Космические исследования Марса
1 ноября 1962 года к планете Аэлиты взяла курс советская автоматическая межпланетная станция «Марс-1». Так начался новый этап исследований Марса — космический.
В июле 1965 года американский космический аппарат «Маринер-4» передал на Землю первые 22 фотографии марсианской поверхности, сделанные с близкого расстояния. Ученые с нескрываемым интересом ждали результатов этой съемки. И что же? Многих постигло тогда жестокое разочарование. Марс оказался совершенно не похожим на ту идеализированную планету, какой рисовалась она людскому воображению. Вместо цветущих оазисов они увидели на космических фотографиях однообразную пустынную равнину, испещренную многочисленными кратерами. Поверхность Марса напоминала лунный пейзаж.
Однако Марс — не просто «увеличенная Луна». Ему присущи и свои характерные черты, отличающие его от других планет. Это стало попятно после полета в 1972 году «Маринера-9», которому удалось запечатлеть самые разнообразные марсианские пейзажи. Среди них есть и настоящие сюрпризы.
Даже при самых отличных атмосферных условиях в телескоп удается различать на Марсе пятна, диаметр которых не менее 150 тем. «Маринер» лее засиял марсианскую поверхность с разрешением около 1 км, а изображения отдельных участков были получены при разрешении до 40—50 м. Благодаря этому астрономы смогли изучить многие детали марсианского рельефа, смогли понять причины ряда явлений, наблюдаемых на Марсе, как, например, удивительные сезонные изменения. И если бы на Марсе существовала цивилизация, подобная нашей, то фотографическим путем она была бы уже непременно обнаружена.
При обзоре карты поверхности Марса сразу же бросается и глаза резкое различие между северным и южным полушариями планеты. Южное полушарие — это как бы единый гигантский «материк», а северное — единый «океан». Его уровень в среднем на 4 км ниже уровня южного «материка». И будь на Марсе, как на Земле, моря и океаны, вода непременно заполнила бы северную впадину, а южное марсианское плато возвышалось бы над водной гладью.
На материковой области Марса сосредоточено большинство крупных кратеров метеоритного происхождения. А вот на обширной северной низине следы древней космической бомбардировки не сохранились. Они были затоплены широким фронтом лавовых потоков. Подобного рода асимметрия характерна для всех планет земной группы.
В северном полушарии Марса преобладают формы рельефа, связанные с активными геологическими процессами. Здесь, в области Фарсида, возвышаются четыре вулканические горы. Но какие горы! Самая большая и высокая — Олимп. Диаметр основания этого вулкана 550 км, а его высота над окружающей равниной около 21 км! Олимп со своей свитой — одно из главных чудес света. Ничего равного им нет ни на Земле, ни на других планетах Солнечной системы. Но почему горы-великаны образовались па Марсе? Ответ прост: там не происходит горизонтальных движений коры, и поэтому вулканы смогли вырасти до сказочных размеров. Все они уже уснули: космические аппараты не обнаружили выделений вулканических газов из их огромных кальдер.
На снимках «Марипсра-9» .» южном тропическом поясе Марса виден гигантский каньон. Он получил название Долина Маринера. Этот каньон тянется и широтном направлении на 3600 км.
Долина Маринера представляет собой глобальный тектонический разлом б марсианской коре и по своей структуре напоминает рифовую зону на земном океанском ложе. Любопытно, что когда этот каньон нанесли на карту Марса, то он совпал: с одним из больших «каналов». Однако большинство «каналов» не связаны с разломами и другими образованиями марсианского рельефа.
Пока астрономы наблюдали Марс и свои телескопы с Земли, он казался им па редкость гладким шаром. Как же они заблуждались! Перепад высот между высочайшими вершинами и наиболее глубокими марсианскими впадинами достигает 30 км (на Земле около 20 км). Неровности на Марсе выражены гораздо сильнее, чем на земном шаре.
Словом, «красная планета» пережила в прошлом немало бурных потрясений. Ее поверхность отличается разнообразием форм природных ландшафтов.
В настоящее время Марс остывает. У него образовалась толстая литосфера, которую обволакивает прочная кора. Поэтому сейсмическая активность планеты поубавилась. Это подтверждается и результатами исследований Марса американским спускаемым аппаратом. За многие месяцы непрерывной работы на Марсе его сейсмометр зарегистрировал только один слабый толчок с неглубоким эпицентром. И то, как считают ученые, он был вызван не внутренней тектоникой, а падением крупного метеорита.
У Марса, видимо, еще сохранилось расплавленное ядро. Это подтверждается данными измерений магнитного поля планеты, выполненных советскими станциями «Марс». Его напряженность приблизительно в 500 раз слабее немного магнитного поля. Причем полярность марсианского поля противоположна полярности земного поля, то есть северный магнитный полюс расположен в северном полушарии планеты, а южный — в южном. Магнитосфера Марса простирается над дневной стороной планеты на 2000 км от ее поверхности, а лад помпой стороной — до 9500 км. Радиационных поясов нет. Таков Марс на самом деле — Марс без легенд.
Когда в прошлом леке астрономы убедились, что Луна — безжизненный мир, они переключили свое внимание на Марс. Ведь, как свидетельствовали наблюдения, Марс имел атмосферу, и это обнадеживало, рассматривалось как один из серьезных доводов в пользу обитаемости «красной планеты».
Как известно, для жизни на любой планете необходимы кислород и вода в жидком виде. А есть ли они в атмосфере Марса? Молекулярного кислорода в ней меньше, чем а атмосфере Земли, примерно в 16 тыс. рал, а водяного пара — в 1 тыс. раз. Но если кислород сохраняется на постоянном, хотя на очень низком уровне, то содержание атмосферной влаги подвержено сильным колебаниям по временам года- Марсианским летом над тающей полярной шапкой влажность, например, в 100 раз выше, чем в зимнюю пору. Сильная насыщенность атмосферы Марса (как и газовой оболочки Венеры) углекислым газом происходит оттого, что на планете отсутствуют поглощающие углекислоту среды — обширные водные пространства и зеленая растительность.
Итак, атмосфера Марса оказалась совершенно непригодной для жизни. С одной стороны, в ней острый дефицит кислорода и она слишком суха, с другой — она почти до предела насыщена ядовитым углекислым газом. Но есть и другая, не менее важная причина, по которой она неприемлема для земных организмов. Это ее разреженность.
На среднем уровне поверхности Марса, от которого на планете ведется отсчет всех высот и глубин, атмосферное давление составляет всего 6,1 миллибара, или 4,6 мм ртутного столба, что в 165 раз меньше давления земной атмосферы на уровне моря. У нас на Земле такое низкое давление наблюдается в стратосфере на высоте около 30 км.
Очень разреженная атмосфера слабо защищает планету от неблагоприятных воздействий космоса. Его влияние сказывается прежде всего на температурном режиме поверхности и нижних слоев атмосферы: днем происходит умеренное нагревание, а ночью все сильно остывает. В экваториальных областях Марса в послеполуденные часы максимальная температура поднимается до +17 °С, а к утру (перед восходом Солнца) она опускается до -103 °С. Размах колебаний суточных температур достигает 120 °С.
Самая же низкая температура наблюдается на полюсах Марса. В районе южного полюса зимы бывают особенно морозные. Планета в это время удалена от Солнца, поэтому температура южной полярной шапки опускается до -140-143 °С!
Из-за сильной разреженности атмосферы вода на Марсе в жидком виде существовать не может. По если жидкой воды па планете нет, там не бывает дождевых облаков, не выпадают атмосферные осадки и, естественно, не бывает их стока. Словом, на Марсе не происходит очень важного для живой природы круговорота воды. Совершаются только сезонные переходы водяного пара непосредственно в лед и, наоборот, льда — в пар. Поэтому погода на планете определяется лишь суточными и годовыми изменениями температуры и освещенности, а также силой и направлением ветра. И не случись на Марсе пылевая буря, там всегда ясно: Солнце светит на всех шпротах!
Еще при телескопических наблюдениях Марса астрономы заметили, что пылевые бури чаще всего случаются в периоды великих противостояний, совпадающих с прохождением планеты через перигелий. Тогда облучение ее поверхности солнечными лучами усиливается, что вызывает обильное таяние южной полярной шапки. Вступая в нору марсианского лета, полярная шапка выбрасывает в атмосферу огромные массы углекислого газа. Это приводит к развитию сильных сезонных ветров, достигающих более 50 м/с. При этом могут возникать мощные вихри, или смерчи, прозванные исследователями Марса «пылевыми дьяволами». Переносимые ветром частицы ныли играют не последнюю роль в формировании ландшафта Марса. Знаменитая «волна потемнения, которую отдельные наблюдатели связывали с наличием на планете растительности, получила наконец простое объяснение. И опять-таки попять суть этого явления помогли крупномасштабные космические фотографии. Оказалось, что динамика сезонных изменений очертаний и тональности светлых и темных областей Марса обусловлена перемещением пыли ветрами. Там, где пыль оседает, поверхность светлеет, а где она сдувается, обнажаются подстилающие породы, поверхность темнеет. И только очередная глобальная пылевая буря может внести свои коррективы и очертания марсианских «морей». Во всяком случае, темные области на Марсе не следует связывать с какими-то определенными формами рельефа, как, например, темными впадинами па Луне — лунными морями.
На Марсе, где пустынные ландшафты преобладают, дюнные и барханные гряды тянутся на сотни километров. Здесь настоящее царство Эола!
Как известно, в современных условиях на Марсе вода в жидком виде не может удерживаться. Тем не менее исследователи считают, что вода на Марсе есть. Только представлена она не реками, озерами и морями, а мерзлотой и ледниками.
В результате скудности энергетического «пайка» на Марсе сложились суровые климатические условия. Среднесезонная температура там - 60 °С, что намного ниже среднегодовой температуры Земли (последняя раина +15 °С). И как прямой результат этого — везде вечная мерзлота.
Она распространена повсеместно и достигает в области экватора 1,5 км, а на полюсах — почти 5 км! Это в несколько раз превосходит мощность зоны вечной мерзлоты и оледенения на Земле.
Одна из наиболее примечательных образований, наблюдаемых на Марсе,— это его полярные шапки. Космические исследования позволили установить, что полярные шапки Марса образованы обычным водяным льдом и замерзшей углекислотой. Их рост происходит с начала марсианской осени до начала весны (в соответствующем полушарии планеты) за счет конденсации — вымораживания из атмосферы углекислого газа при температуре -124 °С. Это и есть та критическая температура, при которой на Марсе начинается переход атмосферной углекислоты в «сухой лед» зимней полярной шапки. Слой «сухого льда» (твердой углекислоты) устилает ледяную компоненту полярной шапки, а с наступлением весны она испаряется и образовавшийся углекислый газ устремляется к противоположному полюсу планеты, где замерзает снова. Так повторяется из года в год (речь идет о марсианском годе продолжительностью 687 земных суток). Остается лить не растаивающая за лето нижняя часть шапки, состоящая из водяного льда с примесью пыли.
Благодаря испарению (а не таянию) марсианские льды ведут себя совершенно иначе, чем льды и снега на пашей планете. Весной на Земле от тающих масс бегут по склонам холмов журчащие ручейки. А вот на окраинах испаряющихся марсианских полярных шапок нигде не увидеть и не услышать журчащей воды. Там везде сухо и тихо.
|
|
Читайте в рубрике «Планета Марс»: |