Чтение онлайн

полушарии короче, чем в настоящее время. В эти эпохи и были, по мнению Бернса и Харвита, необходимые условия для полного испарения обеих полярных шапок. Оба ученых предложили даже фантастический проект, как "удержать" ось Марса в благоприятном для климата положении. Для этого нужно переместить Фобос на другую орбиту либо создать вокруг Марса кольцо новых "естественных" спутников, позаимствовав их из пояса астероидов.

Гораздо более интересна и оригинальна другая гипотеза, предложенная К. Саганом. В ней американский ученый попытался объяснить с единой точки зрения такие, казалось бы, разные явления, как ледниковые периоды на Земле, недостаточный поток нейтрино от Солнца и реки на Марсе.

В самом деле, за последние 100 тысяч лет Земля переживала четыре периода оледенения, перемежавшиеся сравнительно теплыми межледниковыми периодами, один из которых мы переживаем сейчас. Наиболее вероятной причиной этих чередований теплых и холодных периодов является изменение притока солнечного тепла.

С другой стороны, поток нейтрино, улавливаемый совоеменными нейтринными телескопами, намного меньше, чем следовало ожидать, исходя из пред^авлений о пгюисходящих на Солнце термоядерных реакциях*). К. Саган совместно с астрофизиком Э. Юнгом предложил следующее объяснение.

Ядро Солнца, в котором происходят термоядерные реакции, испытывает перибдические (с периодом около 10^ лет) расширения, вызванные перемешиванием легкого изотопа гелия Не^ играющего важную роль в цепи так называемой протон-протонной реакции. Выход нейтрино отражает современную интенсивность термоядерных реакций, которая, по мнению Сагана и Юнга, понижена. Наоборот, излучение, испытывая на пути от ядра Солнца к его поверхности длинную цепь процессов рассеяния, поглощения и переизлучения на других длинах волн, характеризует уже прошедший этап в эво iin- ции Солнца. Изменение светимости Солнца за счет пульсаций его ядра по схеме Сагана-Юнга может

*) См. Мартынов Д. Я., Что беспокоит астрофизиков, "Земля и Вселенная", N 1, 1971.

доставлять 7-30%, а этого достаточно для объяснения ледниковых периодов на Земле и колебаний климата Марса. Однако период пульсаций, полученный Саганом и Юнгом, значительно больше периода повторения оледенений (на 3-4 порядка), и в этом-главная трудлость такого объяснения ледниковых периодов. Правда,

косвенным ее подтверждением является наблюдаемый разброс на диаграмме "цвет-светимость" для звезд рассеянного скопления Ясли, возраст которого 3-10" лег. Этот разброс может быть объяснен пульсацией ядер этих звезд и колебанием их светимости.

На самом Марсе тоже обнаружены признаки оледенении. Это типичные формы рельефа, образуемые ледниками: U-образные долины, "висячие" долины, долиныпригоки, острые гребни, седловины и другие. Но самих

ледников не видно. Отсюда ряд исследователей делает вывод, что оледенения были на Марсе в давнем прошлом, в эпохи большей влажности и более сурового климата.

В районе полярных шапок, после стаивания значительной части углекислого "снега", остаются хорошо наблюдаемые слоистые отложения, названные ламинами (рис. 22). Толщина каждого слоя-десятки метров, а всей системы отложений - около 2 км. Из чего они состоят? Из светлых мелкораздробленных пород, как полагает Дж. Каттс, или из слоев льда 002, лишь защищенных минеральными отложениями от летнего таяния и испарения, как полагает К. Саган? Если верна последняя точка зрения, то масса твердого 002 в полярных шапках возрастает на несколько порядков против приведенных выше оценок К. Кросса и В. И. Алешина, и тогда плотность и давление атмосферы Марса в прошлом могли быть значительно выше, чем сейчас.

Большая пылевая буря и ее причины

Вернемся к ноябрю 1971 г., когда к Марсу подлетали сразу три космические станции: две советские ("Марс-2" и "Марс-3") и американская "Маринер-9".

Метеорологическая обстановка на Марсе сложилась в это время довольно своеобразная. В июле 1971 г., согласно наблюдениям на Шемахинской астрофизической обсерватории Академии наук Азербайджанской ССР атмосфера планеты была умеренно прозрачна во всех длинах волн, и в ней не наблюдалось ни синих, ни желтых облаков. Южная полярная шапка четко выделялась на фоне материков, превышая их по яркости втрое (в фиолетовых лучах). Была видна и северная полярная шапка. Контраст морей и материков в красных лучах составлял около 30% и был примерно таким, как в первой половине августа 1956 г., до начала пылевой бури.

Как известно, в конце августа-начале сентября 1956 г. в южном полушарии Марса разыгралась сильная пылевая буря, скрывшая на две недели южную полярную шапку и резко понизившая контрасты "моря-материки" (до 10% в красных лучах). Новая пылевая буря, только еще большего масштаба, разыгралась на

Марсе во второй половине сентября 1971 г., еще до подлета к планете автоматических межпланетных станций.

В отличие от 1956 г., на этот раз пылевая буря была более длительной и устойчивой. Она началась 22 сентября в светлой области Noachis (в южном полушарии) и к 29 сентября охватила 200 градусов по долготе от Ausonia до Thaumasia. Яркость и цвет пылевых облаков были такими же, как у светлой области Hellas. 30 сентября исчезла южная полярная шапка. На следующий день пылевые облака закрыли Mare Sirenum, а 5-7 октября-область Solis Lacus. II ноября, когда "Маринер-9" на подлете начал фотографировать Марс (с расстояния 1 350000 км), пылевая буря продолжалась. Она была столь интенсивной, что, по отзывам американских специалистов, планета имела "венероподобный вид". С расстояний 850000 и 570000 км уже можно было различить отдельные облачные образования.

15-20 ноября наступило, казалось, просветление. Но потом все началось снова. Когда к планете подлетели "Марс-2" и "Марс-3", все южное полушарие планеты было охвачено мощной пылевой бурей, которая до конца года затрудняла научные исследования поверхности Марса с его искусственных спутников. Лишь около 10 января 1972 г. пылевая буря прекратилась, и планета приняла свой обычный вид.

По фотометрическим наблюдениям, произведенным прибором станции "Марс-3" в декабре 1971 г., советским ученым В. И. Морозу и Л. В. Ксанфомалити удалось оценить средний размер частиц пыли: около 1 микрона, Температура поверхности планеты из-за поглощения солнечных лучей пылью понизилась на 10-60°, а температура атмосферы повысилась.

С 22 января по 18 февраля 1972 г. с борта космических аппаратов "Марс-2" и "Марс-3" была проведена большая серия измерений температуры поверхности и подповерхностного слоя планеты, изучался ее рельеф, характеристики атмосферы Марса и околопланетного космического пространства. Данные, полученные в этот период, показали, что пылевая буря окончилась, температура поверхности увеличилась до уровня, ожидаемого при высокой прозрачности атмосферы, возросли контрасты деталей поверхности в красной и ближней инфракр 1сной областях спектра.

Какие же причины вызвали столь мощную и длительную пылевую бурю? Американские ученые К. Саган, Дж. Веверка и П. Гираш на основании теоретического исследования ветровых режимов на Марсе пришли к выводу, что наиболее эффективным механизмом подъема пыли с марсианской поверхности являются смерчи, или "пылевые дьяволы" (dust devils). Образование смерчей зимой невозможно из-за слабого солнечного нагрева. Летом и в экваториальных районах на плоских пространствах смерчи должны образовываться благодаря интенсивной инсоляции (солнечному нагреву), на склонах же их могут подавлять наклонные ветры. Для подъема пыли нужна скорость ветра в 80 м.1сек. На Марсе имеются области, где такие скорости наблюдаются. Смерчи образуются преимущественно вблизи перигелия, когда интенсивность инсоляции на 23% больше, чем во время "среднего" противостояния, и на 47% больше, чем в афелии. Вот почему чаще всего пылевые бури бывают в периоды великих противостояний, когда лето в южном полушарии совпадает с прохождением Марса через перигелий. Замечательно, что пылевые бури 1956 и 1971 гг. начались почти на одинаковых гелиоцентрических долготах Марса (т}=341° в 1956 г. и Ti==346° в 1971 г.), за 30 и 20 суток до летнего солнцестояния в южном полушарии соответственно.

Астрономы ожидали новую пылевую бурю в июле-августе 1973 г., когда Марс должен был вновь пройти через перигелий, но буря "опоздала"-она началась лишь 13 октября появлением трех' пылевых облаков в районе Solis Lacus. Гелиоцентрическая долгота Марса была п == 24°, в южном полушарии была вторая половина лета. По мнению американских астрономов, пылевая буря 1973 г., продолжавшаяся до ноября, уступает лишь большой пылевой буре 1971 г. и превосходит бурю 1956 г.

Измерения радиояркостной температуры поверхности планеты, проведенные в 1972 г. автоматической станцией "Марс-3", показали, что на глубине нескольких десятков сантиметров температура практически не зависит от времени суток (на самой поверхности суточные колебания температуры достигают 70 градусов). Заметно ослаблены и сезонные изменения температуры на этой глубине: об этом можно было судить по широтному распределению радиояркостной температуры, поскольку в южном