"На зов таинственного Марса" - читать интересную книгу автора (Шевченко Владислав Владимирович)

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.

Принято считать, что метеориты являются осколками малых планет — астероидов. Все научные данные в настоящее время говорят в пользу такого вывода.

В 1865 году в Шерготти, в Индии, был найден образец, который был не похож на обычные метеориты. Но тогда это обстоятельство не привлекло к себе особого внимания.

Настоящая сенсация разразилась несколько лет назад, когда к восьми известным образцам «шерготтитов» добавились еще два, найденные в Антарктиде.

Наиболее крупный из этих осколков был подвергнут подробному анализу. Шерготтиты отличаются от большинства метеоритов, возникших в результате дробления вещества астероидов, прежде всего тем, что состоят из вулканической породы.

Образцы, найденные в Антарктиде, отличаются высоким содержанием частиц воды и некоторых других летучих элементов, а также содержанием элементов калия и урана. Вещество необычных метеоритов застыло и кристаллизовалось по астрономическим меркам сравнительно недавно, не более 1,3 миллиарда лет назад. Породы лунной коры имеют возраст около 4 миллиардов лет. Возраст астероидов и того больше. Следовательно, шерготтиты образовались на тех планетах, где вулканическая деятельность происходила по космическому календарю сравнительно недавно. Можно допустить, что найденный в Антарктиде осколок принадлежал большой и активной планете. Было установлено, что примерно 180 миллионов лет назад изучаемый осколок подвергся сильному удару. В результате частичного плавления каменного вещества в нем образовались мелкие стеклянные пузырьки, внутри которых были найдены газы: аргон, криптон, ксенон и азот. Содержание газов хорошо согласуется с данными о составе атмосферы Марса.

Эти сведения позволяют высказать предположение, что в природе «марсианских» метеоритов отразилось влияние атмосферы и подповерхностных вод Марса.

Наиболее убедительным объяснением всех особенностей служит гипотеза о захвате газовых частиц расплавленной поверхностью осколка 180 миллионов лет назад, когда он подвергся удару.

Возможно, исследованный осколок был выброшен с поверхности планеты в результате взрыва от падения крупного метеорита или астероида. Долгое путешествие его в межпланетном пространстве закончилось на поверхности земного шара, в Антарктиде.

Обсуждая подробности химического состава и структурные особенности шерготтитов, специалисты приходят к выводу, что недра Марса, вероятно, более похожи на недра Земли, чем думали раньше. Если, конечно, шерготтиты действительно прилетели к нам с Марса.

После того как Марс, подобно Земле и другим телам земного типа, образовался из роя отдельных твердых частиц и мелких фрагментов, в общей расплавленной массе вещества началось выделение более тяжелого ядра. Полагают, что железное ядро формировалось в условиях относительно невысоких температур — около 1000 градусов. На Марсе железо содержится в больших количествах, чем на Земле, и в мантии и в коре. Цвет поверхности планеты вызывают красные окислы железа, распространенные в рыхлом покровном веществе. Общее содержание железа в планетном веществе Марса меньше, чем у Земли, и не превышает примерно 25 процентов. Этим объясняется и меньшая средняя плотность Марса. Если сравнить объем и массу Земли, средняя плотность земного вещества составит величину 5,5 граммов в одном кубическом сантиметре. Примерно такая же плотность Венеры и Меркурия. А вот средняя плотность Марса ниже. Сравнив объем и массу планеты, можно убедиться, что эта величина составляет лишь около 4 граммов в кубическом сантиметре.

Итак, в течение первого миллиарда лет существования планеты у Марса образовалось сравнительно небольшое и не очень плотное ядро. Ученые считают, что радиус марсианского ядра составляет от 800 до 1500 километров, а общая масса достигает менее десятой доли массы всей планеты.

Еще через один миллиард лет начинается бурная внутренняя деятельность недр планеты. В мантии — слое, лежащем между ядром и внешней корой, — образуются зоны расплавленных пород, которые под давлением вырываются на поверхность.

В это время на лике планеты возникли обширные равнины, заполненные лавами, и наиболее сильно проявлялась вулканическая активность.

Эпоха глобальных изменений форм рельефа, когда выросли знаменитые гиганты — вулканы, относится именно к этому этапу истории Марса.

В течение следующего миллиарда лет активность недр продолжалась, но уже с постепенным угасанием.

Сейчас Марс переживает период полного остывания.

Толщина твердой оболочки непрерывно нарастает и в настоящее время, по-видимому, достигла уже нескольких сотен километров, из которых около 100 километров приходится на верхний слой — кору. Такой мощный твердый панцирь уже непробиваем для расплавленных лав марсианских недр. Поэтому вулканы потухли и безмолвствуют, в низины не затекает лава и не раскалывается зияющими провалами марсианская кора.

Остывает и поверхность Марса. Поскольку средние температуры поверхности на всех широтах значительно ниже нуля градусов по Цельсию, планета как бы погружена в область вечного холода.

Мы знаем, что в наиболее суровых по климату районах Земли образуется так называемая вечная мерзлота — слой пород с постоянно минусовой температурой, в котором вещество горных пород смешано с замерзшей водой.

Подобный же слой образовался и на Марсе.

Но в отличие от своего земного аналога слой вечной мерзлоты на Марсе охватывает всю планету и имеет большую мощность. Расчеты показывают, что мощность промерзания пород на полюсах может доходить до глубины в 4 километра, а в экваториальной зоне — до 1 километра. Внутри этого слоя возможны обширные скопления льда, прикрытого сверху многометровым слоем раздробленных пород.

О существовании слоя вечной мерзлоты на Марсе говорят особые формы рельефа, которые известны и на Земле в зоне многолетней мерзлоты.

Но если планета имеет такие большие запасы льда, может быть, в ее истории действительно существовали периоды, когда внешние условия могли приводить к внезапному интенсивному оттаиванию вечной мерзлоты и к появлению рек, высохшие русла которых мы видим сегодня на марсианской поверхности. Можно предположить, что подобные изменения климата Марса происходили в течение последнего миллиарда лет. Но почему и каким образом, до сих пор неизвестно. Остается лишь строить различные догадки, выдвигать гипотезы, искать новые научные факты.

Мы знаем, что в далеком прошлом на Земле происходили периодические изменения климата в масштабах всего земного шара. Примером могут служить периоды оледенения, существенно менявшие условия обитания живых существ на огромных пространствах материков.

Возможно, нынешнее «оледенение» Марса лишь эпизод в его бурной жизни? Может, у планеты были и другие времена?

Необходимо разобраться в том, что могло бы вызвать общее изменение климата. Вот что утверждают сторонники одной из гипотез.

Обратите внимание на обыкновенную игрушку — сильно раскрученную детскую юлу. Быстро вращаясь вокруг своей оси, она еще медленно покачивается то в одну, то в другую сторону.

Оси вращения планет, в частности Земли и Марса, описывают в пространстве точно такие же плавные колебания. Конечно, масштабы времени и расстояний соответствуют масштабам самих тел. Ось Земли за период в 26 000 лет совершит полный оборот, который меняет наклон ее от среднего значения 23,5 градуса на 1 градус. Сдерживающее влияние оказывает находящаяся рядом масса Луны. Иначе наклон земной оси менялся бы еще более значительно.

У Марса нет такого массивного соседа, и наклон его оси меняется в более широких пределах, хотя и медленнее — с периодом 125 000 лет.

Если в настоящее время наклон оси вращения Марса близок к среднему значению — 25,2 градуса, — то в другие времена он мог бы составлять от 15 до 35 градусов. Полный цикл изменения угла наклона оси вращения завершается примерно через миллион лет.

Изменения наклона оси сказываются на нагревании полярных шапок. Когда планета максимально наклонена, полярные шапки получают на одну треть больше солнечного тепла, чем в настоящее время. Подобный наклон ось вращения Марса имела около полумиллиона лет назад.

При максимальном наклонении весь лед на полюсах может растаять. Ученые пришли к выводу, что в этом случае давление атмосферы Марса могло бы возрасти более чем в десять раз. В то же время тепло не окончательно остывших тогда недр планеты могло поддерживать существование вблизи поверхности большого водоносного слоя. С увеличением внутреннего давления на такие водоносные горизонты даже слабого внешнего удара достаточно для освобождения гигантского потока воды. Расчеты ученых подтверждают, что в подобном случае на поверхность могли вырываться потоки в несколько сотен миллионов кубометров воды в секунду. Такие потоки вполне способны были промыть существующие сегодня сухие русла за сравнительно короткое время, пока вода не испарится полностью.

Особенность речных русел Марса — значительная их глубина. Крутые берега, не имеющие террас, обрываются с высоты двух километров. По сравнению с земными долинами марсианские русла при той же протяженности имеют большую ширину.

Родилась и еще одна гипотеза. Вода могла течь и под слоем льда, который нарастал сверху из-за того, что замерзание воды происходило на поверхности быстрее, чем испарение. Испытывая давление массы льда, марсианская река уходила в глубь каменных пород, промывая себе глубокое русло с обрывистыми берегами.

Ледовый панцирь рек тоже, вероятно, не оставался неподвижным. Заторы и наползание друг на друга больших масс льда разрушали каменные берега, расширяли их. И конечно, бурные потоки резко меняли направление, метались из стороны в сторону, образовывая извилистые русла.

Проблема «подземных океанов» на Марсе продолжает волновать исследователей. Внимательно изучая рельеф, они обнаруживают новые и новые детали, которые можно объяснить только существованием подповерхностных залежей льда.

Например, на Земле в областях с вечной мерзлотой часто наблюдаются появляющиеся коротким арктическим летом уступы высотой в десятки метров. Это нагревшийся под солнцем верхний слой мерзлой почвы оттаивает и сползает с уклонов. По протяженности подобные оползни тянутся на десятки или даже сотни метров.

А на Марсе? Космические фотографии демонстрируют нам очень много похожих объектов.

Но на красной планете в приэкваториальной области можно видеть котловины гораздо крупнее, поперечником в десятки и сотни километров, дно которых как бы обрушилось в глубинные пустоты.

Ученые склонны объяснять появление таких образований существованием под поверхностью огромных резервуаров воды. Согласно расчетам, в мерзлоте Марса скрыто примерно в 100 раз больше льда, чем в полярных шапках. Вероятно, под мерзлыми породами планеты и сейчас содержится вода.

Исследователи, изучая природу марсианских русел, обратили внимание, что некоторые из марсианских рек как бы «вытекают» из кратеров. Представьте такую картину: с огромной скоростью крупный метеорит врезается в марсианскую поверхность. Взрыв дробит и разбрасывает вокруг мерзлые породы. Но какая-то часть выделившегося тепла неизбежно уходит на разогрев и плавление огромных масс мерзлого грунта. Значит, несколько кубических километров мерзлоты моментально нагревались и оттаивали. Не они ли текли бурными потоками по окрестностям?

Вспомним, кстати, что в «осколке» с Марса, найденном в Антарктиде, с рассказа о котором начиналась эта глава, содержатся минералы, гораздо более насыщенные частицами воды, чем обычные метеориты. А ведь он покинул красную планету примерно 180 миллионов лет назад. Все сходится? Не будем торопиться. Еще много «но» встретится нам на пути к истине, много неясного и, наоборот, мало бесспорных фактов. А в чем заключается истина, покажут будущие исследования. Пока же многочисленные свидетельства существования воды в марсианской среде возвращают нас к извечному вопросу, связанному с Марсом, вопросу, который не устают задавать и специалисты, и люди, не связанные непосредственно с наукой. Есть ли там жизнь? Ведь вода и жизнь — понятия, очень близко соседствующие друг с другом.