Океани Марса

Все почалося з революційної гіпотези професора А. І. Лебединського, яка завдала першого удару по сталим уявленням про Марс як планети, майже позбавленої води. На чому ґрунтується думка, що Марс дуже бідний водою! На тому, що його атмосфера не містить водяної пари. Але повітряна оболонка такого складу, як марсіанська, і не може містити помітної кількості вологи – професор Лебединський довів це математично.

На думку А. І. Лебединського, сухість марсіанської атмосфери не можна вважати ознакою відсутності води на Марсі. Правда в телескоп на планеті не видно і відкритих водойм. Пояснюється це дуже просто. Середня річна температура поверхні Марса навіть у тропіках нижче нуля. Лише до полудня вона стає позитивною, але задовго до заходу Сонця знову опускається до мінусової. Там вічна мерзлота, тому якщо на Марсі і є вода, то вона завжди знаходиться у вигляді льоду, занесеного пісками марсіанських пустель. Таким чином, припустив А. І. Лебединський, дуже може бути, що на Марсі є промерзлі наскрізь водойми, підґрунтові масиви льоду.

Але всяка гіпотеза вимагає доказів. Завантажений іншою роботою і не маючи можливості займатися цим питанням, професор А. І. Лебединський запропонував мені, тоді ще студентові астрономічного відділення університету, спробувати знайти підхід до оцінки запасів підґрунтового льоду на Марсі.

Скільки на Марсі може бути води! Потрібно було хоча б грубо, приблизно скласти уявлення про можливі її запаси. На допомогу прийшли досягнення геофізики. Фахівці, що вивчають історію розвитку нашої планети, прийшли до висновку, що на земній кулі, коли вона утворилася з частинок холодної космічної матерії, не було й сліду океанів. Лише згодом вода виділилася з глибоко залягаючих шарів, які поступово розігрівалися. Це виділення триває на Землі і понині. При виверженні вулканів серед величезної кількості продуктів вулканічного виверження міститься помітний відсоток «первинної» води.

Історія розвитку надр Марса, якщо виходити з припущення вчених, що він «рідний брат» Землі, повинна нагадувати історію розвитку нашої планети. За сучасними уявленнями, різниця полягає лише в прискореному протіканні процесів всередині Марса, оскільки його розміри менше земних.

Такі вихідні дані. Напрошується висновок, що процес виділення води на поверхню Марса знаходиться в більш пізній стадії, ніж цей же процес на Землі. А тому можна припустити, що на одиницю поверхні Марса припадає приблизно така ж кількість води, як і на Землі, якщо не більше.

Таким чином, здійснений перехід до гіпотези про величезні розміри підгрунтових запасів льоду на Марсі. Оскільки гіпотеза не знаходиться в протиріччі з якими-небудь достовірними знаннями, її можна буде вважати обґрунтованою, якщо випливаючі з неї логічні наслідки співпадуть з відомими фактами.

Вода, потроху, впродовж мільярдів років виділялася на поверхню Марса, в умовах холодного клімату повинна була перетворюватися в крижані кристали, змішуватися з продуктами руйнування гірських порід і утворювати відкладення все зростаючої товщини.

Як має виглядати ця суміш при спостереженнях із Землі! Виявляється, в тих областях Марса, де Сонце піднімається досить високо, крижані кристали, відкрито лежать на поверхні, вдень випаровуються, зверху залишається тільки пісок або інший наповнювач. Вночі пар знову вимерзає і «підбілює» поверхню. Отже, грунт має бути білястим тільки в тих областях Марса, де щойно настав ранок, і там, де постійно зберігається низька температура, тобто в полярних областях. Це не суперечить астрономічним спостереженням. Дійсно, на Марсі спостерігаються білуваті «полярні шапки», а в ранкових областях поверхні планети – світлі плями, які займають величезні простори і зникають із збільшенням висоти Сонця над марсіанським горизонтом.

Наступний етап – перевірка достовірності гіпотези. Безпосереднє виявлення покладів підґрунтового льоду на Марсі поки недоступно. Залишається другий можливий шлях перевірки гіпотези – логічний доказ версії.

Отже, припустимо, що підґрунтовий лід на Марсі існує. Подивимося тепер, у чому це може проявитися. Що може впливати на лід! По-перше, тепло, що виділяється з надр планети. Перепад температур від глибоких шарів до зовнішніх становить в земній корі 30 градусів за Цельсієм на кілометр глибини. Будемо виходити з того, що на Марсі теж існує тепловий потік, що виходить з надр назовні, і, отже, температура збільшується з ростом глибини. Там, де температура вище точки плавлення льоду, кінчається вічна мерзлота. Якщо припустити для конкретності, що зростання температури з глибиною на Марсі таке ж в чисельному вираженні, як і на Землі (насправді воно, звичайно, інше, але яке саме – ми не знаємо), то можна приблизно обчислити товщину марсіанського шару вічної мерзлоти .

Виходячи з того, що середня річна температура поверхні Марса дорівнює поблизу екватора мінус 10-20 градусів, а в полярних областях – майже мінус 60 градусів, отримуємо, що гранична товщина поверхневого крижаного шару складає приблизно півкілометра в тропіках і до двох кілометрів біля полюсів. Сезонні і добові коливання температури загасають практично на значно меншій глибині. Отже, товщина крижаного шару залишається постійною. Нижче, під шаром вічного льоду, вода повинна бути рідкою.

Таким чином, можна уявити собі таку картину: під товстим шаром льоду, який містить тверді частинки і засипаного ними зверху, лежить океан. Чи покриває він всю планету або на Марсі є материки! Так, вони є, інакше планета не була б покрита продуктами руйнування гірських порід – дрібно роздробленою речовиною, яку вітер розносить, по поверхні Марса.

Існування потужної підґрунтової гідросфери, що залила майже всю поверхню планети, могло б пояснити той факт, що рельєф Марса дивно рівний, хоча немає підстав заперечувати і дії там горотворних процесів. Ускладнюючись, гіпотеза набула нової якості і перетворилася на гіпотезу про існування на Марсі підґрунтових океанів.

Продовжимо розгляд факторів, що впливають на підґрунтові запаси льоду, а тепер вже й води. Таким фактором обов’язково повинні бути тектонічні процеси типу наших землетрусів (вони обов’язкові в процесі еволюції планети), які викликають розтріскування товстої «шкаралупи» марсіанських океанів. Таку ж роботу проробляють і надгігантські метеорити, що падають на Марс.

На Землі відомо кілька метеоритних воронок діаметром близько кілометра, а одна – з поперечником 3400 метрів! Це Чабб – кратер в Унгава (Канада). Такі метеорити, хоча вони падають і рідко, не частіше, ніж один раз за десятки тисяч років, можуть робити в нашій моделі Марса пробоїни з розбіжними від них тріщинами. У тому випадку, якщо лід лежить не на грунті, а на воді, тріщини в ньому повинні бути прямолінійними або дугоподібними.

Чи багато таких тріщин має бути на Марсі! Виявляється, багато, навіть якщо вони виникають досить рідко. Крім того, тріщини в товстому шарі льоду дуже довговічні, це показують розрахунки. З поверхні тріщина швидко покривається льодом. Але повне промерзання її, наприклад, в шестисотметровому шарі льоду, відбудеться тільки за півмільйона років. Протягом цього терміну не до кінця замерзла тріщина буде «слабким місцем». Саме тут лід трісне і наступного разу.

В околицях тріщин грунт повинен бути менше холодним, ніж в оточуючих областях. І цей висновок підтверджують математичні розрахунки. Отже, саме тут умови для життя найменш суворі. Звідси випливає, що оазиси марсіанської рослинності повинні бути розкидані, насамперед, вздовж тріщин, про які йшла мова. Якщо оазиси утворюють вздовж тріщини ланцюжок шириною хоча б у кілька десятків кілометрів, то з Землі в телескоп вони будуть помітні у вигляді дуже тоненької лінії.

Такий висновок йде з гіпотези про підґрунтові океани Марса. Про що говорять безпосередні спостереження цієї планети! Як відомо, Марс покритий сіткою ледь помітних ліній незрозумілого походження. Це знамениті марсіанські «канали», відкриті Джованні Скіапареллі в 1877-1879 роках. Зараз їх налічують близько тисячі. Влітку «канали» темні, а взимку бліднуть і зникають з тим, щоб навесні з’явитися знову кожен на своєму місці.

Існування «каналів» Марса – реальний факт, прямо підтверджує справедливість гіпотези про наявність на Марсі води під шаром вічної мерзлоти. Там, де води немає – місця, що відповідають нашим континентам, – не повинно бути і «каналів». Великі області, позбавлені їх, дійсно спостерігаються на Марсі.