Виталий Бронштэн - Планета Марс
Любопытно, что большая светлая область Hellas совершенно лишена кратеров. Как уже говорилось, Hel- las-одна из самых низких областей на Марсе, лежащая на 4 км ниже среднего уровня. Можно высказать гипотезу, что в области Hellas были кратеры (по крайней
"Маринеру-7" удалось сфотографировать и область южной полярной шапки (рис. 14). Изучение этих фотографий показало, что толщина слоя вещества шапки измеряется по крайней мере метрами, но никак не миллиметрами или их долями, как было бы в случае, если бы они состояли из снега или льда. А главное, измерения
температуры полярной шапки показали, что она очень низкая: до 115°К. Это давало еще один, наиболее веский довод в пользу того, что вещество полярных шапок -замерзшая углекислота ("сухой лед").
1971 г. был во всех отношениях "годом Марса". 10 августа наступило очередное великое противостояние Марса, когда Земля и Марс сблизились до 56 млн. км. Во многих обсерваториях мира велись разнообразные наблюдения планеты. Особенно интенсивно они велись в Советском Союзе, Соединенных Штатах Америки, Франции, Японии.
19 и 28 мая 1971 г. к Марсу были запущены две советские автоматические межпланетные станции "Марс-2'> и "Марс-3". 27 ноября и 2 декабря 1971 г., после 192 и 188 суток полета соответственно обе станции приблизились к Марсу и стали его искусственными спутниками. Впервые в истории спускаемый аппарат станции "Марс-3" совершил мягкую посадку на поверхность планеты в ее южном полушарии, между светлыми областями Electris и Phaetontis.
Советская АМС "Марс-2" была выведена на орбиту с минимальным удалением от поверхности планеты 1380 км, максимальным-25000 км, наклоном к экватору 49° и периодом обращения 18 часов. Станция "Марс-3" двигалась по орбите с минимальным расстоянием 1500 км и периодом обращения около II суток. Максимальное расстояние станции от Марса в апоцентре орбиты составляло 190 тыс. км, т. е. половину расстояния от Земли до Луны.
Станция "Марс-3" производила фотографирование Марса с разных расстояний. Кроме того, обе станции производили измерения параметров поверхности и атмосферы, а также магнитного поля планеты.
Но самые интересные фотографии марсианских образований были получены с космического аппарата "Марпнер-9", который 14 ноября 1971 г. стал первым искусственным спутником Марса.
На снимках "Марннера-9" были обнаружены гигантские каньоны-длинные, глубокие долины (грабены), тянущиеся иногда на тысячи километров. Таков Большой Каньон (рис. 15), проходящий несколько южнее экватора от 27° до 110° долготы. Когда его нанесли на карту, оказалось, что он идет из темной области Aurorae
Sinus к темному треугольному лягну Tithonius Lacus и хорошо совпадает с давно известным каналом Copra- tes (Копрат). Однако такое соответствие каналов каньонам, обнаруженным на крупномасштабных снимках Марса, наблюдается далеко не всегда.
Общая длина Большого Каньона составляет 4000 км, его ширина достигает 120 км, а глубина - 6 км. Во все
стороны от него отходят овраги меньших размеров, длиною до 150 к.и и шириной 5-10 км. Они разветвляются, иногда создавая очень интересные формы, как, например, образование, названное "люстрой", на долготе 95° и широтах от -5° до -15° (рис. 16). Если сам Большою Каньон, несомненно, представляет собой грабен, или разлом в марсианской коре, ''го отходящие от него овраги возникли, скорее всего, в результате ветровой
эрозии.
Напомним, что длина наибольшего на Земле ГрэндКаньона (долина реки Колорадо, США)-400 км, а его глубина 1800 м. Таким образом, марсианский
шой Каньон превосходит по масштабам свой земной аналог.
В феврале-марте 1974 г, четыре советские автоматические межпланетные станции "Марс-4", "Марс-5", "Марс-6" и "Марс-7" прошли вблизи красной планеты. C^aнция "Марс-5" вышла на орбиту искусственного спутника Марса, а спускаемый аппарат станции "Марс-6" совершил мягкую посадку на поверхность планеты.
Кроме того, регистрировалось радиоизлучение планеты на волне 3 см.
На снимках "Марса-4" и "Марса-5" видны многочисленные кратеры диаметром от 1 до 150 км. Некоторые из них в районе Эритрейского моря и Босфора соединены долиной или руслом шириной 25-35 км. С северо-запада в него "впадает" более узкое извилистое русло (5-7 км), напоминающее русло пересохшей реки
Станции "Марс-4" и "Марс-5" передали на Землю 120 фотографий поверхности планеты, в том числе несколько панорамных и три триады снимков со светофильтрами. Качество и разрешающая способность фотографий не только не уступают снимкам "Маринера-9", но порою превосходят их. Одновременно с фотографированием производилась фотометрия и поляриметрия соосными фотометрами и поляриметрами, работавшими в семи спектральных диапазонах от 0,1 до 40 мкм.
(рис. 17). Оно было сфотографировано еще в 1972 г. "Маринером-9" и получило название Ниргал*). Исследование возраста этого образования показало, что он измеряется многими миллионами, даже сотнями миллионов лет.
Как показывают фотографии со светофильтрами, дно некоторых кратеров имеет сине-зеленый оттенок, резко выделяющийся на общем оранжевом фоне. Пока еще
*) Прекрасная Ниргал-юроиня одного из стихотворений В. Я. Брюсова.
нельзя сказать, имеем ли мы здесь дело с выходами пород другого состава или с растительностью, существование которой на Марсе все же не исключено.
Максимальная зарегистрированная на Марсе температура-около 0°С. Но поскольку эти измерения относятся к широтам 25-35° южного полушария (где в это время была осень), можно считать, что в районе экватора в послеполуденные часы температура достигает 5-12°С. Не надо забывать, что Марс в феврале-марте 1974 г. был уже довольно далеко от перигелия, который он прошел в августе 1973 г.
К 6 часам вечера по местному времени температура на Марсе снижается до -20° и даже до -30°С, а еще спустя 3-4 часа-до -55°С. Вдоль трассы полета "Марса-5" наблюдались местные колебания температуры в пределах 5-8°, объяснимые различием поглощательных и отражательных свойств пород, устилающих поверхность планеты вдоль трассы. Неоднородность поверхности подтверждают и поляриметрические измерения, проведенные в ходе совместного советско-французского эксперимента. Участки, покрытые мелкой пылью, чередуются с обширными каменистыми районами.
Геология Марса развивается
Если до 1972 г. происходило в основном "первичное накопление" фактических данных о строении марсианской поверхности и рельефа, то уже в 1973-1974 гг. был выполнен ряд обобщающих исследований в этом паправлении.
Американские ученые на основании 7300 фотографин Марса, полученных космическим аппаратом "Маринер-9ч>, составили фотомозаичную карту его поверхности s масштабе 1 :5 090 000 и ряд геологических карт в раз-ных масштабах. Анализ этих снимков и карт показал, что Марс более изменчив и динамичен, чем предполагали ранее. Характерным свойством поверхности планеты в глобальном масштабе является наличие как бы единого гигантского "материка" в южном полушарии и единого "океана" в северном. В то время как поверхность южного "материка" покрыта большим количеством ударных (т. е. метеоритных) кратеров, равнины северного полушария почти лишены их, но зато несут
на себе следы обширных отложений, частично осадочного происхождения. Здесь же сосредоточено большинство вулканов. Анализ фигуры Марса показал, что покрытые кратерами возвышенности лежат в среднем па 3 км выше, чем гладкий "океан" северного полушария. Наличие лишь слабых следов космической бомбардировки показывает, что поверхность океана сложена более молодыми породами (скорее всего, излияниями базальта), чем испещренный кратерами материковый район. Для равнин характерно наличие вулканов в виде
конусов с кальдерами на вершинах. Свежие натеки на склонах конусов тоже указывают на их геологическую молодость.
Распределение участков поверхности Марса по уровням, построенное У. Хартманном на основе как радиолокационных, так и спектрофотометрических разрезов рельефа, позволило установить, что гипсометрическая кривая Марса, показывающая, как часто встречается на планете тот или иной уровень, имеет два максимума (рис. 18). Таким же свойством обладает, как известно, гипсометрическая кривая Земли. Причина этого явления состоит в том, что гранитные континентальные блоки земной коры как бы плавают в более плотном веществе
мантии, в соответствии со схемой Дж. Эри. При этом они подобно ледяным айсбергам в океане возвышаются над средним уровнем океанического дна на несколько километров. Два максимума на гипсометрической кривой Земли и соответствуют средним уровням материков и дна океанов.
Нечто подобное наблюдается и на Марсе. У. Хартманн построил такую схему для Земли и Марса (рис. 19). Данные для Земли известны из непосредственных определений плотности пород и сейсмических измерений. Средняя плотность гранитных материковых блоков 2,75 г/см^, базальтовой "подложки" 3,05 г/см^, среднее возвышение материковых блоков над "подложкой" hc=--3 км, их погружение /iД==31 км, а общая толщина hp -{- h, == 34 км. Плотность верхней мантии Марса, по Байндеру и Девису, составляет 3,4 г/см^ (эта
