книги из ГПНТБ / Коваль И.К. Мир планет

ной цвет. Как мы уже говорили, все эти изменения обу­ словлены изменением полярных шапок и переносом вла­ ги атмосферой. Скорее всего, эти изменения вызваны сезонным поведением растительности, хотя, безусловно, изменения цвета можно частично объяснить влиянием повышенной влажности марсианской почвы.

Другим свидетельством в пользу существования на Марсе жизни являются сезонные изменения поляриза­ ции света, отраженного морями.

Длительные наблюдения показывают, что марсианс­ кие моря покрыты какими-то непрозрачными зернами, периодически изменяющими свои поляризационные свой­ ства. Изменения можно объяснить сезонным размноже­ нием микроорганизмов, правда, представляется некото­ рая возможность для объяснения этих изменений с точки зрения влияния влаги на размеры и коэффициент погло­ щения неорганических частиц.

Наконец, большое значение имеет результат, получен­ ный в 1958 г. известным американским астрономом Синтоном. Наблюдая Марс в инфракрасной области спектра с помощью 5-метрового рефлектора обсерватории МаунтПаломар, Синтон получил для так называемого Большо­ го Сирта — моря, расположенного в экваториальной части Марса,— запись спектра около 4 ж и сравнил его с солнечным спектром. В результате этого сравнения на графиках распределения энергии в спектре Большого Сирта было обнаружено -поглощение в диапазоне 3,45, 3,58 и 3,69 мк, которые соответствуют полосам поглоще­ ния органических молекул. Так, например, один из ви­ дов лишайника Evernia и водоросль Cladophora дают по­ лосу поглощения около 3,45 мк (рис. 8).

Наблюдения Синтона, без сомнения, следует рассмат­ ривать как новое подтверждение существования на Мар­ се органической жизни. Следовательно, нет ничего стран-

66

Amdtonis

Рис. 8. Полосы Синтона вблизи так называемого большого . Сирта на Марсе.

ного в том, что полученный результат вызвал большой интерес ученых, и в настоящее время уже проводятся лабораторные исследования инфракрасного спектра для разных органических соединений и некоторых неоргани­ ческих веществ.

С этой точки зрения особого внимания заслуживают лабораторные исследования, выполненные в 1963 г. аме­ риканскими учеными Ри, Бельским и Колвином, которые считают, что сделанное Синтоном заключение прежде-

временно. и вызвано отсутствием лабораторных инфра­ красных спектров неорганических веществ, таких, как, например, карбонаты. Оказалось, что интерпретация синтоновских полос поглощения органическими молеку­ лами наталкивается на большие трудности. Как показал экспериментатор Колфуп, полоса 3,69 мк, если и отно­ сится к органическим молекулам, то лишь к альдегид­ ным соединениям углерода с водородом.

Относительно большая интенсивность этой полосы в спектре Марса заставляет предположить очень высокую концентрацию альдегидной группы СН по сравнению с другими СН-соединениями. Ацетальдегид СН3СНО вмес­ те с другими соединениями СН вообще может обусло­ вить последние две полосы Оинтона.

Сам ацетальдегид может быть продуктом определен­ ного анаэробного процесса обмена веществ. Однако вы­ сокая летучесть этого продукта должна была бы привес­ ти к высокой концентрации его в марсианской атмосфе­ ре, и полосы поглощения наблюдались бы по всему диску планеты, а не только в темных морях.

С целью более точной интерпретации наблюдений Синтона упомянутые выше ученые воспользовались ин­ фракрасными лабораторными спектрами многочислен­ ных органических и неорганических соединений (прес­ сованные порошки, водоросли, бактерии и т. п.). Ис­ следования в соответствующем спектральном интервале проводились с помощью специального спектрометра. Вот некоторые из полученных результатов.

Водоросли имеют едва заметную полосу поглощения, расположенную вблизи третьей полосы Синтона. Первая синтоновская полоса по месту и интенсивности хорошо отождествляется в спектре лишайника. Что касается вто­ рой полосы, то среди исследованных органических со­ единений кандидата на нее так и не нашлось. Некоторое

68

сходство с марсианским спектром имеют лист лилии Agapanthus и кактус. По мнению экспериментаторов, эти растения заслуживают особого внимания еще и по другой причине. Оказалось, что эти экземпляры имеют защит­ ную оболочку, препятствующую испарению влаги. Такая защитная мембрана может быть существенным факто­ ром для марсианской растительности, если принять во внимание особенности биологии Марса.

Из неорганических веществ изучались карбонаты. В диапазоне синтоновских полос они дают довольно ин­ тенсивные полосы. Первая полоса неплохо отождеств­ ляется в спектре карбонатов, но интерпретация второй -полосы здесь, как и раньше, отождествлению не поддается. Правда, вблизи нее обнаружена полоса при изучении ВаС03, CdC03 и РЬСОэ, однако эти вещества не заслу­ живают внимания из-за незначительного распростране­ ния в природе.

Вывод таков: полосу 3,45 мк можно объяснить как органическими, так и неорганическими соединениями, для двух других полос удовлетворительного объяснения не найдено. В грубом предположении можно считать, что эти полосы обусловлены такими органическими соеди­ нениями, как альдегидные группы СН '.

В вопросе о жизни на Марсе с давних пор большую роль отводили марсианским каналам. За последнее вре­ мя астрономы, пользуясь мощными телескопами, пока­ зали, что эти образования действительно существуют на поверхности Марса в большом количестве и ширина их" достигает многих десятков километров. Ничего иного, кроме их объективного существования, о каналах мы не знаем. Проблему каналов можно разрешить лишь путем1

1 В последнее время Синтон отказался от своего открытия «по­ лос жизни» на Марсе.

69

фотографирования поверхности Марса с небольшого рас­ стояния при помощи космических ракет. Следует опреде­ лить количество каналов, преобладающее расположе­

«Марс-1», американского «Маринера-4». Об этом речь будет дальше.

Приведем несколько примеров, указывающих на не­ ограниченную возможность живой природы приспосаб­ ливаться к чрезвычайно сложным климатическим усло­ виям.

Прежде всего вспомним об известных всему миру ис­ следованиях, проводившихся в течение нескольких лет выдающимся советским астрофизиком, основателем так называемой астроботаники — Г. А. Тиховым.

Ученый был уверен, что темные участки марсианской поверхности (так называемые моря) покрыты расти­ тельностью и, исходя из этого, стремился к научному объяснению того наблюдаемого факта, что моря Марса

вспектре отраженного ими солнечного света не дают осо­ бенностей, характерных для земных растений — отсут­ ствие полос поглощения хлорофилла в красной области спектра, значительное общее поглощение инфракрасной радиации. Считая, что в этом «виноват» суровый марси­ анский климат, Г. А. Тихов с 1946 г. начал интересные исследования оптических свойств земной растительности, существующей в разных климатических условиях на Земле. Г. А. Тихов показал, что растительность Земли

взависимости от температуры, атмосферного давления

и количества кислорода имеет разный цвет, строение, а в отдельных Случаях сама в состоянии даже регулиро­ вать количество тепла или света. Ученый провел ряд важных экспериментов с растениями, помещая их в ис­ кусственные условия, приближенные к марсианским.

70

Каждый раз он получал один и тот же результат: расте­ ния удивительно жизнеустойчивы и быстро приспосабли­ ваются к довольно сложным условиям.

Внастоящее время опыты над поведением растений

иживых организмов в искусственно созданных условиях получили особенно бурное развитие в связи с проблемой существования жизни на других планетах. Стало воз­

можным создание микроклимата, полностью имитирую­ щего условия на Марсе. Сейчас, когда сведения о физи­ ческих условиях на этой планете выяснены почти одно­ значно, такие эксперименты приобрели характер строго научного исследования. Интересные исследования провел недавно американский биолог и химик Сенфорд Сигль, который задался целью определить наиболее суровые условия внешней среды, при которых еще могут сущест­ вовать растения и животные. Он нашел, что условия, по­ добные марсианским, выдерживает не только лишайник, а даже фасоль, ячмень, рис, рожь, огурцы и десятки других растений. Оказывается, некоторые из них, напри­ мер, побеги мяты, лучше чувствуют себя при уменьшен­ ном содержании кислорода, по сравнению с его содер­ жанием в свободном воздухе. Кроме того, когда ученый попытался создать в опытной камере колебания темпе­ ратуры, подобные марсианским, он заметил, что при уменьшенном количестве кислорода растения становятся более холодостойкими. Много разных растений, выра­ щенных на открытом воздухе, а потом перенесенных в «марсианские» условия, выдерживают этот климат почти на протяжении года. Даже кактус, погибающий в обыч­ ных условиях нью-йоркской зимы, продолжал развивать­ ся при температуре ниже нуля, когда содержание кисло­ рода в камере было снижено в 100 раз. То же самое Сигль наблюдал при изучении поведения личинок мучно­ го жука. Сохранились те из них, которые пребывали

71

в камере с низким содержанием кислорода. Обыкновен­ ные черепахи не испытывали никаких неудобств, когда атмосферное давление было уменьшено в 10 раз (это эк­ вивалентно давлению на высоте 17км над уровнем моря).

Следовательно, сделал вывод Сигль, кислород не всегда является необходимым в большом количестве.

Интересно, что когда ученый начал изучать возмож­ ность жизни, в условиях Юпитера (огромнейшее давле­ ние, большое содержание аммиака и метана), он заме­ тил, что зеленые растения погибли, а грибы и многочис­ ленные бактерии, наоборот, буйно разрослись. Этот опыт имеет большое значение в вопросе о возникновении жиз­ ни в Солнечной системе, ибо, как выяснилось, среди бактерий, неплохо чувствующих себя в «юпитерианских» условиях, были обнаружены такие, которые существова­ ли два миллиарда лет тому назад на Земле. Возникает мысль о возможном развитии первичных бактерий в ме­ тано-аммиачной среде, имеющей место на Земле в да­ леком прошлом.

Марс вблизи

Ученые с нетерпением ожидали того времени, когда кос­ мическая станция наконец начнет длительное путешест­ вие и, преодолев сотни миллионов километров, сблизится с Марсом в бесконечном пространстве Вселенной, наце­ лит на него свои приборы, рассмотрит загадочную мар­ сианскую поверхность с небольшого расстояния. Следует напомнить, что относительно вида поверхности Марса, ее цвета, температуры и атмосферы у астрономов сущест­ вовало немало разных вариантов. Одним представля­ лась мертвая пустыня, лишенная каких-либо следов жи­ вого, другие, наоборот, видели зеленые долины, протяну-

72

вшиеся на сотни километров. Около 10 лет тому назад американский ученый Мак-Лафлин выдвинул гипотезу о том, что на Марсе должна быть сильно развита вулка­ ническая деятельность и что его поверхность сохраняет следы вулканов в виде кратеров и огромнейшего коли­ чества вулканического пепла.

Итак, существовал ряд представлений о виде марси­ анского «тела», и каждое из них опиралось на убедитель­ ные факты, полученные путем наблюдений, точные рас­ четы и довольно логическое построение.

Ивот ракеты несутся к Марсу!

Вноябре 1962 и 1964 гг. советские космические аппа­ раты «Марс-1» и «Зонд-2» полетели навстречу загадке,

посылая на Землю с огромнейших расстояний едва слы­ шимые радиосигналы. 28 ноября 1964 г. с мыса Кеннеди в сторону Марса стартовала американская космиче­ ская станция «Маринер-4». После 7,5 месяца пребы­ вания в «погоне» за Марсом, преодолев расстояние око­ ло 550 млн. км, станция пролетела на расстоянии 10 тыс. км от поверхности Марса и сфотографировала из разных положений поверхность нашего загадочного оран­ жевого соседа.

Почти за 30 мин. «Маринер-4» получил 22 фотосним­ ка отдельных участков марсианской поверхности (рис. 9), начиная с расстояния около 17 000 км от поверхности планеты. Как потом выяснилось, последние 3 фотосним­ ка были произведены в то время, когда фотоустройство уже «сползло» с планеты, и поэтому представляют собой однородный темный фон.

Фотографирование проводилось через розовый и зеле­ ный светофильтры и было начато тогда, когда «Маринер- 4» направил свои камеры на край Марса, освещенный Солнцем, а последние кадры относятся к той части Мар­ са, где Солнце находится низко над горизонтом (к тер-

73

Что же дал этот первый эксперимент, какого качест­ ва фотоснимки получены «Маринером-4» и какие науч­ ные выводы можно сделать на основании полученных наблюдений?

Понятно, что переданные путем телеметрии изобра­ жения планеты на Землю с такого огромного расстояния (около 216 млн. км) — задача чрезвычайно сложная и первые фотоснимки Марса были довольно невыразитель­ ны — почти не воспроизводили отдельных объектов на марсианской поверхности, т. е. имели плохую разреша­ ющую способность. Поэтому только после ^тщательной лабораторной работы с целью устранения целого ряда помех аппаратурного происхождения были получены бо­ лее или менее четкие фотоснимки Марса, приведшие сра­ зу же к важному открытию. Посмотрите на рис. 9. Разве не похожа эта картина на давно известный вам снимок Луны? Кратеры, кольцевые горы и другие образования разной яркости! Но нет, это Марс. Такой вид он имеет с расстояния 12,5 тыс. км. Диаметр большого кратера внизу свыше 30 км. «Маринер-4» сфотографировал око­ ло 1 % поверхности Марса, и на всех фотоснимках вместе насчитывается свыше 70 кратеров разных размеров.— от 6 до 200 км. Марсианские кратеры, как и лунные, имеют валы высотою до 100 м, а глубина их составляет несколь­ ко сотен метров. Средний наклон внешних склонов валов по отношению к горизонтальной плоскости — около 10°. Эти сведения были получены благодаря тому, что сфо­ тографированные участки поверхности Марса освеща­ лись солнечными лучами под разными углами (высота Солнца изменялась от 24 до 71°), и, следовательно, обра­ зования рельефа в какой-то момент могли отбрасывать тени, а склоны приобретать разную яркость.

Если предположить, что кратеры размером от 5 до 120 км равномерно покрывают всю марсианскую поверх-

75