Марс обитаем

Марс обитаем

С давних времен человечество интересовал извечный вопрос: «Является ли наша цивилизация единственной во Вселенной, есть ли жизнь на других планетах?». Для того чтобы ответить на него, люди всматривались в ночное небо в надежде обнаружить хоть какой-то сигнал, который известил бы их о существовании жизни на других планетах. К сожалению, таких сигналов не поступало.

Прогресс на Земле осуществлялся очень медленно. Развивались науки, совершенствовались знания, становился богаче опыт. И вот тогда, когда изучение космического пространства в непосредственной близости от Земли должно, казалось бы, опровергнуть все надежды поисков жизни, астрономы вдруг заговорили о том, что, возможно, еще одна, кроме Земли, из числа планет Солнечной системы обитаема.

Прежде чем перейти к причинам, которые заставили астрономов искать признаки жизни на этой красноватой планете, поговорим о том, что есть жизнь, и ознакомимся с астрономическими параметрами планеты Марс.

Согласно научному определению, жизнь представляет собой способ существования белковых тел. Живые организмы наделены поистине уникальной возможностью: они способны синтезировать белковые соединения для нужд своего собственного тела, потребляя при этом внешнюю энергию. Живые организмы также способны обмениваться веществом и энергией как с окружающей средой, так и друг с другом.

Еще одним признаком жизни является ее способность к постоянной эволюции: живые организмы непрерывно приспосабливаются к условиям окружающей среды и под воздействием естественного отбора постоянно меняются. В результате эволюции живой материи и появился человек, который обладает разумом и способен познавать как мир, так и самого себя.

Но для того чтобы возникла жизнь, необходимы исключительно благоприятные условия, которые как раз и существуют на Земле. Жизнь на нашей планете возможна прежде всего благодаря Солнцу, которое не подавляет, а стимулирует живые формы. К слову, таких звезд во Вселенной не так уж и много. К тому же Солнечная система находится на особом положении — в таком месте Вселенной, которое астрономы назвали «поясом жизни». Планеты и звезды, которые располагаются здесь, находятся в особых условиях, им не страшны спиральные рукава, где постоянно взрываются сверхновые звезды.

Земля также находится на идеальном расстоянии от Солнца, на ней не так жарко, как на расположенной гораздо ближе к светилу Венере, и не так холодно, как на удаленном от него Марсе. К тому же достаточная масса Земли позволила ей окружить себя плотной газовой оболочкой — атмосферой, которая защищает живые организмы от губительных для них космических излучений.

Может быть, жизнь на Земле стала возможной также благодаря активности недр, которая вызывается глубинными процессами в мантии и ядре. Одной из самых достоверных гипотез о зарождении жизни на Земле является синтез сложных аминокислот, которому способствовали вулканизм и атмосферные разряды молний. Необходимым условием для развития жизни также является вода, ведь из нее более чем на 60 % состоят живые существа.

Несмотря на то что для возникновения жизни необходим столь богатый перечень условий, астрономы уверены, что жизнь на Земле не является столь уникальной и неповторимой, как кажется на первый взгляд. Ученые подсчитали, что только в изученном космическом пространстве находится более 10 млрд планет со схожими условиями. Так что мы вправе ожидать, что живые существа существуют и на других планетах.

В поисках жизни взгляд ученых обратился к планетам, находящимся в непосредственной близости от нас — к планетам Солнечной системы. Абсолютно тождественных Земле по природным условиям среди них не оказалось, но ученые все же допускали возможность существования здесь жизни в виде примитивных форм. Низшие организмы (бактерии, лишайники, простейшие) обладают очень широкими приспособительными способностями.

Экспериментальным путем было доказано, что низшие организмы способны адаптироваться к температурам от -273° С до +450° С. Они в состоянии очень продолжительное время находиться в вакууме, выдерживать дозы радиационного облучения в 870 тыс. рентген, переносить давление в 250 атм и т. д.

Кислород, который в настоящее время жизненно необходим очень многим живым организмам, на первом этапе жизни являлся лишь препятствием: первые микроорганизмы боялись этого сильнейшего окислителя и прекрасно обходились без него. И только спустя большое количество времени, когда в атмосфере скопилось очень много кислорода, анаэробные микроорганизмы практически все вымерли, уступив место живым организмам, потребляющим кислород.

Наиболее вероятным ученым показалось наличие жизни на Марсе, т. к. эта планета имеет наибольшее сходство с Землей. Марс находится в значительном удалении от Солнца и поэтому получает в два с лишним раза меньше тепла, чем Земля. Марсианский год состоит из 687 наших земных суток, или 668 марсианских суток, которые всего на 37 мин длиннее земных.

На Марсе, так же как и на нашей планете, происходит смена времен года, что обусловлено практически одинаковым наклоном оси вращения планет к их орбите. Марс является самой маленькой планетой в Солнечной системе, его диаметр в 2 раза меньше земного, следовательно, и сила тяжести на нем в два раза меньше, чем на Земле. Марс, как и наша планета, обладает атмосферой, хотя она и более разрежена, чем земная.

Наблюдать за этой планетой очень непросто. Дело в том, что расстояние от Земли до нашего небесного соседа постоянно меняется, причем в значительных пределах. Легче всего осуществлять наблюдения, когда Марс и Земля, двигаясь по своим орбитам, сближаются и находятся по одну сторону от Солнца. Но и в этом случае следить за планетой приходится через толщу земной атмосферы, которая значительно искажает изображение. Однако продолжительные наблюдения, которые астрономы вели на протяжении нескольких лет, дали возможность составить некоторое представление об этой загадочной планете.

Большая часть Марса имеет красновато-желтый цвет, чем и объясняется данное ему название (Марс считался римлянами кровавым богом войны). На обоих полюсах Марса заметны полярные шапки, которые представляют собой тонкий слой снега на поверхности планеты и туман, стоящий над ним. Впервые такой вывод был сделан в 1909 г. ученым Г. А. Тиховым. Было также замечено, что полярные шапки представляют собой сезонный покров, т. к. в то время, когда на соответствующем полушарии планеты царит зима, полярные шапки имеют значительные размеры, а к лету они дробятся по краям или же совсем исчезают.

Таким образом, было доказано, что на Марсе имеется вода, которая выпадает из атмосферы в виде снега. Кроме того, ученые сделали вывод, что здесь присутствует также и снег из замерзшего углекислого газа, который в условиях Марса затвердевает при температуре -130° С. На этой планете имеются также темные пятна, которые астрономы условно назвали морями. На самом деле речь не идет о больших скоплениях воды, т. к. отражения Солнца в них никогда не наблюдалось. Тем не менее очертания морей также меняются в зависимости от сезона. Кроме того, была замечена и сеть тонких линий, названных астрономами каналами. Эти линии пересекают оранжевые возвышенности — «материки» и соединяют темные пятна.

Полярные шапки на Марсе претерпевают сезонные изменения (на рисунке видны также темные пятна на поверхности планеты)

Долгое время ученые думали, что темные пятна на планете представляют собой низменности, в которых имеется влага. Весной полярные шапки начинают таять, и освободившаяся вода стекает к низинам. Это и явилось причиной распространенного заблуждения о том, что на Марсе имеются некоторые формы жизни. Предполагалось, что влага и тепло в морях активизируют растительность, которая оживает и на некоторое время придает пятнам темный цвет.

Американский астроном Ловелл также высказал предположение, что марсианские каналы являются искусственными сооружениями, а раз так, то, возможно, на Марсе существует и довольно развитая цивилизация. В качестве доказательств Ловелл указывал на геометрическую точность сети сотен каналов, которые не могли возникнуть спонтанно. Однако это предположение ученого вскоре было развенчано. Выяснилось, что каналы на самом деле являются совсем не тонкими линиями, они, должно быть, имеют более сотни километров в ширину и представляют собой цепь неправильных пятнышек.

Тогда астрономы, которые не теряли надежды обнаружить жизнь на Марсе, выдвинули предположение, что каналы — это не что иное, как растительность, окаймляющая узкие русла рек, которые настолько малы, что их невозможно разглядеть в телескоп. В подтверждение этого приводились результаты наблюдений за окраской темных пятен: летом они имели зеленоватый оттенок, а к осени бурели. Однако и этот миф оказался развенчанным. Как выяснилось, зеленоватый и бурый цвет пятен объясняется физиологическим эффектом контраста с соседними оранжевыми областями.

Прежде астрономам приходилось лишь гадать о рельефе Марса. Предполагалось, что поверхность планеты представляет собой ровные пустыни, на которых лишь кое-где имеются невысокие горы. Но в 1965 г. были получены новые сведения с автоматической межпланетной станции «Маринер-4», которая в то время пролетала мимо планеты. Снимки Марса показали, что поверхность планеты усыпана кольцевыми горами и кратерами.

Впоследствии были запущены несколько космических станций, которые стали искусственными спутниками Марса и дали возможность детальнее ознакомиться с этой планетой. Сведения, полученные с этих орбитальных станций, удивили ученых. Астрономами были обнаружены извилистые ложбины с притоками, которые являлись руслами рек, некогда протекавших на Марсе. По-видимому, когда-то на Марсе было столько воды, что она могла течь.

Однако, почему в настоящее время даже водяной пар на Марсе обнаруживается с трудом, астрономы не знают. Высказаны лишь гипотезы и предположения, которые пока не подтверждены документально. Интересную мысль подал В. Д. Давыдов. Он допускает, что на Марсе и в настоящее время имеются водоемы, но только они замерзли снаружи и их занесло песком.

Долгое время вопрос о том, есть ли жизнь на Марсе, оставался открытым. Ученые пытались обнаружить на планете хоть какие-нибудь признаки жизни. Условия здесь очень суровые. Даже в летнюю пору на экваторе температура воздуха редко поднимается до 0° С, ночью же она понижается до -70—100° С. Колебания температуры в течение суток достигают 80—100° С. Но, несмотря на эти весьма неблагоприятные условия, некоторые микроорганизмы вполне могли бы приспособиться и к низким температурам, и к их резким сменам, и к малой влажности. Проще всего, конечно, пришлось бы растительным организмам, которые обладают большей жизнестойкостью. Поэтому астрономы еще раз обратили внимание на темные пятна на Марсе, меняющие цвет в зависимости от времени года.

Долина и дно высохшей реки на Марсе

Однако русский физик Н. А. Умов опроверг предположения ученых о наличии на Марсе растений. Он указал на то, что в случае наличия растительности в спектре солнечного света, отраженного этой растительностью, непременно присутствовала бы полоса поглощения хлорофилла. Известно, что хлорофилл (зеленое красящее вещество, образуемое растениями) имеет способность поглощать инфракрасные лучи спектра в виде широкой полосы. На Марсе такого явления не было замечено.

Защитники теории существования жизни на Марсе несколько оживились, когда было сообщено об открытии в инфракрасном спектре «морей» планеты полос поглощения, сходных с наблюдаемыми у органических веществ. Однако некоторое время спустя выяснилось, что такие же полосы поглощения дают и неорганические вещества, например известняк или другие карбонаты. К тому же точно такую же полосу поглощения дает и вода, но не обычная, а т. н. тяжелая вода, которая кроме обычного водорода содержит еще и тяжелый водород.

Еще одно открытие, сделанное астрофизиками, явилось причиной возобновления разговоров о том, что на Марсе есть жизнь. Некоторые ученые заподозрили, что спутники Марса Деймос и Фобос (они были открыты в 1877 г.) имеют искусственное происхождение.

Деймос и Фобос очень малы в размерах, величина первого из них не более 27 км, а второго — 16 км. Их можно сравнить разве что с самыми мелкими астероидами. Деймос вращается очень близко к Марсу — на расстоянии 23 500 км от поверхности планеты, а Фобос еще ближе — на расстоянии всего 9 400 км. Поэтому в течение одних марсианских суток Фобос дважды появляется над горизонтом, успевая пройти все фазы, подобные лунным, причем он восходит на западе и заходит на востоке. Продолжительные наблюдения астрономов за этим спутником Марса показали, что период обращения Фобоса вокруг планеты за сутки уменьшается на одну миллионную долю секунды. Таким образом, Фобос постепенно приближается к планете.

Этот факт заинтересовал ученых. Астрофизик И. С. Шкловский рассмотрел всевозможные гипотезы и постарался подтвердить их математически. Заключение ученого гласило, что причиной неуклонного приближения спутника к поверхности планеты является сопротивление движению Фобоса, вызываемое атмосферой Марса. Искусственные спутники Земли, как известно, также испытывают торможение в атмосфере, и период обращения их вокруг планеты точно так же уменьшается.

Однако земная атмосфера очень сильно отличается от марсианской. Разреженная атмосфера Марса не должна вызывать торможения такой силы, как наблюдается. Оно может возникнуть только в том случае, если масса спутника будет очень мала. Тогда средняя плотность вещества, из которого он состоит, должна быть меньше плотности воды в тысячу раз. Такое возможно лишь в том случае, если Фобос является полым внутри. Но тогда он может быть только искусственным!

Несмотря на то что тема искусственных спутников Марса получила большой отклик и на все лады использовалась в печати, ученые отнеслись к выводу, сделанному Шкловским, скептически. Было доказано, что форма спутников Марса сильно отличается от шаровой. В этом случае только лишь давления солнечных лучей будет достаточно, чтобы вызывать ускорение Фобоса. Для того же, чтобы создать искусственный спутник, требуется высокая цивилизация, которой на Марсе не было обнаружено.

Через несколько лет шумиха вокруг искусственной природы спутников Марса улеглась, и способствовали этому в первую очередь доставленные на Землю фотографии, которые были сделаны с близкого расстояния «Маринером-9». Снимки показывают, что оба спутника имеют чрезвычайно неправильную форму, они изрыты огромными кратерами, оставленными, без сомнения, метеоритами. Этим и объясняется очень малая масса спутников.

Однако поиски жизни на планете не были прекращены. В 1976 г. была осуществлена исследовательская программа американских межпланетных станций «Викингов». Эти летательные аппараты провели целую серию экспериментов и собрали физическую, химическую, метеорологическую и астрофизическую информацию. Основной целью исследования было обнаружение в марсианском грунте следов хоть каких-нибудь организмов.

Форма марсового спутника Фобоса указывает на то, что он не является искусственным

Для опытов «Викинги» были оснащены небольшими бортовыми биолабораториями, состоящими из трех отсеков, которые через специальные дозаторы заполнялись марсианским грунтом. Автоматический манипулятор, оснащенный специальным приспособлением в виде совка, подавал небольшое количество (не более 2 см³) почвы в отсеки, где и проводились эксперименты.

Первый отсек межпланетной станции заполнялся радиоактивным углекислым газом, а затем освещался мощным источником света, который имитировал Солнце. Через некоторое время грунт нагревался, а отсек заполнялся инертным газом. Если бы в марсианской почве присутствовали фотосинтезирующие микроорганизмы, то они начали бы использовать углекислый газ и солнечный свет для создания собственных органических соединений. После этого нагрева гипотетические живые существа неминуемо погибли бы, а вещества, из которых они состояли, разложились. Разложение сопровождалось бы появлением радиоактивного газа, что непременно зафиксировали бы счетчики.

Эксперимент продолжался на протяжении 5 марсианских суток и дал весьма интересные результаты — из грунта выделялось довольно большое количество радиоактивного газа, что дало возможность надеяться на существование марсианских живых организмов. Если бы такие эксперименты проводились на Земле, они дали бы стопроцентную гарантию обнаружения жизни. Однако условия на Марсе очень сильно отличаются от земных, и, возможно, приборы зафиксировали лишь неизвестные химические реакции в почве, тем более что результаты опытов, проводимых во втором и третьем отсеках «Викингов», поставили ученых в тупик, т. к. совершенно не соответствовали ожидаемым.

Поиск жизни на Марсе проводился также и с помощью масс-спектрографического анализа пробы грунта на предмет наличия живых органических соединений, но такое исследование дало отрицательный результат. Телекамеры «Викингов» осмотрели все окрестности; эти приборы были оборудованы специальными устройствами, которые способны зафиксировать любой движущийся предмет. Но ничего такого так и не было замечено.

Итак, поиск жизни на Марсе пока не привел к положительным результатам. Вероятнее всего, на планете вообще отсутствуют живые органические соединения. Пока нельзя полностью отвергнуть предположение о существовании жизни на Марсе, но если она там и есть, то лишь в форме мхов и лишайников, а о развитой животной жизни на планете говорить, к сожалению, невозможно.