, занимающиеся Луной, их называют селенологами, когда им показали фотографии Меркурия и попросили сказать, что это за планета, ответили: «Без сомнения, Луна». Действительно, поверхности Меркурия и Луны схожи в первую очередь тем, что они подвергались очень сильной метеоритной бомбардировке.

Диаметры крупных кратеров на Меркурии превышают 70 километров, а есть гиганты диаметром более двухсот километров. Может возникнуть вопрос: а что, вообще говоря, дает науке изучение поверхности Меркурия?

Дело в том, что нам неизвестны процессы, которые шли на самых ранних стадиях образования планет. На Земле практически не осталось следов древней истории нашей планеты, они скрыты последующими напластованиями. Самые древние породы датируются возрастом 3,5–3,6 миллиарда лет, а что было до этого, известно очень плохо. Казалось бы, удобный объект для исследования ранних стадий образования планет – Луна, но она подвергалась сильному влиянию Земли. Поэтому и здесь довольно запутанный случай, не «чистый эксперимент». И остается лишь Меркурий да астероиды.

Именно поверхность Меркурия свидетель катаклизмов почти пятимиллиардной давности – времени, когда в Солнечной системе рождались планеты. Конечно, поверхность Меркурия не моментальный снимок всех этих процессов. На фотографиях видны почти полностью исчезнувшие под слоем пород «кратеры-призраки», а это значит, что на поверхности Меркурия есть участки различного возраста.

Самый крупный известный сегодня кратерный район Меркурия – бассейн Жары (его еще называют «море Зноя»). Диаметр его около 1300 километров – как расстояние от Москвы до Крыма. Вал этого бассейна слагает гористая местность, возвышающаяся на 1–2 километра над его поверхностью. Внутри бассейна есть гладкие равнины, покрытые бороздами и небольшими кратерами. Предполагают, что это циклопическое образование – следствие чудовищного удара астероида о поверхность Меркурия на последних стадиях его «рождения».

На поверхности Меркурия заметны гигантские уступы, которые называются эскарпами. Высота склонов у этих уступов достигает двух километров, а длина пятисот. По своей геологической структуре эскарпы в принципе отличаются от трещин, разрывов коры, которые мы можем видеть на поверхности Луны и Марса. Если трещины образуются при растяжении материала, то структура типа эскарпов, наоборот, в процессе сжатия.

Когда-то, миллиарды лет назад, раскаленный Меркурий, остывая, начал сжиматься. По некоторым оценкам, это сжатие было небольшим: его радиус уменьшился всего на 1–2 километра. Но для геологии Меркурия, для формирования «портрета» его поверхности это, казалось бы, на первый взгляд незначительное сжатие и привело к образованию огромных складок, надвигов. Есть, правда, и другие гипотезы, пытающиеся объяснить образование эскарпов замедлением вращения Меркурия вокруг собственной оси и приливными взаимодействиями с Солнцем.

Итак, бассейны, кратеры, эскарпы. Все это детали рельефа поверхности, а есть ли атмосфера у Меркурия?

Еще лет 20 назад некоторые ученые предполагали такую возможность. Конечно, не столь плотная атмосфера, как на Земле, думали они, но что-то близкое к Марсу. Позже оказалось, что Меркурий практически лишен атмосферы. Он «потерял» ее миллиарды лет назад.

Сила тяжести на Меркурии из-за его малой массы не в состоянии удержать молекулы газа близ поверхности планеты. Газ, атмосфера, «убегает» от Меркурия в космическое пространство. Такая же точно ситуация и на Луне, нашей ближайшей соседке. Сегодня ясно, что плотность атмосферы Меркурия в миллионы миллиардов раз меньше, чем плотность атмосферы Земли.

Итак, Меркурий – маленькая, темная, безжизненная планета, будущий полигон для космических исследований, свидетель чудовищных катаклизмов, сопровождавших последние стадии рождения планет земной группы.

Загадки Венеры

Немало узнали мы за последние годы о сестре Земли. Действительно, удалось определить химический состав грунта, исследовать, что представляет собой атмосфера планеты. Наконец, сегодня существует даже крупномасштабная карта Венеры. Есть панорамы поверхности. Глаза вездесущих автоматов – телефотометры наших станций «Венера-13, 14» – передали на Землю уникальные снимки пейзажей утренней звезды. Не могу не вспомнить о том, как Институт космических исследований посетила высокая делегация американских ученых, в состав которых входили сопредседатель комитета «Врачи в борьбе за мир» известный кардиолог профессор Б. Лаун и профессор К. Саган, широко известный палеонтолог и популяризатор науки. Он собирался снять в Советском Союзе часть своего фильма об участии ученых в борьбе за мир.

Как раз незадолго до их визита были получены первые изображения поверхности Венеры. Для получения истинной природной окраски, цветовой гаммы, нужно было проделать огромную работу с использованием современной электронно-вычислительной техники. Различные варианты цветного изображения, выполненного компьютером, можно было посмотреть на экране телевизора. Американские ученые затаив дыхание смотрели на дисплей, где темно-коричневые камни Венеры вдруг становились слегка розоватыми, а затем изумрудно-зелеными, фиолетовыми. В комнате, где проходили демонстрации панорам, звучали английские слова, выражавшие восхищение в превосходной степени.

И правда, о Венере мы знаем сегодня немало! Однако парадокс ситуации в том, что чем больше мы узнаем об этой планете, тем больше загадок она перед нами выдвигает. Но прежде поговорим о том, как мы сегодня «видим» Венеру, что мы о ней знаем.

Венера обращается вокруг Солнца на расстоянии 0,7 астрономической единицы. По своей массе и размерам она не отличается от нашей Земли. Планета эта имеет плотную атмосферу, открытую еще М. Ломоносовым. Поверхность Венеры невозможно наблюдать в телескопы, поскольку она закрыта от нас мощным слоем облаков. Но сегодня мы знаем, что находится под ее облачным покровом.

Ландшафт Венеры во многом похож на земной, за исключением, конечно, одного очень важного обстоятельства. На поверхности Венеры нет жидкой воды, нет ни морей, ни океанов. Кроме того, нужно сказать, что Венера наиболее «гладкая» из всех планет земной группы. Около 60 процентов ее поверхности лишь на 500 метров выше или ниже уровня, соответствующего среднему радиусу планеты, а горные районы занимают только 2 процента ее площади. Но на Венере тем не менее существуют такие гиганты, как горное плато Максвелл, плато Иштар, по площади примерно вдвое большее Тибета. Средняя высота этого плато 4–5 километров, а хребты, окружающие его, и того выше.

В центре плато Максвелл расположен огромный вулканический конус в полтора раза выше Эвереста. Поперечник подошвы этого огромного вулкана около тысячи километров, а диаметр кратера – сто при глубине четыре километра! Поистине циклопическое образование, равного которому нет на нашей планете. На карте Венеры мы можем увидеть еще одно обширное плоскогорье, названное в честь богини любви Афродитой. В пределах Афродиты находятся Гаусс и Герц – два обширных поднятия. Возможно, это крупные вулканы. Поверхность Венеры холмистая, есть небольшие хребты, долины, впадины. Одна из долин опоясывает почти всю планету.

Можно предположить, что так же, как и на Земле, кора Венеры состоит из плит. Но на Венере кора разбита всего на две плиты. Да и вулканизм там не такой, как на Земле. На нашей планете много вулканических областей. Это и Италия, и Гавайские острова, и Камчатка, восточное побережье Северной и Южной Америки, – трудно все перечислить.

Венера – дело другое. Анализируя данные, полученные при картировании ее поверхности, удалось выявить лишь две области с вулканической активностью.

Очень интересно, что «Венера-13» села как раз в район с недавними проявлениями вулканизма. При посадке аппарат пробил тонкую лавовую корку, ее осколки хорошо видны на фотографиях. А вот второй аппарат сел на древние плотные породы: вокруг станции мы видим лишь довольно крупные камни.

Одной из наших «Венер» были зарегистрированы сейсмы – колебания коры планеты, «венеротрясения». Именно этот факт в сочетании с данными панорам дает основания считать, что кора Венеры обладает высокой подвижностью и что наша соседка по Солнечной системе – тектонически активная планета.

Ну а что можно сказать об атмосфере Венеры?

Прежде всего то, что Венера имеет очень плотную газовую оболочку: давление у поверхности планеты около ста атмосфер. Почему же случилось так, что на Земле основной компонент атмосферы – азот, да и давление у поверхности всего один килограмм на квадратный сантиметр, а на Венере атмосфера состоит из углекислоты, причем давление ее почти в сотню раз больше, чем на Земле?

Венера – поистине планета загадок. Быть столь похожей на Землю и в то же время так отличаться от нее! Где венерианские океаны? Из чего состоят облака Венеры? Почему на Венере почти в сто раз больше реликтовых благородных газов, чем на Земле? Вот главные, не разгаданные на сегодняшний день тайны Венеры.

По первому вопросу существуют различные предположения. Об одном из них мы говорили чуть выше.

Вторая гипотеза связывает отсутствие воды с химическими реакциями в коре, то есть гидратацией различных минералов. Эти реакции проходят при повышенных температурах и состоят в том, что минерал захватывает воду. Расчеты, проведенные в Институте геохимии Академии наук, показали, что этот процесс может быть очень эффективным. Именно в породах Венеры и могут быть огромные количества связанной воды.

Третья возможность состоит в том, что вещество, из которого образовалась Венера, было изначально обеднено водой. Но эта гипотеза носит слишком умозрительный характер, и трудно себе представить, как ее можно проверить экспериментально. Так что подходы к решению первой загадки Венеры существуют, есть вполне разумные идеи, но какая из них верна?

Теперь об облаках. На нашей Земле с облаками все просто. Они воспеты поэтами, писателями, редкий художник прошел мимо этого удивительно красивого явления природы. А ученые давным-давно знают, что земные облака состоят просто-напросто из капель воды. Раньше думали, что и на Венере ситуация с облаками такая же, как и на Земле, они водяные. Но уже первые спектроскопические наблюдения показали, что вопрос о составе облаков отнюдь не так прост, как казалось на первый взгляд.

В 1967 году было обнаружено, что над венерианскими облаками в атмосфере находятся две кислоты – фтористоводородная и соляная, а измерения коэффициента преломления частиц облачного слоя установили, что они не могут быть сконденсированными каплями водяного пара.

Какие только предположения после этого не выдвигались! В качестве возможных кандидатов рассматривалась и венерианская пыль. Правда, эта идея была очень быстро отброшена, поскольку экспериментальные данные говорили о том, что частички облаков находятся в жидкой фазе. Рассматривалась также хлористая ртуть, гидратированное хлорное железо, соли аммония.

Наконец, в 1973 году были опубликованы работы, в которых утверждалось, что облака Венеры состоят из концентрированной серной кислоты. Правда, на «скамейке запасных» остаются еще и гидраты хлорного железа, и соли аммония, но все-таки кандидат номер один – серная кислота. Согласитесь – ситуация далеко не тривиальная: планета укутана облаками, состоящими из химически агрессивного соединения.

Облака эти расположены очень высоко, их нижняя граница лежит примерно на уровне пятидесяти километров над поверхностью Венеры. Каким же образом они возникают?

Температура поверхности планеты высока. Поэтому целый ряд летучих соединений и, что особенно важно, соединений, содержащих серу, переходят в атмосферу. Здесь и двуокись серы, здесь и сероводород, и сероуглерод. Кроме того, в атмосфере Венеры содержится, хотя и в небольших количествах, водяной пар. В верхних слоях атмосферы все эти соединения под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца участвуют в очень сложной последовательности фотохимических реакций. Именно в результате этих реакций и образуются капли серной кислоты.

Облака имеют сложное строение, иногда они состоят из нескольких ярусов. Да, планета, на которой идут сернокислотные дожди, вряд ли покажется кому-либо достаточно комфортным местом. Но дождь этот не доходит до поверхности. По мере приближения к поверхности капли испаряются, а где-то на высоте около 15 километров от поверхности серная кислота разлагается на воду и окислы серы. Они поднимаются вверх и там вновь включаются в цепь фотохимических реакций, приводящих к образованию капель серной кислоты.

Заметим, что до сих пор не было ни одного прямого экспериментального доказательства этой идеи. Мы постараемся проверить «сернокислотную модель» во время запуска к Венере космического аппарата по советско-французскому проекту «Венера – Галлей» в 1984 году. А до тех пор облака Венеры будут для нас одной из самых интересных загадок.

Вернемся теперь к третьей загадке Венеры, проблеме избытка на ней первичных благородных газов – аргона с атомным весом 36, неона, криптона и ксенона. Почему этот вопрос представляется очень важным и почему он так оживленно дискутируется сегодня в научной печати? Мы уже вскользь упоминали об этом, но вопрос действительно настолько принципиален, что о нем необходимо поговорить подробнее.

Итак, об избытках первичных благородных газов на Венере. Как это могло случиться?

Одной из первых была высказана гипотеза о том, что вещество прото-Венеры облучалось солнечным ветром. Этой идее было посвящено три работы. Мы уже говорили о том, что такое солнечный ветер. Он действительно мог бы в принципе обеспечить избыток благородных первичных газов. Но Венера находится от Солнца на расстоянии 0,7 астрономической единицы, а Земля на расстоянии в одну астрономическую единицу. Поскольку интенсивность ветра падает пропорционально квадрату расстояния, солнечный ветер может обеспечить разницу лишь в два раза, а никак не в сто.

Конечно, можно говорить о том, что вещество Венеры на стадии образования планет экранировало зону образования Земли. Но, как указал крупный специалист по атмосферам Д. Хантен, отношение изотопов аргона-36 к неону одинаково для Земли и Венеры. Эти отношения земные, а не солнечные, и поэтому такая модель вряд ли проходит.

Красивую идею выдвинул М. Изаков из Института космических исследований. Он использовал предположение о том, что Венера образовалась раньше Земли. В это время в протопланетной туманности было еще много газа, который гравитационно захватывался Венерой. Но здесь также непонятно, почему отношение аргона к неону на Венере «земное», а не солнечное. Правда, неон мог улетучиваться из туманности быстрее, чем аргон, поскольку он легче, но этот вопрос требует более тщательного изучения.

Мне кажется, что избыток благородных газов можно будет объяснить окончательно в рамках той или иной модели лишь тогда, когда будут получены точные данные по содержанию криптона в атмосфере Венеры. Тогда, и только тогда, у нас в руках будет дополнительный, отсутствующий на сегодня параметр сравнения. Думается, что ждать здесь осталось уже недолго.

Конечно, были высказаны и другие предположения. Мы знаем, что планеты собираются из твердого вещества, уже содержащего в себе весь запас летучих соединений, и в том числе благородные газы. Так вот, если считать, что Венера образовалась из метеоритов, наиболее богатых газами, то в этом случае возникает масса дополнительных вопросов, связанных и с изотопными отношениями, и с концентрацией воды, и с содержанием целого ряда элементов в коре Венеры. Да, кроме того, очень трудно предположить, что вся планета была собрана лишь из одного типа метеоритного вещества. Это уже отдает какой-то мистикой.

Два года назад появилась работа американских ученых Д. Поллака и Р. Блэка, в которой для объяснения «проблемы избытка» была придумана довольно хитрая вещь.

Я забыл упомянуть об очень важном факте, который сильно осложняет «проблему избытка». Дело в том, что атмосфера Венеры обогащена по сравнению с Землей лишь редкими газами. Количество же углекислоты и азота на Венере и Земле примерно одинаково, если учесть всю земную углекислоту, захороненную в ее осадочных породах в виде карбонатов. Поэтому нужно решать очень трудную задачу. Почему есть избыток по благородным газам и нет избытка по так называемым химически активным соединениям?

Так вот, Поллак и Блэк надумали следующее. Они начали танцевать от печки. Пусть в газе протопланетной туманности существовал большой перепад давления в направлении от Солнца к периферии Солнечной системы, а температура была более или менее постоянной. (Протопланетная туманность, как мы с вами помним, представляла собой смесь пыли и газа.) Газы по-разному сорбируются на пыли.

Количество какого-нибудь благородного газа, захваченного пылинкой, зависит при данной температуре от давления, а количество химически активного соединения, включенного в твердую фазу, определяется еще и химическими реакциями между газом и твердой фазой, скорость которых зависит от температуры. Поэтому если в зоне роста и сборки Венеры давление было выше, то вещество Венеры захватило больше благородных газов – вот вывод Поллака и Блэка.

Но эта работа содержит массу слабостей и некорректна с точки зрения планетной космогонии. Я помню, как на лунно-планетной конференции в Хьюстоне один из крупнейших специалистов по атмосферам планет, Д. Хантен, сказал: «Не может быть протопланетной туманности с такими перепадами давления, как у Поллака и Блэка. Это нереально. Модель не может решить проблему избытка. Впрочем, – с грустью добавил он, – на сегодняшний день лучшего никто не придумал».

Мне кажется, что действительно модель Поллака и Блэка некорректна. Но тем не менее она содержит вполне здравую идею о значительной роли адсорбции газов из протопланетной туманности на пыли.

На самом деле можно вполне обойтись без экзотических предположений о перепадах давления в туманности. Надо лишь предположить, что туманность постепенно рассеивалась, а Венера образовалась чуть раньше, чем Земля. В то время, когда давление в протопланетной туманности было, скажем, в сто раз больше, чем к моменту образования Земли.

Тогда Венера действительно должна содержать больше благородных газов, чем остальные планеты земной группы. Правда, на первый взгляд здесь есть некий парадокс. Избыток благородных газов на Венере есть, избытка углекислоты нет. Но это парадокс кажущийся. Все дело в том, что химически активные газы, такие, как углекислота, входят в метеориты в виде соединений, а процессы сорбции дают в этом случае лишь незначительную поправку. Они, процессы сорбции, имеют большое значение лишь для благородных газов.