КЛИМАТ МАРСА

Еще в начале XVIII века наблюдатели Марса заметили на его поверхности вблизи полюсов яркие белые пятна. Они со всех сторон окружали полюсы Марса, имея неровную, волнистую границу. Яркость этих полярных пятен была очень велика, и если до тех пор никто их не видел, то это можно было объяснить лишь несовершенством первых телескопов.

Ученые стали регулярно наблюдать полярные шапки Марса. Удивительные пятна сияли, как снег, на значительно более темном фоне морей и материков Марса. Но у них была поразительная особенность. В отличие от постоянных очертаний материков и морей, полярные шапки Марса непрерывно изменяли свои формы и размеры. Ученые выяснили, что эти изменения зависят от марсианских времен года. Когда на Марсе в одном из полушарий наступало лето, полярная шапка сильно уменьшалась. С наступлением осени она начинала заметно расти, а зимой распространялась на значительную часть поверхности планеты. Но вот постепенно наступала весна, а вместе с ее приходом полярная шапка становилась все меньше и меньше, пока, наконец, летом не превращалась в маленькое белое пятнышко.

Так повторялось из года в год, из десятилетия в десятилетие. То наступала, увеличиваясь в размерах, северная полярная шапка, а южная в это время сдавала свои позиции одну за другой. Но, сжавшись до минимума, она сама затем переходила в наступление и заставляла отступать северную полярную шапку.

Все это вполне понятно. Как и на нашей планете, в разных полушариях Марса одновременно бывают противоположные времена года: когда в северном полушарии лето, в южном полушарии зима; в северном полушарии осень, а в южном весна.

Загадочное белое вещество полярных шапок Марса распространяется иногда с очень большой скоростью — до 100 километров в день. Ученые также подметили, что зимой, когда полярные шапки достигали наибольших размеров, они распространялись до широт, соответствующих у нас на Земле положениям Киева, Харькова или Хабаровска.

Вместе с тем бросалось в глаза заметное различие между северной и южной полярными шапками Марса. Южная шапка с наступлением весны начинала таять раньше, чем северная, и в разгар лета доходила до ничтожно малых размеров. Были даже случаи, как, например, в 1894 и 1911 годах, когда летом южная полярная шапка вовсе исчезала. Северная полярная шапка заметно устойчивее южной, и даже летом ее поперечник никогда не бывает меньше 1500 километров. Однако южная полярная шапка зимой достигает иногда огромных размеров — до 5800 километров в поперечнике, между тем как диаметр северной шапки никогда не превышал 4900 километров.

Изменение полярной шапки Марса.

Любопытно отметить, что центры обеих полярных шапок не совпадают в точности с полюсами Марса. В особенности это заметно для южного полярного пятна. В годы, когда от него остается лишь маленький белый клочок, этот остаток всегда виден на одном и том же месте, отстоящем от южного полюса почти на 500 километров. Весьма вероятно, что в этом месте Марса есть горы или высокие плоскогорья, на холодных вершинах которых и сохраняется остаток южной полярной шапки. Такие же возвышенности, вероятно, есть и в других местах Марса. Дело в том, что с наступлением лета полярные шапки разрушаются одновременно во всех своих частях. В каждой из них есть места, остающиеся белыми дольше других. Вряд ли можно сомневаться, что эти наиболее устойчивые части пятен лежат на каких-то возвышенностях или горах.

Правда, исследования показали, что больших гор на Марсе нет, его поверхность очень гладка и ровна. Если и есть на Марсе возвышенности, то это скорее не горы, а плоскогорья, не поднимающиеся выше 1000 метров над остальной его поверхностью.

Но вернемся, однако, к полярным шапкам Марса. Что это за загадочное белое вещество, так правильно периодически меняющее свои размеры в зависимости от марсианских времен года?

Казалось бы, совершенно естественно предположить, что полярные шапки Марса состоят из снега, тающего летом и снова выпадающего зимой. В самом деле, представим себя в роли фантастического жителя Луны, наблюдающего с ее поверхности нашу Землю. Даже невооруженным глазом он легко различил бы белизну полярных снегов Арктики и Антарктики. Ему нетрудно было бы обнаружить, что белые полярные шапки Земли периодически изменяются в зависимости от времен года. Поздней осенью, с наступлением снегопадов, многие места поверхности Земли покрываются ослепительно белой пеленой. Снеговой покров с наступлением зимы в северном полушарии продвигается на юг, и в разгар зимы под северной полярной шапкой нашей Земли оказывается почти вся Европа, Сибирь и Северная Америка.

А весной, когда на юге начинает зеленеть трава, полярная шапка медленно отступает к северу, освобождая наши обширные леса и поля.

Как похоже все это на то, что мы наблюдаем на Марсе! Но астрономы, как и другие ученые, осторожны в своих выводах. Лучше много раз снова проверить факты, выдвинуть все возможные объяснения им, чем сразу делать поспешные и необоснованные заключения. Так поступили и в отношении полярных шапок Марса. Хотя большинство астрономов было убеждено в их снежной природе, тем не менее выдвигались и другие предположения.

Говорили, что загадочное белое вещество может быть вовсе не снег, а твердая, замерзшая углекислота. Подобный «сухой лед», употребляющийся при хранении пищевых продуктов, вероятно знаком многим читателям. Он, действительно, внешне напоминает снег или, скорее, лед. Однако пришлось эту гипотезу оставить. Наблюдения обнаружили важный факт: белое вещество полярных шапок остается белым при 10, 15, 20 градусах мороза. Между тем затвердевшая углекислота уже при температуре в —79 градусов и выше обращается снова в газообразное состояние. Так что состоять из такого «сухого льда» полярные шапки Марса, безусловно, не могут.

Некоторые полагали, что полярные шапки состоят из твердой соли, которая в большом количестве издалека напоминает снег. Но эта гипотеза не в состоянии объяснить изменение полярных шапок в связи с временами года.

Самым правдоподобным осталось предположение, что полярные шапки Марса состоят из снега или льда. Окончательно решить этот вопрос удалось лишь советским ученым.

Известный исследователь Марса профессор Г. А. Тихов, изучая цвет полярных шапок Марса, обнаружил, что они имеют слегка зеленовато-голубоватый оттенок и менее блестящи, чем обычный снег. Это привело его к заключению, что полярные шапки Марса представляют собой скопления не снега, а льда. В самом деле, вспомните толстые куски льда, вырубленные из какого-нибудь пруда или реки. Издалека они кажутся зеленовато-голубыми и менее яркими, чем окружающий их снег.

Но лед — это замерзшая вода, которая снова способна обратиться в жидкое состояние не только на Земле, но и на Марсе. Его полярные шапки летом тают, превращаясь в воду. Об этом, кроме всего прочего, говорит еще один важный факт.

Астрономы давно обратили внимание на то, что вокруг тающих марсианских шапок всегда бывает видна темно-зеленоватая с синеватым оттенком кайма, отступающая вместе с ними к полюсам Марса. Известный советский астроном профессор Н. Н. Сытинская, тщательно изучив это явление, пришла к выводу, что загадочная кайма — это намокшая от талой воды почва. Значит, на Марсе есть не только атмосфера, но и другое, очень важное условие для жизни, — вода в жидком состоянии.

Подсчеты показывают, что Марс — это мир, удивительно бедный водою. По скорости таяния полярных шапок, зная, сколько тепла они получают от Солнца, можно подсчитать их вероятную толщину. Оказывается, полярные шапки представляют собой корки льда толщиной всего лишь в несколько сантиметров. А это значит, что если можно было бы растопить полярные льды Марса и превратить их в воду, то ее хватило бы лишь для наполнения одного такого озера, как наше Ладожское.

На всем Марсе почти столько же воды, сколько на Земле в Ладожском озере.

Так мало воды на Марсе! Правда, к этому количеству надо прибавить еще пары воды, находящиеся в атмосфере Марса, а также некоторое количество влаги на его поверхности, главным образом в марсианских морях. Но все это лишь незначительно изменит результат.

Если бы на Марсе были моря или даже озера, то в их воде мы могли бы наблюдать отражение Солнца в виде яркого блика, как оно отражается в любой земной лужице. Но на Марсе никто никогда подобных бликов не наблюдал. Исходя из этого факта, академик В. Г. Фесенков недавно подсчитал, что если на Марсе и есть водоемы с открытой водной поверхностью, то их поперечник не может превышать 300 метров, — в больших водоемах мы видели бы отражение Солнца.

Значит, на Марсе нет ни океанов, ни морей, ни даже озер. Лишь небольшие и мелководные пруды могут встречаться в некоторых местах его поверхности.

Тем не менее, пусть в ничтожных количествах, но жидкая вода на Марсе бесспорно существует. Есть и другое условие, необходимое для жизни, — атмосфера, по составу сходная с земной. Остается лишь выяснить, существует ли на Марсе и третье условие, необходимое для жизни: подходящая температура. Но как это узнать?

В распоряжении астрономов имеются чрезвычайно чувствительные приборы — термоэлементы, с помощью которых можно измерить ничтожные количества тепла. Устройство термоэлемента несложно. Представьте себе две проволочки из железа и из висмута, спаянные своими двумя концами. Если нагреть один из спаев, оставив другой холодным, то по проволочке побежит слабый электрический ток. Силу этого тока можно измерить точными измерительными приборами, а затем рассчитать не только температуру нагретого спая, но и температуру источника нагревания. Современные термоэлементы настолько чувствительны, что с их помощью можно было бы измерить тепло от свечки, находящейся на расстоянии 300 километров. Так вот, поместив термоэлемент внутри телескопа, астрономы направляют на один из его спаев лучи от какого-нибудь участка марсианской поверхности. Этот участок, нагретый солнечными лучами, сам испускает тепло, и по нагреванию термоэлемента можно вычислить его температуру.