Астрономия. Популярные лекции - Владимир Георгиевич Сурдин

Рис. 5.4. Долины Маринера. Снимок представляет собой мозаику из 102 кадров, полученных орбитальным аппаратом «Викинг-1» (NASA, 1980).

Марсианские каньоны тоже очень глубоки, до 10 км (рис. 5.4). Один из самых глубоких назвали Долинами «Маринера» — того самого, который впервые сделал его снимок. Длиной он около 4000 км, ширина — почти 800 км, глубина — около 7 км. Правда, на Земле самое глубокое место — Марианская впадина — примерно такой же глубины, но это благодаря тому, что она заполнена водой.

Рис. 5.5. Облака в атмосфере и полярные шапки Марса (космический телескоп «Хаббл», NASA, ESA).

Как и у нашей планеты, у Марса есть две полярные шапки (рис. 5.5). Весной солнышко пригревает (до –80 °C), полярная шапка под его лучами начинает интенсивно таять, так как она в основном состоит из двуокиси углерода. Он испаряется в атмосферу и замерзает на другом полюсе, который в тени. В результате огромное количество CO2 устремляется через всю планету по меридианам из одного полушария в другое, этот ветер поднимает массу пыли и тем самым вызывает пылевую бурю: хотя атмосфера Марса разреженная и сила тяжести на его поверхности небольшая, даже такая атмосфера может создать мощный воздушный поток, который способен поднять пыль (рис. 5.6). И так повторяется дважды в год (марсианский, который почти вдвое длиннее земного). «Маринеру-9» в этом отношении не повезло: он подлетел, начал фотографировать а тут вдруг бах — пылевая буря. Прошло лишь полтора месяца с начала весны — и пыль, поднятая ветром, заволокла всю поверхность. Четыре земных месяца зонд дожидался окончания пылевой бури, чтобы продолжить свою работу.

Рис. 5.6. Два снимка Марса, полученные в 2001 г. аппаратом «Mars Global Surveyor». Слева — фото, сделанное в конце июня (четко видна поверхность планеты), справа — в июле, когда Марс был окутан пылевой бурей (NASA/JPL/MSSS).

Сегодня вокруг Марса работает много зондов. Самый совершенный из них — американская (NASA) межпланетная станция Mars Reconnaissance Orbiter (MRO, рис. 5.7). У нее мощный фотографический комплекс с большим телеобъективом, который позволяет получать фотоснимки поверхности планеты с линейным разрешением в четверть метра (т. е. детали такого размера могут быть различимы): например, на его снимках видны следы колес марсоходов. Эта орбитальная станция по радиоканалу передает информацию на Землю, причем не только собственную, но также ретранслирует с поверхности планеты сигналы марсоходов, когда пролетает над ними.

Рис. 5.7. Межпланетная станция Mars Reconnaissance Orbiter. Рисунок NASA.

Карты марсианского рельефа на сегодня более детальны, чем карты земной поверхности. На нашей планете мешают облака, вечнозеленые тропические леса. Кроме того, две трети поверхности нашей планеты покрыты водой, сквозь которую не видно ничего на дне. А на Марсе воды нет, облаков мало, зелени нет, поэтому его внешний вид мы знаем идеально. И даже внутри кое-что прощупали. Физикам известно, что любая волна проникает внутрь тела на расстояние порядка длины этой волны. MRO имеет в распоряжении радиолокаторы, в том числе и длинноволновые (порядка километра). И его снимки Марса показывают много интересных деталей. Как правило, эти детали узнаваемы и имеют аналоги в земном рельефе. Например, вот следы таяния полярной шапки (рис. 5.8); на ледниках Эльбруса точно такие же слои, для геологов очень знакомые структуры.

Рис. 5.8. Марсианский ледник в процессе таяния (NASA).

Рис. 5.9. Удивительный марсианский рельеф. Размер изображения по диагонали — около 1 км.

Рис. 5.10. Дюны из черного базальтового песка в марсианском кратере Проктор (NASA).

Казалось бы, а что может быть на Марсе не такое, как на Земле? Но вот эта картина (рис. 5.9) — не очень знакомая: похоже на чешую или черепицу. Интересно, что скажут специалисты-геологи: есть ли такое у нас? Или вот (рис. 5.10) — песчаные дюны: ветер дует, песок переносится. Но тут светлый песок отделился от темного: дюны из черного песка, а подстилающая поверхность — из более светлого. На спутниковых снимках Земли такого сочетания мне видеть не приходилось, хотя черный песок есть на Канарских островах, это вулканическое вещество: лежишь на пляже — ты белый, а он черный. Еще пример космической съемки с орбиты (рис. 5.11): из красноватого песка вроде бы торчат кустики.

Рис. 5.11. Темные оползни на Марсе, сверху напоминающие живые растения.

Марс вдвое меньше Земли, но все равно площадь поверхности планеты огромна, а марсоходы излазили в сумме лишь около 10 км2 и ничего подобного не обнаруживали.

Марсианская вода

В полярной шапке вода, конечно, есть, но по тому, как интенсивно шапка тает под солнцем, мы понимаем, что ее там очень мало, в основном вещество шапки — это двуокись углерода, которая при низком марсианском давлении испаряется при –120 °C. Однако мы видим следы водных потоков, явные речные русла, сеть притоков, размытые овраги (рис. 5.12): что-то там все же текло! Судя по всему, на Марсе было даже море, целый океан: в северном полушарии планеты поверхность очень ровная, вся выглажена, как у нас морское дно, и она ниже среднего уровня высоты метров на триста. Но куда вся эта вода делась? Наверное, часть замерзла, а часть испарилась. Но не вся же? Или вся?

Итак, следов течения много, но жидкой воды нигде не видно. А дело в том, что чистой жидкой воды на поверхности Марса быть не может. В прошлом давление марсианской атмосферы, по-видимому, было довольно высоким, но в нашу эпоху в среднем оно в 160 раз меньше земного — около 0,006 атм (на вершине горы Олимп 0,003 атм, а в долине Эллада 0,016 атм). А поскольку атмосфера Марса в основном состоит из углекислого газа, парциальное давление водяного пара в ней еще значительно меньше, т. е. существенно ниже давления, определяющего так