Космос и хаос. Что должен знать современный человек о прошлом, настоящем и будущем Вселенной
Шрифт:
Поэтому совершенно не исключено, что в марсианском грунте могут обнаружиться примитивные формы жизни, особенно если учесть тот факт, что вода на Марсе имеется. Нижний слой полярных шапок Красной планеты толщиной в несколько километров сложен из обычного водяного льда, перемешанного с пылью, а сверху они прикрыты тонкой пленкой замерзшей углекислоты. Это так называемый «сухой лед», который наверняка хорошо вам знаком, читатель: его широко используют в летнюю жару, чтобы уберечь от преждевременного таяния некоторые пищевые продукты, например мороженое. Между прочим, сезонные изменения полярных шапок связаны как раз с испарением этого тонкого (около 1 метра) верхнего слоя. Кроме того, в некоторых областях под поверхностью Марса должна располагаться многокилометровая толща вечной мерзлоты. О наличии криолитосферы свидетельствуют, в частности, некоторые особенности строения геологических структур на поверхности Марса. А сравнительно недавно теоретические выкладки получили
Несколько обескураживает тот факт, что спускаемые аппараты американских «Викингов», совершившие мягкую посадку на поверхность Марса и на протяжении нескольких лет изучавшие состав атмосферы, метеоусловия и грунт, не обнаружили следов органики, которая могла бы быть продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Однако вполне возможно, что конструкторы самоходных устройств просто-напросто неверно выбрали направление поисков. Если микробы прячутся глубоко в грунте, «Викинги» элементарно не сумели бы их отыскать.
Таким образом, вопрос о марсианской жизни можно сформулировать в трех вариантах: 1) на Марсе никогда не было жизни; 2) на поверхности планеты жизни нет, но она может существовать в ее недрах; 3) сегодня на Марсе жизни нет, но она существовала в прошлом, поэтому можно отыскать ее следы. С первым вариантом все ясно. Относительно второго возможны разные мнения, но чтобы уверенно рассуждать о подпочвенных бактериях, необходимы дополнительные исследования. А вот третий вариант представляет бесспорный интерес, поскольку многие ученые убеждены, что в далеком прошлом воды на Марсе было в избытке. По некоторым расчетам, 4 миллиарда лет назад ее было даже больше, чем на Земле.
Об этом свидетельствуют грандиозные каньоны и высохшие речные русла, во множестве встречающиеся на поверхности Марса. Некоторые из них достигают 200-километровой ширины при длине несколько тысяч километров. Даже могучая Амазонка – самая полноводная река нашей планеты – выглядит на этом фоне довольно бледно. Куда могла подеваться вода, сформировавшая эти геологические структуры, возраст которых оценивается в 3 миллиарда лет и более? Между тем планетологи не исключают, что в ту далекую эпоху обширные районы северного полушария Марса были покрыты океаном километровой глубины. Мертвых марсианских озер тоже найдено видимо-невидимо. Одно из них было сравнительно недавно идентифицировано американскими геологами. Его размеры могут поразить самое богатое воображение: по площади оно вполне сопоставимо с суммарной территорией Техаса и Мексики, а глубина этого монстра достигала 2 километров.
Так что же все-таки стряслось с Марсом? Сценариев катастрофы придумано великое множество. Например, французский астроном Жак Ласкар полагает, что угол наклона оси вращения Марса к плоскости его орбиты есть величина переменная. Сегодня, как известно, марсианская ось наклонена к эклиптике под углом 25 градусов, то есть всего на два градуса больше, чем угол наклона земной оси. По мнению Ласкара, 6 миллионов лет назад эта величина составляла 47 градусов. Марс лежал практически на боку, и его полюса получали максимум солнечного тепла. Полярные шапки растаяли полностью, и в атмосферу планеты поступили огромные количества углекислого газа и водяных паров. Углекислота обеспечила парниковый эффект, а водяные пары сконденсировались и выпали на поверхность, образовав океан глубиной в несколько километров. Ласкар считает, что на протяжении последних 10 миллионов лет угол наклона марсианской оси к плоскости эклиптики неоднократно менялся в очень широких пределах – от 13 до 47 градусов. Причиной тому было мощное гравитационное поле ближайших соседей Марса, в первую очередь – Юпитера. Четвертая планета напоминает детский волчок или юлу в состоянии неустойчивого равновесия, на которые оказывают воздействие извне. Марс все время «пляшет», и полюса планеты получают то избыток, то недостаток солнечного тепла. Сегодня на Марсе ледниковый период. Между прочим, по мнению французского астронома, земная ось тоже могла бы «прыгать» взад-вперед, если бы не стабилизирующее влияние Луны.
Другую версию катастрофы предложил наш соотечественник Александр Портнов, статья которого была опубликована в февральском номере журнала «Знание – сила» за 2004 год. Марс нередко называют Красной планетой, и в этом названии нет никакого преувеличения: его поверхность действительно имеет красноватый оттенок из-за высокого содержания в марсианском грунте так называемых красноцветных песков. Вот эти совершенно необычные красные пески Марса, напоминающие по цвету кровь, как раз и заинтересовали Портнова. Дело в том, что и красный цвет крови, и красный цвет марсианских песков объясняется одной и той же причиной – обилием оксида железа. Гемоглобин, придающий крови специфический цвет, содержит оксид железа, а его трехвалентные окислы в виде песка и пыли покрывают поверхность Марса. Портнов пишет:
Американские станции передали сведения о химическом составе марсианского грунта и коренных горных пород. Эти данные указывают, что красный марсианский грунт состоит из оксидов и гидроксидов железа с примесью железистых глин и сульфатов кальция и магния. Такой набор минералов характерен для широко развитых на Земле красноцветных кор выветривания, возникающих в условиях теплого климата, обилия воды и свободного кислорода атмосферы.
В прошлые геологические эпохи, когда на Земле господствовал теплый и влажный оранжерейный климат, красноцветы были распространены гораздо шире и, вероятно, покрывали поверхность всех почти континентов. Суммарная мощность земных красноцветов достигает нескольких километров, но то же самое можно видеть и на Марсе: слой марсианской «ржавчины» оценивается в 3–5 километров. Между прочим, ни на одной планете Солнечной системы, кроме Земли и Марса, подобная «ржавчина» не встречается. При этом хорошо известно, что красноцветные породы на Земле могли образоваться только после того, как в атмосфере появился свободный кислород. Но закавыка в том, что практически весь кислород земной атмосферы (а его там 21 %), имеет биогенное происхождение, то есть образовался в результате биосферных процессов. Другими словами, кислород – это продукт и порождение жизни. Если уничтожить всю растительность, свободный кислород улетучится почти мгновенно. Он вновь соединится с органическими веществами, войдет в состав углекислоты и окислит железо горных пород.
Откуда же взялась марсианская «ржавчина», если содержание кислорода в атмосфере четвертой планеты совершенно ничтожно – не более 0,4 %? Такого его количества явно недостаточно для образования мощного слоя красноцветных пород. Следовательно, эти породы очень древние и сформировались тогда, когда свободного кислорода было много. Он был изъят из марсианской атмосферы и окислил железо горных пород, образовав знаменитые красные пески. Разветвленная речная сеть неопровержимо свидетельствует об изобилии воды в далеком прошлом. Резюме: столь мощный слой «ржавчины» на Марсе мог возникнуть только при совместном действии воды и свободного атмосферного кислорода в условиях теплого климата. А поскольку кислород в таких количествах должен иметь биогенное происхождение, на Марсе некогда шумели леса.
Что же произошло? Что погубило жизнь на Красной планете? Портнов полагает, что на поверхность Марса рухнули обломки его третьего спутника – Танатоса. Однако обо всем по порядку.
У марсианских красных песков есть уникальная особенность – они магнитны. Нередко их так и называют – магнитные красноцветные пески Марса. А вот земные красноцветы, странным образом, не намагничены. В чем же тут дело? Еще раз послушаем Портнова:
Эта резкая разница в физических свойствах объясняется тем, что при одинаковом химическом составе (Fe203) в качестве «красителя» на Земле выступает минерал гематит (от греческого «гематос» – кровь) с примесью лимонита (гидроксид железа), а на Марсе преобладает очень редкий в земных породах минерал маггемит, красная магнитная окись железа, имеющая химический состав гематита, но кристаллическую структуру магнитного минерала магнетита (Fe304).
Гематит и лимонит – широко распространенные руды железа, а маггемит образуется изредка при окислении магнетита, если сохраняются его первичная кристаллическая структура и магнитные свойства. При нагревании выше 200 °C маггемит превращается в гематит и становится немагнитным.
Маггемит считался на Земле минералом редким до тех пор, пока я не обнаружил, что территория Якутии буквально засыпана огромным количеством магнитной окиси железа. Это были красно-бурый песок или стяжения различной формы. Но свойства этого маггемита были необычными: после прокаливания он оставался магнитным, подобно его синтетическому аналогу. Я описал его как новую минеральную разновидность и назвал «стабильным маггемитом». Возникли вопросы: почему он отличается по свойствам от «обычного» маггемита, почему его так много в Якутии, но нет среди многочисленных красноцветов экваториальной зоны Земли?
Остается объяснить, откуда взялся стабильный маггемит, да еще в таких количествах. Портнов пишет, что он легко образуется при прокаливании лимонитовых кор выветривания, которых в Якутии очень много. Следовательно, нужно искать источник высокой температуры. Поначалу ученые грешили на лесные пожары, но это не объясняло ровным счетом ничего: леса горят повсюду, в том числе и на экваторе, а магнитной окиси железа там или вовсе нет, или ничтожно мало. Разгадка пришла, как это часто бывает, с неожиданной стороны.