ВОДА НА МАРСЕ. ЖИЗНЬ НА МАРСЕ?

Естественно, что содержание водяных паров в атмосфере Марса по спектральным наблюдениям не может оказаться значительным, особенно если учесть, что атмосфера Марса холоднее его поверхности. В таких условиях подавляющее содержание водяных паров вымерзает (в ночное время — обязательно), а весь режим тепла на планете сильно напоминает земной режим в областях вечной мерзлоты, притом в высокогорных условиях. Марс может иметь значительное количество - «ископаемой воды», т. е. льда, тотчас под верхним лимонитовым покровом, и кристаллизационной воды в самом лимоните, у которого лишь самый верхний слой совершает обмен с атмосферой.

Есть еще одно свидетельство в пользу существования воды на Марсе — спектральные свойства полярных шапок, которые в инфракрасной области показывают сравнительно с центром планеты депрессию около 1,7—1,6 мкм, что свойственно свету, отраженному от снега, льда или инея. Последние плохо отражают свет, уже начиная с мкм, и очень плохо при мкм, тогда как твердая углекислота «бела» до 2,5 мкм, имея лишь слабые полосы поглощения около мкм.

Все же температуры в области полярных шапок, как мы видели, много ниже температуры замерзания не только воды, но даже углекислоты. Следовательно, углекислый газ — самый обильный газ атмосферы Марса — должен выпадать в твердом виде вблизи полюсов планеты и именно твердая углекислота составляет главную часть полярных шапок планеты. Что же касается полос поглощения льда, то они появляются в спектре даже при самых ничтожных примесях льда или снега. Можно думать, что небольшое количество водяных паров, содержащихся в атмосфере Марса, при переносе их в полярные области легко оседает вместе с углекислотой всего скорее в форме инея.

Но недоступная прямому наблюдению «ископаемая» вода может быть обильной, и в отдельных местах планеты она себя проявляет или проявляла в прошлом. Мы еще вернемся к этому вопросу.

Изложенные в этом параграфе факты и их интерпретация поддерживают идею о существовании жизни на Марсе. Сезонные изменения, наблюдаемые на нем, и некоторые нерегулярные изменения в интенсивности, вплоть до полного исчезновения и восстановления, и расположении темных пятен говорят в пользу этой идеи.

Развитие растительности с наступлением благоприятных условий может захватывать сразу огромные области планеты, имеющей твердую поверхность.

Естественно, что «благоприятные условия» возникают с появлением положительных температур и воды в жидкой фазе, что и имеет место на Марсе в экваториальном и умеренных поясах в дневное время летом. Нас не должно останавливать то обстоятельство, что содержание воды в атмосфере Марса очень мало, что кислород почти отсутствует, что общее атмосферное давление очень низкое, а температура в среднем за сутки очень низка. Формы жизни, которые можно ожидать при таких физических условиях, конечно, очень просты. А простые организмы — мхи, лишайники, водоросли, грибы — отличаются исключительной способностью приспособляться к самым суровым условиям. Даже такие высокоорганизованные существа, как белые медведи и пингвины, живут в суровой обстановке льдов Арктики и Антарктики, водоросли Chlamidomonas nivalis живут на Земле высоко в горах, в снегу. Пробы песка в Сахаре показали наличие в них, при содержании влаги ниже 0,5 %, жизнедеятельных форм в виде простых организмов (бактерий, грибков и водорослей) количеством до 200 видов. Искусственное создание в лаборатории марсианских условий (кроме малой силы тяжести) для некоторых простых растительных форм приводило иной раз не к угнетению, а к расцвету их жизнедеятельности. Следует иметь в виду также, что на Земле есть немало организмов, ведущих анаэробное существование, т. е. не нуждающихся в кислороде. Если не говорить о Земле, то наибольшая возможность присутствия жизни на планетах Солнечной системы все же остается за Марсом.

Эти соображения натолкнулись, однако, на резко отрицательные результаты эксперимента, осуществленного на посадочном аппарате «Викинг-1» и повторенном на «Викинге-2» с целью установить наличие живого вещества в грунте Марса на местах посадок, которые специально выбирались так, чтобы попасть на более увлажненные места. Это был эксперимент, хорошо обдуманный биологами и химиками и столь же хорошо поставленный. Он не дал никаких свидетельств о наличии жизненных процессов на Марсе. Оставлена лишь слабая надежда, что эксперимент не обладал чувствительностью, достаточной для выявления ничтожных признаков жизни.

В итоге приходится принять альтернативное объяснение изменениям глобального масштаба на Марсе, происходящим в сравнительно короткие сроки: это — массовые перемещения пыли совместно с притоком газов со стороны полярной зоны с наступлением теплого сезона. Помимо того, что пыль может создать непрозрачную завесу в атмосфере, отложения ее могут неузнаваемо изменить, хотя бы на время, форму знакомых деталей альбедо. Таковы, например, многочисленные параллельные светлые и темные «штрихи» в области Большого Сирта, особенно у его восточной стороны, граница которой часто представлялась неустойчивой для земных наблюдателей.

Что касается жизни самой планеты, то она была достаточно богата событиями, оставившими следы в многообразии форм, наблюдаемых на Марсе (рис. 211). Как в случае Меркурия (и Луны), на нем широко действовала метеоритная эрозия, покрывшая поверхность планеты многочисленными кратерами.

Наряду с ними встречается много кратеров вулканического происхождения с неисчезнувшими еще вулканами (действия которых мы, правда, никогда не наблюдали). Но в этих объектах видны признаки эоловой эрозии — работы пыли и, быть может, воды. О том, что вода существовала на Марсе в жидкой фазе, говорят изгибающиеся борозды с многочисленными извилинами, напоминающие русла рек.

Рис. 211. Участок поверхности Марса «Долина Казеи» с признаками размыва ее «берега», особенно заметными внизу (у восточной границы), где также помещена фотовставка с темными и светлыми «хвостами» у мелких кратеров — результат переноса пыли ветрами. Два самых крупных кратера имеют поперечник около 25 км. Предположительно размыв произошел в результате выброса «не копаемой» воды при тектонических процессах. (Заимствовано из журнала Sky and Telescope)

Существование в прошлом на поверхности Марса воды в твердой фазе обнаруживается по бороздам на поверхности, обтекающим ранее образовавшиеся кратеры (см. выше). Конечно, в прошлом это могли сделать лавовые потоки или ледники. Намеки на существование слоев вечной мерзлоты видны в форме грязевых обрушений крутых склонов ущелий и грязевых потоков, расходящихся от новообразовавшегося кратера метеоритного происхождения.

Влияние атмосферы в формировании поверхности Марса прослеживается во всем. Это — сравнительно мягкие очертания кратеров, это — недостаточное обилие малых (около 100 м в диаметре) кратеров сравнительно с крупными (мелкие метеорные тела дробились и испарялись в атмосфере), это — большие области вроде Эллады, светлые и лишенные кратеров — сюда, в эту глубокую чашу, сметались и более не могли подняться пылевые частицы, засыпавшие имевшиеся там мелкие формы ландшафта.

Признаков тектонической деятельности на Марсе тоже много. Кроме упоминавшихся уже кальдер, вулканов и грабенов, имеются более мелкие трещины, разломы и горные гряды. Что большинство кратеров метеоритного происхождения, доказывается многочисленностью кратеров на поверхности Фобоса — очень близкого к Марсу его спутника, который усеян кратерами и в котором, при его малых размерах, никакой вулканической деятельности быть не могло. Плотность мелких кратеров на поверхности Фобоса в сто раз выше, чем у Марса.

По-видимому, свободная вода и лед на поверхности Марса существовали в далеком прошлом, но не в более далеком, чем массовое образование на ней кратеров. Вероятно, льды и ледники не отличались большой мощностью и сам теплый период на Марсе не был продолжительным. Он мог быть следствием усиления солнечной деятельности или развития парникового эффекта при более богатом содержании углекислоты и водяных паров в атмосфере. Что-то поддерживало это состояние некоторое время, затем углекислота карбонизовала горные породы, а одни водяные пары не могли поддерживать парниковый эффект и тоже ушли в почву. Таким мы и видим Марс в настоящ» время.

Выше мы затронули вопрос об эволюции атмосферы Марса. Ее отличие от земной атмосферы легче понять, чем в случае Венеры. Скорость ускользания на Марсе значительно меньше, и он мог быстро лишиться легких газов. Низкая температура не препятствовала карбонизации горных пород. Наконец, мы совершенно не знаем, какова на Марсе мощность «ископаемой» воды, как много ее в форме кристаллизационной воды в минералах. Эти запасы могут быть значительными. Вспомним, как велики накопления льда и снега в Антарктиде и Гренландии!

Кроме выноса газов в атмосферу при вулканических процессах происходит также медленное выделение из горных пород абсорбированных в прошлом газов, которые не могли бы удержаться на поверхности планеты в период ее разогревания (если оно было). Может происходить и такой процесс, как распад радиоактивного калия , дающий в продуктах распада стойкие изотопы кальция и аргона в пропорции 8,5 : 1. Этот процесс очень медленный (период полураспада лет), но он достаточен для того, чтобы, например, объяснить почти все содержание аргона в земной атмосфере и его долю в атмосфере Марса.

У Марса есть два спутника, которые, по малости своих размеров, лишь в самое последнее время стали доступны астрофизическому исследованию. Больший из них, Фобос, был неоднократно сфотографирован различными АМС (рис. 212). Он представляет собой очень вытянутое тело неправильной формы, изборожденное кратерами (до 5 км в поперечнике).

То же можно сказать и о Деймосе. Их размеры таковы: Фобоса 25x21 км, Деймоса 13,5x12 км. Они имеют очень низкое альбедо, < 0,06, и составлены либо из базальтов, либо из хондритов. Одно из изображений Фобоса, полученное с расстояния 800 км, показывает, кроме того, систему параллельных «царапин», как бы полученных при касательном столкновении со скоплением более, мелких тел. Другое объяснение — образование трещин при сильных приливных деформациях спутника.

Рис. 212. Изображение Фобоса, полученное летающим аппаратом «Викннг-1» с расстояния 120 км. Легкая размытость изображения вызвана большой относительной скоростью «Викинга» и Фобоса. Видны детали размером 10x15 м. Весь кадр — 3x3,5 км. (Фотография HACA). Так, вероятно, выглядят многие малые планеты (астероиды)

Спутники Марса интересны в космогоническом отношении, так как оба очень близки к планете и один из них обращается вокруг Марса быстрее, чем последний вращается около своей оси.

Вопрос о том, как это могло произойти, представляет загадку для космогонических теорий.

Низкая средняя плотность Марса (около 4 г/см3) при его малых размерах делает сомнительным существование у него жидкого металлического ядра. Магнитное поле Марса очень слабо, если оно вообще существует.