Марс - планета полная чудес. Чудеса бывают двух типов: мнимые, порождаемые сознанием человека и подлинные. Особенность человеческого восприятия окружающего мира в том, что всё неизведанное человек окутывает множеством мифов, в которые потом с завидным фанатизмом начинает верить. Так появляются мнимые чудеса. Подлинное же чудо рождается когда человек берет себя в руки, развеивает весь этот туман мифов и начинает смотреть на мир таким какой он есть. Мнимые, иллюзорные чудеса исчезают и на замену им приходят подлинные.
В самом названии планеты Марс отражено мифологическое отождествление планеты с древнеримским богом войны Марсом. Причем, благодаря своему красноватому оттенку, планета Марс во многих культурах отождествлялась с богом войны. Например, у Шумер это был Нергал, бог войны и владыка преисподней, а в индуистской мифологии - Мангала, краснокожий бог войны.
Неожиданный всплеск в "мифологии" Марса произошёл в конце 19 - начале 20 века. В 19 веке были изобретены сильные телескопы, в которые стало возможно различать детали поверхности Марса, и астрономы увидели на Красной планете множество тёмных линий, названных каналами. Это породило гипотезы о существовании на Марсе развитой цивилизации, построившей гигантские каналы для ирригации земель в условиях скудных водных ресурсов. Впоследствии оказалось, что каналы были всего лишь оптической иллюзией, однако полемика на тему существования разумной или неразумной жизни на Марсе не утихала вплоть до полётов межпланетных станций в 60-70 годах двадцатого века.
Марс долгое время оставался последним рубежом для мифических фантазий человечества. Несмотря на то, что в 19-начале 20 века уже никто не верил в Марса, бога войны, предположение о том, что на Марсе может обитать развитая цивилизация подсознательно заставляло людей бояться Красной планеты. Кто знает какие намерения могут быть у марсиан? Такие настроения хорошо отражены в литературе того времени. Вспомните, например, "Войну миров" Герберта Уэллса. Эту идею замечательно выразил известный американский астроном Карл Саган:
Марс стал своего рода мифической ареной, на которую мы проецируем наши земные надежды и страхи
После полётов межпланетных станций и исследований марсоходов "мнимые чудеса" стали стремительно растворяться, а человек получил уникальную возможность увидеть подлинные чудеса Марса. Именно о них я и хочу рассказать в этой статье
1. Полярные шапки
Как и на Земле, на Марсе есть полярные шапки. И, что самое удивительное, в основном это обычный лёд из воды. Объём льда каждой шапки сопоставим с объёмом ледяного покрова Гренландии. Толщина покрова - около трёх километров. Интересная особенность полярных шапок Марса в том, что они двухслойные. Каждый год, марсианской зимой, на трёхкилометровый слой водяного льда намораживается слой сухого льда - твердой углекислоты. Этот слой имеет толщину всего несколько метров, но площадь полярной шапки при этом значительно увеличивается. Ниже Вы можете увидеть одновременное изменение северной(слева) и южной(справа) полярных шапок в течение марсианского года.
Дело в том, атмосфера Марса на 95 процентов состоит из углекислого газа и, когда на одном из полушарий наступает зима, диоксид углерода уже не может оставаться в газообразном состоянии и конденсируется в районе полюса. Впечатляет и тот факт, что в результате сезонных колебаний температуры каждый год конденсируется и испаряется около трети массы марсианской атмосферы.
2. Гейзеры
Да, да! Вы не ослышались! На Марсе есть самые настоящие гейзеры. Однако марсианские гейзеры совершенно непохожи на земные. Они питаются не энергией недр планеты, как земные гейзеры, а энергией Солнца и извергают они не воду, а смесь углекислого газа и песка. Как я уже рассказывал выше, каждую зиму одна из полярных шапок покрывается слоем углекислоты толщиной в несколько метров. Когда приходит весна, слой сухого льда начинает таять, только тает он не как снег и лёд весной на улице. Диоксид углерода минует жидкое состояние и сразу переходит в газообразное, пополняя атмосферу Марса углекислым газом. Такой процесс называется сублимацией. Сухой лёд достаточно прозрачный и греется по всей толще, причём быстрее нагревается тот слой, который контактирует с каменной или песчаной поверхностью ниже. В результате под поверхностью сухого льда образуется полость с углекислым газом под высоким давлением. Газ пробивает метровую толщу льда и вырывается со скоростью около 160 километров в час на поверхность.
Благодаря песку и пыли, которые несёт с собой газ, гейзеры оставляют причудливые следы на поверхности Марса. Существует два типа таких следов: тёмные пятна и паучки. Ниже Вы можете увидеть оба типа следов:
3. Дюны
Дюнные поля - это настоящее сокровище Марса. Песок марсианских дюн имеет вулканическое происхождение и потому его цвет варьируется от серого до чёрного. В сети широко распространены фотографии марсианских дюн синего цвета, но этот цвет не является естественным. Такая обработка фотографий была необходима, чтобы увидеть рельеф поверхности Марса. Ниже Вы можете увидеть снимки дюнных полей со спутников и марсоходов
Дюнные поля покрывают около 500 тысяч квадратных километров поверхности Марса, что сравнимо с площадью Руб-эль-Хали, одной из крупнейших песчаных пустынь на Земле. На карте ниже черным цветом обозначено расположение дюнных полей на Марсе
4. Гора Олимп
Марсианский Олимп - настоящий царь среди гор. Этот колосс возвышается на 26 километров над окружающей равниной и на 21 километр над средним уровнем поверхности Марса. Это самая высокая гора не только на Марсе, но и во всей Солнечной системе. Эверест, высочайшая вершина Земли, в 2.5 раза ниже Олимпа по абсолютной высоте (от среднего уровня поверхности). Однако, по происхождению, форме и размерам на Земле ближайшим родственником марсианскому Олимпу приходится вулкан Мауна-Кеа на Гавайских островах. Олимп, также как и Мауна-Кеа, является вулканом и образовался на месте где горячий магматический поток подходит к основанию коры. На Земле такие места называются горячими точками. Обычно извержения вулканов происходят по границам плит, но в этом случае горячий мантийный поток, идущий от самого ядра планеты, расплавляет кору и вырывается на поверхность. Изверженная магма затвердевает и постепенно, слой за слоем, формирует конус вулкана. Отличие земного вулканизма такого типа от марсианского в том, что на Земле кора движется относительно мантии и каждый раз струя магмы пробивает кору в новом месте, образуя новый вулкан. На Марсе же эта струя долгое время бьёт в одну точку и потому вулкан над ней достигает небывалых высот. Вулкан Олимп по относительной высоте в 2.5 раза выше Мауна-Кеа, который сам более чем на 10 километров возвышается над ложем Тихого океана. Ниже картинка, на которой сравниваются высоты и относительные размеры Олимпа, Мауна-Кеа и Эвереста.
Причина таких гигантских размеров Олимпа ещё и в том, что сам Марс маленький. Звучит парадоксально, но здесь есть прямая зависимость. Радиус Марса в два раза меньше земного, а масса в десять раз. Поэтому вес любых предметов, в том числе и гор, на поверхности Марса составляет лишь 38 процентов от земного. В результате того, что горы весят меньше, предел прочности породы в основании горы достигается при значительно больших высотах гор. Для Земли предельная высота горы равна примерно 10 километрам. Если бы на Земле оказалась гора большей высоты, то она стала бы разрушаться в основании и постепенно уменьшила бы свою высоту до предельной. Для Марса такая предельная высота близка к высоте Олимпа - около 25 километров.
Благодаря таким феноменальным размерам Олимп обладает рядом интересных особенностей. Например, поперечные размеры основания Олимпа (диаметр около 540 километров) столь велики, что на поверхности Марса нет точки с которой можно было бы полностью увидеть профиль вулкана.Значительная часть горы будет уходить за горизонт. Впечатляет и кальдера Олимпа. Кратер на вершине вулкана достигает 85 километров в поперечнике и 3 километров в глубину.
Последний раз Олимп извергался 2 миллиона лет назад и сейчас считается потухшим, однако нельзя исключать, что в будущем он снова начнёт извергаться.
5. Марсианские закаты
Закат на Земле - это, пожалуй, одно из самых красивых и чарующих физических явлений. Заходя за горизонт, Солнце раскрашивает и преображает всё вокруг. Причём, палитра закатного Солнца очень широка. Однако, при всём разнообразии земных закатов, на нашей планете Вы никогда не увидите такого заката как на Марсе. На Красной планете закатное Солнце окрашивает небо в разные оттенки синего. Синего, представляете!
Попробую объяснить такой необычный цвет закатов на Марсе. Вообще говоря, днём небо на Красной планете, как и полагается, красное. Такой цвет обусловлен огромным количеством взвешенных частиц оксида железа в атмосфере. Оксид железа - это знакомая всем нам ржавчина. Так что Марс можно было бы ещё назвать Ржавой планетой. Если бы не частицы оксида железа, то небо на Марсе было практически чёрным, как и на Луне, поскольку атмосфера Марса довольно разреженная. Атмосферное давление на поверхности Марса на два порядка меньше земного. При нормальной, земной, плотности атмосферы днём небо окрашивается в голубой цвет из-за того, что рассеяние солнечного света на молекулах наиболее эффективно в синей области спектра. Днем на Марсе плотности и толщины атмосферы не хватает для того, чтобы покрасить небо в голубой цвет, однако во время заката солнечные лучи проходят гораздо большее расстояние в атмосфере, поскольку идут по касательной к поверхности и потому толщины атмосферы оказывается достаточно для того, чтобы рассеянный на молекулах и частицах пыли свет окрасил небо вокруг Солнца в голубой цвет. По сути, голубой закат на Марсе - это кусочек привычного нам голубого неба. Примерно по той же причине на Земле закаты красные. Атмосфера на Земле настолько плотная, что во время заката голубая часть спектра не просто лучше всего рассеивается, а вовсе поглощается. Поэтому на Земле мы видим оставшуюся, красную часть спектра рассеянных волн.
6. Долины Маринер
Когда смотришь на снимки Марса, сразу замечаешь огромную царапину на его поверхности. Она будто рассказывает о былых боевых подвигах Марса - бога войны. Стоит только догадываться как Марсу достался такой шрам. При более близком рассмотрении оказывается, что царапина - это гигантская система каньонов на поверхности Красной планеты. Каньоны Маринер протянулись более чем на четыре тысячи километров вдоль поверхности Марса. Обрывистые склоны каньонов достигают одиннадцатикилометровой высоты. Это самая крупная система каньонов в Солнечной системе. Гранд-Каньон, один из самых крупных каньонов на Земле, в 7 раз меньше каньонов Маринер по глубине и в 10 по длине.
Сразу возникает вопрос: как могли образоваться каньоны таких размеров? По одной из гипотез история происхождения долин Маринер берет начало в провинции Фарсида к западу от каньонов. Фарсида - обширное вулканическое плато, возвышающееся на 10 километров над средним уровнем марсианской поверхности. Именно там находятся крупнейшие вулканы Марса: гора Арсия, гора Павлин, гора Аскрийская и, конечно, Олимп. Окружающие территории, в силу огромной массы плато Фарсида, испытывают сильные нагрузки и, подобно тому как лёд трескается от тяжелого камня, по коре вокруг Фарсиды пошли трещины, самыми масштабными из которых и оказались каньоны Маринер.
7. Высохшие русла
В 60-70 годах двадцатого века к Марсу были отправлены первые космические аппараты, впервые позволившие учёным увидеть поверхность Красной планеты во всех подробностях. Исследователи сразу обратили внимание на некоторые неожиданные, интригующие детали поверхности очень похожие на высохшие речные русла. Между тем, при нынешних давлении и температуре существование жидкой воды на поверхности Марса невозможно.
Существует гипотеза, что более масштабные структуры, названные каналами оттока, являются следами древних наводнений, а более скромные, похожие на знакомые нам земные реки с притоками, когда-то были разветвлёнными речными системами. Кроме того, на снимках с космических аппаратов были обнаружены детали поверхности очень похожие на земные речные дельты, только пересохшие.
Подобное предположение очевидно, но вместе с тем кажется сумасбродным. Сложно представить, что на ныне безжизненной Красной планете когда-то, прямо как на Земле, текли реки обычной воды. Однако, сейчас такая гипотеза, хоть ещё и не общепринята, но имеет серьёзную поддержку в научном сообществе. Многие исследователи считают, что 3-4 миллиарда лет назад Марс имел совершенно иной облик. Атмосфера была значительно более плотной и условия на поверхности планеты позволяли воде существовать в жидком виде. По поверхности Марса текли реки, а Великую Северную равнину заполнял океан. Здесь сразу могут возникнуть вопросы: куда же испарилась вся эта атмосфера и откуда могли взяться такие колоссальные объёмы воды?
Атмосфера в то время была защищена сильным магнитным полем Марса, служившим своеобразным щитом, который отклонял заряженные частицы солнечного ветра от планеты. Потом Марс остыл и магнитное поле в железном ядре планеты перестало генерироваться. В результате этого атмосфера Марса осталась беззащитной перед солнечным ветром и постепенно её практически полностью им смело. Более того, Марс - довольно маленькая планета и он не может долго удерживать плотную атмосферу в своём слабом гравитационном поле. Что же касается океанов, то здесь всё гораздо проще. Сейчас объёмы водяного льда на Марсе оцениваются в 21 миллион кубических километров, что больше объемов воды и льда в Северном Ледовитом океане. Причём, это по большей части не лёд полярных шапок Марса (объём которых приблизительно равен 3 миллионам кубических километров), а подповерхностный лёд, распределённый по всему Марсу. Очевидно, при иных атмосферных условиях чем сейчас, этот лёд был водой, которая свободно растекалась по поверхности Марса, создавая реки, озера и океаны.
Как видите, существование в далёком прошлом океанов и рек на Марсе можно объяснить и это хорошо вписывается в общую эволюцию Марса как планеты. Конечно, есть и иные версии происхождения этих загадочных структур на поверхности планеты. Например, каналы оттока, некоторые исследователи считают следами лавовых потоков или ледников, а речные долины интерпретируются как результат подтопления грунтовыми водами. При этом последнее также говорит о существовании когда-то жидкой воды на Марсе. Скорее всего, в будущем будет достигнута большая ясность в вопросе происхождения этих структур, но сейчас они остаются одной из самых интригующих тайн Красной планеты.
* * *
Здесь наша марсианская одиссея подходит к концу. Вопреки надеждам многих людей, Марс предстал перед исследователями совершенно безжизненной красной пустыней, но и у настоящего Марса нашлись сокровища, которые могут восхитить. Более того, уникальность чудес Красной планеты в том, что если бы мечты человечества сбылись и Марс оказался бы похож на Землю, то мы бы не увидели на Марсе ни голубых закатов, ни гейзеров из углекислого газа, ни величественного Олимпа, ни грандиозных долин Маринер. Голубые закаты при более плотной атмосфере, как на Земле, стали бы красными, а вместо гейзеров мы бы получили обычную весеннюю слякоть. А если бы на Марсе, как и на Земле, был возможен дрейф континентов, то Олимп не достиг бы таких высот, а каньоны Маринер таких глубин. Планеты, как и люди, уникальны не тем, что они одинаковы, а тем, что каждая из них непохожа на другую.
