Лев Мухин - В нашей галактике
Итак, бассейны, кратеры, эскарпы. Все это детали рельефа поверхности, а есть ли атмосфера у Меркурия?
Еще лет 20 назад некоторые ученые предполагали такую возможность. Конечно, не столь плотная атмосфера, как на Земле, думали они, но что-то близкое к Марсу. Позже оказалось, что Меркурий практически лишен атмосферы. Он «потерял» ее миллиарды лет назад.
Сила тяжести на Меркурии из-за его малой массы не в состоянии удержать молекулы газа близ поверхности планеты. Газ, атмосфера, «убегает» от Меркурия в космическое пространство. Такая же точно ситуация и на Луне, нашей ближайшей соседке. Сегодня ясно, что плотность атмосферы Меркурия в миллионы миллиардов раз меньше, чем плотность атмосферы Земли.
Итак, Меркурий — маленькая, темная, безжизненная планета, будущий полигон для космических исследований, свидетель чудовищных катаклизмов, сопровождавших последние стадии рождения планет земной группы.
Загадки Венеры
Немало узнали мы за последние годы о сестре Земли. Действительно, удалось определить химический состав грунта, исследовать, что представляет собой атмосфера планеты. Наконец, сегодня существует даже крупномасштабная карта Венеры. Есть панорамы поверхности. Глаза вездесущих автоматов — телефотометры наших станций «Венера-13, 14» — передали на Землю уникальные снимки пейзажей утренней звезды. Не могу не вспомнить о том, как Институт космических исследований посетила высокая делегация американских ученых, в состав которых входили сопредседатель комитета «Врачи в борьбе за мир» известный кардиолог профессор Б. Лаун и профессор К. Саган, широко известный палеонтолог и популяризатор науки. Он собирался снять в Советском Союзе часть своего фильма об участии ученых в борьбе за мир.
Как раз незадолго до их визита были получены первые изображения поверхности Венеры. Для получения истинной природной окраски, цветовой гаммы, нужно было проделать огромную работу с использованием современной электронно-вычислительной техники. Различные варианты цветного изображения, выполненного компьютером, можно было посмотреть на экране телевизора. Американские ученые затаив дыхание смотрели на дисплей, где темно-коричневые камни Венеры вдруг становились слегка розоватыми, а затем изумрудно-зелеными, фиолетовыми. В комнате, где проходили демонстрации панорам, звучали английские слова, выражавшие восхищение в превосходной степени.
И правда, о Венере мы знаем сегодня немало! Однако парадокс ситуации в том, что чем больше мы узнаем об этой планете, тем больше загадок она перед нами выдвигает. Но прежде поговорим о том, как мы сегодня «видим» Венеру, что мы о ней знаем.
Венера обращается вокруг Солнца на расстоянии 0,7 астрономической единицы. По своей массе и размерам она не отличается от нашей Земли. Планета эта имеет плотную атмосферу, открытую еще М. Ломоносовым. Поверхность Венеры невозможно наблюдать в телескопы, поскольку она закрыта от нас мощным слоем облаков. Но сегодня мы знаем, что находится под ее облачным покровом.
Ландшафт Венеры во многом похож на земной, за исключением, конечно, одного очень важного обстоятельства. На поверхности Венеры нет жидкой воды, нет ни морей, ни океанов. Кроме того, нужно сказать, что Венера наиболее «гладкая» из всех планет земной группы. Около 60 процентов ее поверхности лишь на 500 метров выше или ниже уровня, соответствующего среднему радиусу планеты, а горные районы занимают только 2 процента ее площади. Но на Венере тем не менее существуют такие гиганты, как горное плато Максвелл, плато Иштар, по площади примерно вдвое большее Тибета. Средняя высота этого плато 4–5 километров, а хребты, окружающие его, и того выше.
В центре плато Максвелл расположен огромный вулканический конус в полтора раза выше Эвереста. Поперечник подошвы этого огромного вулкана около тысячи километров, а диаметр кратера — сто при глубине четыре километра! Поистине циклопическое образование, равного которому нет на нашей планете. На карте Венеры мы можем увидеть еще одно обширное плоскогорье, названное в честь богини любви Афродитой. В пределах Афродиты находятся Гаусс и Герц — два обширных поднятия. Возможно, это крупные вулканы. Поверхность Венеры холмистая, есть небольшие хребты, долины, впадины. Одна из долин опоясывает почти всю планету.
Можно предположить, что так же, как и на Земле, кора Венеры состоит из плит. Но на Венере кора разбита всего на две плиты. Да и вулканизм там не такой, как на Земле. На нашей планете много вулканических областей. Это и Италия, и Гавайские острова, и Камчатка, восточное побережье Северной и Южной Америки, — трудно все перечислить.
Венера — дело другое. Анализируя данные, полученные при картировании ее поверхности, удалось выявить лишь две области с вулканической активностью.
Очень интересно, что «Венера-13» села как раз в район с недавними проявлениями вулканизма. При посадке аппарат пробил тонкую лавовую корку, ее осколки хорошо видны на фотографиях. А вот второй аппарат сел на древние плотные породы: вокруг станции мы видим лишь довольно крупные камни.
Одной из наших «Венер» были зарегистрированы сейсмы — колебания коры планеты, «венеротрясения». Именно этот факт в сочетании с данными панорам дает основания считать, что кора Венеры обладает высокой подвижностью и что наша соседка по Солнечной системе — тектонически активная планета.
Ну а что можно сказать об атмосфере Венеры?
Прежде всего то, что Венера имеет очень плотную газовую оболочку: давление у поверхности планеты около ста атмосфер. Почему же случилось так, что на Земле основной компонент атмосферы — азот, да и давление у поверхности всего один килограмм на квадратный сантиметр, а на Венере атмосфера состоит из углекислоты, причем давление ее почти в сотню раз больше, чем на Земле?
Венера — поистине планета загадок. Быть столь похожей на Землю и в то же время так отличаться от нее! Где венерианские океаны? Из чего состоят облака Венеры? Почему на Венере почти в сто раз больше реликтовых благородных газов, чем на Земле? Вот главные, не разгаданные на сегодняшний день тайны Венеры.
По первому вопросу существуют различные предположения. Об одном из них мы говорили чуть выше.
Вторая гипотеза связывает отсутствие воды с химическими реакциями в коре, то есть гидратацией различных минералов. Эти реакции проходят при повышенных температурах и состоят в том, что минерал захватывает воду. Расчеты, проведенные в Институте геохимии Академии наук, показали, что этот процесс может быть очень эффективным. Именно в породах Венеры и могут быть огромные количества связанной воды.
Третья возможность состоит в том, что вещество, из которого образовалась Венера, было изначально обеднено водой. Но эта гипотеза носит слишком умозрительный характер, и трудно себе представить, как ее можно проверить экспериментально. Так что подходы к решению первой загадки Венеры существуют, есть вполне разумные идеи, но какая из них верна?
Теперь об облаках. На нашей Земле с облаками все просто. Они воспеты поэтами, писателями, редкий художник прошел мимо этого удивительно красивого явления природы. А ученые давным-давно знают, что земные облака состоят просто-напросто из капель воды. Раньше думали, что и на Венере ситуация с облаками такая же, как и на Земле, они водяные. Но уже первые спектроскопические наблюдения показали, что вопрос о составе облаков отнюдь не так прост, как казалось на первый взгляд.
В 1967 году было обнаружено, что над венерианскими облаками в атмосфере находятся две кислоты — фтористоводородная и соляная, а измерения коэффициента преломления частиц облачного слоя установили, что они не могут быть сконденсированными каплями водяного пара.
Какие только предположения после этого не выдвигались! В качестве возможных кандидатов рассматривалась и венерианская пыль. Правда, эта идея была очень быстро отброшена, поскольку экспериментальные данные говорили о том, что частички облаков находятся в жидкой фазе. Рассматривалась также хлористая ртуть, гидратированное хлорное железо, соли аммония.
Наконец, в 1973 году были опубликованы работы, в которых утверждалось, что облака Венеры состоят из концентрированной серной кислоты. Правда, на «скамейке запасных» остаются еще и гидраты хлорного железа, и соли аммония, но все-таки кандидат номер один — серная кислота. Согласитесь — ситуация далеко не тривиальная: планета укутана облаками, состоящими из химически агрессивного соединения.
Облака эти расположены очень высоко, их нижняя граница лежит примерно на уровне пятидесяти километров над поверхностью Венеры. Каким же образом они возникают?
Температура поверхности планеты высока. Поэтому целый ряд летучих соединений и, что особенно важно, соединений, содержащих серу, переходят в атмосферу. Здесь и двуокись серы, здесь и сероводород, и сероуглерод. Кроме того, в атмосфере Венеры содержится, хотя и в небольших количествах, водяной пар. В верхних слоях атмосферы все эти соединения под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца участвуют в очень сложной последовательности фотохимических реакций. Именно в результате этих реакций и образуются капли серной кислоты.
