Норман Хоровиц - Поиски жизни в Солнечной системе
Без сомнения, самым убедительным доказательством в пользу существования жизни на Марсе считались полученные Синтоном спектры с ярко выраженными полосами поглощения. Эти спектральные характеристики были зарегистрированы с помощью современных надежных методов, и, казалось бы, их явная взаимосвязь с сезонными изменениями темных областей делала маловероятным какое-либо иное объяснение. Хотя консультативная комиссия НАСА предостерегала против интерпретации синтоновских полос поглощения исключительно на основе биологических явлений, не было предложено каких-либо объяснений, связывающих наблюдаемое поглощение света с неорганическими веществами. Напротив, в единственном опубликованном до 1965 г. сообщении, где была предпринята попытка более четко проследить эту взаимосвязь, высказывалось предположение, что эти полосы поглощения обусловлены наличием на Марсе такого органического соединения, как ацетальдегид. В 1965 г. сотрудники Калифорнийского университета в Беркли Джеймс Ширк, Уильям Хейзелтайн и Джордж Пайментел продемонстрировали, что указанное поглощение лучше объясняется наличием в атмосфере Марса тяжелой воды HDO (в молекуле которой один атом водорода заменен атомом дейтерия), а не органическим веществом. Вскоре после этого в статье Доналда Риа, Брайена О'Лири и Синтона из Калифорнийского университета в Беркли и из Ловелловской обсерватории были представлены убедительные доказательства того, что тяжелая вода, о которой шла речь, присутствует не в марсианской, а в земной атмосфере. (Дейтерий составляет 0,02 % концентрации земного водорода.) Выяснилось, что трудности, возникающие при проведении спектроскопических исследований небольших участков марсианской поверхности, привели к тому, что Синтон неправильно интерпретировал полосы поглощения в спектрах, приписав их действию темных областей поверхности. Таким образом, больше не было оснований считать, что темные области на поверхности Марса отличаются от светлых содержанием в них органического вещества.
Полет "Маринера-9" и представления о Марсе до полета "Викинга"
Отныне старые, ловелловские представления о Марсе начали быстро разрушаться, и к 1969 г. от них полностью отказались. Из суровой, но тем не менее чем-то напоминающей Землю планеты Марс превратился в негостеприимный, безжизненный мир, скорее похожий на Луну. Оказалось, что этот "новый" Марс имеет разреженную атмосферу. состоящую преимущественно из диоксида углерода, которая, очень слабо поглощая солнечное ультрафиолетовое излучение, не способна защитить от его разрушающего действия поверхность планеты. Безуспешными оказались и все попытки обнаружить здесь такой жизненно необходимый элемент, как азот — газ, наиболее распространенный в земной атмосфере, который, согласно представлениям Ловелла, должен был составлять основную массу атмосферы Марса. Только теперь удалось установить, что содержание азота в ней не превышает 5 %; не исключено, что планета вообще лишена этого газа. С биологической точки зрения наиболее страшной кажется высокая сухость Марса: низкое атмосферное давление у поверхности означает, что вода не может существовать на ней в жидкой фазе — только в виде льда или пара.
Телевизионные изображения планеты, переданные на Землю аппаратами "Маринер-4", "Маринер-6" и "Маринер-7", поразили исследователей не меньше, чем результаты по изучению атмосферы. Марс больше напоминал Луну, чем планету, подобную Земле. При ближайшем рассмотрении практически исчезло даже различие в цвете отдельных областей поверхности и стало невозможно обнаружить связь между морфологией поверхности и ее расцветкой. Даже границы между ставшими уже классическими светлыми и темными областями, казалось бы, столь отчетливые при наблюдении с Земли, были невидимы на фотографиях, которые показывали Марс более детально, чем его когда-либо удавалось рассмотреть прежде. Выяснилось, что светлые области представляют собой относительно ровные участки грунта, покрытые более или менее сплошным слоем светлой пыли. Темные области, как оказалось, соответствуют участкам поверхности, испещренным множеством кратеров и местами покрытым пылью, через которую проглядывает более темный грунт. Что же касается каналов Скиапарелли и Ловелла, то единственным намеком на них являются хаотически расположенные цепочки кратеров и другие естественные детали рельефа, которые глаз воспринимает как линии на поверхности планеты.
К 1970 г. перспектива обнаружения жизни на Марсе стала столь малореальной, что вроде бы не оставалось серьезных оснований для включения биологических вопросов в план исследовательской программы космического аппарата, который предполагалось спустить на поверхность планеты в 1976 г. Однако очередной полет в 1971 г. аппаратов "Маринер" побудил ученых решительно пересмотреть эту точку зрения. Из двух космических аппаратов, запущенных в этом году, "Маринер-9", как и планировалось, вышел на орбиту вокруг Марса и проработал там 11 месяцев. Самым главным его достижением было получение фотографической карты всей поверхности планеты, и, так как теперь удалось увидеть большие области, ранее не доступные наблюдению, выяснилось, что Марс представляет собой не просто новый вариант Луны, как предполагалось прежде, а является планетой со своей собственной сложной историей.
К этому заключению привели несколько удивительных открытий, сделанных при изучении новых деталей марсианской поверхности. Было обнаружено четыре гигантских недействующих вулкана, один из которых самый большой в Солнечной системе. Но наиболее пристальное внимание при изучении поверхности Марса привлекли, несомненно, многочисленные протоки — "русла" протяженностью до сотен километров, которые, по-видимому, были "вырыты" в далеком прошлом планеты текущей водой. (Эти русла не видны с Земли и не имеют никакого отношения к каналам Ловелла.) Обнаружено несколько морфологически различных типов этих образований, но не во всех случаях их происхождение обязательно нужно объяснять текущей водой. Некоторые из них могли, например, возникнуть в результате движения ледников, а другие — потоков лавы. Тем не менее многие из них, а возможно и большинство, сформировались, по-видимому, под воздействием воды. Среди них встречаются извилистые речные русла, образующие вместе со своими притоками типичную систему водостока. Источником воды в этих случаях мог быть лежащий под поверхностью лед (вечная мерзлота), который таял в результате нагревания, вызванного внутренней активностью, а образовавшаяся при этом вода просачивалась на поверхность. Однако рассматриваются и другие источники воды — вплоть до дождей. Некоторые русла начинаются внезапно, имея вид очень крупных образований, как бы созданных внезапным катастрофическим наводнением. Однако в отличие от обычных (земных) систем водостока они часто уменьшаются в своих размерах вниз по течению. Маловероятно, что они возникли под воздействием текущей воды, хотя такая возможность не исключается полностью.
Рис. 9. Разветвленные русла на поверхности Марса. (Если эти русла кажутся вам возвышенностями, поверните картинку на 180°.) Эта область расположена к западу от места посадки "Викинга-1". Видны старые кратеры, образованные до наводнения и размытые им, и новые — возникшие позже. Эта и последующие фотографии марсианской поверхности сделаны космическими аппаратами "Викинг" с орбиты. (Национальный центр данных по исследованию космического пространства.)
Рис. 10. Долина Нергал в Южном полушарии Марса. Этот удивительный "канал" имеет 800 км в длину. (Карр, 1981; Национальный центр данных по исследованию космического пространства.)
Эти русла образовались довольно давно. Судя по числу перекрывающих их ударных метеоритных кратеров, — это древние образования, в основном возраста порядка миллиарда лет. Нет никаких явных доказательств, что на поверхности Марса когда-либо существовали озера или океаны. Реки, вероятно, не впадали в моря, а, насколько можно судить по оставшимся от них следам, просто иссякали — уходили в грунт или испарялись.
Возможность того, что когда-то по поверхности Марса текла жидкая вода, открывала более обнадеживающие перспективы биологических исследований. Если в далеком прошлом природные условия на планете были таковы, что на ее поверхности могла существовать вода, то, возможно, возникла и жизнь. А если так, то, постепенно приспосабливаясь к ухудшающимся условиям, жизнь на планете могла сохраниться и продолжает существовать до сих пор. Вероятность этого, по-видимому, невелика, но в подобных вопросах априорные суждения мало что значат, пока они не проверены экспериментально. Главная цель экспедиции аппаратов "Викинг" заключалась именно в такой экспериментальной проверке. Об этом мы расскажем в следующей главе, наиболее важной с точки зрения поисков жизни на Марсе.
