В фокусе телескопа "моря" Марса

Н. И. Кучеров, старший научный сотрудник Главной астрономической обсерватории Академии наук СССР в Пулкове

Спор о том, есть ли жизнь на Марсе или нет, ведется астрономами уже около 100 лет. Новое слово в этом вековом споре сказал советский астроном Гавриил Адрианович Тихов.

ТОРЖЕСТВО ИДЕЙ ТИХОВА

Наука и жизнь // Иллюстрации
Сезонные изменения на Марсе. Слева (сверху вниз): 9 марта, 11 мая. 29 мая; справа: 23 июня. 31 июля, 21 августа.

Спор о том, есть ли жизнь на Марсе или нет, ведется астрономами уже около 100 лет.

Новое слово в этом вековом споре сказал советский астроном Гавриил Адрианович Тихов. Раньше у сторонников гипотезы о существовании жизни на Марсе был, по существу, лишь один довод сезонные изменения окраски "морей". Отсюда делался вывод, что "моря" (так издавна принято называть наблюдаемые на Марсе темные пятна) есть не что иное, как огромные равнины, покрытые растительностью.

Но против такого вывода было выдвинуто много возражений. Прежде всего в спектре марсианских "морей" не оказалось темной полосы, обязанной своим происхождением хлорофиллу. Кроме того, у "морей" Марса не наблюдалось рассеяния инфракрасных лучей, которые в сильной степени проявляются у земных растений.

Тихов высказал в связи с этим очень интересную идею марсианские растения в процессе длительной эволюции постепенно приспособлялись к непрерывно ухудшавшимся физическим условиям жизни на Марсе и благодаря суровому климату могли изменить свои оптические свойства. Как известно, наиболее важными оптическими свойствами являются цвет, спектральная яркость или отражательная способность в разных лучах, поглощение и рассеяние света.

Эксперименты подтвердили точку зрения советского ученого. Полученные спектральные характеристики "морей" Марса имеют большое сходство с такими же характеристиками земных растений, живущих в холодных условиях.

Суров климат соседней планеты. Следовательно, земных родственников марсианских растений нужно искать в наиболее северных и высокогорных районах. Многолетние поиски дали блестящие результаты именно в этих районах сотрудниками Тихова были обнаружены растения, которые, подобно марсианским, имели голубой цвет, не давали в спектре полосы поглощения хлорофилла и мало рассеивали инфракрасные лучи. Иначе говоря, их спектральные свойства, их отражательные способности ничем не отличались от марсианских темных пятен.

Так были открыты совершенно новые пути для астрономических исследований, для изучения жизни на других планетах. Так было положено начало новой науке - астробиологии.

Идеи советского астробиолога широко распространились по всему миру. Они получили признание в Англии, Франции, Италии, нашли горячих сторонников и последователей за океаном - в США, Аргентине, Бразилии.

Директор Лоуэлловской обсерватории во Флагстаффе Альберт Вильсон во время поездки в Советский Союз в 1953 году посетил члена-корреспондента Академии наук СССР Г. А. Тихова и в беседе с ним отметил огромный интерес американских астрономов к работам советских астробиологов. Вскоре он заявил об отставании США в этой области от Советского Союза. "Америка,- подчеркнул А. Вильсон,- слишком поздно признала Циолковского. Мы исправляем эту ошибку тем, что теперь признали советских астробиологов".

СНОВА О ЖИЗНИ НА МАРСЕ

Под знаком торжества идей Тихова прошел в 1957 году во Флагстаффе астробиологический симпозиум, организованный Тихоокеанским астрономическим обществом по инициативе А. Вильсона и крупного специалиста по авиационной космической медицине X. Стругхольда.

Выступая на этом совещании, Стругхольд определил астробиологию как общепланетную экологию, подразумевая под этим распространение на другие планеты принципов и методов географической экологии. Далее он высказал идею, что в солнечной системе физико-биологические условия располагаются по поясам. Пригодный для обычной жизни "углеродно-кислородный" пояс, который Стругхольд называет "экосферой", находится между орбитами Венеры и Марса Земля расположена в наиболее благоприятных условиях. Следующий, водородный, пояс охватывает планеты-гиганты.

Марс и Венера находятся у самой границы экосферы, то есть в наименее благоприятных условиях для жизни. Но если Венера значительно ближе к Солнцу и климат там слишком жаркий, то Марс, наоборот, отстоит гораздо дальше от светила, чем наша планета. Поэтому живые организмы на Марсе должны были выработать специальные приспособления для защиты от низких температур. Не исключена возможность, что они содержат какие-то специальные вещества, препятствующие замерзанию, например, такие, как глицерин.

Для изучения проблемы жизни на Марсе, по мнению Стругхольда, необходимо вести сравнительные спектрофотометрические исследования поверхности этой планеты и земных растений, а также проводить опыты в специальных камерах, где искусственно создаются условия, близкие к марсианским. Интересные исследования организмов, приспособленных к условиям существования в условиях Марса, ведутся, например, на факультете микробиологии школы Авиационной медицины в Техасе. В специально созданной для этой цели установке изучалось развитие микроорганизмов при низком давлении, различных состояниях влажности и температурах от + 20° до - 70°. Оказалось, что микроорганизмы успешно размножались при влажности в 1%. Но даже при влажности меньше половины процента число жизнеспособных микроорганизмов в почве исчислялось сотней тысяч.

Дальнейшие эксперименты показали, что многие микроорганизмы почвы быстро приспосабливались к измененным условиям (близким к марсианским!), хорошо переносили их и размножались. Атмосфера в опыте была из чистого азота, температура в продолжение многих часов поддерживалась комнатная, а затем в течение 15 часов понижалась до -22°, влажность составляла менее 1%, атмосферное давление не превышало 55 миллиметров ртутного столба.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ МАРСИАНСКИХ "МОРЕЙ"

Французский астроном О. Дольфус на обсерватории Пик-дю-Миди при помощи шестидесятисантиметрового рефлектора исследовал поляризацию света Марса. При этом он сравнивал величину поляризации "материков" Марса и разных земных минеральных образований красных песчаников, глины, вулканических пеплов, гепатита и лимонита. Оказалось, что измельченный лимонит и "материки" Марса имеют одинаковые кривые поляризации. Далее Дольфус установил, что в северных и южных областях Марса "моря" обнаруживают правильно повторяющиеся различия поляризации в южных и экваториальных областях она оказалась несколько большей, чем в северных в конце весны (для северного полушария). Тем самым Дольфус показал, что поляризация, как и окраска морей, меняется по временам года. Сравнение с растениями нашей планеты выявило большое различие поляризации "морей" Марса и высших земных растений и мхов, но обнаружило сходство с поляризацией лишайников. Далее он нашел, что темный ободок, наблюдаемый вокруг тающей полярной шапки, имеет такой же ход поляризации, как у "морей" Марса. На основании своих наблюдений Дольфус пришел к выводу, что эти "моря" покрыты сильно окрашенными низшими растениями типа грибков.

Американский астроном Дж. Койпер на основании спектральных исследований марсианских темных пятен и растений пришел к выводу, что на соседней планете вообще нет высших растений, подобных тем, какие произрастают на Земле, что по своей отражательной способности "моря" больше всего подходят к нашим лишайникам и мхам, которые могут расти в песчаных пустынях Марса.

Но так ли это на самом деле? Скорее всего, нет. Ведь лишайники и мхи и зимой и летом окрашены одинаково, в то время как "моря" Марса изменяют свой цвет по временам года. Кроме того, как показали астроботанические исследования, у ряда высших растений, например у хвойных и лиственных деревьев, спектральная отражательная способность очень похожа на ту, которую имеют марсианские "моря".

Вот почему можно предполагать существование на Марсе наряду с низшими растениями и их высших видов.

И ТУТ ОБНАРУЖЕНЫ ОРГАНИЧЕСКИЕ МОЛЕКУЛЫ...

Сотрудник Гарварцской обсерватории в США В. Синтон обнаружил в спектре Марса в далекой инфракрасной части полосу поглощения на длине волны 3,45 микрона. Эта полоса имеется в спектрах, получаемых в отраженном свете от большинства земных растений. Мало того, она оказалась присуща всем органическим молекулам.

В 1956 году, во время великого противостояния Марса, Синтон при помощи телескопа с диаметром в 61 дюйм повторил и вновь подтвердил наличие в спектре Марса той же самой полосы поглощения.

Для уточнения этих интересных результатов Синтон во время противостояния Марса в 1958 году предпринял новую проверку, на этот раз уже на 200-дюймовом телескопе Паломарской обсерватории. Он получил уверенные полосы поглощения в спектре "морей" Марса на длинах волн 3,46, 3,55 и 3,67 микрона. В спектре материков этих полос не обнаружено. Первые две полосы присущи и земным растениям, а третья полоса на длине 3,67 микрона, которая несвойственна нашему растительному миру, по мнению Синтона, могла указывать на существенную разницу между марсианскими и земными растениями. Но вскоре и эта таинственная полоса была найдена на Земле она оказалась в спектре морских водорослей. По всей вероятности, она образована находящейся в этом растении углеводородной молекулой.

Обнаружение органических молекул в "морях" явилось еще одним доказательством существования растительности на Марсе, еще одним блестящим подтверждением выводов Тихова.

Интересные исследования о поверхности марсианских "морей" выполнил сотрудник Харьковской астрономической обсерватории И. К. Коваль под руководством академика АН УССР Н. П. Барабашова.

Обработав множество фотографий, полученных в разных лучах спектра (красных, зеленых, желтых и синих), он установил, что поверхность марсианской суши гладкая, а поверхность "морей" весьма неровная. Возможно, что неровности вызваны растительным покровом. Интересно и другое явление, открытое харьковскими астрономами - "моря" Марса оказываются, как правило, теплее его суши на 10-15 градусов.

Французский астроном Камишель, в течение пятнадцати лет наблюдавший Марс на обсерватории Пик-дю-Миди (1943-1958 годы), сделал много интересных фотографий. В 1959 году они были исследованы Жаном Фока. Сравнивая яркость темных образований со светлыми в центре диска Марса, Фока получил кривые изменения яркости по сезонам. На этих кривых хорошо выявляются две волны потемнения, распространяющиеся в направлении экватора попеременно от каждого из полюсов. Достижение волной полярной области совпадает со временем наступления в этом полушарии начала весны. Когда же волна исчезает, наступает осень. Скорость распространения волн в среднем составляет 35 километров за сутки Марса. Затем волна потемнения пересекает экватор и исчезает на широте 22° противоположного полушария.

Упомянем еще об одном явлении, установленном при изучении "морей" Марса. Оказалось, что, помимо сезонных изменений, в их окраске происходят еще изменения в очертаниях самих "морей", а иногда эти образования даже полностью исчезают или появляются новые темные области. Астроном Джефферс, проводя фотографические наблюдения Марса на 36-дюймовом рефракторе Ликской обсерватории в течение многих противостояний Марса и сравнивая свои фотографии с ранее полученными, нашел некоторые изменения в ряде областей поверхности Марса. Так, например, с 1941 года сильно изменились области, носящие названия на картах Марса "Озеро Солнца" и "Большой Сырт".

В 1954 году появилась новая обширная темная область в районе канала Тот, ранее не существовавшая. Автор этих строк наблюдал ее возникновение еще во время противостояния Марса в 1952 году. В продолжение ряда лет она увеличивалась в размерах и была отчетливо видна во время противостояния в 1956 году. Можно предполагать, что в этих областях Марса климатические условия изменились, что и вызвало появление новых растительных зон.

ВПЕРЕДИ - НОВЫЕ ОТКРЫТИЯ

Астрономические открытия последних лет свидетельствуют о большом прогрессе техники и методов наблюдения. Вступают в строй огромные телескопы со спектрографами большой дисперсии, астрономы применяют новую телевизионную технику и инфракрасные приемники, увеличивается мощь радиотелескопов. Подъем крупных телескопов на аэростатах на большие высоты для фотографирования Марса, запуск искусственных спутников, оснащенных совершенными приборами и аппаратами, полет космических ракет сначала в район Марса, а затем и на самую планету уже в ближайшие годы приведут к новым великим открытиям. Они прольют свет на многие нерешенные вопросы, уточнят наши представления о физической природе планеты, ее атмосфере, поверхности и помогут, наконец, выяснить, что же представляют собой "моря" Марса. Возможно, что по фотографиям, сделанным автоматической межпланетной станцией на расстоянии нескольких сот тысяч километров, еще трудно будет установить природу "морей". Большего мы достигнем, пожалуй, с помощью спектрографирования. На спектрограммах отдельных "морей", полученных с близкого расстояния, можно будет, например, выявить спектральные линии или полосы хлорофилла. Ибо при наблюдении с Земли полос хлорофилла в спектре Марса, как известно, не удалось обнаружить.

Незадолго до смерти, летом 1959 года, Г. А. Тихов писал "...Мы еще не знаем, в каком состоянии находится жизнь органических существ животного и разумного типа на Марсе. Эту задачу решат космонавты, наши потомки".

Теперь, когда успешно осуществлены первые в мире полеты советских людей в космос, можно твердо надеяться на то, что уже наши современники побывают на Марсе и великая тайна жизни на этой планете будет полностью раскрыта.

Статьи по теме

 

Читайте в любое время

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки