Океаны Марса

Все началось с революционной гипотезы профессора А. И. Лебединского, которая нанесла первый удар по установившимся представлениям о Марсе как планете, почти лишенной воды. На чем основано мнение, что Марс очень беден водой! На том, что его атмосфера не содержит водяных паров. Но воздушная оболочка такого состава, как марсианская, и не может содержать заметного количества влаги — профессор Лебединский доказал это математически.

По мнению А. И. Лебединского, сухость марсианской атмосферы нельзя считать признаком отсутствия воды на Марсе. Правда в телескоп на планете не видно и открытых водоемов. Объясняется это очень просто. Средняя годовая температура поверхности Марса даже в тропиках ниже нуля. Лишь к полудню она становится положительной, но задолго до захода Солнца вновь опускается до минусовой. Там вечная мерзлота, поэтому если на Марсе и есть вода, то она всегда находится в виде льда, занесенного песками марсианских пустынь. Таким образом, предположил А. И. Лебединский, очень может быть, что на Марсе есть промерзшие насквозь водоемы, подпочвенные массивы льда.

Но всякая гипотеза требует доказательств. Загруженный другой работой и не имеющий возможности заниматься этим вопросом, профессор А. И. Лебединский предложил мне, тогда еще студенту астрономического отделения университета, попытаться найти подход к оценке запасов подпочвенного льда на Марсе.

Сколько на Марсе может быть воды! Нужно было хотя бы грубо, приблизительно составить представление о возможных ее запасах. На помощь пришли достижения геофизики. Специалисты, изучающие историю развития нашей планеты, пришли к выводу, что на земном шаре, когда он образовался из частиц холодной космической материи, не было и следа океанов. Лишь впоследствии вода выделилась из глубоко залегающих слоев, которые постепенно разогревались. Это выделение продолжается на Земле и поныне. При извержении вулканов среди огромного количества продуктов вулканического извержения содержится заметный процент «первичной» воды.

История развития недр Марса, если исходить из предположения ученых, что он «родной брат» Земли, должна напоминать историю развития нашей планеты. По современным представлениям, разница состоит лишь в ускоренном протекании процессов внутри Марса, поскольку его размеры меньше земных.

Таковы исходные данные. Напрашивается вывод, что процесс выделения воды на поверхность Марса находится в более поздней стадии, чем этот же процесс на Земле. А потому можно предположить, что на единицу поверхности Марса приходится примерно такое же количество воды, как и на Земле, если не больше.

Таким образом, совершен переход к гипотезе о громадных размерах подпочвенных запасов льда на Марсе. Поскольку гипотеза не находится в противоречии с какими-либо достоверными знаниями, ее можно будет считать обоснованной, если вытекающие из нее логические следствия совпадут с известными фактами.

Вода, понемногу, на протяжении миллиардов лет выделявшаяся на поверхность Марса, в условиях холодного климата должна была превращаться в ледяные кристаллики, смешиваться с продуктами разрушения горных пород и образовывать отложения все возрастающей толщины.

Как должна выглядеть эта смесь при наблюдениях с Земли! Оказывается, в тех областях Марса, где Солнце поднимается достаточно высоко, ледяные кристаллики, открыто лежащие на поверхности, днем испаряются, сверху остается только песок или другой наполнитель. Ночью пар вновь вымерзает и «подбеливает» поверхность. Следовательно, почва должна быть белесой только в тех областях Марса, где только что наступило утро, и там, где постоянно сохраняется низкая температура, то есть в полярных областях. Это не противоречит астрономическим наблюдениям. Действительно, на Марсе наблюдаются белесые «полярные шапки», а в утренних областях поверхности планеты — светлые пятна, которые занимают огромные пространства и исчезают с увеличением высоты Солнца над марсианским горизонтом.

Следующий этап — проверка достоверности гипотезы. Непосредственное обнаружение залежей подпочвенного льда на Марсе пока недоступно. Остается второй возможный путь проверки гипотезы — логическое доказательство версии.

Итак, допустим, что подпочвенный лед на Марсе существует. Посмотрим теперь, в чем это может проявиться. Что может воздействовать на лед! Во-первых, тепло, выделяющееся из недр планеты. Перепад температур от глубоких слоев к наружным составляет в земной коре 30 градусов по Цельсию на километр глубины. Будем исходить из того, что на Марсе тоже существует тепловой поток, выходящий из недр наружу, и, следовательно, температура увеличивается с ростом глубины. Там, где температура выше точки плавления льда, кончается вечная мерзлота. Если предположить для конкретности, что рост температуры с глубиной на Марсе такой же в численном выражении, как и на Земле (на самом деле он, конечно, другой, но какой именно — мы не знаем), то можно приблизительно вычислить толщину марсианского слоя вечной мерзлоты.

Исходя из того, что средняя годовая температура поверхности Марса равна близ экватора минус 10—20 градусам, а в полярных областях — почти минус 60 градусам, получаем, что предельная толщина поверхностного ледяного слоя составляет примерно полкилометра в тропиках и до двух километров у полюсов. Сезонные и суточные колебания температуры затухают практически на значительно меньшей глубине. Следовательно, толщина ледяного слоя остается постоянной. Ниже, под слоем вечного льда, вода должна быть жидкой.

Таким образом, можно представить себе следующую картину: под толстым слоем льда, содержащего твердые частицы и засыпанного ими сверху, лежит океан. Покрывает ли он всю планету или на Марсе есть материки! Да, они есть, иначе планета не была бы покрыта продуктами разрушения горных пород — мелко раздробленным веществом, которое ветер разносит, по поверхности Марса.

Существование мощной подпочвенной гидросферы, залившей почти всю поверхность планеты, могло бы объяснить тот факт, что рельеф Марса удивительно ровный, хотя нет оснований отрицать и действия там горообразовательных процессов. Усложняясь, гипотеза приобрела новое качество и превратилась в гипотезу о существовании на Марсе подпочвенных океанов.

Продолжим рассмотрение факторов, влияющих на подпочвенные запасы льда, а теперь уже и воды. Таким фактором обязательно должны быть тектонические процессы типа наших землетрясений (они обязательны в процессе эволюции планеты), которые вызывают растрескивание толстой «скорлупы» марсианских океанов. Такую же работу проделывают и сверхгигантские метеориты, падающие на Марс.

На Земле известно несколько метеоритных воронок диаметром около километра, а одна — с поперечником 3 400 метров! Это Чабб — кратер в Унгаве (Канада). Такие метеориты, хотя они падают и редко, не чаще, чем один раз за десятки тысяч лет, могут делать в нашей модели Марса пробоины с расходящимися от них трещинами. В том случае, если лед лежит не на грунте, а на воде, трещины в нем должны быть прямолинейными или дугообразными.

Много ли таких трещин должно быть на Марсе! Оказывается, много, даже если они возникают довольно редко. Кроме того, трещины в толстом слое льда очень долговечны, это показывают расчеты. С поверхности трещина быстро покрывается льдом. Но полное промерзание ее, например, в шестисотметровом слое льда, произойдет только за полмиллиона лет. На протяжении этого срока не до конца замерзшая трещина будет «слабым местом». Именно здесь лед треснет и в следующий раз.

В окрестностях трещин грунт должен быть менее холодным, чем в окружающих областях. И этот вывод подтверждают математические расчеты. Следовательно, именно здесь условия для жизни наименее суровы. Отсюда следует, что оазисы марсианской растительности должны быть разбросаны, прежде всего, вдоль трещин, о которых шла речь. Если оазисы образуют вдоль трещины цепочку шириной хотя бы в несколько десятков километров, то с Земли в телескоп они будут заметны в виде очень тоненькой линии.

Таково следствие, вытекающее из гипотезы о подпочвенных океанах Марса. О чем говорят непосредственные наблюдения этой планеты! Как известно, Марс покрыт сеткой едва заметных линий непонятного происхождения. Это знаменитые марсианские «каналы», открытые Джованни Скиапарелли в 1877—1879 годах. Сейчас их насчитывают около тысячи. Летом «каналы» темные, а зимой бледнеют и исчезают с тем, чтобы весной появиться вновь каждый на своем месте.

Существование «каналов» Марса — реальный факт, прямо подтверждающий справедливость гипотезы о наличии на Марсе воды под слоем вечной мерзлоты. Там, где воды нет — места, соответствующие нашим континентам, — не должно быть и «каналов». Обширные области, лишенные их, действительно наблюдаются на Марсе.