Текст книги "В нашей галактике"

Автор книги: Лев Мухин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 13 страниц)

Так или иначе, на сегодняшний день ни одну из загадок Венеры мы не можем считать окончательно разрешенной. Пока намечаются лишь отдельные подходы. Что же, будем ждать результатов последующих космических экспериментов и надеяться, что рано или поздно Венера откроет нам свои тайны.

Прежде чем продолжить наше путешествие по планетам Солнечной системы, необходимо поговорить о том, как вообще в принципе образуются атмосферы у планет земной группы. Почему все планеты земной группы – Меркурий, Марс, Венера и Земля – имеют совершенно различные газовые оболочки? Ведь мы очень много уделили внимания атмосфере Венеры.

Погода на планетах

Если на небесном теле, ну, например на Луне или Меркурии, нет (или почти нет) газовой оболочки, тогда все просто – теоретически можно легко вычислить температуру поверхности, зная расстояние планеты от Солнца и отражательную способность ее грунта (альбедо). В этом случае и погода и климат на планете практически неизменны. Все зависит лишь от расстояния от Солнца и параметров вращения планеты.

Но если планета имеет атмосферу, тогда все вопросы, связанные с погодными и климатическими изменениями, резко усложняются. Примером тому могут служить долгосрочные прогнозы погоды. Мы все знаем, что они не всегда бывают точными; как только рассматривается задача газовой оболочки планеты, компьютеры не в состоянии справиться с огромным числом новых параметров.

Именно поэтому, когда я буду говорить о безатмосферных телах, мне можно верить, а когда я перейду к вопросам климата Земли, Венеры и Марса, нужно помнить, что эти рассуждения будут весьма приближенными.

Итак, когда-то ни Венера, ни Земля, ни Марс не имели атмосфер. Когда это было? Около 4,5 миллиарда лет назад, во время роста планет. Но вот планеты сформировались, недра их начали греться, и газы стали выходить наружу через вулканы, через трещины в коре. Они выходили в течение миллиардов лет и образовали, например, на нашей Земле и атмосферу и океаны.

Известный американский геофизик Д. Расул как-то заметил: «Когда меня спрашивают о происхождении атмосферы и океанов, я говорю: возьмите газовую продукцию вулканов и умножьте на 4,5 миллиарда лет. Получили массу океана? Ну а теперь за справками адресуйтесь к богу». То, о чем говорил Расул, и есть теория непрерывной дегазации.

Конечно, нельзя делать так, как советовал американский коллега. Это слишком грубый расчет. Ведь, кроме процессов выделения вулканами паров воды и других газов, существуют так называемые процессы стоков.

Возьмем, к примеру, кислород. Зеленые растения в процессах фотосинтеза генерируют часть кислорода земной атмосферы. Другая часть образуется в процессах фотодиссоциации водяных паров в верхних слоях атмосферы. Это источники кислорода. А стоки? Стоки – это мы с вами да и вся флора Земли, все, что дышит кислородом. В неорганической природе также изрядное количество стоков. Много кислорода идет на образование окислов.

В течение долгих геологических периодов времени устанавливается очень деликатный, очень тонкий баланс между источниками и стоками. В результате мы и имеем на Земле сегодняшнее содержание кислорода в атмосфере. Вот что такое источники и стоки.

Итак, на заре «туманной юности» планет началось образование атмосфер. Скажем прямо, в эти времена происходили просто удивительные вещи. Рассмотрим лишь один пример. Теоретические расчеты показывают, что несколько миллиардов лет назад на нашей Земле не могло быть жидкой воды! Все океаны должны были находиться в замерзшем состоянии. Но ведь тогда не могла возникнуть и жизнь на Земле. А мы, во-первых, знаем, что она возникла, а во-вторых, что она уже была именно 3,5 миллиарда лет тому назад, то есть когда, по оценкам теоретиков, ее не должно быть. Это загадка с Землей. А с Венерой как быть? Где вода этой планеты? Где ее океаны?

Вопросы не просты, и нам с вами предстоит в них разобраться. К счастью, один и тот же физический эффект имеет отношение и к Венере, и к Земле, и к Марсу. Он имеет очень прозаическое, земное название «парниковый». С ним знаком каждый, кто хоть раз побывал в теплицах, где температура всегда выше температуры окружающего воздуха, даже если нет специальных обогревающих устройств. За счет чего это происходит?

На поверхность любой планеты падает излучение Солнца, причем в соответствии с законами физики большая часть энергии приходится на ту область длин волн, которая соответствует температуре внешней части нашего Солнца, около 6 тысяч градусов Цельсия. Другими словами, львиную долю солнечной энергии планеты получают в видимой части спектра. Отдают же, переизлучают энергию в пространство в инфракрасной области спектра, так как температура поверхности планет гораздо ниже температуры Солнца.

Атмосфера поглощает незначительную часть падающего прямого солнечного излучения, а излучение, уходящее от планеты в космическое пространство, задерживается гораздо сильнее, особенно если в атмосфере есть газы, имеющие полосы поглощения в инфракрасной части спектра, к примеру углекислота, пары воды, аммиак. Именно из-за этого температура атмосферы и соответственно поверхности планеты повышается: получается парниковый эффект.

А теперь посмотрим, какую роль сыграл парниковый эффект в жизни Венеры. В числе основных компонентов, которые вызывают повышение температуры, вода и углекислый газ. Азот не играет никакой роли в создании парника потому, что его молекула практически не поглощает излучения в инфракрасной области. Поэтому по мере выделения углекислоты и водяного пара атмосфера Венеры должна была становиться все горячей и горячей и в конце концов стать такой, какой мы ее видим сегодня. Эту задачу сосчитали уже упоминавшийся мною Расул и Де Берг. А такое неуклонное нагревание они назвали необратимым парниковым эффектом.

Но на самом деле все обстояло еще более экзотичным образом. Расул и Де Берг не учли одного очень деликатного обстоятельства. Оно заключается в том, что ось вращения Венеры строго перпендикулярна плоскости эклиптики, то есть плоскости, в которой все планеты вращаются вокруг Солнца. А это значит, что полюсы Венеры, получая очень мало солнечных лучей, остаются холодными, пока не накопится достаточно плотная атмосфера. Вот по этой именно причине сценарий начальных этапов жизни Венеры мог быть несколько иным, чем тот, который рисовали Расул и Де Берг.

Температура полюсов Венеры в самом начале была всего лишь около 150 градусов по шкале Кельвина. А при этой температуре замерзают и пары воды, и углекислый газ. Полюсы Венеры откачивали на себя эти газы, и там образовывались огромные полярные шапки, состоящие из льдов углекислоты и воды. А что потом?

Не будем забывать, что в атмосфере оставался азот. Да, тот, который мы видим и сегодня в составе венерианского воздуха. По мере накопления в атмосфере азот начал выравнивать температуры между экваториальной областью и полюсами. Ну а дальше уже все пошло как по маслу. Стоило полюсам Венеры чуть-чуть нагреться, и началось испарение углекислоты (вода еще не могла испаряться из-за слишком низких температур).

«Инъекция» углекислоты в атмосферу, в свою очередь, привела к повышению ее температуры, и катастрофический процесс исчезновения полюсов ничем нельзя было остановить. Вода просто не могла конденсироваться на поверхности планеты, поскольку вся находилась в газовой фазе, и, разрушаясь ультрафиолетовым излучением Солнца на водород и кислород, постепенно исчезла. Это и есть одно из возможных объяснений отсутствия воды на Венере.

Ну а что же было на Земле? Ведь как мы помним, теория говорит о том, что три с лишним миллиарда лет назад вся вода на Земле должна была находиться в виде льда. Кстати, на чем базируется это предположение?

Когда мы говорили об эволюции Солнца, мы отметили тот факт, что светимость его постепенно увеличивалась, прежде чем Солнце «село» на главную последовательность. Именно в это время рождались планеты. Ну а если светимость Солнца была ниже, планета получала меньше тепла, чем сегодня, и соответственно температура поверхности была ниже. Но жизнь-то все-таки уже была. Она зародилась раньше, чем три с половиной миллиарда лет назад. Значит, океаны на Земле были. В чем же здесь дело? Как разрешить парадокс?

Сначала обратим внимание на тот принципиальный факт, что при дегазации из недр Земли на поверхность прежде всего выделяются вода и углекислый газ. Об этом свидетельствует множество анализов состава вулканических газов и газов, содержащихся в магматических породах – базальтах. По оценкам разных авторов, отношение массы воды к выделившемуся из мантии углекислому газу – от 4:1 до 10:1. То есть углекислоты поступает достаточно много. Именно углекислый газ, интенсивно поглощающий тепловые инфракрасные лучи, мог создать парниковый эффект, благодаря которому на планете появился океан, хотя Солнце грело плохо.

Чтобы не быть голословным в дальнейших рассуждениях, нужно рассчитать температуру поверхности Земли 4,5 миллиарда лет назад. Атмосфера тогда была разреженной, а ее давление в сто или тысячу раз меньше, чем нынче. Если это так, то среднюю температуру поверхности Земли нетрудно вычислить как функцию ее альбедо (отражательной способности).

Альбедо Земли, почти лишенной атмосферы, по аналогии с Луной и Меркурием можно принять за 0,1. И тогда мы получаем, что, если светимость Солнца была на 40 процентов ниже сегодняшней, температура поверхности Земли составляла 33 градуса ниже нуля по Цельсию.

Постепенно атмосфера становилась массивнее. По мере выделения летучих компонентов из магмы наружу пары воды, замерзая, окутывали планету мощным слоем сверкающего льда и снега. Альбедо росло, и поэтому температура поверхности снижалась. Но нет худа без добра, основным компонентом земной атмосферы становился углекислый газ. И он, создавая парниковый эффект, начал подогрев. С ростом концентрации CO ₂в атмосфере поверхность Земли потихоньку разогрелась и льды начали таять.

Можно подсчитать, сколько CO ₂должно было накопиться в атмосфере, чтобы подогреть поверхность до 0 градусов Цельсия. Расчет гипотетического парникового эффекта был сделан В. Морозом. Такой расчет не прост, точной цифры не получишь. Поэтому в конце концов были найдены верхний и нижний пределы критического давления углекислого газа, давления, при котором начинается таяние льдов.

Мороз предположил, что альбедо Земли из-за того, что ее окутало снежное одеяло, изменилось от начального 0,1 до 0,45. Конечно, и эта цифра условна, потому что из-за неровностей рельефа и меняющейся облачности истинную величину альбедо почти невозможно определить. Но нам важно понять общее направление процесса.

Итог таков. Наименьшее давление углекислоты, при котором наступит таяние льда и снега, равно 0,3 атмосферы.

Что же происходит дальше? При выделении из мантии 10 ¹³граммов углекислоты в год (полагают, что именно так и было) давление 0,3 атмосферы будет достигнуто через 440 миллионов лет. Затем начинается таяние, и альбедо быстро уменьшается, потому что отражательная способность воды меньше, чем у льда и снега. Становится немного теплее. Но, увы, углекислый газ начинает покидать атмосферу, происходит его растворение в воде, выщелачивание базальтов, образование карбонатов…

Потеря газа не может длиться долго, потому что с уменьшением количества углекислоты в атмосфере поверхность Земли остывает до нуля. Планету снова окутывает снег и лед. Вот мы и пришли к великим циклическим оледенениям, не раз сковывавшим поверхность Земли.

Идет время, становится теплее, оледенения повторяются, уменьшая амплитуду и длительность, пока все ярче разгорающееся Солнце не подогреет Землю и не уменьшит количество углекислого газа в атмосфере до уровня, близкого к современному: углекислоту поглотит океан.

Правда, мы не учли весьма важного обстоятельства: жизнь, возникшая на Земле 3,5 миллиарда лет назад, могла внести свои поправки и в баланс углекислого газа в атмосфере, и в углеродные циклы оледенения.

Нижняя возможная граница атмосферного содержания CO ₂в цикле оценена нами в 1,5·10 ²¹грамма. Самое неопределенное в уравнении этого баланса – время жизни молекулы CO ₂в океане (от момента попадания в воду до перехода в молекулу известняка). Но миллиона лет на это явно хватит. И свои расчеты мы строили на этом щедром допущении.

Отсюда и вывод: характерное время циклических оледенений на примитивной Земле было около миллиона лет.

На Марсе сценарий возникновения атмосферы был в общих чертах схож с земным. С одним лишь отличием. Колебания марсианского климата могли быть связаны не только с механизмом углекислотного маятника, но и с регулярным изменением (очень медленным, с периодом в 50 тысяч лет) наклона оси вращения планеты. Таким образом, нельзя исключить длительных периодов «долгой марсианской весны» – так назвали эти времена американцы. А В. Мороз и я в нашей работе об эволюции атмосфер и климата планет использовали более «религиозный» термин – «марсианский рай». О возможных доказательствах существования такого «рая» мы поговорим позже, когда будем беседовать о Марсе, а сейчас мне хочется рассказать еще об одной теории образования атмосфер.

Все те изящные построения, которые мы сейчас обсуждали, основаны, по сути дела, лишь на одном простом предположении: дегазация, темп роста атмосферы происходили с постоянной скоростью начиная с того момента, когда закончилось формирование планеты. Но так ли это?

Известный советский ученый академик О. Шмидт указывал на то, что атмосфера и гидросфера Земли должны были образоваться очень рано. Еще до завершения сборки планет. Эту же мысль развивал замечательный геолог, прекрасный человек, недавно скончавшийся, К. Флоренский. Я неоднократно обсуждал с ним самые различные вопросы, связанные с эволюцией планет, и всегда поражался его эрудиции и готовности обсуждать самый широкий круг научных задач.

Идея о быстром образовании атмосферы Земли находила подтверждение и в некоторых геохимических данных. Но вся беда в том, что нужно было найти и как следует обосновать физический механизм, который мог бы обеспечить достаточно быстрое, или, как еще говорят, катастрофическое, образование атмосферы Земли. Такой механизм детально рассмотрел и рассчитал аспирант Института космических исследований М. Герасимов.

К тому времени, когда мы взялись за решение этой задачи, положение в учении об эволюции атмосфер было весьма деликатным. Большинство ученых использовали модель непрерывной дегазации, о которой мы только что говорили. Она попроще, да к тому же имеет давние традиции. В то же время многие отдавали себе отчет в том, что неправильно считать, будто бы ровно 4,5 миллиарда лет назад вдруг «включились» вулканы и именно с этого момента началось образование атмосфер. Однако «близок локоть, да не укусишь». Ясно, что атмосферы образовывались раньше, как бы параллельно с ростом планет, но как?

За решение этого вопроса взялись Т. Аренс из Калифорнийского технологического института и мы. Сначала Аренс был немного впереди, как говорят на ипподроме, на полкорпуса. Но прежде чем рассказать об этой гонке, давайте сначала представим себе, как идет сборка планеты на заключительных этапах.

Вокруг Солнца по кеплеровской орбите движется зародыш планеты. Вокруг него – планетезимали – тела размером в километры, а то и во многие десятки километров. Масса зародыша такова, что, когда какое-нибудь тело попадает в «сферу его влияния», оно сталкивается с ним с весьма солидной скоростью. Так, если масса зародыша Земли составляла половину нынешней, то скорость столкновения была более 6 километров в секунду. А когда масса приближалась к ее конечному значению, скорости столкновения превышали 10 километров в секунду. Мы уже говорили о том, что поверхности планет несут на себе следы этих чудовищных столкновений. Но что происходит с самим веществом?

Для решения задачи об эволюции атмосферы важно то, что часть материала и зародыша и планетезимали при столкновении нагревается до очень высоких температур. Примерно до 10 тысяч градусов. Конечно, не весь материал системы «снаряд – мишень» испаряется. Некоторая часть находится в виде расплава, некоторая в виде горячих обломков. И естественно, что при нагревании все газы, летучие соединения, выходят из твердого вещества наружу. Они-то впоследствии и составляют основу будущей атмосферы планеты.

Герасимов теоретически рассмотрел все механизмы выделения газов в ударном процессе, рассчитал и продемонстрировал их высокую эффективность. Но, как говорили раньше, теория без практики мертва. В Институте космических исследований только еще продумывали эксперимент, когда Аренс начал стрелять из пушки по горным породам и оказался впереди нас, поскольку результаты конкретного эксперимента всегда производят в мире науки большее впечатление, чем теоретические построения. (Мы, конечно, не рассматриваем случай, когда теоретические построения по своей значимости не очень сильно уступают общей теории относительности или, на худой конец, теории испарения черных дыр.)

Итак, у нас не было пушки, как у Аренса. Но у нас была идея. Пушка занимает много места. Техника безопасности не разрешит заводить орудие войны даже в мирных целях в академическом институте. И мы, как в автомобильных гонках, обошли Аренса на вираже, за счет новой идеи. Мы смоделировали ударный процесс при помощи лазера.

Да, пучок мощного лазерного излучения направлялся в мишень – кусок метеорита или горной породы. Образовывался маленький кратер, а мы «собирали» газы, которые выделялись из мишени при выстреле из лазера, и анализировали состав газовой смеси на очень чувствительном хроматомасс-спектрометре. И вот после первых же опытов обнаружились совершенно непонятные вещи. Прибор показывал, что при выстреле в горную породу в газовой фазе всегда присутствует кислород.

Результат как гром среди ясного неба. Ведь, если это не ошибка, все современные представления об эволюции атмосферы Земли, да и других планет, придется пересмотреть под совершенно другим углом зрения. Опыты повторялись десятки раз, а пик кислорода упрямо появлялся, как бы бросая вызов всей геохимии.

Посудите сами. До сих пор считалось, что атмосфера древней Земли была восстановительной. Другими словами, она содержала водород, метан, аммиак, окись углерода. Более поздние работы показали, что аммиак вряд ли мог присутствовать в атмосфере, так как он разрушается ультрафиолетовым излучением Солнца. С метаном тоже не все ясно. Но ни у кого не возникло мысли, что с самого начала в атмосфере Земли мог быть кислород.

Правда, советский геофизик Э. Бютнер показала в своей теоретической работе, что кислород должен появиться в атмосфере за счет фотодиссоциации водяного пара. Но это происходило бы на более поздних этапах. А у нас в измерительной камере, в которой мы анализировали модель атмосферы юной Земли, был и кислород, и водород, и окись углерода, и углекислый газ.

Можно, конечно, спросить: «А что здесь особенного?» Особенность заключается в том, что кислород термодинамически не совместим ни с водородом, ни с окисью углерода. Кислород по определению – сильнейший окислитель, а водород – восстановитель.

Да что там говорить! Ведь из школьного курса химии хорошо известно, как ведет себя гремучий газ – смесь кислорода и водорода, он просто-напросто мгновенно взрывается. Конечно, для этого необходимы вполне определенные концентрации кислорода и водорода.

Не нужно думать, что первичная атмосфера Земли представляла собой огромную колбу с гремучим газом. В этом случае картина была бы очень экзотичной. В один прекрасный момент вся атмосфера Земли взорвалась бы и вместо нее образовался бы океан. Привлекательная, но слишком неправдоподобная и фантастическая модель. Концентрации были низки для такой катастрофы. К тому же кислород расходовался на окисление пород, а водород улетал в космическое пространство. Тем не менее наше открытие, несомненно, будет иметь определенное значение для правильного понимания как эволюции атмосфер, так и всех геохимических процессов в первичной коре Земли.

Для нас оставался невыясненным еще один очень существенный вопрос: а откуда в ударном процессе берется кислород? Вообще говоря, он мог образовываться при разрушении молекулы воды. Чтобы проверить это предположение, был взят кусок чистого кварца (SiO ₂) с известным содержанием воды. Выстрелили из лазера по кусочку этого кварца и обнаружили удивительную вещь. Кислорода оказалось больше, чем в том случае, если бы только вода была ответственной за его образование.

Вывод из этого эксперимента был совершенно нетривиальным: кислород при ударах метеоритов и планетезималей о растущую Землю выделялся из минеральной матрицы. Из-за огромных температур, возникающих при сверхскоростном ударе, разваливались на атомы даже такие устойчивые соединения, как окислы металлов и двуокись кремния. Ясно, что процесс, который мы продолжаем изучать и сейчас, имел большое значение не только для образования атмосферы, но и для формирования земной коры.

Этот процесс был общим для всех планет земной группы. Но удержать атмосферу могли лишь достаточно массивные планеты – Венера, Земля и Марс. Меркурий и Луна утеряли свои газовые оболочки из-за малой массы.

А как отразится новый механизм образования атмосфер на всех наших рассуждениях о климате планет? Да в общем, не очень сильно. Ни кислород, ни водород не будут заметно влиять на парниковый эффект. Немного изменится продолжительность всех процессов. Стабильные условия на планетах с учетом катастрофического роста атмосферы наступят несколько раньше, чем если бы мы вели расчеты в рамках модели непрерывной дегазации. Основное значение теории катастрофической дегазации состоит в том, что она указывает на протекание очень ранних и интенсивных химических процессов на юных планетах земной группы.

Марс

Красноватый диск Марса хорошо виден с Земли в телескопы, поскольку планета имеет тонкую и прозрачную атмосферу. Марс находится от Солнца на расстоянии 228 миллионов километров, во время великих противостояний его отделяет от Земли всего 55 миллионов километров. Мы уже говорили о проблеме жизни на Марсе и о том, как космические корабли «Викинги» решали эту проблему. Но сейчас стоит побеседовать о Марсе как о планете и о том, почему же именно с Марсом человечество довольно продолжительный промежуток времени связывало надежды о внеземной жизни.

Еще в 70-х годах XIX столетия несколько астрономов получили данные, которые как будто бы свидетельствовали, что в атмосфере Марса есть кислород и водяной пар. Конечно, в этих работах определенную роль сыграло предвзятое мнение о том, что атмосферы всех планет должны быть похожи друг на друга. И хотя данные о присутствии кислорода в атмосфере Марса оказались ошибочными (содержание O ₂в атмосфере красной планеты ничтожно, около 0,1 процента), они сыграли определенную роль в отношении научной общественности к извечному вопросу о жизни на Марсе.

В XIX веке наблюдатели сделали много зарисовок поверхности Марса. Сравнение зарисовок одних и тех же районов этой поверхности, выполненных в разные промежутки времени, показало, что некоторые детали поверхности планеты подвержены, разного рода изменениям. Участки поверхности закрывались дымкой, похожей на облака, темные пятна могли светлеть, а светлые, наоборот, темнеть.

Астрономы того времени уговорились называть участки Марса, имеющие красноватый оттенок, континентами, а области более темного цвета с зеленоватым оттенком – морями. Некоторые отличия и изменения в оттенках зеленого цвета принимали за четкое доказательство того, что моря на Марсе неглубоки, а водная гладь кое-где может сменяться растительностью.

Условия жизни на Марсе, как полагали в XIX веке, не очень отличаются от земных: поменьше воды, пониже температура, более разреженная атмосфера, а в общем ничего страшного – жить можно.

И тут в 1877 году во время очередного противостояния Д. Скиапарелли, который работал в Миланской обсерватории, заметил длинные тонкие полосы, пересекавшие всю северную половину Марса. Эти полосы, еле заметные в телескоп, должны были иметь ширину в несколько километров. Не делая никаких далеко идущих предположений, Скиапарелли назвал эти полосы каналами, причем он даже и не думал, что они заполнены водой. Просто они были топографически похожи на каналы. А в 1891 году наблюдатели обнаружили новое явление – раздвоение каналов.

Вот тут-то вопрос об обитаемости Марса из сферы фантастики и досужих домыслов перешел на вполне практическую, научную основу. Ясное дело, что энтузиасты объясняли раздвоение каналов необходимостью создания марсианами более удобной системы судоходства и ирригации на планете. Но были и скептики, которые вполне резонно указывали, что сам факт раздвоения – невольная попытка, причем психологически вполне объяснимая, выдать желаемое за действительное. И тем не менее многовековая неукротимая тяга человечества к контактам с внеземным разумом временно победила.

К концу XIX – началу XX века мало кто сомневался в наличии высокоразумной жизни на красной планете. Знаменитый популяризатор астрономии К. Фламмарион писал в своей книге «Планета Марс и условия жизни на ней»: «Значительные изменения, наблюдавшиеся в сети водных путей, свидетельствуют о том, что эта планета является местом энергетически жизнеспособным. Эти движения кажутся нам медленными потому, что нас разделяет громадное расстояние, когда мы спокойно смотрим на эти континенты и моря и спрашиваем себя, на каком из этих берегов было бы приятней жить, там, возможна, в этот момент свирепствуют штормы и грозы, вулканы, чума, социальные перевороты и всевозможные виды борьбы за жизнь. Все же мы можем надеяться на то, что человечество там более развитое и мудрое, так как мир Марса старше нашего. Несомненно, что уже в течение многих столетий эта соседняя с нами планета наполнена шумом мирного труда».

В 1894 году выходец из богатой американской семьи, талантливый и энергичный П. Лоуэлл основал обсерваторию в Флагстаффе в штате Аризона специально для изучения планет и в особенности Марса. Благодаря исключительно благоприятным климатическим условиям, значительной высоте (более двух километров) Лоуэллу и его сотрудникам удалось собрать богатый фактический материал о Марсе. Они открыли на поверхности красной планеты 180 новых каналов, установили изменения в окраске и форме различных деталей на поверхности Марса. Лоуэлл считал, что темные области на Марсе имеют характер болот, там присутствует растительность, а коричневато-красные пространства – засушливые пустыни, сродни той, где была выстроена его обсерватория.

В начале XX века французский астроном Е. Антониади начал изучение Марса в Медонской обсерватории. Он был первым человеком, описавшим пылевую бурю на Марсе, и, что самое главное, он показал, что каналы, которые считались сплошными, непрерывными линиями, представляют собой последовательность пятнышек на поверхности, расположенных более или менее правильными рядами, или просто границы областей различных оттенков.

Казалось бы, после работ Антониади вопрос о разумной жизни на Марсе должен был бы быть как минимум пересмотрен в свете новых данных. Но, как я уже говорил, психологический настрой людей таков, что им очень трудно согласиться с мыслью о своем одиночестве. И несмотря на то что Антониади «похоронил» каналы, в печати время от времени появлялись предложения послать на Марс сигналы, чтобы там узнали о нашем существовании. В частности, в свое время был весьма популярен проект, согласно которому в пустыне Сахара хотели сделать огромные канавы в виде геометрических символов, заполнить их нефтью и зажечь. Сегодня подобного рода проекты выглядят, конечно, очень наивными.

Очередная вспышка интереса к Марсу была вызвана работами советского астронома Г. Тихова. Он предположил, что специфическая окраска некоторых районов Марса вызвана присутствием там особого вида растений. Исключительно смелое предположение Тихова нашло поддержку у многих ученых. В научной печати появился новый термин – астробиология. Снова телескопы стали с удесятеренным вниманием следить за таинственной планетой.

Очередная сенсация не заставила себя долго ждать. Американский астроном Синтон обнаружил в атмосфере Марса полосы поглощения органических соединений. Теперь уже знаменитая сезонная волна потемнения однозначно связывалась с расцветом марсианской растительности. Но, увы, наблюдения Синтона были неточными. А окончательно надежды обнаружить на Марсе жизнь рухнули после полетов «Викингов».

Мы оказались свидетелями того, как в течение менее сотни лет рассеялись как дым все надежды людей на то, чтобы найти хотя бы какие-нибудь формы жизни на Марсе. Это, безусловно, одна из самых драматических страниц в истории изучения планет Солнечной системы.

Но самое удивительное заключается в том, что на Марсе существуют и каналы и реки, правда высохшие.

Фотографии марсианской поверхности были сделаны американской станцией «Маринер-9», советскими аппаратами «Марс-3», «Марс-4», «Марс-5» и «Викингами». Что же мы можем сказать сегодня о Марсе на основании данных этих уникальных снимков?

В море Сирен расположена система узких, параллельных друг другу трещин, которые тянутся на огромные расстояния – почти 2 тысячи километров. Эти трещины называются риллями. Ширина их около одного километра, а глубина достигает сотен метров. Это очень своеобразные естественные структуры марсианского рельефа, действительно напоминающие каналы. Каково их происхождение?

Рельеф Марса очень сложен и несет на себе следы значительной тектонической активности. Если сейчас Марс – умирающая планета, то в недавнем (в геологическом масштабе времени) прошлом там наблюдались и разрывы коры, и извержения чудовищных вулканов. Чего стоит, например, такой гигант, как Олимпус Монс, или просто Олимп. Его высота 27 километров, а диаметр основания более 600 километров. Эверест в три раза ниже этого колосса. На Марсе есть еще три огромных вулкана. Причем все они находятся в одном районе планеты, который называется Тарсис. Следы лавовых потоков неопровержимо свидетельствуют о бурной деятельности этих вулканов миллионы лет назад.

Конечно, в телескоп Олимп увидеть нелегко. Но тем не менее и в прошлом астрономы хорошо знали район этой горы, поскольку над ней образуются огромные облака. Диаметр их иногда достигает 1000 километров. Недавно японские астрономы дали подробное описание поведения огромного облака диаметром около 500 километров, в течение многих лет висевшего над Олимпом.