Лев Мухин - В нашей галактике
Можно, конечно, спросить: «А что здесь особенного?» Особенность заключается в том, что кислород термодинамически не совместим ни с водородом, ни с окисью углерода. Кислород по определению — сильнейший окислитель, а водород — восстановитель.
Да что там говорить! Ведь из школьного курса химии хорошо известно, как ведет себя гремучий газ — смесь кислорода и водорода, он просто-напросто мгновенно взрывается. Конечно, для этого необходимы вполне определенные концентрации кислорода и водорода.
Не нужно думать, что первичная атмосфера Земли представляла собой огромную колбу с гремучим газом. В этом случае картина была бы очень экзотичной. В один прекрасный момент вся атмосфера Земли взорвалась бы и вместо нее образовался бы океан. Привлекательная, но слишком неправдоподобная и фантастическая модель. Концентрации были низки для такой катастрофы. К тому же кислород расходовался на окисление пород, а водород улетал в космическое пространство. Тем не менее наше открытие, несомненно, будет иметь определенное значение для правильного понимания как эволюции атмосфер, так и всех геохимических процессов в первичной коре Земли.
Для нас оставался невыясненным еще один очень существенный вопрос: а откуда в ударном процессе берется кислород? Вообще говоря, он мог образовываться при разрушении молекулы воды. Чтобы проверить это предположение, был взят кусок чистого кварца (SiO2) с известным содержанием воды. Выстрелили из лазера по кусочку этого кварца и обнаружили удивительную вещь. Кислорода оказалось больше, чем в том случае, если бы только вода была ответственной за его образование.
Вывод из этого эксперимента был совершенно нетривиальным: кислород при ударах метеоритов и планетезималей о растущую Землю выделялся из минеральной матрицы. Из-за огромных температур, возникающих при сверхскоростном ударе, разваливались на атомы даже такие устойчивые соединения, как окислы металлов и двуокись кремния. Ясно, что процесс, который мы продолжаем изучать и сейчас, имел большое значение не только для образования атмосферы, но и для формирования земной коры.
Этот процесс был общим для всех планет земной группы. Но удержать атмосферу могли лишь достаточно массивные планеты — Венера, Земля и Марс. Меркурий и Луна утеряли свои газовые оболочки из-за малой массы.
А как отразится новый механизм образования атмосфер на всех наших рассуждениях о климате планет? Да в общем, не очень сильно. Ни кислород, ни водород не будут заметно влиять на парниковый эффект. Немного изменится продолжительность всех процессов. Стабильные условия на планетах с учетом катастрофического роста атмосферы наступят несколько раньше, чем если бы мы вели расчеты в рамках модели непрерывной дегазации. Основное значение теории катастрофической дегазации состоит в том, что она указывает на протекание очень ранних и интенсивных химических процессов на юных планетах земной группы.
Марс
Красноватый диск Марса хорошо виден с Земли в телескопы, поскольку планета имеет тонкую и прозрачную атмосферу. Марс находится от Солнца на расстоянии 228 миллионов километров, во время великих противостояний его отделяет от Земли всего 55 миллионов километров. Мы уже говорили о проблеме жизни на Марсе и о том, как космические корабли «Викинги» решали эту проблему. Но сейчас стоит побеседовать о Марсе как о планете и о том, почему же именно с Марсом человечество довольно продолжительный промежуток времени связывало надежды о внеземной жизни.
Еще в 70-х годах XIX столетия несколько астрономов получили данные, которые как будто бы свидетельствовали, что в атмосфере Марса есть кислород и водяной пар. Конечно, в этих работах определенную роль сыграло предвзятое мнение о том, что атмосферы всех планет должны быть похожи друг на друга. И хотя данные о присутствии кислорода в атмосфере Марса оказались ошибочными (содержание O2 в атмосфере красной планеты ничтожно, около 0,1 процента), они сыграли определенную роль в отношении научной общественности к извечному вопросу о жизни на Марсе.
В XIX веке наблюдатели сделали много зарисовок поверхности Марса. Сравнение зарисовок одних и тех же районов этой поверхности, выполненных в разные промежутки времени, показало, что некоторые детали поверхности планеты подвержены, разного рода изменениям. Участки поверхности закрывались дымкой, похожей на облака, темные пятна могли светлеть, а светлые, наоборот, темнеть.
Астрономы того времени уговорились называть участки Марса, имеющие красноватый оттенок, континентами, а области более темного цвета с зеленоватым оттенком — морями. Некоторые отличия и изменения в оттенках зеленого цвета принимали за четкое доказательство того, что моря на Марсе неглубоки, а водная гладь кое-где может сменяться растительностью.
Условия жизни на Марсе, как полагали в XIX веке, не очень отличаются от земных: поменьше воды, пониже температура, более разреженная атмосфера, а в общем ничего страшного — жить можно.
И тут в 1877 году во время очередного противостояния Д. Скиапарелли, который работал в Миланской обсерватории, заметил длинные тонкие полосы, пересекавшие всю северную половину Марса. Эти полосы, еле заметные в телескоп, должны были иметь ширину в несколько километров. Не делая никаких далеко идущих предположений, Скиапарелли назвал эти полосы каналами, причем он даже и не думал, что они заполнены водой. Просто они были топографически похожи на каналы. А в 1891 году наблюдатели обнаружили новое явление — раздвоение каналов.
Вот тут-то вопрос об обитаемости Марса из сферы фантастики и досужих домыслов перешел на вполне практическую, научную основу. Ясное дело, что энтузиасты объясняли раздвоение каналов необходимостью создания марсианами более удобной системы судоходства и ирригации на планете. Но были и скептики, которые вполне резонно указывали, что сам факт раздвоения — невольная попытка, причем психологически вполне объяснимая, выдать желаемое за действительное. И тем не менее многовековая неукротимая тяга человечества к контактам с внеземным разумом временно победила.
К концу XIX — началу XX века мало кто сомневался в наличии высокоразумной жизни на красной планете. Знаменитый популяризатор астрономии К. Фламмарион писал в своей книге «Планета Марс и условия жизни на ней»: «Значительные изменения, наблюдавшиеся в сети водных путей, свидетельствуют о том, что эта планета является местом энергетически жизнеспособным. Эти движения кажутся нам медленными потому, что нас разделяет громадное расстояние, когда мы спокойно смотрим на эти континенты и моря и спрашиваем себя, на каком из этих берегов было бы приятней жить, там, возможна, в этот момент свирепствуют штормы и грозы, вулканы, чума, социальные перевороты и всевозможные виды борьбы за жизнь. Все же мы можем надеяться на то, что человечество там более развитое и мудрое, так как мир Марса старше нашего. Несомненно, что уже в течение многих столетий эта соседняя с нами планета наполнена шумом мирного труда».
В 1894 году выходец из богатой американской семьи, талантливый и энергичный П. Лоуэлл основал обсерваторию в Флагстаффе в штате Аризона специально для изучения планет и в особенности Марса. Благодаря исключительно благоприятным климатическим условиям, значительной высоте (более двух километров) Лоуэллу и его сотрудникам удалось собрать богатый фактический материал о Марсе. Они открыли на поверхности красной планеты 180 новых каналов, установили изменения в окраске и форме различных деталей на поверхности Марса. Лоуэлл считал, что темные области на Марсе имеют характер болот, там присутствует растительность, а коричневато-красные пространства — засушливые пустыни, сродни той, где была выстроена его обсерватория.
В начале XX века французский астроном Е. Антониади начал изучение Марса в Медонской обсерватории. Он был первым человеком, описавшим пылевую бурю на Марсе, и, что самое главное, он показал, что каналы, которые считались сплошными, непрерывными линиями, представляют собой последовательность пятнышек на поверхности, расположенных более или менее правильными рядами, или просто границы областей различных оттенков.
Казалось бы, после работ Антониади вопрос о разумной жизни на Марсе должен был бы быть как минимум пересмотрен в свете новых данных. Но, как я уже говорил, психологический настрой людей таков, что им очень трудно согласиться с мыслью о своем одиночестве. И несмотря на то что Антониади «похоронил» каналы, в печати время от времени появлялись предложения послать на Марс сигналы, чтобы там узнали о нашем существовании. В частности, в свое время был весьма популярен проект, согласно которому в пустыне Сахара хотели сделать огромные канавы в виде геометрических символов, заполнить их нефтью и зажечь. Сегодня подобного рода проекты выглядят, конечно, очень наивными.
