Тайны Марса

Каналов не оказалось, но другие марсианские феномены, задокументированные наблюдениями с помощью телескопов и подтвержденные фотометрическими исследованиями, труднее отвергнуть как оптический обман. Самый интригующий среди них астрономы называют «волной потемнения»:

«Близ края каждой полярной шапки общее потемнение окраски поверхности наблюдается ранней весной, когда шапка начинает отступать. Затем потемнение отрывается от отступающей полярной шапки, мчится к экватору, пересекает его четко различимой полосой повышенной контрастности и, наконец, рассеивается в противоположном полушарии. Эти волны – каждая в своем полушарии – перемещаются с видимой скоростью около 35 километров в день».

Южная полярная шапка Марса в своих максимальных размерах распространяется к экватору вплоть до 50 градуса южной широты. Северная шапка достигает 65 градуса северной широты, т. е. отстоит от экватора дальше.

Измерив «спектры отражения» шапок, ученые обнаружили, из чего они состоят. Южная шапка – гораздо более холодная, чем северная – полностью состоит из твердой углекислоты. Северная шапка содержит переменные количества твердой углекислоты, а также сохраняет постоянный остаток – около тысячи километров в ширину – чисто водного льда. Он считается «самым большим резервуаром доступной воды на планете».

Полярный лед окружают и уходят под него – как их называют геологи – «обширные слоистые отложения». Считается, что они были принесены сюда ветрами. Их прорезают узкие извилистые долины и окружает самое большое в Солнечной системе море песчаных дюн или «эрг»[1]:

«Этот эрг образует полосу разносимого ветром песка вокруг всей остаточной северной полярной шапки. Дюны этой области впечатляют своей регулярностью на протяжении сотен километров».

Время от времени на поверхности Марса возникают внушающие ужас бури. По пока еще не понятным причинам этим бурям обычно предшествует период внезапной турбулентности в определенных местах южного полушария, во время которого чудовищные количества поверхностной пыли поднимаются в атмосферу на высоту до 10 километров. Затем мощные ветры разносят пыль по всей планете, стремительно затемняя всю ее поверхность. Затем сила бури начинает ослабевать, и через несколько недель атмосфера возвращается в свое нормальное состояние.

НЕОБЫЧАЙНЫЙ РЕЛЬЕФ

Если Земля плодородна и украшена мягкими изгибами, то Марс являет собой планету крайностей. Ее долины самые низкие в Солнечной системе, ее каньоны – самые глубокие, ее вулканы – самые высокие.

Из-за отсутствия реального уровня моря ученые измеряют высоты и глубины Марса, исходя из среднего условного уровня или нуля. Вершина гигантского вулкана Олимп при высоте в 27 километров от Условного нуля является высшей точкой планеты, а ее низшей точкой является дно системы каньонов под названием долина Маринеров глубиной до 7 километров ниже условного нуля.

Гора Олимп походит на видение из странной сказки. Геологи классифицируют ее как «щитовой вулкан», который состоит из круглого нароста лавы в 700 километров диаметром, вздымающегося до вершины в виде кальдеры диаметром в 80 километров. Внешний край нароста лавы с окружностью почти в 5 тысяч километров ограничен обрывистыми утесами, возвышающимися на 6 километров над окружающими равнинами.

К юго-западу от Олимпа находится поднятие Элизий – огромная возвышенность, увенчанная тремя вулканами. Самый высокий из них – гора Элизий возвышается на 9 километров над окружающими равнинами.

К юго-востоку от Олимпа на расстоянии 1600 километров начинается еще более громадная возвышенность, известная как поднятие Фарсида. Она вздымается на 10 километров над условным уровнем и простирается более чем на 4 тысячи километров с севера на юг и на 3 тысячи километров с востока на запад, т. е. равняется по своим размерам Африке к югу от реки Конго. В свою очередь она увенчана тремя гигантскими щитовыми вулканами – Арсией, Павлиньим и Аскрейским, известными под общим названием «Горы Фарсида». Расположенные на широких плечах поднятия Фарсида, они вздымают свои пики на высоту в 20 километров над условным уровнем и остаются видимыми для космических кораблей' даже во время сильнейших марсианских пылевых бурь.

По восточному краю поднятия Фарсида Марс кажется расколотым какими-то катастрофическими силами. Среди причудливого переплетения связанных между собой каньонов и впадин, известного под названием Лабиринт Ночи, поверхность планеты взрывает чудовищная извилистая борозда, которая тянется на расстояние в 4500 километров на восток почти параллельно экватору, между пятой и двадцатой параллелями южной широты.

Это – долина Маринеров, названная в честь «Маринера-9» – первого космического корабля, сфотографировавшего ее. В глубину она достигает 7 километров при максимальной ширине в 200 с лишним километров. Для сравнения укажем, что она в четыре раза глубже, в шесть раз шире и более чем в десять раз длиннее Большого Каньона в США.

Восточная оконечность долины Маринеров поворачивает на север к экватору и вливается в так называемую «хаотическую местность» – истерзанный и развороченный ландшафт из массивных останков, долин и изломов, напоминающий один из нижних кругов ада в описании Данте.

Из северной части этой хаотической зоны появляются глубоко врезанные, очень широкие и длинные каналы – Симуд, Тиу и Арес (в последнем 4 июля 1997 года совершил посадку спускаемый аппарат НАСА «Глобал Сервейер»). Эти каналы пересекают дно огромной котловины, известной под названием равнина Хриса, где к ним присоединяются другие каналы, в том числе и Касей, который выходит из северной части центральной секции каньонов Маринеров и тянется на 3 тысячи километров.

По единодушному мнению геологов, поразительным в этих каналах является то, что они могли быть проложены только потоками огромных количеств воды. Эти потоки текли из южного полушария Марса в северное с очень большой скоростью, поскольку стекали под уклон.

ПЛАНЕТА, РАЗДЕЛЕННАЯ НАДВОЕ

Одна из великих загадок Марса заключается в том, что он имеет два совершенно отличных и четко определенных типа рельефа: густо изрытые кратерами высокогорья юга, возвышающиеся в основном на 2 километра и больше от условного нуля, и лишенные кратеров северные низины, большая часть которых лежит, по крайней мере, на километр ниже условного нуля. Высокие и низкие земли занимают примерно по полушарию, но они лишь приблизительно совпадают с нынешними северным и южным полушариями Марса. Геолог Питер Кэттермоул поясняет: «Линия раздела» между двумя зонами описывает большой круг, наклоненный под углом в 35 градусов к марсианскому экватору».

Основными исключениями в топографии «низкого» северного полушария являются поднятия Элизий, полностью расположенное в северном полушарии, и Фарсида, оседлавшее линию раздела. Главные исключения в топографии «высокого» южного полушария – это частично долина Маринеров и два колоссальных кратера – Аргир и Эллада, оставленных кометами или астероидами. Аргир имеет 3 километра в глубину и 630 километров в диаметре, а Эллада – 5 километров в глубину и почти 2 тысячи километров в диаметре.

Эти кратеры вместе с третьим, Исидой, – самые большие на Марсе. Но планета изобилует и другими кратерами, диаметром до 30 и более километров, многие из которых, в том числе один на южном полюсе, выглядят настоящими чудищами, имеющими более 200 километров в диаметре.

В целом, среди десятков тысяч меньших по размеру кратеров диаметром до одного километра на Марсе насчитали 3305 кратеров диаметром более 30 километров. Трудно объяснить, почему 3068 из них, или 93 процента, расположены к югу от линии раздела и только 237 таких больших кратеров находятся к северу от этой линии. Любопытен и тот факт, что не изрытое кратерами полушарие гораздо ниже – на несколько километров – усеянного кратерами противоположного полушария.

Причина такого разделения на высокие и низкие земли, как отметил геолог Рональд Грили, «остается одной из крупных нерешенных проблем Марса». Уверенно можно сказать только то, что в какой-то момент своей истории планета была сокрушена неким катаклизмом почти невообразимого масштаба. В Главе 4 мы рассмотрим причины и последствия этого катаклизма, который – как подозревают некоторые ученые – мог лишить Марс его когда-то благоприятной атмосферы и когда-то обильных запасов жидкой воды.

ВОДА, ВОДА ПОВСЮДУ

Многие из самых крупных марсианских кратеров диаметром в тридцать и больше километров несут на себе несомненные признаки того, что они образовались, когда на планете существовала влажная и теплая среда. В частности, Эллада, Исида и Аргир имеют низкие нечеткие края и плоское дно, из чего некоторые авторитетные ученые заключили, что они образовались, когда на Марсе еще была плотная атмосфера, быстрая эрозия и более мощное магнитное поле, чем сегодня. Точно так же под воздействием эрозии кратеры большого размера на Земле могли вписаться в ландшафт за несколько сот лет до такой степени, что стали неотличимыми от окружающей местности.

Другие крупные марсианские кратеры, имеющие °т 30 до 45 километров в диаметре, имеют в центре пики, похожие на гигантские сталагмиты с ямками на вершинах. Рональд Грили видит наилучшее объяснение этого явления в том, что «вода или атмосфера Марса, либо и то, и другое могли стать причиной такой формы».

Джей Мелош и Энн Викери рассчитали, что на Марсе, «вероятно, была изначальная атмосфера примерно с тем же давлением у поверхности, что и на Земле сегодня, и, соответственно, с более высокой температурой поверхности – выше температуры плавленая льда». Их исследование подсказывает, что атмосфера была сметена с планеты повторявшимися ударами астероидов: «Поскольку сила тяжести на Марсе столь мала, расширявшееся облако пара, возникшее при крупном столкновении, легко могло выдуть окружающую атмосферу в космическое пространство».

Словно в доказательство былых более теплых и влажных времен, один из марсианских метеоритов, изученных НАСА, содержал-таки несколько миллиграммов жидкой воды – эта капля хранится теперь на виду, в запаянной стеклянной ампуле. Больше того, рассчитано, что и в настоящее время на Марсе может существовать замороженная подповерхностная вода на глубине до 200 метров. Есть даже признаки того, что на достаточных глубинах, вблизи от внутренних слоев расплавленной магмы, возможно, имеются даже подземные горячие источники. Теоретически они даже могут выбрасывать перегретый пар на поверхность. В августе 1980 года доктор Леонард Мартин из Лоуэллской обсерватории, штат Аризона, сообщил, что два последовательных снимка, сделанных орбитальной станцией «Викинг», района к югу от долины Маринеров, «наводят на мысль о взрывной струе воды или выбросе пара». Винсент Ди Пьетро и Грегори Моленаар сделали компьютерное увеличение этих кадров и пришли к заключению: «Мы не только подтвердили открытие доктора Мартина, но и обнаружили кольцо, как бы сжимаюшее центральный столб… Разница в размерах между изображениями на двух снимках указывает, что кольцеобразное облако поднималось со скоростью более 200 футов в секунду…»

«Струя воды» вызывает споры. Однако ученые не оспаривают данных о том, что в прошлом Марс обладал огромными запасами жидкой воды, и ее следы можно видеть на десятках тысяч полученных НАСА снимков. Недавно они были подвергнуты кропотливому анализу в лаборатории экзобиологии в штаб-квартире НАСА. В команду входили доктор Дэвид Де Маре из Эймского исследовательского центра НАСА, доктор Майкл Карр из Геологического управления США, доктор Майкл А. Мейер из штаб-квартиры НАСА и ныне покойный доктор Карл Саган. Ниже мы приводим их выводы, являющие собой единодушное мнение ученых:

«Роль воды в эволюции Марса является одним из самых озадачивающих аспектов марсианской геологии. Хотя в нынешних условиях жидкая вода на поверхности нестабильна, мы видим многочисленные признаки водной эрозии. Самыми интригующими представляются большие сухие долины, образованные, как считается, сильными наводнениями. Многие долины начинаются в районах, которые были названы хаотическими территориями, где грунт явно проваливался, образовав поверхность из нагромождения наклонных блоков на один-два километра ниже окружающей местности… По хаотической территории равнины Хриса возникающие долины тянутся к северу под уклон на несколько сот километров. Несколько крупных каналов к северу и востоку (от долины Маринеров) сливаются в бассейне Хриса и продолжаются дальше на север, где вливаются в низко лежащие северные равнины. Долины появляются сразу полноразмерными, ширежими и если и имеют притоки, то всего лишь несколько. Их стены отмечены линиями потоков, у них очищенное дно, и обычно в них имеются острова в форме слез. Все эти характеристики свидетельствуют о том, что долины являются результатом мощных потоков… Хотя большая часть потоков сосредоточена вокруг бассейна Хриса, их можно найти повсеместно… вблизи от Элизия и Эллады. Другие находятся в Мемнонии и западной части Амазонии…

Другие речные следы представляются результатом медленной эрозии от проточной воды. Сети разветвляющихся долин видны по всей изрытой кратерами территории… Они напоминают земные речные долины наличием притоков и увеличением их размеров вниз по течению… Самое правдоподобное объяснение долин – они образованы в результате эрозии под воздействием проточной воды».

ВНЕЗАПНЫЙ КОНЕЦ РОСКОШНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Даже будучи изложен сухим языком науки, отчет НАСА посвящен вопросам величайшей важности. Он подтверждает, что когда-то Марс имел влажную и относительно теплую окружающую среду, даже, может быть, подходящую для высших форм жизни, и что эта среда была внезапно сметена.

Другие исследования подкрепляют ту же общую картину.

Самая крупная система каналов на равнине Хриса имеет до 25 километров в ширину и более 2 тысяч километров в длину. Она возникла в результате внезапного катастрофического наводнения, которое не только образовало отвесные стены каналов, но и выдолбило «пещерообразные пустоты в несколько сот метров глубиной» и обточило «каплеподобные» острова длиной до 100 километров. Поток мчался с необычайной скоростью, так что «пиковый дебит» воды достигал миллионов кубических метров в секунду. Даже плотная атмосфера Земли не может достаточно быстро дать подобный расход воды с водосборных площадей сравнимых размеров… Только прорывы плотин давали потоки, вызывающие такую значительную макроэрозию.

Был приблизительно подсчитан и объем воды, требуемой для прорытия каналов. По прикидкам Питера Каттермоула, он равнялся мировому океану глубиной более 50 метров. Майкл Карр из Геологического управления США считает, что он равнялся мировому океану в 500 метров глубиной.

Другое крупное наводнение имело место в долине Арес. Фотографии, полученные НАСА от спускаемого аппарата «Патфайндер» в июле 1997 года, показывают, что этот огромный канал был когда-то наполнен на «тысячи футов вспененной водой». Участник проекта «Патфайндер» доктор Майкл Малин отмечал: «Это было огромное количество воды. На Земле такое наводнение наполнило бы бассейн Средиземного моря».

Слоистые отложения напластованного осадочного материала, подобные оставленным крупнейшими земными озерами, были найдены в самых разных районах Марса. В некоторых местах такие отложения Достигают 5 километров в толщину, что подтверждает не только существование на Марсе в былые времена плотной и теплой атмосферы, в которой вода могла оставаться в жидком состоянии, но и то, что вода на планете должна была присутствовать на протяжений чрезвычайно долгого периода, во время которого и происходили подобные земным процессы отложения. Эти выводы подкреплены приведенными в отчете НАСА убедительными доказательствами того, что в ряде районов планеты реки текли на протяжении сотен миллионов лет. Больше того, наличие сточных каналов говорит о вероятности того, что когда-то на Марсе даже шли дожди.

БЕРЕГОВЫЕ ЛИНИИ СИДОНИИ

Многие считают, что на Марсе тепло и влага царили миллиарды лет назад. Однако Хэролд Мазурски из Геологического управления США доказывал, что на Марсе жидкая вода могла быть «всего лишь несколько миллионов лет назад». В Великобритании Колин Пиллингер и его команда пошли дальше. Их исследование марсианских метеоритов показывает, что жидкая вода и примитивная жизнь могли существовать на красной планете всего 600 тысяч лет назад. Другие исследователи, чьи труды мы рассмотрим в Главе 4, готовы утверждать, что эти временные рамки могут быть сужены еще больше и что мощный катаклизм, лишивший Марс его атмосферы и воды, случился менее 17 тысяч лет назад.

Все больше специалистов соглашается с тем, что на Марсе могли существовать не только большие озера, но к дельты и моря. Дэвид Скотт из Геологического управления США изучал «извивающиеся проливы, водосливы и стоки, отмели, террасы, отложения и береговые линии» в ряде бассейнов в Элизии, Амазонии, Утопии, Исиде и Хрисе и отнес их к когда-то существовавшим озерам и морям. Бассейн Элизия, считает он, был когда-то заполнен водой глубиной до 1500 метров. В свою очередь, Вик Бейкер и ученые Аризонского университета предполагают, что когда-то большой океан покрывал значительную часть северного полушария, и подкрепляют свою теорию наличием древних береговых линий на низких северных равнинах.

Эти линии были идентифицированы на 41-м градусе северной широты и 9-м градусе западной долготы, вблизи от так называемых «пирамид» и «лица» Марса в области Сидония. Специализирующийся на изучении окружающей среды геолог Джеймс Л. Эрджавек указывает, что в этом регионе-к северо-востоку от равнины Хриса имеются «районы, похожие на береговые линии, районы эрозии, районы, где по краю береговой линии происходили оползни, где могла иметь место эрозия оснований утесов и натекала осадочная порода. Определенные черты эрозии бесспорно указывают, что вода там могла присутствовать в значительных количествах. Что же касается периода, когда это происходило в истории Марса, это еще нужно посмотреть…».

Поверхность Марса – это многослойная живопись, в которой один слой загадок накладывается на другой. Среди этих наслоений – как мы расскажем в следующей главе – записана история смерти этой планеты.

Она могла случиться вовсе не миллиарды лет назад, и судьба Марса, может быть, полностью не обошла и Землю.

Глава 4

ДВУЛИКАЯ ПЛАНЕТА

Марс таит множество загадок, о его истории можно только строить предположения, и пока еще неизвестно его истинное значение в Солнечной системе. Определенно можно сказать лишь то, что эта планета когда-то изобиловала дождями и реками, озерами и океанами, а сейчас она бесплодна и мертва.

Ученые единодушны в том, что Марс был убит – можно даже сказать «казнен» – колоссальной бомбардировкой астероидами или кометами. Тысячи огромных кратеров, как оспины покрывающие его истерзанную поверхность, – молчаливые свидетели тому. Считается также вероятным, что та же бомбардировка вызвала и катастрофические наводнения, описанные в Главе 3, и сбросила с планеты когда-то плотную атмосферу, отчего на ней уже не могла выжить вода.

Что же это было за событие? И как оно характеризует природу вселенной, в которой мы обитаем, что оно может сказать о судьбе самой Земли, если Марс, был полностью разрушен в самом расцвете?

КЛЮЧ К РАЗГАДКЕ ДАЕТ ТЕЛО

Мы смотрим на жертву убийства. Все, чем мы располагаем, это фотографии и размеры «трупа», а также результаты некоторых научных исследований.

Они отражают ряд любопытных фактов о Марсе.

Факт 1. У него эллиптическая, большого эксцентриситета орбита, которая ежегодно приносит его близко к Солнцу и затем относит очень далеко от него.

Факт 2. Скорость вращения планеты гораздо меньше, чем ей следовало бы быть.

Факт 3. У нее почти нет магнитного поля.

Факт 4. На протяжении долгих периодов ее ось вращения выписывает в пространстве дикие «кренделя», коренным образом меняя угол своего наклона к Солнцу.

Факт 5. Есть данные о том, что в прошлом марсианская кора могла в нескольких случаях скользить целиком вокруг внутренних пластов планеты, когда ее массы перемещались с полюсов в экваториальные зоны, и наоборот.

Факт 6. Огромное большинство марсианских импактных (ударных) кратеров гораздо больше, чем следовало бы по статистической вероятности, теснится в полушарии к югу от так называемой «линии раздела» (см. Главу 3).

Факт 7. Северное полушарие гораздо меньше изрыто кратерами и представляет собой сплошной бассейн на 3 километра ниже по высоте, нежели южное полушарие.

Факт 8. Линия раздела между севером и югом физически отмечена на поверхности Марса откосом гористого южного полушария. Этот уникальный раз-Дел обегает вокруг всей планеты огромной неровной окружностью, которая пересекает экватор под Углом около 35 градусов.

Факт 9. Уникальная примета Марса – прорытая в его поверхности чудовищная бездна долины Маринеров 7 километров глубиной и 4 тысячи километров длиной.

Факт 10. И последнее, но не менее важное: самые глубокие и широкие в Солнечной системе кратеры – Эллада, Исида и Аргир, удачно «компенсированные» на другой стороне Марса выпуклостями Элизий и Фарсида, от восточного края которой начинается долина Маринеров.

СЛЕДЫ СТОЛКНОВЕНИЙ

Начнем с загадки раздвоения (дихотомии) планеты. Геологи признают: «Несмотря на постоянно растущее осознание его важности, проявляющееся в усиленном изучении его природы, способа и времени образования, все еще не создано устойчивой гипотезы, объясняющей это явление».

Ряд ученых высказывается в пользу чисто внут-'ренних, геологических процессов, но большинство соглашается с Уильямом К. Хартманном, который в январе 1977 года писал в «Сайентифик Америкэн»: «Столкновение астероида в тысячу километров в поперечнике с планетой могло произвести существенную асимметрию, возможно, сбив кору с одной стороны планеты… (такого рода) столкновение могло вызвать асимметрию Марса, где одно полушарие испещрено множеством древних кратеров, а другое было почти полностью видоизменено вулканической деятельностью».

Поскольку марсианское полушарие к северу от линии раздела имеет меньшую высоту, чем южное полушарие, было сделано автоматическое предположение о том, что именно северное полушарие получило удар и в результате потеряло внешний пласт своей коры. Спорят всерьез только о том, было ли «раздвоение» вызвано множественными крупными ударами на севере или «одним-единственным, но гигантским столкновением». Обе теории представляют по сути схожую картину достаточно больших коллизий, чтобы образовать бассейн на целом марсианском полушарии. Обе также предполагают, что было время, когда и север Марса был изрыт примерно тем же количеством кратеров, что и юг. Кроме того, предполагается, что случайная дополнительная бомбардировка астероидами (или одним гигантским астероидом) затронула по неизвестной причине только север, разбив его кору, понизив его высоту и сгладив ранее существовавшие кратеры. Затем из недр планеты поднялась свежая лава, залила очищенное от коры северное полушарие, залечив его раны и дав ему новую поверхность. И позже случались удары астероидов, но эти столкновения происходили уже не так часто, и ни одно из полушарий не подвергалось уже такой интенсивной бомбардировке.

Обе теории столкновения обходят один важный вопрос: что случилось с огромным объемом коры трехкилометровой толщины, которая была снята как скальп с северного полушария? Ученые подсчитали, что материала коры было такое количество, что он не мог просто эродировать, хотя бы и на протяжении миллиардов лет. Майкл Карр из Геологического управления США отмечал:

«Малопонятен точный механизм такого колоссального разрушения древней коры северного полушария… Одна эрозия не может объяснить (ее) исчезновение… ибо нет достаточно большой впадины, в которой могли бы уместиться ее обломки».

Теории столкновения имеют и еще одну слабую сторону: они подразумевают странную дополнительную бомбардировку на севере, но не могут убедительно описать хоть какой-нибудь механизм подобной бомбардировки. Больше всего подходит предположение, что упавшая на Марс масса пересекла его орбиту из-за «пертурбаций и коллизий тел в астероидном поясе», вызванных, вероятно, атмосферным притяжением Юпитера. Критики же убеждены, что подобные пертурбации и коллизии не могли привести к выбросу достаточного количества материала из астероидного пояса, чтобы произвести разрушения, видимые на Марсе. Неясно также, почему эти разрушения затронули только одно полушарие – северное, причем с такой свирепостью, что его кора была содрана на глубину до трех километров. Критики указывают:

«Любая попытка объяснить дихотомию с помощью столкновений зависит от статистического подсчета следов ударов на низменном севере… Если число таких ударов на низменной поверхности не окажется значительно большим, чем где бы то ни было, просто не будет оснований ожидать, что низменная поверхность будет каким-то образом отличаться от остальной части планеты»