Страница:
А какова четвертая планета в действительности? Что представляет собой реальный, а не воображаемый Марс? До недавнего времени на эти вопросы не было ответа. Ученые фантазировали кто во что горазд. Марс – мертвая планета, говорили одни. Если там и была жизнь, то она погибла сотни миллионов лет назад, когда по Земле разгуливали допотопные ящеры. Ничего подобного, возражали другие. А что прикажете делать с разветвленной сетью каналов (между прочим, до 50 километров шириной!), которые соединяют полярные шапки с умеренными широтами Марса? Не подлежит сомнению, что это сложные ирригационные сооружения, перераспределяющие драгоценную марсианскую влагу. Бред сивой кобылы, кипятились скептики. Так называемые каналы – это всего-навсего естественные разломы марсианской коры. А кто сказал, что Марс – суровый и древний мир, вопрошали энтузиасты. Быть может, большая его часть – океаны, скованные ледяным панцирем, а пресловутые каналы – просто-напросто треснувший лед или растительность, питаемая подледной влагой.
Относительная ясность пришла лишь с началом эпохи космонавтики. Первые же зонды, добравшиеся до четвертой планеты, зарегистрировали чрезвычайно разреженную атмосферу, полное отсутствие сколько-нибудь крупных водоемов и многочисленные следы интенсивной метеоритной бомбардировки. Сегодня, когда в окрестностях Марса (и на его поверхности в том числе) побывало множество автоматических станций, мы имеем право подвести первые предварительные итоги. И если пассаж популярного киноактера Филиппова до сих пор остается без ответа («Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе – это пока науке неизвестно»), то относительно цветения яблонь можно высказаться более определенно.
Поскольку Марс получает от Солнца в два с лишним раза меньше тепла, чем Земля, среднегодовая температура на его поверхности составляет минус 60 градусов Цельсия. И хотя летом на экваторе столбик термометра иногда поднимается на несколько градусов выше нуля, суточные перепады температуры огромны и достигают нескольких десятков градусов. Например, в южном полушарии на пятидесятой параллели температура в разгар осени не поднимается выше минус 18 градусов по Цельсию в полдень и падает ночью до минус 63 градусов. Столь значительный размах температурных колебаний на протяжении суток объясняется крайней разреженностью марсианской атмосферы, состоящей на 95 % из углекислого газа. На долю азота и аргона приходится 2,5 % и 1,6 % соответственно, а содержание кислорода не превышает 0,4 %. На северной полярной шапке зарегистрированы исключительно низкие температуры порядка минус 138 градусов Цельсия. Атмосферное давление на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем на Земле на уровне моря. Только на дне самых глубоких впадин оно «подрастает» вдвое. Марсианская атмосфера чрезвычайно суха и почти полностью лишена водяных паров. Вдобавок на Марсе периодически вспыхивают сильнейшие бури, поднимающие в воздух миллиарды тонн пыли. Их продолжительность доходит до 100 суток, а скорость ветра достигает 70 километров в час.
Таким образом, современный Марс – это очень суровый мир, и говорить о существовании сколько-нибудь сложных форм жизни в таких экстремальных условиях, по всей вероятности, не приходится. С другой стороны, не следует забывать, что жизнь отличается необыкновенной пластичностью и высоким адаптивным потенциалом. Нам уже случалось упоминать о сообществах организмов, великолепно себя чувствующих вблизи «черных курильщиков» на океанском дне, где температура достигает 250–300 градусов Цельсия. Некоторые земные бактерии могут обходиться без кислорода и выживать в кислотах и щелочах. Твердая поверхность Земли и Мировой океан – лишь небольшая часть обжитого мира, а глубоко в недрах нашей планеты процветает сложная экосистема микроорганизмов, почти не сообщающаяся с внешним миром. По мнению некоторых ученых, количество организмов, обосновавшихся под землей, заметно превышает число наземных обитателей. Споры многих бактерий могут в течение длительного времени выживать в космосе, что было не раз доказано экспериментально. Разумеется, жесткий ультрафиолет их убивает, но тонкого защитного слоя пыли, как правило, оказывается вполне достаточно, чтобы ощутимо повысить их жизнестойкость.
Поэтому совершенно не исключено, что в марсианском грунте могут обнаружиться примитивные формы жизни, особенно если учесть тот факт, что вода на Марсе имеется. Нижний слой полярных шапок Красной планеты толщиной в несколько километров сложен из обычного водяного льда, перемешанного с пылью, а сверху они прикрыты тонкой пленкой замерзшей углекислоты. Это так называемый «сухой лед», который наверняка хорошо вам знаком, читатель: его широко используют в летнюю жару, чтобы уберечь от преждевременного таяния некоторые пищевые продукты, например мороженое. Между прочим, сезонные изменения полярных шапок связаны как раз с испарением этого тонкого (около 1 метра) верхнего слоя. Кроме того, в некоторых областях под поверхностью Марса должна располагаться многокилометровая толща вечной мерзлоты. О наличии криолитосферы свидетельствуют, в частности, некоторые особенности строения геологических структур на поверхности Марса. А сравнительно недавно теоретические выкладки получили надежное экспериментальное подтверждение. Американский космический зонд «Марс Одиссей», запущенный в апреле 2001 года, обнаружил на 60-м градусе южной широты огромный океан подповерхностного водяного льда. Более того, по мнению некоторых ученых, в марсианском грунте на глубинах от 100 до 400 метров вода может находиться даже в жидком состоянии: в противном случае трудно объяснить происхождение специфических борозд на стенках каньонов и кратеров. Правда, не совсем понятно, как при жутких марсианских холодах, промораживающих грунт на пару километров вглубь, может сохраниться жидкая вода. С другой стороны, вблизи магматических очагов, которых на Марсе достаточно, лед может плавиться, переходя в жидкую фазу.
Несколько обескураживает тот факт, что спускаемые аппараты американских «Викингов», совершившие мягкую посадку на поверхность Марса и на протяжении нескольких лет изучавшие состав атмосферы, метеоусловия и грунт, не обнаружили следов органики, которая могла бы быть продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Однако вполне возможно, что конструкторы самоходных устройств просто-напросто неверно выбрали направление поисков. Если микробы прячутся глубоко в грунте, «Викинги» элементарно не сумели бы их отыскать.
Таким образом, вопрос о марсианской жизни можно сформулировать в трех вариантах: 1) на Марсе никогда не было жизни; 2) на поверхности планеты жизни нет, но она может существовать в ее недрах; 3) сегодня на Марсе жизни нет, но она существовала в прошлом, поэтому можно отыскать ее следы. С первым вариантом все ясно. Относительно второго возможны разные мнения, но чтобы уверенно рассуждать о подпочвенных бактериях, необходимы дополнительные исследования. А вот третий вариант представляет бесспорный интерес, поскольку многие ученые убеждены, что в далеком прошлом воды на Марсе было в избытке. По некоторым расчетам, 4 миллиарда лет назад ее было даже больше, чем на Земле.
Об этом свидетельствуют грандиозные каньоны и высохшие речные русла, во множестве встречающиеся на поверхности Марса. Некоторые из них достигают 200-километровой ширины при длине несколько тысяч километров. Даже могучая Амазонка – самая полноводная река нашей планеты – выглядит на этом фоне довольно бледно. Куда могла подеваться вода, сформировавшая эти геологические структуры, возраст которых оценивается в 3 миллиарда лет и более? Между тем планетологи не исключают, что в ту далекую эпоху обширные районы северного полушария Марса были покрыты океаном километровой глубины. Мертвых марсианских озер тоже найдено видимо-невидимо. Одно из них было сравнительно недавно идентифицировано американскими геологами. Его размеры могут поразить самое богатое воображение: по площади оно вполне сопоставимо с суммарной территорией Техаса и Мексики, а глубина этого монстра достигала 2 километров.
Так что же все-таки стряслось с Марсом? Сценариев катастрофы придумано великое множество. Например, французский астроном Жак Ласкар полагает, что угол наклона оси вращения Марса к плоскости его орбиты есть величина переменная. Сегодня, как известно, марсианская ось наклонена к эклиптике под углом 25 градусов, то есть всего на два градуса больше, чем угол наклона земной оси. По мнению Ласкара, 6 миллионов лет назад эта величина составляла 47 градусов. Марс лежал практически на боку, и его полюса получали максимум солнечного тепла. Полярные шапки растаяли полностью, и в атмосферу планеты поступили огромные количества углекислого газа и водяных паров. Углекислота обеспечила парниковый эффект, а водяные пары сконденсировались и выпали на поверхность, образовав океан глубиной в несколько километров. Ласкар считает, что на протяжении последних 10 миллионов лет угол наклона марсианской оси к плоскости эклиптики неоднократно менялся в очень широких пределах – от 13 до 47 градусов. Причиной тому было мощное гравитационное поле ближайших соседей Марса, в первую очередь – Юпитера. Четвертая планета напоминает детский волчок или юлу в состоянии неустойчивого равновесия, на которые оказывают воздействие извне. Марс все время «пляшет», и полюса планеты получают то избыток, то недостаток солнечного тепла. Сегодня на Марсе ледниковый период. Между прочим, по мнению французского астронома, земная ось тоже могла бы «прыгать» взад-вперед, если бы не стабилизирующее влияние Луны.
Другую версию катастрофы предложил наш соотечественник Александр Портнов, статья которого была опубликована в февральском номере журнала «Знание – сила» за 2004 год. Марс нередко называют Красной планетой, и в этом названии нет никакого преувеличения: его поверхность действительно имеет красноватый оттенок из-за высокого содержания в марсианском грунте так называемых красноцветных песков. Вот эти совершенно необычные красные пески Марса, напоминающие по цвету кровь, как раз и заинтересовали Портнова. Дело в том, что и красный цвет крови, и красный цвет марсианских песков объясняется одной и той же причиной – обилием оксида железа. Гемоглобин, придающий крови специфический цвет, содержит оксид железа, а его трехвалентные окислы в виде песка и пыли покрывают поверхность Марса. Портнов пишет:
Откуда же взялась марсианская «ржавчина», если содержание кислорода в атмосфере четвертой планеты совершенно ничтожно – не более 0,4 %? Такого его количества явно недостаточно для образования мощного слоя красноцветных пород. Следовательно, эти породы очень древние и сформировались тогда, когда свободного кислорода было много. Он был изъят из марсианской атмосферы и окислил железо горных пород, образовав знаменитые красные пески. Разветвленная речная сеть неопровержимо свидетельствует об изобилии воды в далеком прошлом. Резюме: столь мощный слой «ржавчины» на Марсе мог возникнуть только при совместном действии воды и свободного атмосферного кислорода в условиях теплого климата. А поскольку кислород в таких количествах должен иметь биогенное происхождение, на Марсе некогда шумели леса.
Что же произошло? Что погубило жизнь на Красной планете? Портнов полагает, что на поверхность Марса рухнули обломки его третьего спутника – Танатоса. Однако обо всем по порядку.
У марсианских красных песков есть уникальная особенность – они магнитны. Нередко их так и называют – магнитные красноцветные пески Марса. А вот земные красноцветы, странным образом, не намагничены. В чем же тут дело? Еще раз послушаем Портнова:
В бассейне сибирской реки Попигай был обнаружен гигантский метеоритный кратер около 130 километров в поперечнике, возраст которого, по мнению специалистов, составляет 35 миллионов лет. Грандиозная катастрофа произошла на рубеже двух геологических периодов кайнозойской эры – эоцена и олигоцена, когда флора и фауна Земли претерпели значительные изменения. В частности, граница этих эпох отмечена дивергенцией единого ствола приматов и появлением первых человекообразных обезьян. Вполне вероятно, что одной из причин, перекроившей лицо нашей планеты, стала метеоритная атака из космоса. Предположительно Попигайский астероид достигал 8 – 10 километров в диаметре и летел со скоростью около 30 километров в секунду. Он пробил атмосферу насквозь, а высвободившаяся при ударе энергия была столь велика, что моментально расплавила несколько тысяч кубических километров горных пород, перемешав воедино базальты, граниты и осадочные отложения. В радиусе нескольких тысяч километров все сгорело дотла, испарились воды озер и рек, а поверхность планеты на значительном протяжении прожарилась, как кость в огне.
А теперь вспомним, что непосредственно за орбитой Марса располагается пояс астероидов – огромный рой миниатюрных планет и обломков неправильной формы, обращающихся вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Самая большая из малых планет – Церера, открытая еще в 1801 году, имеет диаметр около 1000 километров, но подавляющее большинство небесных тел в поясе астероидов гораздо меньше – от сотен метров до нескольких километров. На Марсе выявлены следы интенсивной метеоритной бомбардировки; одних только гигантских кратеров, каждый из которых больше Попигайского, насчитывается на его поверхности более сотни. Таким образом, мы вправе предположить, что магнитные красноцветы Марса обязаны своим происхождением сильнейшему прокаливанию его грунта в результате астероидного удара. Разреженная атмосфера четвертой планеты тоже получает естественное объяснение, поскольку газы при высоких температурах превращаются в плазму и улетучиваются в космос. А кислород, обнаруживаемый сегодня на Марсе в ничтожных количествах, можно смело назвать реликтовым: это убогие остатки того кислорода, который некогда породила уничтоженная жизнь.
У Марса имеются два крохотных спутника – Фобос и Деймос («страх» и «ужас» в переводе с греческого), которые вращаются вокруг материнской планеты на очень низких орбитах. Их происхождение окончательно не установлено. В свое время известный отечественный астрофизик И. С. Шкловский даже высказал гипотезу, что Фобос может иметь искусственное происхождение, однако впоследствии его гипотеза не подтвердилась. По мнению большинства ученых, спутники Марса захвачены им из пояса астероидов. Они представляют собой небесные тела неправильной формы с почти круговыми орбитами. Фобос напоминает картофелину длиной 26 и шириной 18 километров. Размеры Деймоса еще меньше – 16 и 10 километров соответственно. Деймос обращается вокруг Марса на расстоянии около 23 тысяч километров, а вот Фобос стелется совсем низко: его отделяют от планеты чуть менее 6 тысяч километров. Период его обращения очень мал – за одни марсианские сутки он успевает трижды обогнуть Марс. Фобос быстро приближается к материнской планете, и вполне возможно, что он довольно скоро (по астрономическим меркам, разумеется) пересечет так называемый предел Роша, то есть некоторое вполне определенное критическое расстояние (свое для каждого небесного тела), на котором гравитационные силы разрывают спутник на части.
На Марсе предел Роша проходит в 5 тысяч километров от поверхности планеты, поэтому Фобосу осталось чуть да маленько до бесславной, но шумной гибели. По оценкам специалистов, трагедия приключится примерно через 40 миллионов лет и будет иметь катастрофические последствия. Когда обломки спутника рухнут на Марс, его поверхность разогреется до высочайших температур, а остатки атмосферы в виде плазмы улетят в мировое пространство.
Портнов пишет:
Между прочим, наша планета тоже знавала нелучшие времена и не уставала шарахаться из крайности в крайность. На протяжении последних двух миллионов лет жестокие оледенения с завидной регулярностью сменялись теплыми межледниковьями. Около 10 тысяч лет назад, в так называемый максимум голоцена, ледники окончательно растаяли и среднегодовая температура упрямо полезла вверх. За сравнительно короткое время она выросла весьма основательно, превысив на 3–5 градусов современные значения. В ту пору все климатические пояса были сдвинуты на 800 – 1000 километров к северу, и на широте современного Мурманска шумели дубравы. Пустыня Сахара была цветущей саванной, на просторах которой щипали травку необозримые стада копытных, а в илистой жиже теплых водоемов плескались крокодилы и бегемоты. Но разве кто-нибудь сегодня об этом помнит? Дела давно минувших дней, преданья старины глубокой...
Заслуживает внимания рассказ Александра Портнова о долетевших до Земли фрагментах марсианской коры после падения Танатоса. Метеоритов родом с Марса известно несколько десятков, что уже само по себе наводит на определенные размышления. Сегодня их марсианское происхождение сомнений практически не вызывает, поскольку изотопный состав редких газов этих небесных тел идентичен составу атмосферы Марса. Но метеорит ALH84001 весом около 2 килограммов, найденный в Антарктиде в 1984 году, вызвал настоящую сенсацию. Тщательное изучение находки показало, что упомянутый метеорит испытал сильное ударное воздействие около 16 миллионов лет назад, а на Землю попал сравнительно недавно (13 тысяч лет назад). Все бы ничего, но исследование его внутренней структуры с помощью сканирующего электронного микроскопа позволило выявить в теле небесного гостя весьма специфические детали, напоминающие окаменелости микроорганизмов. По характеру химических отложений, внутри которых «законсервированы» бактерии, ученые пришли к выводу, что их возраст составляет 3,6 миллиарда лет, то есть бесспорно относится к моменту пребывания метеорита в марсианских породах. Правда, специалистов смущает тот факт, что гипотетические марсианские бактерии в 100 – 1000 раз уступают в размерах их земным аналогам. Микробиологи пожимают плечами: в столь малом объеме не смогут уместиться внутриклеточные органеллы, необходимые для их жизнедеятельности.
Размеры «марсианских» бактерий вполне сопоставимы с земными вирусами, но последние не имеют клеточной структуры и не могут существовать самостоятельно. С другой стороны, в какой степени можно доверять микробиологам, если речь идет о законах чужой эволюции? Одним словом, вопрос остается открытым: к настоящему времени в распоряжении земной науки имеется один-единственный свидетель внеземной жизни, весьма, впрочем, ненадежный.
Пятая планета Солнечной системы по праву носит имя верховного бога из древнеримского пантеона. Олимпиец Юпитер, он же греческий Зевс-громовержец, суровый, но справедливый господин: ему ничего не стоит шарахнуть смертоносным перуном по паршивому неслуху, кем бы тот ни был – человеком или еще какой иной божьей тварью. Чтобы слепить один Юпитер, потребовалось бы 318 Земель – именно в такое количество раз он превосходит Землю по массе. И хотя он в два с лишним раза увесистее всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, необходимо не меньше 1047 Юпитеров, чтобы вылепить одно-единственное Солнце. Диаметр Юпитера превосходит земной в 11 раз и составляет почти 143 тысячи километров. Как и подобает патриарху планетного семейства, он плывет по небу с приличествующим его сану достоинством, вальяжно и неторопливо, в сопровождении почетного эскорта из своих 63 спутников, совершая полный оборот вокруг Солнца за 12 без малого лет. Царствующим особам с Олимпа спешить некуда, у них впереди вечность.
Юпитер возглавляет список газовых гигантов, которые разительно отличаются от планет земной группы. Во-первых, они очень велики и массивны: на их долю приходится 99,5 % массы всей планетной семьи. Во-вторых, они состоят в основном из водорода и гелия, поэтому средняя плотность вещества планет-гигантов приближается к плотности воды – от 0,7 г/см3у Сатурна до 1,6 г/см3у Нептуна. Средняя плотность планет земной группы много выше и колеблется от 5,5 г/см3у Земли до 3,9 г/см3у Марса. В-третьих, они лишены отчетливой грани, разделяющей атмосферу и поверхность планеты: их мощная газовая оболочка плавно переходит в океан жидкого молекулярного водорода. Наконец, все планеты-гиганты окольцованы, но если о знаменитых кольцах Сатурна наслышаны все, то аналогичные образования у Нептуна, Юпитера и Урана были обнаружены сравнительно недавно.
Относительная ясность пришла лишь с началом эпохи космонавтики. Первые же зонды, добравшиеся до четвертой планеты, зарегистрировали чрезвычайно разреженную атмосферу, полное отсутствие сколько-нибудь крупных водоемов и многочисленные следы интенсивной метеоритной бомбардировки. Сегодня, когда в окрестностях Марса (и на его поверхности в том числе) побывало множество автоматических станций, мы имеем право подвести первые предварительные итоги. И если пассаж популярного киноактера Филиппова до сих пор остается без ответа («Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе – это пока науке неизвестно»), то относительно цветения яблонь можно высказаться более определенно.
Поскольку Марс получает от Солнца в два с лишним раза меньше тепла, чем Земля, среднегодовая температура на его поверхности составляет минус 60 градусов Цельсия. И хотя летом на экваторе столбик термометра иногда поднимается на несколько градусов выше нуля, суточные перепады температуры огромны и достигают нескольких десятков градусов. Например, в южном полушарии на пятидесятой параллели температура в разгар осени не поднимается выше минус 18 градусов по Цельсию в полдень и падает ночью до минус 63 градусов. Столь значительный размах температурных колебаний на протяжении суток объясняется крайней разреженностью марсианской атмосферы, состоящей на 95 % из углекислого газа. На долю азота и аргона приходится 2,5 % и 1,6 % соответственно, а содержание кислорода не превышает 0,4 %. На северной полярной шапке зарегистрированы исключительно низкие температуры порядка минус 138 градусов Цельсия. Атмосферное давление на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем на Земле на уровне моря. Только на дне самых глубоких впадин оно «подрастает» вдвое. Марсианская атмосфера чрезвычайно суха и почти полностью лишена водяных паров. Вдобавок на Марсе периодически вспыхивают сильнейшие бури, поднимающие в воздух миллиарды тонн пыли. Их продолжительность доходит до 100 суток, а скорость ветра достигает 70 километров в час.
Таким образом, современный Марс – это очень суровый мир, и говорить о существовании сколько-нибудь сложных форм жизни в таких экстремальных условиях, по всей вероятности, не приходится. С другой стороны, не следует забывать, что жизнь отличается необыкновенной пластичностью и высоким адаптивным потенциалом. Нам уже случалось упоминать о сообществах организмов, великолепно себя чувствующих вблизи «черных курильщиков» на океанском дне, где температура достигает 250–300 градусов Цельсия. Некоторые земные бактерии могут обходиться без кислорода и выживать в кислотах и щелочах. Твердая поверхность Земли и Мировой океан – лишь небольшая часть обжитого мира, а глубоко в недрах нашей планеты процветает сложная экосистема микроорганизмов, почти не сообщающаяся с внешним миром. По мнению некоторых ученых, количество организмов, обосновавшихся под землей, заметно превышает число наземных обитателей. Споры многих бактерий могут в течение длительного времени выживать в космосе, что было не раз доказано экспериментально. Разумеется, жесткий ультрафиолет их убивает, но тонкого защитного слоя пыли, как правило, оказывается вполне достаточно, чтобы ощутимо повысить их жизнестойкость.
Поэтому совершенно не исключено, что в марсианском грунте могут обнаружиться примитивные формы жизни, особенно если учесть тот факт, что вода на Марсе имеется. Нижний слой полярных шапок Красной планеты толщиной в несколько километров сложен из обычного водяного льда, перемешанного с пылью, а сверху они прикрыты тонкой пленкой замерзшей углекислоты. Это так называемый «сухой лед», который наверняка хорошо вам знаком, читатель: его широко используют в летнюю жару, чтобы уберечь от преждевременного таяния некоторые пищевые продукты, например мороженое. Между прочим, сезонные изменения полярных шапок связаны как раз с испарением этого тонкого (около 1 метра) верхнего слоя. Кроме того, в некоторых областях под поверхностью Марса должна располагаться многокилометровая толща вечной мерзлоты. О наличии криолитосферы свидетельствуют, в частности, некоторые особенности строения геологических структур на поверхности Марса. А сравнительно недавно теоретические выкладки получили надежное экспериментальное подтверждение. Американский космический зонд «Марс Одиссей», запущенный в апреле 2001 года, обнаружил на 60-м градусе южной широты огромный океан подповерхностного водяного льда. Более того, по мнению некоторых ученых, в марсианском грунте на глубинах от 100 до 400 метров вода может находиться даже в жидком состоянии: в противном случае трудно объяснить происхождение специфических борозд на стенках каньонов и кратеров. Правда, не совсем понятно, как при жутких марсианских холодах, промораживающих грунт на пару километров вглубь, может сохраниться жидкая вода. С другой стороны, вблизи магматических очагов, которых на Марсе достаточно, лед может плавиться, переходя в жидкую фазу.
Несколько обескураживает тот факт, что спускаемые аппараты американских «Викингов», совершившие мягкую посадку на поверхность Марса и на протяжении нескольких лет изучавшие состав атмосферы, метеоусловия и грунт, не обнаружили следов органики, которая могла бы быть продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Однако вполне возможно, что конструкторы самоходных устройств просто-напросто неверно выбрали направление поисков. Если микробы прячутся глубоко в грунте, «Викинги» элементарно не сумели бы их отыскать.
Таким образом, вопрос о марсианской жизни можно сформулировать в трех вариантах: 1) на Марсе никогда не было жизни; 2) на поверхности планеты жизни нет, но она может существовать в ее недрах; 3) сегодня на Марсе жизни нет, но она существовала в прошлом, поэтому можно отыскать ее следы. С первым вариантом все ясно. Относительно второго возможны разные мнения, но чтобы уверенно рассуждать о подпочвенных бактериях, необходимы дополнительные исследования. А вот третий вариант представляет бесспорный интерес, поскольку многие ученые убеждены, что в далеком прошлом воды на Марсе было в избытке. По некоторым расчетам, 4 миллиарда лет назад ее было даже больше, чем на Земле.
Об этом свидетельствуют грандиозные каньоны и высохшие речные русла, во множестве встречающиеся на поверхности Марса. Некоторые из них достигают 200-километровой ширины при длине несколько тысяч километров. Даже могучая Амазонка – самая полноводная река нашей планеты – выглядит на этом фоне довольно бледно. Куда могла подеваться вода, сформировавшая эти геологические структуры, возраст которых оценивается в 3 миллиарда лет и более? Между тем планетологи не исключают, что в ту далекую эпоху обширные районы северного полушария Марса были покрыты океаном километровой глубины. Мертвых марсианских озер тоже найдено видимо-невидимо. Одно из них было сравнительно недавно идентифицировано американскими геологами. Его размеры могут поразить самое богатое воображение: по площади оно вполне сопоставимо с суммарной территорией Техаса и Мексики, а глубина этого монстра достигала 2 километров.
Так что же все-таки стряслось с Марсом? Сценариев катастрофы придумано великое множество. Например, французский астроном Жак Ласкар полагает, что угол наклона оси вращения Марса к плоскости его орбиты есть величина переменная. Сегодня, как известно, марсианская ось наклонена к эклиптике под углом 25 градусов, то есть всего на два градуса больше, чем угол наклона земной оси. По мнению Ласкара, 6 миллионов лет назад эта величина составляла 47 градусов. Марс лежал практически на боку, и его полюса получали максимум солнечного тепла. Полярные шапки растаяли полностью, и в атмосферу планеты поступили огромные количества углекислого газа и водяных паров. Углекислота обеспечила парниковый эффект, а водяные пары сконденсировались и выпали на поверхность, образовав океан глубиной в несколько километров. Ласкар считает, что на протяжении последних 10 миллионов лет угол наклона марсианской оси к плоскости эклиптики неоднократно менялся в очень широких пределах – от 13 до 47 градусов. Причиной тому было мощное гравитационное поле ближайших соседей Марса, в первую очередь – Юпитера. Четвертая планета напоминает детский волчок или юлу в состоянии неустойчивого равновесия, на которые оказывают воздействие извне. Марс все время «пляшет», и полюса планеты получают то избыток, то недостаток солнечного тепла. Сегодня на Марсе ледниковый период. Между прочим, по мнению французского астронома, земная ось тоже могла бы «прыгать» взад-вперед, если бы не стабилизирующее влияние Луны.
Другую версию катастрофы предложил наш соотечественник Александр Портнов, статья которого была опубликована в февральском номере журнала «Знание – сила» за 2004 год. Марс нередко называют Красной планетой, и в этом названии нет никакого преувеличения: его поверхность действительно имеет красноватый оттенок из-за высокого содержания в марсианском грунте так называемых красноцветных песков. Вот эти совершенно необычные красные пески Марса, напоминающие по цвету кровь, как раз и заинтересовали Портнова. Дело в том, что и красный цвет крови, и красный цвет марсианских песков объясняется одной и той же причиной – обилием оксида железа. Гемоглобин, придающий крови специфический цвет, содержит оксид железа, а его трехвалентные окислы в виде песка и пыли покрывают поверхность Марса. Портнов пишет:
Американские станции передали сведения о химическом составе марсианского грунта и коренных горных пород. Эти данные указывают, что красный марсианский грунт состоит из оксидов и гидроксидов железа с примесью железистых глин и сульфатов кальция и магния. Такой набор минералов характерен для широко развитых на Земле красноцветных кор выветривания, возникающих в условиях теплого климата, обилия воды и свободного кислорода атмосферы.В прошлые геологические эпохи, когда на Земле господствовал теплый и влажный оранжерейный климат, красноцветы были распространены гораздо шире и, вероятно, покрывали поверхность всех почти континентов. Суммарная мощность земных красноцветов достигает нескольких километров, но то же самое можно видеть и на Марсе: слой марсианской «ржавчины» оценивается в 3–5 километров. Между прочим, ни на одной планете Солнечной системы, кроме Земли и Марса, подобная «ржавчина» не встречается. При этом хорошо известно, что красноцветные породы на Земле могли образоваться только после того, как в атмосфере появился свободный кислород. Но закавыка в том, что практически весь кислород земной атмосферы (а его там 21 %), имеет биогенное происхождение, то есть образовался в результате биосферных процессов. Другими словами, кислород – это продукт и порождение жизни. Если уничтожить всю растительность, свободный кислород улетучится почти мгновенно. Он вновь соединится с органическими веществами, войдет в состав углекислоты и окислит железо горных пород.
Откуда же взялась марсианская «ржавчина», если содержание кислорода в атмосфере четвертой планеты совершенно ничтожно – не более 0,4 %? Такого его количества явно недостаточно для образования мощного слоя красноцветных пород. Следовательно, эти породы очень древние и сформировались тогда, когда свободного кислорода было много. Он был изъят из марсианской атмосферы и окислил железо горных пород, образовав знаменитые красные пески. Разветвленная речная сеть неопровержимо свидетельствует об изобилии воды в далеком прошлом. Резюме: столь мощный слой «ржавчины» на Марсе мог возникнуть только при совместном действии воды и свободного атмосферного кислорода в условиях теплого климата. А поскольку кислород в таких количествах должен иметь биогенное происхождение, на Марсе некогда шумели леса.
Что же произошло? Что погубило жизнь на Красной планете? Портнов полагает, что на поверхность Марса рухнули обломки его третьего спутника – Танатоса. Однако обо всем по порядку.
У марсианских красных песков есть уникальная особенность – они магнитны. Нередко их так и называют – магнитные красноцветные пески Марса. А вот земные красноцветы, странным образом, не намагничены. В чем же тут дело? Еще раз послушаем Портнова:
Эта резкая разница в физических свойствах объясняется тем, что при одинаковом химическом составе (Fe203) в качестве «красителя» на Земле выступает минерал гематит (от греческого «гематос» – кровь) с примесью лимонита (гидроксид железа), а на Марсе преобладает очень редкий в земных породах минерал маггемит, красная магнитная окись железа, имеющая химический состав гематита, но кристаллическую структуру магнитного минерала магнетита (Fe304).Остается объяснить, откуда взялся стабильный маггемит, да еще в таких количествах. Портнов пишет, что он легко образуется при прокаливании лимонитовых кор выветривания, которых в Якутии очень много. Следовательно, нужно искать источник высокой температуры. Поначалу ученые грешили на лесные пожары, но это не объясняло ровным счетом ничего: леса горят повсюду, в том числе и на экваторе, а магнитной окиси железа там или вовсе нет, или ничтожно мало. Разгадка пришла, как это часто бывает, с неожиданной стороны.
Гематит и лимонит – широко распространенные руды железа, а маггемит образуется изредка при окислении магнетита, если сохраняются его первичная кристаллическая структура и магнитные свойства. При нагревании выше 200 °C маггемит превращается в гематит и становится немагнитным.
Маггемит считался на Земле минералом редким до тех пор, пока я не обнаружил, что территория Якутии буквально засыпана огромным количеством магнитной окиси железа. Это были красно-бурый песок или стяжения различной формы. Но свойства этого маггемита были необычными: после прокаливания он оставался магнитным, подобно его синтетическому аналогу. Я описал его как новую минеральную разновидность и назвал «стабильным маггемитом». Возникли вопросы: почему он отличается по свойствам от «обычного» маггемита, почему его так много в Якутии, но нет среди многочисленных красноцветов экваториальной зоны Земли?
В бассейне сибирской реки Попигай был обнаружен гигантский метеоритный кратер около 130 километров в поперечнике, возраст которого, по мнению специалистов, составляет 35 миллионов лет. Грандиозная катастрофа произошла на рубеже двух геологических периодов кайнозойской эры – эоцена и олигоцена, когда флора и фауна Земли претерпели значительные изменения. В частности, граница этих эпох отмечена дивергенцией единого ствола приматов и появлением первых человекообразных обезьян. Вполне вероятно, что одной из причин, перекроившей лицо нашей планеты, стала метеоритная атака из космоса. Предположительно Попигайский астероид достигал 8 – 10 километров в диаметре и летел со скоростью около 30 километров в секунду. Он пробил атмосферу насквозь, а высвободившаяся при ударе энергия была столь велика, что моментально расплавила несколько тысяч кубических километров горных пород, перемешав воедино базальты, граниты и осадочные отложения. В радиусе нескольких тысяч километров все сгорело дотла, испарились воды озер и рек, а поверхность планеты на значительном протяжении прожарилась, как кость в огне.
А теперь вспомним, что непосредственно за орбитой Марса располагается пояс астероидов – огромный рой миниатюрных планет и обломков неправильной формы, обращающихся вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Самая большая из малых планет – Церера, открытая еще в 1801 году, имеет диаметр около 1000 километров, но подавляющее большинство небесных тел в поясе астероидов гораздо меньше – от сотен метров до нескольких километров. На Марсе выявлены следы интенсивной метеоритной бомбардировки; одних только гигантских кратеров, каждый из которых больше Попигайского, насчитывается на его поверхности более сотни. Таким образом, мы вправе предположить, что магнитные красноцветы Марса обязаны своим происхождением сильнейшему прокаливанию его грунта в результате астероидного удара. Разреженная атмосфера четвертой планеты тоже получает естественное объяснение, поскольку газы при высоких температурах превращаются в плазму и улетучиваются в космос. А кислород, обнаруживаемый сегодня на Марсе в ничтожных количествах, можно смело назвать реликтовым: это убогие остатки того кислорода, который некогда породила уничтоженная жизнь.
У Марса имеются два крохотных спутника – Фобос и Деймос («страх» и «ужас» в переводе с греческого), которые вращаются вокруг материнской планеты на очень низких орбитах. Их происхождение окончательно не установлено. В свое время известный отечественный астрофизик И. С. Шкловский даже высказал гипотезу, что Фобос может иметь искусственное происхождение, однако впоследствии его гипотеза не подтвердилась. По мнению большинства ученых, спутники Марса захвачены им из пояса астероидов. Они представляют собой небесные тела неправильной формы с почти круговыми орбитами. Фобос напоминает картофелину длиной 26 и шириной 18 километров. Размеры Деймоса еще меньше – 16 и 10 километров соответственно. Деймос обращается вокруг Марса на расстоянии около 23 тысяч километров, а вот Фобос стелется совсем низко: его отделяют от планеты чуть менее 6 тысяч километров. Период его обращения очень мал – за одни марсианские сутки он успевает трижды обогнуть Марс. Фобос быстро приближается к материнской планете, и вполне возможно, что он довольно скоро (по астрономическим меркам, разумеется) пересечет так называемый предел Роша, то есть некоторое вполне определенное критическое расстояние (свое для каждого небесного тела), на котором гравитационные силы разрывают спутник на части.
На Марсе предел Роша проходит в 5 тысяч километров от поверхности планеты, поэтому Фобосу осталось чуть да маленько до бесславной, но шумной гибели. По оценкам специалистов, трагедия приключится примерно через 40 миллионов лет и будет иметь катастрофические последствия. Когда обломки спутника рухнут на Марс, его поверхность разогреется до высочайших температур, а остатки атмосферы в виде плазмы улетят в мировое пространство.
Портнов пишет:
Как видим, названия для спутников выбраны очень удачно: Марс находится под Страхом с Ужасом впридачу. Я думаю, что у Марса был, по крайней мере, еще один спутник, для которого лучшее название – Танатос, смерть. Танатос вращался на более низкой орбите, чем Фобос. Он был заторможен плотной марсианской атмосферой, прошел через предел Роша, и его обломки уничтожили на Марсе все живое. Осколки этой страшной астероидной атаки – куски марсианской коры – долетели до Земли. Любопытно, что кратеры на Марсе образуют линейно вытянутые зоны и следуют друг за другом, как следы автоматных очередей. Возможно, так отражаются направления «главных ударов» падавших друг за другом обломков Танатоса.Что можно сказать по этому поводу? Версия Портнова, безусловно, заслуживает внимания, потому что замечательно объясняет разнообразные нестыковки в недавнем геологическом прошлом Красной планеты. С одной стороны, сухие каньоны и доисторические речные долины, промытые реликтовыми водами, а с другой – мертвый лунный пейзаж, не оставляющий геологам ни единого шанса. Когда обломки разрушенного спутника спалили все живое на поверхности Марса, произошло намагничивание красноцветных пород, а остатки марсианской атмосферы превратились в горячую плазму и рассеялись в межпланетном пространстве. С космических высот спустились убийственные холода, и за считанные миллионы лет Марс превратился в безжизненную пустыню.
Между прочим, наша планета тоже знавала нелучшие времена и не уставала шарахаться из крайности в крайность. На протяжении последних двух миллионов лет жестокие оледенения с завидной регулярностью сменялись теплыми межледниковьями. Около 10 тысяч лет назад, в так называемый максимум голоцена, ледники окончательно растаяли и среднегодовая температура упрямо полезла вверх. За сравнительно короткое время она выросла весьма основательно, превысив на 3–5 градусов современные значения. В ту пору все климатические пояса были сдвинуты на 800 – 1000 километров к северу, и на широте современного Мурманска шумели дубравы. Пустыня Сахара была цветущей саванной, на просторах которой щипали травку необозримые стада копытных, а в илистой жиже теплых водоемов плескались крокодилы и бегемоты. Но разве кто-нибудь сегодня об этом помнит? Дела давно минувших дней, преданья старины глубокой...
Заслуживает внимания рассказ Александра Портнова о долетевших до Земли фрагментах марсианской коры после падения Танатоса. Метеоритов родом с Марса известно несколько десятков, что уже само по себе наводит на определенные размышления. Сегодня их марсианское происхождение сомнений практически не вызывает, поскольку изотопный состав редких газов этих небесных тел идентичен составу атмосферы Марса. Но метеорит ALH84001 весом около 2 килограммов, найденный в Антарктиде в 1984 году, вызвал настоящую сенсацию. Тщательное изучение находки показало, что упомянутый метеорит испытал сильное ударное воздействие около 16 миллионов лет назад, а на Землю попал сравнительно недавно (13 тысяч лет назад). Все бы ничего, но исследование его внутренней структуры с помощью сканирующего электронного микроскопа позволило выявить в теле небесного гостя весьма специфические детали, напоминающие окаменелости микроорганизмов. По характеру химических отложений, внутри которых «законсервированы» бактерии, ученые пришли к выводу, что их возраст составляет 3,6 миллиарда лет, то есть бесспорно относится к моменту пребывания метеорита в марсианских породах. Правда, специалистов смущает тот факт, что гипотетические марсианские бактерии в 100 – 1000 раз уступают в размерах их земным аналогам. Микробиологи пожимают плечами: в столь малом объеме не смогут уместиться внутриклеточные органеллы, необходимые для их жизнедеятельности.
Размеры «марсианских» бактерий вполне сопоставимы с земными вирусами, но последние не имеют клеточной структуры и не могут существовать самостоятельно. С другой стороны, в какой степени можно доверять микробиологам, если речь идет о законах чужой эволюции? Одним словом, вопрос остается открытым: к настоящему времени в распоряжении земной науки имеется один-единственный свидетель внеземной жизни, весьма, впрочем, ненадежный.
Пятая планета Солнечной системы по праву носит имя верховного бога из древнеримского пантеона. Олимпиец Юпитер, он же греческий Зевс-громовержец, суровый, но справедливый господин: ему ничего не стоит шарахнуть смертоносным перуном по паршивому неслуху, кем бы тот ни был – человеком или еще какой иной божьей тварью. Чтобы слепить один Юпитер, потребовалось бы 318 Земель – именно в такое количество раз он превосходит Землю по массе. И хотя он в два с лишним раза увесистее всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, необходимо не меньше 1047 Юпитеров, чтобы вылепить одно-единственное Солнце. Диаметр Юпитера превосходит земной в 11 раз и составляет почти 143 тысячи километров. Как и подобает патриарху планетного семейства, он плывет по небу с приличествующим его сану достоинством, вальяжно и неторопливо, в сопровождении почетного эскорта из своих 63 спутников, совершая полный оборот вокруг Солнца за 12 без малого лет. Царствующим особам с Олимпа спешить некуда, у них впереди вечность.
Юпитер возглавляет список газовых гигантов, которые разительно отличаются от планет земной группы. Во-первых, они очень велики и массивны: на их долю приходится 99,5 % массы всей планетной семьи. Во-вторых, они состоят в основном из водорода и гелия, поэтому средняя плотность вещества планет-гигантов приближается к плотности воды – от 0,7 г/см3у Сатурна до 1,6 г/см3у Нептуна. Средняя плотность планет земной группы много выше и колеблется от 5,5 г/см3у Земли до 3,9 г/см3у Марса. В-третьих, они лишены отчетливой грани, разделяющей атмосферу и поверхность планеты: их мощная газовая оболочка плавно переходит в океан жидкого молекулярного водорода. Наконец, все планеты-гиганты окольцованы, но если о знаменитых кольцах Сатурна наслышаны все, то аналогичные образования у Нептуна, Юпитера и Урана были обнаружены сравнительно недавно.