В нашей галактике - Мухин Лев Михайлович - Страница 28

Правда, советский геофизик Э. Бютнер показала в своей теоретической работе, что кислород должен появиться в атмосфере за счет фотодиссоциации водяного пара. Но это происходило бы на более поздних этапах. А у нас в измерительной камере, в которой мы анализировали модель атмосферы юной Земли, был и кислород, и водород, и окись углерода, и углекислый газ.

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.

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.