Снимок крупнейшей марсианской долины с большим количеством «притоков», внешне похожих на земные овраги. Размеры площади, отображенной на снимке, составляют 370 километров на 480 километров. Изображение было получено телевизионными камерами космического аппарата «Маринер-9» и передано на Землю в начале января 1972 года. Это было одно из первых изображений гигантской системы долин в южном полушарии Марса.
Вулканы и разломы возникают из-за внутренней активности планет. Но кроме деятельности недр, свое влияние на внешний вид планеты оказывают события, происходящие в окружающем космическом пространстве, а также процессы на поверхности и внутри планетной среды.
Атмосфера Марса очень разрежена, и она не может служить существенным препятствием для падающих на его поверхность метеоритов. Эти космические путешественники несутся в межпланетном пространстве с громадными скоростями — в среднем 15–20 километров в секунду. Подобные скорости трудно представить. Переместиться за одну только секунду с северной Окраины Москвы на южную мы можем, пожалуй, лишь мысленно. Но мчащееся к поверхности планеты такое тело, даже небольших размеров, обладает громадным запасом кинетической энергии. При ударе о твердое препятствие энергия движения превращается в тепловую энергию. Происходит взрыв, по силе примерно равный атомному или термоядерному взрыву.
Многочисленные следы таких встреч с метеоритами и более крупными телами остались на возвышенных участках материков южного полушария.
Что же здесь происходило? При ударе о поверхность падающее тело успевает углубиться на небольшую глубину, и уже через сотые или даже тысячные доли секунды происходит взрыв. Выделяемое количество тепла таково, что может мгновенно испарять камень и железо. Поэтому космический пришелец, а с ним и значительная часть горных пород местности, куда пришелся удар, превращается в пар. Ударная волна от центра взрыва, очень быстро распространяется в окружающих скальных породах, дробит и выбрасывает на большие расстояния крупные и мелкие осколки. Образуется большое количество и самых мелких осколков — песчинок, которые потом превращаются в пыль. На месте испарившихся и разбросанных пород возникает выемка — ударный кратер.
Другая область гигантской системы долин была снята телевизионными камерами космического аппарата «Викинг-1» в сентябре 1976 года. Многочисленные разломы и провалы создают впечатление огромного лабиринта. Происхождение этого ландшафта еще не разгадано до конца. Ученые полагают, что подобные образования могли возникнуть в результате процессов, связанных с замерзанием и таянием подповерхностного льда. В центре изображения привлекает внимание тонкое извилистое русло на дне долины, похожее на русло высохшей реки.
Чем больше падающая космическая «бомба», тем крупнее оставшийся после удара кратер, поскольку энергия движущегося тела зависит не только от его скорости, но и от его массы. Следовательно, при падении с одинаковыми скоростями более массивный метеорит вызовет взрыв большей разрушительной силы.
Марс гораздо ближе, чем Земля и Луна, расположен к поясу астероидов, который находится между орбитами Юпитера и Марса. Можно предположить, что подобная близость в древние времена истории нашей планетной системы неоднократно приводила к столкновению с Марсом крупных тел, типа астероидов, к образованию наиболее значительных впадин. Самые крупные из них — Эллада, Исида и Аргир достигают в поперечнике 2000, 1400 и 900 километров.
На Марсе кратеров размером менее нескольких десятков метров почти нет. А на Луне, например, есть впадины всех размеров: от величественных цирков в сотни километров поперечником до крошечных кратеров на отдельных частицах лунного грунта, которые можно разглядеть только в электронный микроскоп. Различия объясняются условиями на этих двух небесных телах.
У Луны совсем нет атмосферы, которая, как у Земли, могла бы служить защитой поверхности от падающих тел. Ведь к Земле пробиваются метеориты очень редко. Большинство их сгорает в атмосфере в результате трения о воздух при больших скоростях движения. Эти космические факелы мы наблюдаем в виде метеоров, или, как еще говорят, «падающих звезд». На Луну падают все метеоритные частицы, включая самые малые — с массой в миллионные доли грамма. Они-то и выбивают микроскопические кратеры на песчинках грунта.
Атмосфера Марса не столь плотная, как у Земли. Но все же она задерживает, частично затормаживает движение небольших метеоритов.
Внешне кратеры на Луне и Марсе похожи между собой. Небольшой приподнятый над окружающей местностью вал, углубленное сферическое или плоское дно и многочисленные следы разрушений внутри и вокруг круглой впадины — вот основные черты рельефа ударного происхождения, одинаковые для всех небесных тел, где они встречаются.
Глубина кратеров на Марсе меньше, чем на Луне. Вездесущая марсианская пыль, заполняя ударные воронки, делает их более плоскими, а ветры, разрушая гребни валов, покрывают первоначальные формы кратеров слоем раздробленного материала.
На снимках, сделанных космическими станциями непосредственно на поверхности Марса, удалось запечатлеть ландшафт планеты с большим количеством камней различных размеров и сыпучей пылью, заполняющей все промежутки и поры.
На равнинах и внутри крупных кратеров — песчаные барханы или дюны, как в зонах пустынь на Земле. Расстояние между марсианскими дюнами больших размеров достигает 1–2 километров.
В некоторых районах, где дуют постоянно ветры одного направления, за кратерами тянутся светлые шлейфы — это пылевые наносы, создаваемые господствующими ветрами и переносимой ими пылью. На темном фоне обнаженных пород видны светлые параллельные полосы. По фотографиям кратерных шлейфов можно составлять карты направлений сезонных ветров для разных местностей.
Необычной и во многом еще загадочной особенностью марсианского рельефа являются длинные ветвящиеся долины протяженностью в сотни километров, с многочисленными извилистыми «притоками», своим внешним видом очень напоминающие высохшие русла земных рек. Их несколько десятков тысяч. Как правило, более узкие истоки берут свое начало в возвышенной части местности и, спускаясь по склону, расширяются к «устью». Иногда извилистые русла соединяют собой отдельные впадины.
Невероятная схожесть этих долин и русел земных рек поневоле заставляет задуматься над существованием потоков воды, прорезавших в поверхности Марса свои извилистые пути.
Для современных условий на планете подобная возможность нереальна, и ее можно сразу же отвергнуть. При таком малом давлении атмосферы, которое существует сейчас на Марсе, вода закипает даже не нагреваясь, по нашим привычным понятиям. Например, в низинах Марса, где давление его атмосферы достигает максимальных значений, вода должна кипеть уже при температуре в несколько градусов выше нуля. При среднем значении давления для поверхности Марса лед переходит в пар, минуя жидкое состояние. В настоящее время реки на Марсе не могут течь, поскольку не может существовать жидкая вода.
Но не исключено, что в другие времена условия на Марсе были иными.
Осколок Марса на Земле
Примерно 200 лет назад ученые стали обращать пристальное внимание на камни, падающие с неба, — метеориты. Их стали специально разыскивать, исследовать химический состав вещества, пытаться понять их происхождение. Всего на пяти континентах Земли найдено 2500 метеоритов. Особенно богатыми сборы метеоритного вещества оказались на ледяном континенте — Антарктиде, где эти поиски начаты сравнительно недавно. На белоснежных просторах камни с неба хорошо выделяются и видны издалека. За несколько лет шестой континент дал науке столько же находок, сколько все остальные за двести лет.