х кратеров, что говорит об их сравнительной молодости; они еще не успели накопить шрамы от столкновений. Это служит обоснованием утверждения, что вулканы на Марсе – явление сравнительно недавнее.
Конечная цель сравнительной планетологии, я предполагаю, заключается в своего рода огромной компьютерной программе, в которую мы вводим несколько исходных параметров – возможно, изначальную массу, состав, момент импульса и количество соседних объектов столкновения – и получаем время эволюции планеты. Мы очень далеки от такого глубокого понимания эволюции планет в настоящее время, но гораздо ближе, чем мы думали всего несколько десятилетий назад.
Каждый новый ряд открытий поднимает множество вопросов, которые мы никогда даже не додумывались задать. Я упомяну только некоторые из них. Сейчас становится возможным сравнивать состав астероидов с составом метеоритов на Земле (см. главу 15). Астероиды четко делятся на силикатные и богатые органическими веществами. Сразу же можно сделать вывод, что астероид Церера явно имеет однородную структуру[113], а менее массивный астероид Веста – дифференцированную под действием гравитации. Но сейчас мы знаем, что дифференциация планеты происходит при массе выше определенной критической. Может ли Веста быть остатком гораздо большего родительского объекта, ныне ушедшего из Солнечной системы? Первоначальное исследование кратеров Венеры с помощью радиолокаторов показывает, что они крайне неглубокие. Но там нет воды, чтобы размыть поверхность Венеры, и нижние слои атмосферы Венеры перемещаются настолько медленно, что пыль не может заполнить кратеры. Может ли источником наполнения кратеров Венеры быть очень медленное проседание немного расплавленной поверхности?
Самая популярная теория происхождения магнитных полей планет ссылается на искривленные вращением конвективные потоки в электропроводящем ядре планеты. Поскольку период вращения Меркурия вокруг оси равен пятидесяти девяти дням, по этой схеме ожидалось, что у него будет отсутствовать магнитное поле. Но такое поле явно там присутствует, и на очереди серьезная переоценка теорий магнетизма планет. Только у Сатурна и Урана есть кольца[114]. Почему? На Марсе есть изумительные гряды продольных песчаных дюн, расположенных у внутренних валов большого разрушенного кратера. В национальном парке «Великие песчаные дюны» рядом с Аламозой, штат Колорадо, есть очень похожие ряды песчаных дюн под склонами гор Сангре-де-Кристо. У марсианских и земных песчаных дюн одинаковая общая протяженность, одинаковое расположение и одинаковая высота дюн. Но атмосферное давление на Марсе в 200 раз меньше давления на Земле, ветры, необходимые для сальтации песчинок[115], в десять раз слабее, чем на Земле, и распределение частиц по размерам может различаться на двух планетах. Как тогда поля дюн, нанесенных ветром, могут быть так похожи? Каковы зафиксированные на поверхности Юпитера источники декаметровых радиоволн, периодически излучающие в космос – каждый меньше 100 км в диаметре?
Наблюдения «Маринера-9» указывают на то, что скорость ветра на Марсе, по крайней мере временами, превышает половину местной скорости звука. Бывают ли когда-нибудь ветры гораздо сильнее? Каковы свойства метеорологических явлений при околозвуковой скорости? На Марсе есть пирамиды около 3 км в ширину у основания и 1 км в высоту. Вряд ли их построили марсианские фараоны. Интенсивность пескоструйной обработки, вызванной ветром, на Марсе по крайней мере в 10 000 раз больше, чем на Земле, потому что для того, чтобы сдвинуть песчинки в более разреженной марсианской атмосфере, необходимы бо́льшие скорости. Могли ли грани марсианских пирамид разрушиться за миллионы лет обдувки песком ветром с преобладанием более чем одного направления?
Спутники во внешней Солнечной системе уж точно не копии нашего, довольно унылого спутника. Многие из них имеют такую низкую плотность, что должны состоять в основном из метанового, аммиачного или водяного льдов. Как их поверхности будут выглядеть вблизи? Как будут разрушаться ударные кратеры на ледяной поверхности? Могут ли там быть вулканы из твердого аммиака с лавой из жидкого NH3, стекающей по их склонам? Почему Ио, самый близкий к планете большой спутник Юпитера, заключен в облако из газообразного натрия? Как Ио помогает регулировать синхротронное излучение[116] из радиационного пояса Юпитера, где проходит его орбита? Почему одна сторона Япета, спутника Сатурна, в шесть раз ярче другой? Из-за разницы размера частиц? Химического различия? Как возникли такие различия? Почему на Япете и нигде больше в Солнечной системе не наблюдается подобная асимметрия?
Гравитация самого большого спутника в Солнечной системе, Титана, настолько низкая, а температура верхних слоев атмосферы достаточно высокая, чтобы водород довольно быстро улетучивался в космос в процессе, известном как истечение газа. Но результаты спектроскопии показывают, что на Титане достаточное количество водорода. Атмосфера Титана – загадка. И если мы выйдем за систему Сатурна, то окажемся в области Солнечной системы, о которой мы почти ничего не знаем. Наши слабые телескопы даже не определили точно периоды вращения Урана, Нептуна и Плутона, тем более характер их облаков и атмосферы и природу систем их спутников. Поэтесса Диана Аккерман из Корнельского университета пишет: «Нептун непостижим, как серая кобыла в яблоках в тумане. Тестообразный? Подпоясанный кольцом? Газообразный? Ледяной? Мы знаем меньше кулачка лемура».
Один из самых интригующих вопросов, к которому мы только начинаем подходить серьезно, – это вопрос органических веществ и живой материи по всей Солнечной системе. Окружающая среда на Марсе никоим образом не так враждебна, чтобы исключить жизнь, но мы недостаточно знаем о происхождении и эволюции жизни, чтобы гарантировать ее присутствие там или где-то еще. Вопрос о присутствии живых организмов, и больших, и малых, на Марсе полностью открыт даже после миссий «Викингов».
Насыщенные водородом атмосферы планет, таких как Юпитер, Сатурн, Уран и Титан, в значительной степени похожи на атмосферу ранней Земли во времена возникновения жизни. По результатам лабораторных моделирующих экспериментов мы знаем, что при таких условиях в больших количествах образуются органические молекулы. В атмосфере Юпитера и Сатурна конвекция будет переносить молекулы в области, где идет процесс пиролиза. Но даже там равновесная концентрация[117] органических молекул может быть значительной. Во всех моделирующих экспериментах при приложении энергии к таким атмосферам образуется коричневатое полимерное вещество, которое во многом напоминает коричневатое вещество, окрашивающее их облака. Титан может быть полностью покрыт таким органическим веществом. Возможно, что в следующие несколько лет мы станем свидетелями важных и неожиданных открытий в зарождающейся науке экзобиологии.
Главным средством дальнейших исследований Солнечной системы в ближайшие два десятилетия будут, безусловно, автоматические миссии к планетам. Научные космические аппараты сейчас успешно запущены ко всем планетам, известным древним народам. В какой-то степени был изучен ряд предложенных миссий, которые пока не одобрены (см. главу 16). Если большинство этих миссий действительно осуществится, ясно, что нынешний век планетных исследований будет иметь блистательное продолжение. Но совершенно неясно, будут ли продолжаться эти прекрасные путешествия в поисках открытий, по крайней мере Соединенными Штатами. За последние семь лет была одобрена только одна важная планетная миссия – проект «Галилео» к Юпитеру[118], – и даже она под угрозой срыва.
Даже предварительное исследование всей Солнечной системы до Плутона и более детальное изучение нескольких планет, например с помощью марсоходов и спускаемых аппаратов на Юпитере, не решит фундаментальной проблемы происхождения Солнечной системы; что нам нужно – это открытие других солнечных систем. Достижения наземных и космических технологий в следующие два десятилетия могут позволить нам обнаружить дюжины планетных систем, обращающихся вокруг одиночных звезд. Последние наблюдения многозвездных систем, проведенные Хелмутом Абтом и Солом Леви из Национальной обсерватории Китт-Пик, указывают на то, что по крайней мере треть звезд на небе может иметь обращающиеся вокруг них планеты. Мы не знаем, похожи ли другие планетные системы на наши или построены по совершенно иному принципу.
Мы вошли, почти не заметив этого, в эпоху беспрецедентных исследований и открытий со времен Ренессанса. Мне кажется, что практическая польза сравнительной планетологии для наук, изучающих Землю, ощущение приключения, которое вызывает исследование других миров у общества, почти лишенного возможности приключений, философский смысл поиска космической перспективы – вот чем запомнится наше время в конечном итоге. Спустя столетия, когда наши насущные политические и социальные проблемы будут казаться такими же далекими, какими кажутся нам сейчас проблемы войны за австрийское наследство, наше время, возможно, будут вспоминать главным образом за один факт: это была эпоха, когда население Земли впервые вступило в контакт с окружающим космосом.
Глава 11Планета по имени Георг
– Они, конечно, откликаются, когда их называют по имени? – небрежно заметил Комар.
– Я никогда этого не видела.