Поиски жизни в Солнечной системе - Н Хоровиц
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Дольфус не проводил сравнительных экспериментов с твердым диоксидом углерода, но явное совпадение его ре зультатов с данными Кюйпера убедило многих исследовате лей Марса, что вопрос о природе полярных шапок решен. Далее мы цитируем заключение комиссии специалистов, многие из которых впоследствии сделали важный вклад в наши представления о Марсе. Эта комиссия была назначена Советом по космическим исследованиям, созданным для консультаций НАСА на ранних этапах разработки програм мы по изучению планет. Приведенная цитата дает представ ление о взглядах ученых.
Инфракрасные спектры света, отраженного от полярных шапок, убедительно свидетельствуют, что эти образования на Марсе состоят не из замерзшего диоксида углерода единствен ного поддающегося конденсации соединения, наличие которого. кроме воды, можно было бы ожидать; спектры отражения также вполне согласуются с предположением, что полярные шапки образованы льдом . . . Данные по изучению поляризации пока зывают, что полярные шапки состоят из инея. . .
Далее в своем докладе эта же комиссия настаивала на выводах, подобных тем, к которым 63 года назад, в 1898 г., пришел Ловелл. По ее мнению:
... так как полярные шапки состоят из замерзшей воды, их сезонные изменения прямо указывают на то, что в атмосфере Марса присутствуют пары воды. С учетом чередующегося изменения размеров полярных шапок в противоположных полу шариях циркуляция нижних слоев атмосферы должна быть такова, чтобы обеспечивать перемещение водяных паров из одного полушария в другое.
Атмосферное давление
Ряд взаимосвязанных ошибок послужил причиной воз никновения неправильного представления о другом важней шем параметре-атмосферном давлении. И опять это вызва но стремлением приписать Марсу большее сходство с Зем лей, чем есть на самом деле. Во времена Ловелла марсиан ское атмосферное давление измеряли двумя основными ме тодами-фотометрии и поляриметрии. Как известно, моле кулы газа рассеивают свет. В частности, именно этим объяс няется голубой цвет неба: атмосфера рассеивает падающий солнечный свет равномерно во всех направлениях, но по скольку свет с более короткими длинами волн (синяя область спектра) рассеивается гораздо сильнее, чем длинноволновый (красная область), мы видим небо голубым. Поскольку рассеяние света атмосферой влияет на яркость поверхности планеты, измерение яркости на различных длинах волн и при различной плотности атмосферы (что достигается наблюде нием планеты под разными углами) может служить средст вом для оценки величины атмосферного давления. Кроме того, поскольку рассеянный свет поляризован, измерение степени поляризации дает возможность проверить получен ные результаты.
Трудность, однако, состоит в том, что характер рассеяния света зависит не только от его длины волны и плотности атмосферы, но и от состава последней, а также наличия или отсутствия в ней пыли и других взвешенных частиц. Чтобы
обойти это и другие препятствия, обусловленные, например. поляризацией света при отражении от поверхности планеты. исследователям до 1963 г. приходилось при расчете атмо сферного давления делать некоторые неподдающиеся про верке допущения. В результате, по словам Клода Мишо и Рэя Ньюберна из Лаборатории реактивного движения, "каж дый новый исследователь, ссылаясь на "произвольные допу щения" своих предшественников, выдвигал новый набор своих собственных".
Несмотря на все трудности, со времен Ловелла было предпринято не менее десяти попыток использовать фото метрический и поляриметрический методы для определения величины давления на поверхности Марса. Результаты этих обычно вполне согласующихся друг с другом измерений были проанализированы французским астрономом Жераром де Вокулёром в его широко известной книге о Марсе. английское издание которой появилось в 1954 г. Де Вокулёр пришел к выводу, что наиболее вероятное значение атмо сферного давления у поверхност-и Марса равно 85 + 4 мбар. (Эта цифра прекрасно совпадала с величиной, ранее получен ной Ловеллом: в своей книге "Марс и жизнь на нем". опубликованной в 1908 г.. Ловелл, используя фотометриче ский метод, оценил величину давления в 64 мм Hg, что равно 85 мбар!) После повторной проверки данных упомянутая выше комиссия экспертов пришла к следующему заключе нию: "Вряд ли истинное значение давления на поверхности [Марса] отличается от 85 мбар больше чем в 2 раза". В действительности же истинное значение поверхностного дав ления отличается от 85 мбар более чем в 10 раз!
Растительность
Убежденность Ловелла в том. что темные области на поверхности Марса покрыты растительностью, основыва лась па голубовато-зеленой окраске, которая, как показыва ли наблюдения, изменялась со сменой сезонов. Весной это. как говорил Ловелл, "весеннее движение", или "волна позе ленения". начинающееся у края темной полосы, окружающей полярную шапку, перемещалось вдоль каналов по направле нию к экватору и дальше. По оценке Ловелла, скорость распространения "волны позеленения" составляла 51 милю (82 км) в день. Согласно его схеме, волна усиления окраски свидетельствовала о развитии растительности в период. когда в низких широтах в достатке появлялась вода. что
было связано с ее регулярным перемещением в атмосфере планеты от одного полюса к другому. Ловелл понимал, что направление движения "волны потемнения" (как ее стали называть) противоположно тому, что наблюдается на Земле, где весенний рост растительности, начинаясь в умеренных широтах, распространяется к полюсу. Но он был убежден. что именно этого следует ожидать на планете, где жизнь существует в условиях дефицита воды.
Наблюдения Марса в телескоп, проведенные уже после смерти Ловелла, подтвердили наличие темной полосы во круг полярной шапки и сезонных изменений в окраске морей. В настоящее время эти явления принято объяснять переме щением облаков пыли ветрами, направление которых изме няется в зависимости от сезона. Возможно, что темная полоса вокруг полярной шапки-это просто оптический эф фект, обусловленный появлением слоя замерзшего диоксида углерода, который обнажается в результате возгонки лежа щего на нем инея. Однако на протяжении десятилетий после смерти Ловелла господствовала гипотеза о существовании па Марсе растительности, и к 1960 г. казалось, что она скоро будет окончательно доказана.
История этого вопроса берет свое начало в 1947-1948 гг., ко1да Дж.П. Кюйпер. утверждавший, что марсианские по лярные шапки состоят из водяного льда, обратил внимание на то, что он назвал "зелеными областями" Марса. Он собирался сравнить спектр света, отраженного от этих облас тей, со спектрами света, отраженного от поверхностей, по крытых высшими растениями, лишайниками и мхами. Ли шайники представляют собой симбиозы грибов и водорос лей. Они имеют зеленый или зеленоватый цвет и, подобно высшим растениям, осуществляют фотосинтез с помощью хлорофилла. Обладая чрезвычайной выносливостью, эти организмы населяют холодные, сухие, малоблагоприятные для жизни места, где редко встречаются другие виды.
Кюйпер не обнаружил сходства между спектрами света, отраженного от высших растений и лишайников. В то время как в видимой и инфракрасной областях спектра света, отраженного от высших растений, наблюдалось с десяток пиков, чередующихся с провалами, у лишайников соответст вующий спектр не имел столь характерных особенностей - он был почти ровным. Подобный спектр получили и при иссле довании мхов. По техническим причинам Кюйперу не уда лось получить полной спектральной картины зеленых облас тей Марса: он исследовал лишь отраженный от них свет на
четырех различных длинах волн. Он убедился, что эти спектры отличаются от спектров зеленых растений, но весь ма сходны со спектрами мхов и лишайников. Однако спектр, лишенный характерных особенностей, вряд ли можно было рассматривать как надежное доказательство существования на Марсе какой-либо формы жизни; поэтому "волне потем нения" дали объяснение небиологического характера. Со гласно новой гипотезе, сезонные изменения на Марсе проис ходят в то время, когда неорганические вещества на его поверхности поглощают из атмосферы водяные пары, кото рые весной перемещаются по планете, а затем теряют их осенью, когда атмосфера становится сухой. Существует мно го соединений такого рода, которые меняют цвет при погло щении или потере влаги. Известный английский астроном, эстонец по национальности, Эрнст Опик выступил в 1950 г. против этой гипотезы, указав на то, что пылевые бури-в телескоп они видны как желтые тучи, порой окутывающие всю планету,-давно засыпали бы темные области, будь они просто минеральными отложениями на поверхности. Опик высказал предположение, что, поскольку одни и те же облас ти всегда вновь появляются в поле зрения по окончании марсианских бурь, они, по-видимому, обладают способ ностью к регенерации.
