ась даже новая и, увы, недолговечная наука – астроботаника. Буйная растительность в научно-популярном фильме «Марс» Клушанцева и «летающие пиявки» в ранних произведениях братьев Стругацких – это не только «оживляж», но и в какой-то степени символ веры в то, что Марс не так уныл, как предрекают пессимисты.
Современные исследователи скажут: Марс вовсе не уныл, он чрезвычайно интересен – но интересен не так, как представляли себе наивные мечтатели…
Прежде всего: что он такое? Четвертая планета от Солнца, находящаяся от него на среднем расстоянии более полутора астрономических единиц (1,524 а.е., или 227,9 млн км) и получающая, соответственно, в два с лишним раза меньше солнечной энергии на единицу поверхности, чем Земля, причем планета маленькая, чуть сплюснутая, подобно Земле, с экваториальным диаметром 6794, а полярным – 6752 км. Есть и немалое сходство с Землей: наклон марсианского экватора к орбите составляет 25,19° (против 23,44 у Земли), а марсианские сутки лишь на 37 минут длиннее земных. Средняя плотность Марса меньше земной: всего 3,34 г/см3, что укладывается в концепцию постепенного уменьшения плотности космических тел по мере увеличения их расстояния от Солнца и что должно внушить надежду на слабую сейсмическую активность. Днем на экваторе Солнце прогревает почву до 20 и более градусов по Цельсию. Казалось бы, на Марсе все-таки могут существовать условия, способные сделать его второй в нашей системе планетой с собственной биосферой.
Однако есть существеннейшее «но»: атмосфера. Никто не ожидает, что на поверхности лишенного атмосферы тела (скажем, астероида) может возникнуть жизнь. Марс в этом отношении далеко ушел от астероидов, но вовсе не приблизился к Земле: его атмосфера у поверхности в 170 раз менее плотна, чем на Земле. Даже если бы она состояла из чистого кислорода, человек в ней погиб бы в считанные минуты, поскольку такая плотность характерна для земной атмосферы на высоте примерно 40 км. Но и кислорода в воздушной оболочке Марса крайне мало – можно считать, что его там практически нет. Содержание углекислого газа достигает 95 %, на долю азота приходится 2,7 %, на долю аргона – 1,6 %, имеются также следы окиси углерода (угарного газа), водяных паров, кислорода и озона. Следы! Нет сомнений в том, что весь марсианский кислород (как и озон) является продуктом фотодиссоциации молекул воды. Совершенно очевидно, что аэробная (кислорододышащая) жизнь на поверхности Марса невозможна.
Разобраться в причинах столь плачевной ситуации поможет внутреннее строение Марса. При малой средней плотности и небольших размерах Марс, очевидно, не имеет внутреннего твердого железного ядра, окруженного жидким ядром, и его внутренняя «динамо-машина» не работает за отсутствием важнейшей детали. Магнитное поле Марса настолько слабо, что его можно смело считать отсутствующим. Следствия из этого неприятны: отсутствующая магнитосфера не препятствует солнечному ветру уносить прочь молекулы атмосферы. Считается, что 2 млрд лет назад и более Марс вполне мог иметь (и почти наверняка имел) значительно более плотную атмосферу, но с течением времени растерял ее. Обладай Марс магнитным полем, вполне вероятно, что его нынешняя слабенькая атмосфера была бы гораздо серьезнее, несмотря на сравнительно малую массу планеты. Ведь Марс дальше нас от Солнца, следовательно, кинетические скорости молекул его атмосферы были бы ниже, чем в атмосфере Земли.
Нет достаточно плотной атмосферы – нет и относительного постоянства температуры у поверхности. В ночное время температура на Марсе вполне антарктическая. Само по себе это не исключает возможности существования жизни, но проблем у такой биоты (если она существует) будет предостаточно.
Однако, как бы ни была разрежена атмосфера Марса, и в ней наблюдаются «погодные изменения». Временами подолгу дуют сильные ветры, вызывающие пылевые бури, имеется тонкий слой перистых облаков, порой заметный с Земли в телескоп, и, наконец, в высоких широтах наблюдается сезонное выпадение инея, а возможно, и снега. Полярные шапки Марса хорошо заметны даже в скромный любительский телескоп (в период противостояний, естественно). Особенно велика и потому заметна южная полярная шапка. Надо заметить, что марсианские полярные шапки отличаются от сезонного снегового покрова на Земле как толщиной, так и составом. Толщина полярных шапок на Марсе – сантиметры, больше не «выдоить» инея из сухой атмосферы. Зимой поверх инея нормального «водяного» состава ложится слой замерзшей углекислоты. Он же первым улетучивается марсианской весной. Летом полярная шапка быстро тает, съеживаясь к полюсу, и в конце концов сходит на нет. Скорость отодвигания границы снегового покрова примерно равна скорости бегущего человека.
Не надо удивляться этому. У нас на Земле эта скорость была бы еще выше, если бы не три обстоятельства: большая и притом неравномерная толщина снегового покрова, перенос тепла циклонами и антициклонами и меньшая продолжительность года. Весной на Земле возможны повторные снегопады на обширных площадях – на Марсе этого нет. Лишь пылевые бури способны внести разнообразие в размеренный процесс наращивания и стаивания полярных шапок, определяемый по сути лишь наклоном экватора Марса к его орбите…
Обратимся теперь к рельефу Марса. Значительную часть его поверхности занимают пустыни, песчаные либо каменистые. Красноватый цвет марсианских песков банально объясняется присутствием окислов железа – всем известной ржавчины. Песчаные пустыни покрыты дюнами, напоминающими земные. Имеется множество кратеров метеоритного происхождения. Благодаря слабости эрозионных процессов на Марсе расположены высочайшие горы в Солнечной системе. Особенно выделяются вулканы Олимп и Арсия, возвышающиеся над поверхностью на 25 км. Это щитовые вулканы, подобные вулканам Гавайских островов, где происходят мощные излияния жидкой базальтовой лавы при совсем небольшом количестве пепла и вулканических бомб. Естественно, такая лава стремится растечься и, застывая, образует очень пологий конус с углом наклона не более нескольких градусов. Разница между марсианскими и земными щитовыми вулканами – в масштабах. Крупнейший на Земле щитовой вулкан Мауна-Лоа имеет высоту около 9 км (если считать от его подножия на дне океана) и поперечник основания 20 км – что очень немного для щитового вулкана, но надо учесть быстрое затвердение лавы в воде. Можно сказать, что по сравнению с марсианским Олимпом с его 25-километровой высотой и 500-километровым основанием Мауна-Лоа не вулкан, а просто прыщик.
Марсианские вулканы не активны. По-видимому, процессы гравитационной дифференциации в недрах Марса в основном закончились, сделав Марс тектонически пассивной планетой – во всяком случае, по сравнению с Землей. Малая плотность и сухость марсианской атмосферы не способствуют чрезмерно активной эрозии, а малая сила тяжести (0,38 земной) делает эффект «расползания» горных вершин под собственной тяжестью гораздо более медленным, чем на Земле. Как следствие, высочайшие вершины Марса простоят еще очень долго без каких-либо существенных изменений.
Иное дело эрозия на равнинах. Пылевые бури просто не могут не шлифовать любое препятствие на пути песка – скалы, холмы, камни и т. д. В связи с этим порой возникают курьезные недоразумения.
Не так уж давно СМИ ошарашили весь мир сообщением о сфотографированном с борта американского аппарата «Викинг-1» геологическом образовании, моментально окрещенном «марсианским сфинксом» (рис. 33). То ли те, кто его так обозвал, изрядно подзабыли древнегреческую мифологию, в которой сфинкс – существо с телом льва, то ли решили, что «волосы», обрамляющие человеческое лицо, вполне «тянут» на львиную гриву, – это неважно. Пусть будет «сфинкс», дело ведь не в названиях. Тут же воскресли старые мечты о высокоразвитой марсианской цивилизации, ныне исчезнувшей, но оставившей иным цивилизациям послание, видное только из космоса (аналогия: громадные рисунки индейцев в пустыне Наска). Случайно возникшее сходство природного объекта с человеческим лицом казалось неправдоподобным. Особенно интриговала «слеза», выкатившаяся из правого глаза «сфинкса». Из самых общих соображений каждому было ясно, что сфинксы без причины не плачут. Может быть, «слеза» символизировала печальную участь марсианской цивилизации или – того хуже – намекала на аналогичные перспективы земной цивилизации?
Рис. 33. Марсианский «сфинкс»
Интрига сохранялась до тех пор, пока американской аппарат «Марс Глобал Сервейер» не сфотографировал тот же участок поверхности с разрешением 4 метра – вдесятеро выше, чем «Викинг» (рис. 34). И «сфинкса» не стало. Выяснилось, что это всего лишь сильно разрушенный ветровой эрозией холм, очертаниями напоминающий рыцарский щит и нимало не похожий на человеческое лицо. Так рушатся легенды. Не романтично, но что ж поделать. Может быть, человеку разумному приличествует разрушать старые легенды и не создавать новых, поскольку и без них интересно?
Рис. 34. Тот же «сфинкс», сфотографированный с разрешением 4 м
Но если древней цивилизации на Марсе никогда не было, то вероятность обнаружения на нем жизни хотя бы в далеком геологическом прошлом все-таки нельзя считать нулевой. Ведь когда-то Марс, по-видимому, имел магнитное поле, а его атмосфера благодаря действующим вулканам была более плотной. Поскольку состав марсианских вулканических газов если и отличался от газов земных вулканов, то лишь большим количеством водяного пара, можно предположить, что на Марсе были водоемы значительных размеров и, конечно, реки. Целый ряд деталей на поверхности Марса вообще трудно трактовать иначе, чем высохшие русла рек (рис. 35).
Рис. 35. «Русло марсианской реки»
Совершенно непонятно, как могли образоваться эти узкие извилистые долины без активного участия текучей воды. И если некоторые другие детали ландшафта, как, например, сделанные водой промоины на краях оврагов (рис. 36), в принципе могут быть объяснены как действием водных потоков, так и «сухой» эрозией, то с долинами и каньонами это не проходит. Причем текучая жидкость в условиях Марса должна была быть именно водой, а не чем-то иным (скажем, жидким аммиаком).