Страница:
Прошло не так уж много времени с тех пор, как космические зонды развеяли иллюзии насчет марсианских "каналов". И вот очередная загадка - сухие русла с островами, наносами. Все говорит о том, что когда-то по Красной планете неслись бурные потоки. Но откуда они взялись, если вода в жидком виде на поверхности Марса существовать не может слишком разрежена его атмосфера, слишком низки температуры.
На некоторых островах заметны метеоритные кратеры, значит, вода текла здесь несколько миллионов лет назад.
32
Проще всего предположить, что тогда у планеты была плотная атмосфера, а климат не столь беспощаден. Но куда же она девалась сейчас? И почему так резко изменился климат? Ведь расчеты показывают; чтобы на Марсе текли реки его атмосфера должна быть в три раза плотнее земной. Словом, вопросов возникало больше, чем было приемлемых ответов.
Появление высохших русел, изрезанных долин и других загадочных структур требовало объяснения. И астрогеологи предложили неожиданную гипотезу. По их мнению, реки на Марсе не только были, но могут течь... даже сейчас, правда, подо льдом.
Известно, что лед может испаряться, минуя жидкую фазу,сублимироваться. Это явление довольно широко используется. Именно так, испаряя влагу, готовят сублимированные продукты. Их достаточно опустить в воду, чтобы они приобрели первозданный вид. Но если на Земле условия для сублимации - разрежение и низкую температуру - надо создавать специально, то на Марсе они есть и так. Поэтому часть льда из полярных "шапок" испаряется. Конденсируясь, водяные пары оседают уже в виде снега и льда в более низких широтах. Специалисты подсчитали, что каждое марсианское лето в "теплых" районах прибавляется по нескольку десятков сантиметров снегового покрова. Здесь почва оказывается как бы в парнике. Укрытая толстым "одеялом", она прогревается солнечными лучами настолько, что нижняя кромка льда... подтаивает. Талая вода собирается в ручьи и реки. За тысячелетия они, видимо, и "проели" бесчисленные русла и овраги.
Но если причудливый рельеф родился под снежно-ледовым одеялом, то как же он оказался на поверхности? Дело в том, что снеговые шапки "путешествуют" по Марсу, открывая районы, прежде недоступные взору. Ученые объясняют это изменением наклона оси вращения планеты к плоскости ее
ЗЭвоика-86
биты. Миллион лет назад он был наибольшим - 46 градусов, а к нашему времени постепенно уменьшился примерно до 35 градусов.
Однако даже такими колебаниями оси невозможно объяснить образование огромных глубоких русел шириной до двухсот, а длиной до трех тысяч километров. На такое расстояние снежные "шапки" сползти не могли. Вероятно, гигантские каньоны были образованы подпочвенными водами. Сдавленные мощным слоем вечной мерзлоты, они как бы "взрывали" окружающие породы. И тогда по марсианской поверхности неслись колоссальные потоки, возможно, в тысячи раз мощнее Амазонки. Но и они в конце концов испарялись в холодном и разреженном воздухе. Скорее всего это был лишь краткий мир в истории планеты.
ПРИШЕЛЬЦЫ С МАРСА?
До недавнего времени упавшие на Землю метеориты не имели "обратного адреса" - ученые не могли дать ответ, откуда к нам прибыли небесные гости. Тем неожиданнее оказались результаты исследования метеорита, найденного в Антарктиде: они показали, что его состав практически повторяет состав образцов лунных пород. Возник вопрос: каким образом этот "лунный камень" покинул поверхность нашего природного спутника? Ученые считают, что его мог выбить и отбросить в пространство крупный метеорит, упавший на Луну. В пользу этой гипотезы говорит и другая находка в Антарктиде. Исследователям удалось обнаружить здесь еще два метеорита лунного
исхождения, упавших на расстоянии 70 километров друг от друга. Вполне возможно, что Луну они покинули вместе. Результаты изучения других метеоритов с большой вероятностью говорят об их "родстве" с Марсом. Правда, пока доказать эту связь трудно: нет образцов марсианского грунта. Тем не менее изучение одного из небесных "пришельцев" показало, что его углеродный состав сравним с результатами измерений содержания углекислоты в атмосфере Марса.
МАРСИАНСКИЕ КРАТЕРЫ
Известно, что на Марсе существуют кольцеобразные структуры, которые принято называть кратерами: всего таких кратеров там насчитывается около 13 тысяч. По возрасту, по степени разрушенности их структур кратеры принято делить на 4 вида. Древнейшие кратеры (их еще называют ньютоновскими) и древние (кепплеровские) имеют довольно ровное дно, а от вала, окружающего кратер, часто сохраняются лишь остатки. Новые (ломоносовские) и новейшие (королевские) кратеры относят к океанской эре Марса, у них хорошо выражены кольцевые структуры вала и склоны, резко опускающиеся на дно.
Среди марсианских кратеров встречаются гиганты размером более 100 километров в поперечнике (обычно это древнейшие кратеры) и "малютки", у которых поперечник меньше 20 километров. Кратеры древнейшей формации составляют всего 7 процентов от общего числа, а самые молодые новейшие - 60 процентов.
Если проводить статистику отдельно по темным и светлым участкам марсианской поверхности, то видно, что на темных участках кратеров больше. Исключение составляет Ацидалийская равнина, где кратеры вообще попадаются редко.
Исследователи считают, что плотность распределения марсианских кратеров зависит от высоты местности. Напомним, что марсианские низины называют "морями" и "океанами", а возвышенные участки - "материками". Именно на материках наблюдают наибольшую плотность кратеров всех возрастов: здесь на каждый миллион квадратных километров их в среднем приходится 130, тогда как на океанических равнинах только 40.
Сложилось впечатление, что темп старения кратеров Марса зависит от их размеров и высоты, на которой они расположены. Маленькие кратеры стареют медленно. Интересно, что кратеров-гигантов очень мало высоко в горах (выше 10 километров) и мало их сохранилось на равнинах. Больше всего гигантов на высотах от 2 до 5 километров.
ПЛАНЕТЫ-ЛАЗЕРЫ
Вскоре после изобретения оптических квантовых генераторов (лазеров) в дальнем космосе были обнаружены природные объекты, "работающие" на том же принципе. Ими оказались межзвездные облака, состоящие из молекул гидроксила и воды. Они заметно усиливают проходящую через них космическую радиацию, переизлучая энергию в виде радиоволн.
С того времени лазерная техника ушла далеко вперед. Оптический
Додый генератор стал одним из самых необходимых приборов в научных лабораториях, на заводах успешно внедряется лазерная технология, в операционных лазерный луч конкурирует с хирургическим скальпелем. Разнообразие практических задач обусловило и создание широкого спектра приборов. Существуют лазеры на твердых кристаллах и стеклах, жидкостях, газах, полупроводниковых материалах.
В газовых лазерах чаще других используют углекислый газ. Может быть, именно это заставило исследователей из Физического института АН СССР обратить внимание на Венеру и Марс. Ведь хорошо известно, что газовые оболочки этих планет состоят в основном из углекислого газа. Правда, на Венере атмосфера густая и горячая, а на Марсе разреженная и холодная. Но в принципе это дела не меняет, так как на разных высотах температура и давление в атмосферах обеих планет вполне соизмеримы.
Необходимым условием работы лазера является "накачка" активной среды прибора (в нашем случае - газа) светом или каким-то другим видом электромагнитного излучения. Мощный источник такой энергии около Венеры и Марса имеется. Это Солнце. Расчеты показали, что солнечная радиация в атмосферах этих планет действительно преобразуется в их собственное тепловое излучение. Причем процесс этот идет со значительным усилением - примерно таким, как и в лазерах.
Результаты расчетов хорошо совпали с данными наблюдений, которые проводились с Земли с помощью инфракрасного телескопа-спектрометра. Таким образом, предположение о том, что Венера и Марс - природные инфракрасные лазеры, подтвердилось.
УРАГАН ДЛИТСЯ СТОЛЕТИЯ
У планеты-гиганта Юпитера немало загадок, и самая давняя из них Большое красное пятно. Наблюдателям с Земли оно кажется темным овалом на фоне юпитерианского диска в Южной тропической зоне. Временами Пятно меняет свой цвет от^темно-красного до желтоватого, колеблется в размерах, но никогда не пропадает.
Не раз ученые пытались объяснить это удивительное явление. Одни считали Пятно облаком раскаленных газов, вырывающихся из жерла гигантского вулкана, другие-продуктом химической реакции. А некоторые даже сочли его сигналом разумных существ.
Но вот автоматические межпланетные станции, пролетая мимо Юпитера, сфотографировали его с близкого расстояния. Была получена и подробная фотография Пятна. Она доказала правоту тех ученых, которые считали его атмосферным образованием. Оно оказалось... ураганом, невероятным по размерам газовым вихрем. Во вращающейся воронке этого "мальстрима" запросто утонуло бы несколько таких планет, как наша Земля.
Но земные циклоны живут не так уж долго - почему же этот ураган не прекращается? Каким образом в бурной атмосфере планеты вот уже более 300 лет может существовать столь крупное и, казалось бы, непрочное образование?
Астрономы проанализировали все снимки Юпитера - от ранних до самых последних. А затем выполнили расчеты, в которых учли вращение планеты, плотность и состав ее атмосферы,
34
35
рость движения. И пришли к выводу, что гораздо удивительнее было бы... отсутствие Пятна.
Действительно, если присмотреться к снимкам, атмосфера Юпитера покажется не такой уж хаотичной. На его диске четко видны чередующиеся темные и светлые параллельные полосы - это широчайшие кольцевые атмосферные потоки. У экватора в районе Большого красного пятна их два. Направлены они в разные стороны и расположены очень близко друг от друга.
Энергия встречных течений - одна из причин возникновения вихря. Другая - так называемая инерционная сила Кориолиса, действующая на каждое вращающееся тело. На Юпитере, который вращается очень быстро, делая один оборот примерно за десять земных часов, сила Кориолиса огромна. Она сталкивает зоны ветров, заставляя их взаимодействовать. Логично было бы предположить, что течения должны перемещаться. Но вместо этого инерция закручивает газ в гигантский вихрь.
Расчеты показали: именно этот вихрь, как ни странно, вносит стабильность в атмосферные течения. Иными словами, Большое красное пятно существует благодаря зонам ветров, а зоны ветров - благодаря Большому красному пятну.
Ученые пробовали менять начальные условия задачи, смотрели, как поведут себя несколько более мелких вихрей в атмосфере. Но итог был тот же: все они сходились в один большой вихрь у экватора, где сила Кориолиса максимальна. Система приходила в равновесие...
Ученые считают, что подобные "вечные циклоны" должны будоражить многие планеты, в том числе и Землю. Но, на наше счастье, образоваться такому неутомимому урагану мешает сложный рельеф земной поверхности.
ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА ЕВРОПЕ?
Предлог "на" в заголовке этой заметки не ошибка, ведь речь идет не о части света, а об одноименном спутнике Юпитера. На вопрос, поставленный в заголовке, известный писатель-фантаст Артур Кларк ответил положительно в своей недавней книге, населив эту луну некими чудовищами. Но то фантаст, а как обстоит дело в реальности?
Ученые доказывают, что даже на озерах в Антарктиде, под слоем никогда не тающего льда, и то встречаются крошечные бактерии и одноклеточные растения, сумевшие приспособиться к таким невероятным условиям. Что же тогда может "запретить" подобным организмам развиваться на Европе?
Этот спутник Юпитера, правда, находится в восьмистах миллионах километров от Солнца. Размером он чуть меньше нашей Луны и, само собой, атмо^ сферу при себе удержать не в силах. На поверхности Европы царит мороз всего 100 градусов Кельвина. Спутник покрыт слоем льда, по последним сведениям, толщиной около пяти километров.
Кажется, все сошлось, чтобы препятствовать любым формам жизни. Однако недавно было установлено, что Европа-отнюдь не гладкий ледяной "бильярдный шар". Вся ее поверхность изборождена трещинами, причем иные из них тянутся по полторы тысячи километров, а шириной местами достигают семидесяти километров. Ученые полагают, что внутренние области Европы представляют собой океан. Тогда притяжение Юпитера и соседних спутников - Ио и -Ганимеда - должно "раскачивать" этот "подпольный"
ан и поверхностный лед, не выдержав волнения, трескаться.
Так вот, в подобных трещинах и может гнездиться жизнь! Снимки, сделанные с борта космического аппарата, показали, что "полыньи" Европы могут достигать 25-50 квадратных километров. И несмотря на отдаленность Солнца, такие свободные от льда участки получают от светила не менее тридцати миллионов ватт энергии в год. Этого должно хватить на интенсивный фотосинтез в пределах подледного океана Европы.
ОКЕАН ИЗ МЕТАНА? НЕТ
Поверхность Титана, гигантского спутника, вращающегося вокруг Сатурна,- отнюдь не океан из метана, как предполагали до сих пор. Опубликованный недавно анализ данных, собранных во время полета космического корабля вокруг Сатурна, свидетельствует о том, что в атмосфере этой "луны" не более одного процента метана. Температура на поверхности Титана-минус 179 градусов Цельсия, и вопреки этому от нее поднимаются волны газа. Атмосфера сильно затуманена, что мешает визуальным наблюдениям спутников. ,
КТО ты,
ПРИШЕЛЕЦ?
Тунгусская катастрофа вот уже три четверти века остается предметом нескончаемых споров. Гипотезы о том, что в районе реки Подкаменная Тунгуска упал гигантский метеорит- пришелец из глубин Вселенной,вызывают немало возражений. Осколков этого болида до сих пор найти не удалось. Да и как могли астрономы не заметить его приближения?
Некоторые ученые все больше склоняются к мысли, что космический гость представлял собой сгусток из пыли и льда диаметром примерно 300 метров, плотность которого была лишь в десять раз больше, чем у воздуха. В пользу этого предположения говорит не только мощный пылевой след, который оставался на пути движения болида в течение нескольких часов. И даже не удивительное по красоте свечение воздуха, наблюдавшееся в сумерках над территорией Восточной Сибири. Гипотеза о снежно-пылевом составе позволяет объяснить, откуда взялся этот болид.
В небесной механике есть задача о движении трех тел под действием сил взаимного притяжения. Еще в 1772 году известный французский математик и механик Лагранж нашел решение для ее частного случая - для двух тел. Он показал, что между этими телами могут быть пять точек равновесия, где <илы притяжения к каждому из них равны между собой. По имени ученого их стали называть точками Лагранжа.
Точки Лагранжа есть и в системе Земля - Луна. Среди них наибольший интерес представляют точки
36
37
го равновесия, где меньше всего сказывается влияние Солнца, планет и других небесных тел. По логике вещей, зоны вокруг таких точек играют роль своего рода гравитационных ловушек: попавшие сюда частицы вещества, "раздираемые" равным притяжением к Земле и Луне, должны навсегда застревать в них. Это подтвердил польский астроном К. Кордылевский. В 1961 году в окрестностях точек Лагранжа он обнаружил скопления из частиц пыли и льда, получившие название облаков Кордылевского.
Уже тогда было высказано предположение, что эти облака могут постепенно сгущаться, превращаясь в космические тела с растущей массой. А каждое такое тело должно приводить к возникновению систем "Земля - сгусток" и "Луна - сгусток" со своими точками Лагранжа. И... новыми скоплениями вещества в них. В результате за миллионы лет Земля и Луна должны были обзавестись множеством соседей - разнокалиберными новыми космическими телами. Но этого не произошло. Почему? Какие силы взяли на себя роль санитаров, очищающих пространство от возникающих сгустков?
С этой обязанностью вполне могли справиться кометы: практически ведь только они, периодически врываясь в Солнечную систему, нарушают ее извечный баланс сил. Правда, у большинства комет масса невелика. Поэтому и возмущения от них ничтожны. Иное дело - комета Галлея, которая каждые 76 лет возвращается к Солнцу. Она не только одна из самых больших, но и единственная в своем роде-двигается в направлении, обратном вращению Земли вокруг Солнца. К тому же плоскость орбиты кометы Галлея почти под прямым углом пересекает плоскость системы Земля - Луна. Поэтому образующиеся здесь сгустки вещества никак не защищены от ее воздействия. Задолго до того, как комета Галлея
войдет в Солнечную систему, силы ее притяжения могут нарушить равновесие, в котором пребывают сгустки из пыли и льда. И они покинут точки Лагранжа, после чего их судьба предрешена: набирая скорость, они устремятся либо к Земле, либо к Луне. Не такой ли сгусток, "выбравший" Землю, и стал причиной тунгусской катастрофы?
Если это так, то становится понятным, почему астрономы не заметили приближения болида - его полет был слишком скоротечным. Получает объяснение и тот настоящий метеорный дождь, который сопровождал события на Подкаменной Тунгуске: комета могла "выбить" мелкие тела, успевшие образоваться в точках Лагранжа новых систем "Земля-сгусток" и "сгусток-Луна".
Может возникнуть вопрос: почему события, подобные тунгусской катастрофе, не наблюдались во время прежних вторжений кометы Галлея в Солнечную систему? Видимо, картина ее воздействий такова, что сгустки вещества, выбитые из точек Лагранжа, обычно устремляются к Луне. А падение болида на Землю стало лишь редким исключением из этого правила.
26 февраля 1984 года в 20 часов 40 минут в Томском аэропорту, в райцентре Первомайском, в городе Асино и поселке Минаевка фотореле, включающие уличное освещение, неожиданно прервали подачу энергии. Во многих квартирах перегорели электрические лампочки. Но темно от этого ни на улице, ни в
38
домах не стало. Наоборот, как свидетельствуют сообщения, пришедшие в Сибирское отделение Академии наук СССР более чем из 70 населенных пунктов Томской и Новосибирской областей, "стало светло как днем". Многие даже говорят и пишут о том, что свет был прямо-таки слепящим, как при электросварке. В Каракозове - одном из сел Томской области наблюдали и вовсе удивительное явление: яркую радугу! Дуга ее была обычной величины, опиралась полукругом на горизонт, но, как отмечают очевидцы, "удалялась и сокращалась". В это же время "захандрили" телевизоры.
Что же произошло в Томске? Его жители наблюдали редкое атмосферное явление - яркий болид. Он влетел в атмосферу на территории Красноярского края, в бассейне реки Кемчуг, и засветился на высоте 100- 129 километров. В этот момент он выглядел как большая осветительная ракета бело-голубого цвета. За несколько секунд полета она превратилась в шар с огненным, сходящим на нет хвостом. В пути от него отлетали "куски огня", искры. Наконец шар ярко вспыхнул и рассыпался множеством искр неподалеку от поселка Батурине,
Расчетная площадь, над которой рассыпались осколки космического тела, расположена в Асиновском районе. За считанные секунды болид пересек почти всю Томскую область с востока на запад. Он ярко освещал пространство на 300 километров вокруг себя. Одновременно с наблюдением полета болида томичи слышали гудение, мелодичный свист, шум, похожий на хлопанье крыльев большой птицы, звук, как при размахивании кнутом, шипение, как от сварочных аппаратов или при замыкании в электросети. Кроме того, слышались и обычные - механические - звуки: гул, как от двигателя вертолета *^и работающего трактора, выстрелы с Раскатами, хлопки. В поселке Кайлушка через несколько
39
секунд после финальной вспышки болида отмечены колебания почвы.
- И то, что люди, наблюдавшие полет болида, видели и "слышали" его,одна из самых больших загадок, которую надо еще разгадать,- говорит член-корреспондент Академии наук СССР Н. Желтухин.- Ведь обычно мы сначала видим, например, реактивный самолет или молнию, а потом уже слышим звук мотора, раскаты грома. Почему же в данном случае звук "догнал" свет? Очевидно, происходили какие-то электромагнитные колебания. Такие, так называемые электрофонные, болиды - с ярко выраженными электрическими явлениями - науке уже известны, и изучение их представляет большой интерес.
Столь мощное и многокрасочное атмосферное явление - большая редкость. В 400-летней истории Западной Сибири подобное описано только один раз - когда между Барнаулом и Би иском упал такой же метеорит. Это было 22 мая 1904 года.
Весь комплекс наблюдавшихся в Томской области атмосферных аномалий характерен для подобных болидов. Скорее всего болид не успел полностью "сгореть" в атмосфере, а разрушился на мелькие части. Найти и собрать их - самая ближайшая задача. Этим занимается Томское отделение Всесоюзного астрономо-геодезического общества - ВАГО.
ПЫЛЕВЫЕ ПОЯСА ВОКРУГ ЗЕМЛИ
В последнее время среди ученых обсуждается гипотеза о существовании у Земли пылевого облака: некоторые считают, что сгущения пыли - это случайные, временные события; однако все больше сторонников приобретает мысль о том, что пылевая оболочка Земли постоянна.
Теория движения массивного тела (например, планеты) и ее спутников самых разных размеров (от небесных тел типа Луны до мельчайших частичек космической пыли) утверждает, что вокруг такой планеты должны формироваться устойчивые орбиты и спутники различных размеров объединяться в комплексы. Каждый такой комплекс - это "трубка" тесно расположенных траекторий частиц, которые взаимодействуют между собой. Теория устанавливает связь между массой центрального тела (планеты) и радиусами орбит, по которым движутся комплексы частиц.
Эта теория уже помогла объяснить природу расположения колец Урана. Для Земли она предсказывала, что частицы космической пыли в околоземном пространстве должны располагаться не хаотично, не случайным образом, а поясами. Расстояния, на которых расположены пылевые сгущения, кратны некоторому "основному радиусу" величиной 2153,5 километра.
Теоретический расчет можно сделать приближенно, и было бы неудивительно, если бы реальные измерения внесли существенные поправки. Результаты же эксперимента превзошли ожидания ученых. Из данных, полученных с искусственных спутников Земли "Геос-2",
"Электрон-1" и "Электрон-2", рассчитали величину основного радиуса, и она оказалась равной 2155,5 километра то есть очень близкой к теоретической.
Исследования околоземного пространства до высоты 70 тысяч километров, выполненные с помощью спутников, обнаружили ранее предсказанные стабильные кольцевые образования вокруг Земли - пылевые пояса из метеоритного вещества, которые формируются в ее гравитационном поле. Максимумы плотности (или скопления частиц) закономерно чередуются с минимумами, которые еще называют люками или "зонами избегания". Существует мнение, что в "зонах избегания" на удалении 16800 километров и 38 300 километров от Земли располагаются сравнительно крупные тела естественных спутников планеты.
ПОСЛАНИЕ ДРУГИМ МИРАМ
Одиноки ли мы во Вселенной? Есть ли надежды вступить в контакт с космическими братьями по разуму? На эти вопросы до сих пор нет однозначного ответа.
Правда, прослушивая космос, совершенствуя приемную аппаратуру и повышая ее чувствительность, человечество отводит себе пассивную роль - ожидает появления чужих сигналов. А по-, чему бы самим не возвестить о своем существовании? Увы, для того, чтобы нас "услышали" хотя бы в радиусе 1 300-500 световых лет, нужен передатчик чудовищной мощности: для его питания потребуется энергии во много раз больше, чем вырабатывается на всей Земле.
40
Но положение не безнадежно. Три года назад, проводя спектральные исследования Марса, ученые обнаружили необычное свечение его атмосферы: оно возникало на дневной стороне сразу после восхода Солнца. Установив длину волны таинственного излучения, специалисты пришли к выводу, что на Марсе работает... лазер.
Увы, ни к марсианам, ни к пришельцам он никакого отношения не имеет. По сути, это уникальное явление природы. Под действием солнечной радиации молекулы углекислого газа, содержащиеся в разреженной атмосфере планеты, возбуждаются и начинают испускать световые волны. Их-то ученые и предлагают использовать в качестве средства межзвездной связи.
На первый взгляд это предложение кажется, мягко говоря, наивным. Как показали наблюдения, усиление света в марсианском лазере невелико. Да и излучение он дает рассеянное. Но ученые нашли способ, позволяющий "собрать" его в направленный световой пучок. Для этого они предлагают вывести на синхронные орбиты вокруг Марса - на высоту порядка 20 тысяч километров - два сферических зеркала.
Вогнутые отражающие поверхности этих зеркал должны "смотреть" друг на друга таким образом, чтобы их незримая ось проходила через атмосферу планеты на высоте примерно в 70 километров и была перпендикулярна потоку солнечных лучей. Тогда зеркала смогут улавливать природное излучение молекул углекислого газа. И за счет многократного отражения усиливать его. А затем его можно будет вывести из системы зеркал в виде направленного светового пучка.
На некоторых островах заметны метеоритные кратеры, значит, вода текла здесь несколько миллионов лет назад.
32
Проще всего предположить, что тогда у планеты была плотная атмосфера, а климат не столь беспощаден. Но куда же она девалась сейчас? И почему так резко изменился климат? Ведь расчеты показывают; чтобы на Марсе текли реки его атмосфера должна быть в три раза плотнее земной. Словом, вопросов возникало больше, чем было приемлемых ответов.
Появление высохших русел, изрезанных долин и других загадочных структур требовало объяснения. И астрогеологи предложили неожиданную гипотезу. По их мнению, реки на Марсе не только были, но могут течь... даже сейчас, правда, подо льдом.
Известно, что лед может испаряться, минуя жидкую фазу,сублимироваться. Это явление довольно широко используется. Именно так, испаряя влагу, готовят сублимированные продукты. Их достаточно опустить в воду, чтобы они приобрели первозданный вид. Но если на Земле условия для сублимации - разрежение и низкую температуру - надо создавать специально, то на Марсе они есть и так. Поэтому часть льда из полярных "шапок" испаряется. Конденсируясь, водяные пары оседают уже в виде снега и льда в более низких широтах. Специалисты подсчитали, что каждое марсианское лето в "теплых" районах прибавляется по нескольку десятков сантиметров снегового покрова. Здесь почва оказывается как бы в парнике. Укрытая толстым "одеялом", она прогревается солнечными лучами настолько, что нижняя кромка льда... подтаивает. Талая вода собирается в ручьи и реки. За тысячелетия они, видимо, и "проели" бесчисленные русла и овраги.
Но если причудливый рельеф родился под снежно-ледовым одеялом, то как же он оказался на поверхности? Дело в том, что снеговые шапки "путешествуют" по Марсу, открывая районы, прежде недоступные взору. Ученые объясняют это изменением наклона оси вращения планеты к плоскости ее
ЗЭвоика-86
биты. Миллион лет назад он был наибольшим - 46 градусов, а к нашему времени постепенно уменьшился примерно до 35 градусов.
Однако даже такими колебаниями оси невозможно объяснить образование огромных глубоких русел шириной до двухсот, а длиной до трех тысяч километров. На такое расстояние снежные "шапки" сползти не могли. Вероятно, гигантские каньоны были образованы подпочвенными водами. Сдавленные мощным слоем вечной мерзлоты, они как бы "взрывали" окружающие породы. И тогда по марсианской поверхности неслись колоссальные потоки, возможно, в тысячи раз мощнее Амазонки. Но и они в конце концов испарялись в холодном и разреженном воздухе. Скорее всего это был лишь краткий мир в истории планеты.
ПРИШЕЛЬЦЫ С МАРСА?
До недавнего времени упавшие на Землю метеориты не имели "обратного адреса" - ученые не могли дать ответ, откуда к нам прибыли небесные гости. Тем неожиданнее оказались результаты исследования метеорита, найденного в Антарктиде: они показали, что его состав практически повторяет состав образцов лунных пород. Возник вопрос: каким образом этот "лунный камень" покинул поверхность нашего природного спутника? Ученые считают, что его мог выбить и отбросить в пространство крупный метеорит, упавший на Луну. В пользу этой гипотезы говорит и другая находка в Антарктиде. Исследователям удалось обнаружить здесь еще два метеорита лунного
исхождения, упавших на расстоянии 70 километров друг от друга. Вполне возможно, что Луну они покинули вместе. Результаты изучения других метеоритов с большой вероятностью говорят об их "родстве" с Марсом. Правда, пока доказать эту связь трудно: нет образцов марсианского грунта. Тем не менее изучение одного из небесных "пришельцев" показало, что его углеродный состав сравним с результатами измерений содержания углекислоты в атмосфере Марса.
МАРСИАНСКИЕ КРАТЕРЫ
Известно, что на Марсе существуют кольцеобразные структуры, которые принято называть кратерами: всего таких кратеров там насчитывается около 13 тысяч. По возрасту, по степени разрушенности их структур кратеры принято делить на 4 вида. Древнейшие кратеры (их еще называют ньютоновскими) и древние (кепплеровские) имеют довольно ровное дно, а от вала, окружающего кратер, часто сохраняются лишь остатки. Новые (ломоносовские) и новейшие (королевские) кратеры относят к океанской эре Марса, у них хорошо выражены кольцевые структуры вала и склоны, резко опускающиеся на дно.
Среди марсианских кратеров встречаются гиганты размером более 100 километров в поперечнике (обычно это древнейшие кратеры) и "малютки", у которых поперечник меньше 20 километров. Кратеры древнейшей формации составляют всего 7 процентов от общего числа, а самые молодые новейшие - 60 процентов.
Если проводить статистику отдельно по темным и светлым участкам марсианской поверхности, то видно, что на темных участках кратеров больше. Исключение составляет Ацидалийская равнина, где кратеры вообще попадаются редко.
Исследователи считают, что плотность распределения марсианских кратеров зависит от высоты местности. Напомним, что марсианские низины называют "морями" и "океанами", а возвышенные участки - "материками". Именно на материках наблюдают наибольшую плотность кратеров всех возрастов: здесь на каждый миллион квадратных километров их в среднем приходится 130, тогда как на океанических равнинах только 40.
Сложилось впечатление, что темп старения кратеров Марса зависит от их размеров и высоты, на которой они расположены. Маленькие кратеры стареют медленно. Интересно, что кратеров-гигантов очень мало высоко в горах (выше 10 километров) и мало их сохранилось на равнинах. Больше всего гигантов на высотах от 2 до 5 километров.
ПЛАНЕТЫ-ЛАЗЕРЫ
Вскоре после изобретения оптических квантовых генераторов (лазеров) в дальнем космосе были обнаружены природные объекты, "работающие" на том же принципе. Ими оказались межзвездные облака, состоящие из молекул гидроксила и воды. Они заметно усиливают проходящую через них космическую радиацию, переизлучая энергию в виде радиоволн.
С того времени лазерная техника ушла далеко вперед. Оптический
Додый генератор стал одним из самых необходимых приборов в научных лабораториях, на заводах успешно внедряется лазерная технология, в операционных лазерный луч конкурирует с хирургическим скальпелем. Разнообразие практических задач обусловило и создание широкого спектра приборов. Существуют лазеры на твердых кристаллах и стеклах, жидкостях, газах, полупроводниковых материалах.
В газовых лазерах чаще других используют углекислый газ. Может быть, именно это заставило исследователей из Физического института АН СССР обратить внимание на Венеру и Марс. Ведь хорошо известно, что газовые оболочки этих планет состоят в основном из углекислого газа. Правда, на Венере атмосфера густая и горячая, а на Марсе разреженная и холодная. Но в принципе это дела не меняет, так как на разных высотах температура и давление в атмосферах обеих планет вполне соизмеримы.
Необходимым условием работы лазера является "накачка" активной среды прибора (в нашем случае - газа) светом или каким-то другим видом электромагнитного излучения. Мощный источник такой энергии около Венеры и Марса имеется. Это Солнце. Расчеты показали, что солнечная радиация в атмосферах этих планет действительно преобразуется в их собственное тепловое излучение. Причем процесс этот идет со значительным усилением - примерно таким, как и в лазерах.
Результаты расчетов хорошо совпали с данными наблюдений, которые проводились с Земли с помощью инфракрасного телескопа-спектрометра. Таким образом, предположение о том, что Венера и Марс - природные инфракрасные лазеры, подтвердилось.
УРАГАН ДЛИТСЯ СТОЛЕТИЯ
У планеты-гиганта Юпитера немало загадок, и самая давняя из них Большое красное пятно. Наблюдателям с Земли оно кажется темным овалом на фоне юпитерианского диска в Южной тропической зоне. Временами Пятно меняет свой цвет от^темно-красного до желтоватого, колеблется в размерах, но никогда не пропадает.
Не раз ученые пытались объяснить это удивительное явление. Одни считали Пятно облаком раскаленных газов, вырывающихся из жерла гигантского вулкана, другие-продуктом химической реакции. А некоторые даже сочли его сигналом разумных существ.
Но вот автоматические межпланетные станции, пролетая мимо Юпитера, сфотографировали его с близкого расстояния. Была получена и подробная фотография Пятна. Она доказала правоту тех ученых, которые считали его атмосферным образованием. Оно оказалось... ураганом, невероятным по размерам газовым вихрем. Во вращающейся воронке этого "мальстрима" запросто утонуло бы несколько таких планет, как наша Земля.
Но земные циклоны живут не так уж долго - почему же этот ураган не прекращается? Каким образом в бурной атмосфере планеты вот уже более 300 лет может существовать столь крупное и, казалось бы, непрочное образование?
Астрономы проанализировали все снимки Юпитера - от ранних до самых последних. А затем выполнили расчеты, в которых учли вращение планеты, плотность и состав ее атмосферы,
34
35
рость движения. И пришли к выводу, что гораздо удивительнее было бы... отсутствие Пятна.
Действительно, если присмотреться к снимкам, атмосфера Юпитера покажется не такой уж хаотичной. На его диске четко видны чередующиеся темные и светлые параллельные полосы - это широчайшие кольцевые атмосферные потоки. У экватора в районе Большого красного пятна их два. Направлены они в разные стороны и расположены очень близко друг от друга.
Энергия встречных течений - одна из причин возникновения вихря. Другая - так называемая инерционная сила Кориолиса, действующая на каждое вращающееся тело. На Юпитере, который вращается очень быстро, делая один оборот примерно за десять земных часов, сила Кориолиса огромна. Она сталкивает зоны ветров, заставляя их взаимодействовать. Логично было бы предположить, что течения должны перемещаться. Но вместо этого инерция закручивает газ в гигантский вихрь.
Расчеты показали: именно этот вихрь, как ни странно, вносит стабильность в атмосферные течения. Иными словами, Большое красное пятно существует благодаря зонам ветров, а зоны ветров - благодаря Большому красному пятну.
Ученые пробовали менять начальные условия задачи, смотрели, как поведут себя несколько более мелких вихрей в атмосфере. Но итог был тот же: все они сходились в один большой вихрь у экватора, где сила Кориолиса максимальна. Система приходила в равновесие...
Ученые считают, что подобные "вечные циклоны" должны будоражить многие планеты, в том числе и Землю. Но, на наше счастье, образоваться такому неутомимому урагану мешает сложный рельеф земной поверхности.
ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА ЕВРОПЕ?
Предлог "на" в заголовке этой заметки не ошибка, ведь речь идет не о части света, а об одноименном спутнике Юпитера. На вопрос, поставленный в заголовке, известный писатель-фантаст Артур Кларк ответил положительно в своей недавней книге, населив эту луну некими чудовищами. Но то фантаст, а как обстоит дело в реальности?
Ученые доказывают, что даже на озерах в Антарктиде, под слоем никогда не тающего льда, и то встречаются крошечные бактерии и одноклеточные растения, сумевшие приспособиться к таким невероятным условиям. Что же тогда может "запретить" подобным организмам развиваться на Европе?
Этот спутник Юпитера, правда, находится в восьмистах миллионах километров от Солнца. Размером он чуть меньше нашей Луны и, само собой, атмо^ сферу при себе удержать не в силах. На поверхности Европы царит мороз всего 100 градусов Кельвина. Спутник покрыт слоем льда, по последним сведениям, толщиной около пяти километров.
Кажется, все сошлось, чтобы препятствовать любым формам жизни. Однако недавно было установлено, что Европа-отнюдь не гладкий ледяной "бильярдный шар". Вся ее поверхность изборождена трещинами, причем иные из них тянутся по полторы тысячи километров, а шириной местами достигают семидесяти километров. Ученые полагают, что внутренние области Европы представляют собой океан. Тогда притяжение Юпитера и соседних спутников - Ио и -Ганимеда - должно "раскачивать" этот "подпольный"
ан и поверхностный лед, не выдержав волнения, трескаться.
Так вот, в подобных трещинах и может гнездиться жизнь! Снимки, сделанные с борта космического аппарата, показали, что "полыньи" Европы могут достигать 25-50 квадратных километров. И несмотря на отдаленность Солнца, такие свободные от льда участки получают от светила не менее тридцати миллионов ватт энергии в год. Этого должно хватить на интенсивный фотосинтез в пределах подледного океана Европы.
ОКЕАН ИЗ МЕТАНА? НЕТ
Поверхность Титана, гигантского спутника, вращающегося вокруг Сатурна,- отнюдь не океан из метана, как предполагали до сих пор. Опубликованный недавно анализ данных, собранных во время полета космического корабля вокруг Сатурна, свидетельствует о том, что в атмосфере этой "луны" не более одного процента метана. Температура на поверхности Титана-минус 179 градусов Цельсия, и вопреки этому от нее поднимаются волны газа. Атмосфера сильно затуманена, что мешает визуальным наблюдениям спутников. ,
КТО ты,
ПРИШЕЛЕЦ?
Тунгусская катастрофа вот уже три четверти века остается предметом нескончаемых споров. Гипотезы о том, что в районе реки Подкаменная Тунгуска упал гигантский метеорит- пришелец из глубин Вселенной,вызывают немало возражений. Осколков этого болида до сих пор найти не удалось. Да и как могли астрономы не заметить его приближения?
Некоторые ученые все больше склоняются к мысли, что космический гость представлял собой сгусток из пыли и льда диаметром примерно 300 метров, плотность которого была лишь в десять раз больше, чем у воздуха. В пользу этого предположения говорит не только мощный пылевой след, который оставался на пути движения болида в течение нескольких часов. И даже не удивительное по красоте свечение воздуха, наблюдавшееся в сумерках над территорией Восточной Сибири. Гипотеза о снежно-пылевом составе позволяет объяснить, откуда взялся этот болид.
В небесной механике есть задача о движении трех тел под действием сил взаимного притяжения. Еще в 1772 году известный французский математик и механик Лагранж нашел решение для ее частного случая - для двух тел. Он показал, что между этими телами могут быть пять точек равновесия, где <илы притяжения к каждому из них равны между собой. По имени ученого их стали называть точками Лагранжа.
Точки Лагранжа есть и в системе Земля - Луна. Среди них наибольший интерес представляют точки
36
37
го равновесия, где меньше всего сказывается влияние Солнца, планет и других небесных тел. По логике вещей, зоны вокруг таких точек играют роль своего рода гравитационных ловушек: попавшие сюда частицы вещества, "раздираемые" равным притяжением к Земле и Луне, должны навсегда застревать в них. Это подтвердил польский астроном К. Кордылевский. В 1961 году в окрестностях точек Лагранжа он обнаружил скопления из частиц пыли и льда, получившие название облаков Кордылевского.
Уже тогда было высказано предположение, что эти облака могут постепенно сгущаться, превращаясь в космические тела с растущей массой. А каждое такое тело должно приводить к возникновению систем "Земля - сгусток" и "Луна - сгусток" со своими точками Лагранжа. И... новыми скоплениями вещества в них. В результате за миллионы лет Земля и Луна должны были обзавестись множеством соседей - разнокалиберными новыми космическими телами. Но этого не произошло. Почему? Какие силы взяли на себя роль санитаров, очищающих пространство от возникающих сгустков?
С этой обязанностью вполне могли справиться кометы: практически ведь только они, периодически врываясь в Солнечную систему, нарушают ее извечный баланс сил. Правда, у большинства комет масса невелика. Поэтому и возмущения от них ничтожны. Иное дело - комета Галлея, которая каждые 76 лет возвращается к Солнцу. Она не только одна из самых больших, но и единственная в своем роде-двигается в направлении, обратном вращению Земли вокруг Солнца. К тому же плоскость орбиты кометы Галлея почти под прямым углом пересекает плоскость системы Земля - Луна. Поэтому образующиеся здесь сгустки вещества никак не защищены от ее воздействия. Задолго до того, как комета Галлея
войдет в Солнечную систему, силы ее притяжения могут нарушить равновесие, в котором пребывают сгустки из пыли и льда. И они покинут точки Лагранжа, после чего их судьба предрешена: набирая скорость, они устремятся либо к Земле, либо к Луне. Не такой ли сгусток, "выбравший" Землю, и стал причиной тунгусской катастрофы?
Если это так, то становится понятным, почему астрономы не заметили приближения болида - его полет был слишком скоротечным. Получает объяснение и тот настоящий метеорный дождь, который сопровождал события на Подкаменной Тунгуске: комета могла "выбить" мелкие тела, успевшие образоваться в точках Лагранжа новых систем "Земля-сгусток" и "сгусток-Луна".
Может возникнуть вопрос: почему события, подобные тунгусской катастрофе, не наблюдались во время прежних вторжений кометы Галлея в Солнечную систему? Видимо, картина ее воздействий такова, что сгустки вещества, выбитые из точек Лагранжа, обычно устремляются к Луне. А падение болида на Землю стало лишь редким исключением из этого правила.
26 февраля 1984 года в 20 часов 40 минут в Томском аэропорту, в райцентре Первомайском, в городе Асино и поселке Минаевка фотореле, включающие уличное освещение, неожиданно прервали подачу энергии. Во многих квартирах перегорели электрические лампочки. Но темно от этого ни на улице, ни в
38
домах не стало. Наоборот, как свидетельствуют сообщения, пришедшие в Сибирское отделение Академии наук СССР более чем из 70 населенных пунктов Томской и Новосибирской областей, "стало светло как днем". Многие даже говорят и пишут о том, что свет был прямо-таки слепящим, как при электросварке. В Каракозове - одном из сел Томской области наблюдали и вовсе удивительное явление: яркую радугу! Дуга ее была обычной величины, опиралась полукругом на горизонт, но, как отмечают очевидцы, "удалялась и сокращалась". В это же время "захандрили" телевизоры.
Что же произошло в Томске? Его жители наблюдали редкое атмосферное явление - яркий болид. Он влетел в атмосферу на территории Красноярского края, в бассейне реки Кемчуг, и засветился на высоте 100- 129 километров. В этот момент он выглядел как большая осветительная ракета бело-голубого цвета. За несколько секунд полета она превратилась в шар с огненным, сходящим на нет хвостом. В пути от него отлетали "куски огня", искры. Наконец шар ярко вспыхнул и рассыпался множеством искр неподалеку от поселка Батурине,
Расчетная площадь, над которой рассыпались осколки космического тела, расположена в Асиновском районе. За считанные секунды болид пересек почти всю Томскую область с востока на запад. Он ярко освещал пространство на 300 километров вокруг себя. Одновременно с наблюдением полета болида томичи слышали гудение, мелодичный свист, шум, похожий на хлопанье крыльев большой птицы, звук, как при размахивании кнутом, шипение, как от сварочных аппаратов или при замыкании в электросети. Кроме того, слышались и обычные - механические - звуки: гул, как от двигателя вертолета *^и работающего трактора, выстрелы с Раскатами, хлопки. В поселке Кайлушка через несколько
39
секунд после финальной вспышки болида отмечены колебания почвы.
- И то, что люди, наблюдавшие полет болида, видели и "слышали" его,одна из самых больших загадок, которую надо еще разгадать,- говорит член-корреспондент Академии наук СССР Н. Желтухин.- Ведь обычно мы сначала видим, например, реактивный самолет или молнию, а потом уже слышим звук мотора, раскаты грома. Почему же в данном случае звук "догнал" свет? Очевидно, происходили какие-то электромагнитные колебания. Такие, так называемые электрофонные, болиды - с ярко выраженными электрическими явлениями - науке уже известны, и изучение их представляет большой интерес.
Столь мощное и многокрасочное атмосферное явление - большая редкость. В 400-летней истории Западной Сибири подобное описано только один раз - когда между Барнаулом и Би иском упал такой же метеорит. Это было 22 мая 1904 года.
Весь комплекс наблюдавшихся в Томской области атмосферных аномалий характерен для подобных болидов. Скорее всего болид не успел полностью "сгореть" в атмосфере, а разрушился на мелькие части. Найти и собрать их - самая ближайшая задача. Этим занимается Томское отделение Всесоюзного астрономо-геодезического общества - ВАГО.
ПЫЛЕВЫЕ ПОЯСА ВОКРУГ ЗЕМЛИ
В последнее время среди ученых обсуждается гипотеза о существовании у Земли пылевого облака: некоторые считают, что сгущения пыли - это случайные, временные события; однако все больше сторонников приобретает мысль о том, что пылевая оболочка Земли постоянна.
Теория движения массивного тела (например, планеты) и ее спутников самых разных размеров (от небесных тел типа Луны до мельчайших частичек космической пыли) утверждает, что вокруг такой планеты должны формироваться устойчивые орбиты и спутники различных размеров объединяться в комплексы. Каждый такой комплекс - это "трубка" тесно расположенных траекторий частиц, которые взаимодействуют между собой. Теория устанавливает связь между массой центрального тела (планеты) и радиусами орбит, по которым движутся комплексы частиц.
Эта теория уже помогла объяснить природу расположения колец Урана. Для Земли она предсказывала, что частицы космической пыли в околоземном пространстве должны располагаться не хаотично, не случайным образом, а поясами. Расстояния, на которых расположены пылевые сгущения, кратны некоторому "основному радиусу" величиной 2153,5 километра.
Теоретический расчет можно сделать приближенно, и было бы неудивительно, если бы реальные измерения внесли существенные поправки. Результаты же эксперимента превзошли ожидания ученых. Из данных, полученных с искусственных спутников Земли "Геос-2",
"Электрон-1" и "Электрон-2", рассчитали величину основного радиуса, и она оказалась равной 2155,5 километра то есть очень близкой к теоретической.
Исследования околоземного пространства до высоты 70 тысяч километров, выполненные с помощью спутников, обнаружили ранее предсказанные стабильные кольцевые образования вокруг Земли - пылевые пояса из метеоритного вещества, которые формируются в ее гравитационном поле. Максимумы плотности (или скопления частиц) закономерно чередуются с минимумами, которые еще называют люками или "зонами избегания". Существует мнение, что в "зонах избегания" на удалении 16800 километров и 38 300 километров от Земли располагаются сравнительно крупные тела естественных спутников планеты.
ПОСЛАНИЕ ДРУГИМ МИРАМ
Одиноки ли мы во Вселенной? Есть ли надежды вступить в контакт с космическими братьями по разуму? На эти вопросы до сих пор нет однозначного ответа.
Правда, прослушивая космос, совершенствуя приемную аппаратуру и повышая ее чувствительность, человечество отводит себе пассивную роль - ожидает появления чужих сигналов. А по-, чему бы самим не возвестить о своем существовании? Увы, для того, чтобы нас "услышали" хотя бы в радиусе 1 300-500 световых лет, нужен передатчик чудовищной мощности: для его питания потребуется энергии во много раз больше, чем вырабатывается на всей Земле.
40
Но положение не безнадежно. Три года назад, проводя спектральные исследования Марса, ученые обнаружили необычное свечение его атмосферы: оно возникало на дневной стороне сразу после восхода Солнца. Установив длину волны таинственного излучения, специалисты пришли к выводу, что на Марсе работает... лазер.
Увы, ни к марсианам, ни к пришельцам он никакого отношения не имеет. По сути, это уникальное явление природы. Под действием солнечной радиации молекулы углекислого газа, содержащиеся в разреженной атмосфере планеты, возбуждаются и начинают испускать световые волны. Их-то ученые и предлагают использовать в качестве средства межзвездной связи.
На первый взгляд это предложение кажется, мягко говоря, наивным. Как показали наблюдения, усиление света в марсианском лазере невелико. Да и излучение он дает рассеянное. Но ученые нашли способ, позволяющий "собрать" его в направленный световой пучок. Для этого они предлагают вывести на синхронные орбиты вокруг Марса - на высоту порядка 20 тысяч километров - два сферических зеркала.
Вогнутые отражающие поверхности этих зеркал должны "смотреть" друг на друга таким образом, чтобы их незримая ось проходила через атмосферу планеты на высоте примерно в 70 километров и была перпендикулярна потоку солнечных лучей. Тогда зеркала смогут улавливать природное излучение молекул углекислого газа. И за счет многократного отражения усиливать его. А затем его можно будет вывести из системы зеркал в виде направленного светового пучка.