Мыслящая Вселенная

В заключение описания Марса у нас есть возможность вернуться непосредственно к проблеме жизни вне Земли. Дело в том, что на Марс были посланы космические аппараты «Викинг». Их основной задачей был поиск возможных форм жизни на планете. Людям всегда очень хотелось, чтобы на Марсе была разумная жизнь. Поэтому возникла легенда о каналах на Марсе, которые прорыты разумными существами. Высказывались соображения и о растительности на Марсе. Поводы к этому были. О растительности на Марсе как будто свидетельствовали такие факты. Каждые полгода по марсианскому календарю с началом весны в одном из полушарий Марса появляется темная окантовка вокруг тающей полярной шапки. Затем она постепенно распространяется к экватору со скоростью примерно 30 километров в сутки. Когда она достигает экватора, то не останавливается, а переходит через него. Затем, но уже через полгода, такая же окантовка (волна) движется подобным образом, но уже от другого полюса. Это происходит регулярно. Когда волна прошла, области высоких широт светлеют, никакой окантовки нет. Приводилось и еще одно доказательство существования растительности на Марсе. После пылевых бурь на поверхность планеты выпадает пыль. Но наблюдения показывают, что контрасты между темными и светлыми областями при этом не меняются. Если бы там была растительность, то это было бы понятно. Эти доводы «за». Но есть доводы и «против». Так, в условиях очень сухой марсианской атмосферы вегетационный период в развитии растительности должен приходиться на весну. В это время тает полярная шапка и в атмосфере появляется хоть немного влаги. Далее можно рассуждать, что эта влага постепенно распространяется по направлению к экватору. Поэтому она способствует росту растительности. Однако прямые измерения с помощью наземных инфракрасных спектроскопов не позволили обнаружить органические молекулы СН. Если бы они там были, то они выдали бы себя своим излучением в виде характерных полос вблизи длины волны 3,5 мкм. Но измерения этих полос не обнаружили.

Что же касается волны потемнения, которая распространяется от полярной шапки к экватору, то этот процесс, видимо, связан с переносом больших количеств пыли регулярными ветрами. Вулканы выбрасывают темную пыль, а местные ветры разносят эту пыль. При этом образуются характерные полосы, которые направлены от вулкана. Такие полосы наблюдаются. Правда, и в этом объяснении не все просто: на Марсе нет вулканов, которые выбрасывали бы пыль. Высказывались и другие объяснения этих волн.

Жизнь на Марсе искали два космических аппарата. Оба «Викинга» содержали портативные автоматизированные химические лаборатории. Они предназначались для того, чтобы определить, есть ли в грунте Марса какие-либо организмы. Экспериментов было подготовлено и проведено несколько. В одном из них в герметически закрытой камере атмосфера над пробой грунта содержала, как и марсианская, углекислый газ. Но при этом часть атомов углерода-12 в нем была замещена на радиоактивный изотоп углерод-14. Грунт освещали светом, подобным солнечному. Если в этих условиях находятся земные микроорганизмы и растения, то они энергично поглощают углекислый газ. После этих приготовлений проба грунта нагревалась. В процессе нагрева органические вещества разлагались. Поэтому приборы должны были обнаружить усвоенный радиоактивный углерод. Это определенно доказывало бы использование микроорганизмами фотосинтеза. При проведении этого эксперимента на Земле (моделировались марсианские условия) эксперимент «работал» безотказно. Когда же аппараты «Викинг» проводили эти эксперименты на Марсе, их результат был разным: то «да», то «нет». Другими словами, радиоактивный углерод то регистрировался, то нет.

Проводился и эксперимент «наоборот». Обитателей грунта подпитывали радиоактивной пищей. При этом проходил обмен веществ с окружающей средой. В результате этого обмена обитатели грунта должны были выделить меченый углекислый газ. Можно считать, что эксперимент на Марсе в этом варианте удался. Но многие специалисты считают, что получилось нечто не похожее на то, что ожидалось.

Третий эксперимент был тщательно отработан на Земле. Имитировались условия Марса. Суть эксперимента состояла в следующем. Грунт помещали в камеру с точно известной контрольной атмосферой. В результате жизнедеятельности микроорганизмов происходила подкормка грунта питательной смесью. Как следствие, изменялся состав газовой среды. На Земле проведение этого эксперимента занимало две недели. На Марсе из грунта сразу же стали выделяться углекислый газ и кислород. И вообще все реакции завершились за двое суток.

Как все это трактовать — не очень ясно. Говорит ли этот результат о том, что микроорганизмы на Марсе намного активнее земных? А может, дело в другом. Может, состав самого грунта на Марсе обладает необычными химическими свойствами. Возможно, в нем присутствуют некоторые перекиси, которые и обуславливают эти свойства? Если такой состав смачивать водой, то у него интенсивно выделяется газ. Конечно, очень важна и роль солнечного ультрафиолетового излучения, которым облучается грунт. Мы уже говорили, что на Марсе ультрафиолет беспрепятственно проникает до самой поверхности планеты. Почему ультрафиолет не уничтожает микроорганизмы? Конечно, уничтожает. Поэтому ищут микроорганизмы не на поверхности планеты, а на некоторой глубине, куда ультрафиолет не проникает.

На «Викинге» использовался специальный прибор (хроматограф), в котором образец грунта нагревался. Затем выходящие из грунта продукты разложения органических веществ (газы) анализировались с помощью масс-спектрометра. Этот прибор способен опознавать различные химические элементы и соединения. Грунт брали на глубине 4–6 сантиметров. В этом эксперименте было зарегистрировано выделение сравнительно больших количеств кислорода, а также водяного пара и углекислого газа. Но при этом не было обнаружено каких-либо органических соединений. Специалисты не сомневаются в том, что если бы такие соединения были, то прибор бы их зарегистрировал. Чувствительность прибора к примесям составляла одну десятимиллиардную долю. Об эффективности прибора можно судить по экспериментам, которые были проведены на Земле (в Антарктиде). Этот (или такой же) прибор обнаружил в одной десятой грамма грунта, взятого в Антарктиде, более двадцати органических соединений. Значит ли это, что на Марсе точно нет жизни? Не значит. Возможно, «Викинг» проводил измерения там, где жизни (микроорганизмов) было слишком мало. Но не надо обманывать себя тем, что прибор был безупречным. Его создали специалисты исходя из земных представлений о жизни. Ну, а если жизнь там совсем не похожая на земную? Тогда нельзя говорить о каких-либо результатах эксперимента. Ведь промелькнуло в 1996 году сообщение, что следы окаменелых микроорганизмов были обнаружены в метеорите, который некогда прилетел с Марса.

ЮПИТЕР

Юпитер является самой тяжелой планетой нашей Солнечной системы. Он в 318 раз тяжелее Земли. Ему не хватает очень немного для того, чтобы по массе сравняться со звездой. Недаром почти сто лет назад знаменитый Фламмарион, книга которого «Множественность миров» переиздавалась десятки раз, в своей «Популярной астрономии» писал: «Юпитер, по-видимому, еще формирующийся мир, который недавно — несколько тысяч веков тому назад — служил Солнцем в своей собственной системе». Фламмарион, конечно, ошибался. Если бы масса Юпитера была в десятки раз больше, то он действительно стал бы звездой. Как мы уже говорили, под действием сил притяжения в небесном теле, если эти силы достаточно велики, внутри тела создается очень высокая температура, что приводит к «запуску» ядерных реакций. Но с Юпитером это не случится никогда. Он является планетой и только планетой. И светится Юпитер только потому, что он отражает (как и Луна) свет Солнца. Юпитер достаточно хорошо изучен астрономами. Многие сведения о нем можно получить даже с помощью любительских телескопов. Из-за того что Юпитер вращается очень быстро (один оборот вокруг своей оси он совершает за десять часов, тогда как Земля оборачивается за 24 часа), про-

изошло сильное сжатие планеты. Оно значительно больше, чем сжатие Земли.

Видимая поверхность Юпитера (как и Солнца) — это газ. Поэтому на разных широтах он вращается с разной скоростью. В экваториальной зоне оборот совершается за 9 часов 50 минут, а в умеренных зонах — за 9 часов 56 минут. В телескопы Юпитер виден желтоватым. На этом фоне четко различаются сероватые полосы, они простираются вдоль параллелей, то есть параллельно экватору. Эти полосы — образования в атмосферном газе, поэтому они весьма изменчивы. Что касается твердой поверхности Юпитера, то мы ее в телескопы не видим (рисунок 109).

Рис. 109. Юпитер — крупнейшая планета Солнечной системы, по диаметру в 11,2 раза превышающая земной шар. На снимке, сделанном с расстояния 28 миллионов километров, видны темные пояса и светлые зоны, охватывающие планету, Большое Красное Пятно (слева внизу) и два из шестнадцати спутников Юпитера: Ио (на фоне планеты) и Европа (справа). Снимок NАSА.

На врезке — Земля в том же масштабе

Особой достопримечательностью Юпитера является его Красное Пятно. Оно очень стабильно и представляет собой громадную овальную розоватую область, расположенную в Южном полушарии планеты. Оно простирается на 35 000 километров по долготе и на 14 000 километров по широте. Это Пятно было открыто в XVII веке. С тех пор оно остается на одном и том же месте. Меняется со временем только интенсивность его окраски. Причем эти изменения носят периодический характер. Наблюдения с помощью космических аппаратов «Пионер-11» и «Вояджер-1» показали, что Красное Пятно на Юпитере имеет вихревую природу. Другими словами, речь опять же идет об атмосфере Юпитера, а не о его твердой поверхности. Собственно, Красное Пятно представляет собой огромный вихрь в атмосфере Юпитера, который вращается вокруг своей оси с периодом в 6 земных суток. Это своего рода газовый волчок, юла. О таких, по сути, вихрях в земной атмосфере нам ежедневно сообщают синоптики. Это циклоны и антициклоны в зависимости от направления вращения. Вихрь на Юпитере является циклоном. Но он стоит на одном месте и не перемещается, как земные циклоны и антициклоны. Это обусловлено особенностями строения атмосферы Юпитера. Сейчас мы существенно меняем атмосферу на Земле, ее состав и динамический режим, и не исключено, что циклоны и антициклоны в атмосфере Земли застабилизируются. Если это случится, то в одних местах на Земле будет непрерывный ливень, а в других — жара без единой дождинки. Эту проблему мы рассмотрели в книгах «Озонные дыры — мифы и реальность», «Озонные дыры и гибель человечества?» и «Космос и погода».

Что же касается Юпитера, то там это явление (Красное Пятно) имеет естественную природу. Собственно, динамика атмосферы Юпитера характеризуется не только одним Красным Пятном. Оно просто самое выдающееся. Там имеются и другие вихревые образования, которые из-за их неподвижности воспринимаются как пятна. Вторым по размерам является Белое Пятно. Его диаметр весьма внушителен. Он составляет 16 000 километров.

Атмосфера любой планеты находится в электрическом поле. Именно атмосферное электрическое поле является причиной гроз на Земле. Оно меняется в зависимости от облачности и движений в атмосфере. При этом происходит изменение распределения электрических зарядов в атмосфере и на поверхности Земли. Разряды и представляют собой молнии. Молнии в атмосфере Юпитера имеют такую же физическую природу. Только там все более внушительно. Там не просто больше молний-разрядов, но они намного интенсивнее. Находящийся там человек был бы ошеломлен ослепительными вспышками гигантских молний в атмосфере Юпитера. Что же касается раскатов грома, порождаемых этими молниями, то они действительно являются оглушительными. Вынести такую громкость человек не в состоянии. Видимо, не случайно древние назвали бога-громовержца Юпитером. Они знали больше, чем мы думаем.

Что же представляет собой атмосфера Юпитера? Примерно две третьих ее (77 %) составляет водород и одну треть (23 %) — гелий. Это грубо. На самом деле в атмосферном газе Юпитера содержатся незначительные по количеству примеси аммиака и метана.

Юпитер, как и Земля, имеет свое собственное магнитное поле. Он образует магнитосферу, которая оказывает влияние на движение заряженных частиц. То же самое характерно для Земли. Но магнитное поле Юпитера в 50 раз сильнее магнитного поля Земли. Направлено оно противоположно магнитному полю Земли. Мы уже описывали магнитосферу Земли и убедились в том, что магнитные полюса не совпадают с географическими. То же самое характерно и для Юпитера. Его магнитные полюса смещены относительно географических на 11°. Другими словами, ось магнитного поля Юпитера наклонена под углом в 11° к оси его вращения.

Магнитное поле Земли простирается со стороны Солнца примерно на десять земных радиусов. Магнитное поле Юпитера, будучи более интенсивным, простирается с дневной (солнечной) стороны на 90 радиусов Юпитера. Это составляет 6 миллионов километров.

Везде в космосе, где имеется магнитное поле, оно захватывает заряженные частицы и исправляет их движение. Такие магнитные ловушки образуют и магнитосферы Земли и Юпитера. Чем сильнее магнитное поле, тем мощнее ловушка. Поэтому вокруг Юпитера имеются области (пояса), которые заполнены заряженными частицами. У Земли также имеются подобные радиационные пояса, но они в 40 000 раз слабее по интенсивности. Эти пояса обнаруживаются исследователями заряженных частиц, но и измерениями электромагнитных волн, которые эти частицы излучают. Это очень удобно, поскольку электромагнитную волну можно измерить, зафиксировать далеко от места ее излучения и для этого не надо отправлять измерительную аппаратуру на Юпитер. С заряженными частицами в магнитосфере Земли связаны северные сияния. Ученые их называют полярными сияниями, поскольку они одинаково часто наблюдаются в полярных широтах как Северного, так и Южного полушария. В атмосфере Юпитера (в высоких широтах обоих полушарий) также имеют место полярные сияния. Они очень интенсивные. Это позволило исследователям наблюдать их даже с Земли.