Владислав Шевченко - На зов таинственного Марса
По аналогии с Землей можно было бы считать, что в реальных условиях Марса над горизонтом должна простираться область голубого свечения, выше голубого пояса — черный купол неба, а находящаяся в атмосфере пыль — придавать всему небесному своду белесоватый оттенок.
Но многочисленные цветные фотографии марсианских ландшафтов, сделанные непосредственно на поверхности, упорно демонстрируют нам розовое небо над горизонтом, постепенно переходящее в черный купол ближе к зениту.
В марсианской атмосфере постоянно содержится значительное количество пыли. Поднятые с красной поверхности мельчайшие частицы переносят этот удивительный цвет планеты и на ее атмосферу.
В чем же причина такой устойчивой замутненности марсианского воздуха, несмотря на сильную разреженность самой газовой оболочки?
1971 год — год великого противостояния. К Марсу направились два советских и один американский космические аппараты. Их задача — выйти на орбиты искусственных спутников планеты для длительных исследований и телевизионной съемки поверхности. Наименьшее расстояние между Землей и Марсом, равное всего лишь 56 250 тысячам километров, приходится на 10 августа.
Незадолго до этого срока, в июле, наземные обсерватории отмечали, что на планете различаются все известные детали. Четко видны контуры южной полярной шапки, видна северная полярная шапка. Контраст морей и материков хорошо разделяет очертания темных и светлых областей. И не отмечено абсолютно никаких признаков облачности.
Но уже во второй половине сентября начали наблюдаться явные приметы сильной пылевой бури. В средних широтах южного полушария появились отдельные пылевые облака желтого цвета. К концу сентября плотная мгла окутала значительную часть всего южного полушария. В последний день сентября в желтой пелене пропала южная полярная шапка.
В ноябре три космических аппарата, с разрывом в несколько дней, приблизились к Марсу и перешли на орбиты его искусственных спутников. Пылевая буря продолжалась с прежней интенсивностью. Наблюдать детали поверхности оказалось невозможно из-за плотной пелены облаков.
Поскольку облака не пропускали солнечное излучение, температура поверхности понизилась. Измерения с космических аппаратов показали, что в отдельных местах весьма заметно «похолодало»: от 10 до 60 градусов ниже обычных для этого сезона температур.
Только в первой декаде января следующего, 1972 года буря стала утихать, атмосфера очистилась от плотных пылевых облаков и восстановился обычный температурный режим поверхности.
Изучая многочисленные снимки поверхности Марса, сделанные с космических аппаратов, ученые отметили, что перед началом сильной пылевой бури в отдельных местах начинают появляться столбы пыли шириной около 1 километра на высотах от 1 до 16 километров над поверхностью. На Земле подобные образования достигают лишь нескольких сотен метров в высоту и не играют существенной роли в зарождении пылевых бурь. На Марсе же, по-видимому, с возникновения мощных вихревых столбов пыли начинается развитие бурь. Ученые назвали такие вихри «пылевыми дьяволами» — настолько коварна их роль в зарождении грозного, охватывающего всю планету явления.
Итак, обычно во время противостояния, особенно во время великого противостояния, когда планета проходит перигелий, Марс погружается в пучину пылевых ураганов. Хотя исследование пылевых бурь еще далеко не полностью выявило природу этих грандиозных явлений, в общих чертах причины их возникновения понятны. Близкое Солнце усиливает нагрев поверхности и атмосферы днем, создавая резкие климатические изменения в течение сравнительно коротких марсианских суток. Все это нарушает равновесие марсианской среды. Начинаются вихри, усиливаются ветры.
По скорости перемещения наблюдаемых пылевых облаков обнаружено, что ветры дуют со скоростью 40–60 километров в час. Пыль становится удивительно подвижной. Очень мелкие песчинки могут переноситься на огромные расстояния.
При оседании на поверхность планеты каждая песчинка, летящая с большой скоростью, выбивает другие, и количество пыли в воздухе все время растет.
Ученые подсчитали, что, несмотря на малую плотность, атмосфера Марса во время бури поднимает и удерживает во взвешенном состоянии громадное количество пыли, более одного миллиарда тонн! Конечно, это всего лишь тысячные доли процента от общей массы атмосферы планеты, но этого вполне достаточно, чтобы резко изменить климатическую обстановку на всем марсианском шаре.
Сопоставление многих результатов наблюдений и теоретические расчеты приводят к выводу: типичное время «жизни» пылевой бури составляет от 50 до 100 суток.
Были измерены высоты, на которые поднимаются пылевые облака во время бурь.
Оказалось, что верхняя граница облачного слоя находится на уровне от 7 до 15 километров. Все наиболее драматические события происходят на этих высотах. Непосредственно на самой поверхности при съемке с космических аппаратов наблюдалось только очень слабое потемнение марсианского неба. А средний размер пылинок, принимающих участие в этом грандиозном светопреставлении, очень мал — всего лишь сотые или тысячные доли миллиметра.
И только когда планета минует область сближения с Солнцем и резкие перепады температур и давлений начнут сглаживаться, наступает постепенное успокоение, пыль оседает, ветры утихают и воздух приобретает прежнюю прозрачность.
После всепланетного урагана на поверхности Марса остаются многочисленные ветровые шлейфы, простирающиеся за кратерами, вал которых поднимается над окружающей местностью. Эти светлые отложения мелкого песка являются пылевыми наносами и указывают направление господствовавших во время бури ветров.
Процесс переноса и оседания пыли самым тесным образом связан с движением водяных паров и углекислого газа в атмосфере планеты. Пыль вместе с водой переносится в основном к северному полюсу. Когда она оседает, вокруг полярной шапки образуется слой замерзшей во льду пыли. В это же время из южной полярной шапки интенсивно испаряется углекислый газ, увлекая с собой легкие частицы пыли и не давая ей в большом количестве оседать на поверхность.
Вот так — от полюса к полюсу — работает на всей планете удивительный единый механизм метеорологических процессов.
У самых высоких гор
Когда в знаменательный «год Марса» первые его искусственные спутники начали съемку поверхности в декабре 1971 года, сплошной завесой пылевой бури были закрыты все марсианские ландшафты. Только четыре высочайшие вершины планеты возвышались над желто-оранжевой мглой. Это были гигантские вулканы, правда давно потухшие, но сохранившиеся в виде конусообразных гор с громадными кратерами — жерлами.
Самая крупная из них — Гора Олимп не имеет себе равных во всей Солнечной системе. Если представить себе подножья Горы Олимп на фоне, например, Кавказских гор, то этот марсианский гигант займет почти всю территорию между Каспийским и Черным морями. А по высоте от подножья до вершины Гора Олимп почти в три раза выше величайшей горной вершины Земли — Джомолунгмы. Над окружающей местностью Гора Олимп вознеслась почти на 25 километров. Если удалиться от нее на расстояние около 400 километров, то вершину все еще можно было бы видеть над горизонтом. А если бы подобный гигант возвышался на Земле, например в районе Москвы, то для жителя Ленинграда его вершина также еще была бы видна над горизонтом. Неправда ли, великолепный ориентир для будущих марсианских путешественников! Но следует оговориться, что названные расстояния видимости имеют скорее теоретическое значение. На практике в земных условиях, и тем более в марсианских, на таких больших расстояниях гору рассмотреть не удалось бы из-за низкой прозрачности атмосферы.
Гора Олимп и три ее собрата расположены в одной области марсианской поверхности сравнительно близко друг от друга. Высота этих трех вулканов над подножьем немного меньше, но зато они находятся на возвышенности, которая достигает 4–5 километров над средним уровнем Марса. Поэтому, как и Олимп, эти горы значительно выступали из облачного слоя во время пылевой бури.
Несмотря на гигантские размеры, Гора Олимп не различима с Земли даже в очень крупные телескопы. Но ее существование все же было обнаружено.
Довольно часто вершину горы окружают яркие белые облака, поперечник которых равен 1000 километров. Этот венчик при хорошей погоде можно было заметить с Земли. Наблюдатели дали ему название Никс Олимпик, то есть Снега Олимпа, подозревая, что видят высокие горы с возможным снежным покровом.
Как теперь нам известно, эти предположения частично были верны. Хотя на вершине Олимпа и нет снегов, но там располагается огромный затопленный лавой кратер — жерло потухшего вулкана. Диаметр его составляет около 70 километров.
