Галопом по Солнечной системе

В нашей рубрике мы регулярно рассказываем о планетах Солнечной системы, но новые открытия или гипотезы, появившиеся недавно, побуждают нас вновь вернуться к некоторым очеркам, публиковавшимся в прошлом году и ранее, и дополнить их.

Тайна железного ядра

Одна из самых загадочных планет Солнечной системы, Меркурий, задает астрономам немало загадок (см. «З-С», №6/2007). Ввиду небольших размеров этой планеты ее металлическое ядро должно было давно остыть и затвердеть, но почему тогда Меркурий обладает магнитным полем? Природа его долгое время оставалось непонятной.

Можно было бы предположить, что внутри Меркурия, как и внутри других планет, обладающих магнитным полем, действует своего рода «электрическая динамо-машина». Но для этого ядро планеты должно оставаться расплавленным, жидким. Тогда существование магнитного поля будет поддерживаться конвекционными потоками.

Есть классический метод исследования недр планеты, в том числе ядра. Для этого в различных точках ее поверхности размещается несколько сейсмометров, которые наблюдают за распространением сейсмических волн, проходящих сквозь центральную часть планеты.

Если ядро планеты жидкое, то оно непроницаемо для так называемых поперечных волн. Они не достигают той стороны планеты, что противоположна очагу землетрясения. Однако в ближайшие два десятилетия зонды, которые отправятся к Меркурию, не будут устанавливать сейсмометры на его поверхности. Так что, классическим методом загадка его ядра не может быть разрешена.

Однако астрономы из Корнельского университета во главе с Жаном- Люком Марго опробовали новый способ изучения недр Меркурия (в этом исследовании принимали участие и российские астрономы). Измерения проводились с помощью нескольких телескопов, в том числе 305-метрового радиотелескопа в Аресибо (Пуэрто- Рико).

В течение почти пяти лет, в 20022007 годах, астрономы вели радиолокационные наблюдения за планетой, измеряя параметры ее движения с точностью до 0,001%. Оказалось, что скорость вращения Меркурия вокруг собственной оси слегка колеблется. Наибольшая величина этих отклонений достигает 0,03%. Если бы Меркурий был полностью твердым, амплитуда отклонений была бы вдвое ниже. По словам Марго, «результаты измерений позволяют заявить, что ядро Меркурия хотя бы частично остается расплавленным». Вероятность этого равна 95%.

Понять подоплеку эксперимента поможет следующий пример. Вспомните, что произойдет, если раскрутить на столе яйцо, сваренное вкрутую, и сырое яйцо. Первое будет вращаться заметно дольше. Конечно, будь у планеты жидкое ядро, она, в отличие от сырого яйца, все равно не перестала бы вращаться, но определенные малоприметные сбои в ее поведении наблюдались бы.

«Динамо-машина» Меркурия работает, по-видимому, только в центральной части его ядра. А вот расплавленное ядро Земли, вероятно, целиком пребывает в движении, поэтому магнитное поле Земли намного мощнее.

Теперь астрономам предстоит объяснить, почему ядро Меркурия до сих пор не застыло. Очевидно, оно содержит не только железо, но и более легкие химические элементы, например, серу, которые понижают температуру плавления. «Химический состав ядра Меркурия может прояснить механизм возникновения и эволюции планет земной группы», — поясняет Жан- Люк Марго. Размеры ядра, кстати, тоже окончательно не определены.

В 1976 году зонд «Викинг-1» с высоты 1873 километра сфотографировал на поверхности Марса изваяние Сфинкса. Однако в 1998 году зонд «Марс Глобал Сервейор» с высоты 450 километров обнаружил, что это — обычный холм, поврежденный эрозией

Загадка марсианских сенотов

Марс не перестает задавать ученым загадки (см. «З-С», №7/2007). Так, в мае 2007 года зонд «Марс Реконнесанс Орбитер» обнаружил на его поверхности, к северо-востоку от вулкана Арсия, темное пятно диаметром более 100 метров, имеющее почти идеальную форму круга. На первый взгляд, это был какой-то дефект фотоснимка, пятнышко на пленке. Но оно никуда не хотело исчезать. Другие снимки подтвердили, что на поверхности Марса зияла почти идеально круглая черная «дыра» диаметром свыше ста метров. Да она была к тому же и не одна. На новых фотографиях, сделанных зондами «Марс Реконнесанс Орбитер» и «Марс Экспресс», обнаружилось несколько подобных «шахт». Всего их число достигло семи. Их диаметр колебался от 100 до 250 метров, а глубину было трудно определить. По крайней мере, на фотографии, сделанной в августе того же года под большим углом, стенки одной из «шахт» уходили вглубь, как минимум, на 78 метров, а ее дна не было видно и на этом снимке.

Можно сказать с уверенностью лишь одно: это — не кратеры, оставшиеся от падения метеорита, ведь рядом с ними нет характерных холмиков — насыпи из выброшенных пород. У них острые, четко очерченные края. Вулканические кратеры на Марсе тоже выглядят по-другому.

Поразительнее всего, что даже на снимках, сделанных с максимальным увеличением, внутри пятна не было видно никаких отдельных деталей. Для сравнения делались снимки самых затененных участков поверхности Марса. При большом увеличении на них можно было увидеть какие-то детали. Пятно же на любых фотографиях оставалось «чернее черного». Очевидно, это какое-то отверстие с отвесными стенами — назовем его воронкой, шахтой и т.п., — уходящее вглубь на сотни метров. На дно этой шахты не проникает солнечный свет.

Разумеется, никто из серьезных ученых не верит, что обнаружены некие туннели, ведущие к подземным марсианским поселениям (о загадочных объектах на Луне читайте «З-С», №8/2007, №7/2001). Подобные «шахты» — «сеноты» — встречаются, например, в Мексике. Вот цитата из статьи немецких исследователей Петера и Йоханнеса Фибагов «Научная гигиена» и палеоконтакты»:

Поверхность Марса в далеком прошлом бороздили полноводные реки

Кратер Гусева — место работы марсохода «Спирит»

«Спутниковые снимки, сделанные НАСА в 1987 году на полуострове Юкатан, произвели сенсацию. Собственно говоря, ученые намеревались реконструировать по этим снимкам систему водоснабжения майя. Однако на фотографиях перед ними предстал полукруг из «сенотов» (карстовых пещер или долин); диаметр этого полукруга составлял примерно 200 километров. Сегодня геологи уверены, что этот полукруг (к нему относятся и сеноты Чичен-Ицы) представляет собой край гигантской структуры, образовавшейся вследствие падения метеорита. В расположенных ниже, полностью разрушенных слоях породы вода могла лучше циркулировать; произошло размывание лежащей над ними толщи известняка, образовавшейся после падения метеорита. Как следствие, возникли впадины — «сеноты». Сам кратер Чикскулуб теперь считается кандидатом номер один среди возможных виновников гибели динозавров».

Итак, сеноты — это карстовые пещеры с обрушившимся сводом; в северной части Юкатана много таких пещер, хотя отдельные энтузиасты считают их следом пребывания на Земле инопланетян. И вот теперь подобная геологическая формация, возможно, найдена на Марсе — несколько громадных промоин в марсианском грунте.

У нас на Земле подобные пещеры встречаются также в районе вулканов, например, на Гавайских островах. Это сразу навело ученых на мысль о том, что марсианские «шахты» могут быть как-то связаны и с вулканическими процессами — тем более что все они располагаются в окрестности потухшего вулкана. Возможно, речь идет о провале пористого грунта после давнего извержения.

Еще в 2000 году немецкий писатель-фантаст Херберт Франке предсказывал, что в лавовых слоях Марса должна скрываться громадная система пещер. По его словам, «немалая часть Марса наверняка изрезана пещерами, как швейцарский сыр — дырками». Марсианские пещеры, продолжал он, «значительно больше, чем пещеры на Земле, а механизм их образования в застывших лавовых потоках такой же, как и на нашей планете; он обусловлен законами природы, действующими не только у нас на Земле, но и во всей Вселенной».

Эти семь глубоких пещер, найденных на Марсе весной 2007 года, могут быть оазисами бактериальной жизни на этой планете. Именно в глубине пещер микроорганизмы могли бы укрыться от смертоносных космических лучей, проникающих к поверхности планеты. «Если на Марсе и есть жизнь, то вероятнее всего ее можно найти в какой-нибудь пещере», — полагает американский геолог Джадсон Уинне. Там, на дне пещер, куда не попадает солнечный свет, наверняка скопился лед, а значит, там есть вода, без которой немыслима жизнь. Марсианские «сеноты» вызывают интерес и ученых, размышляющих над тем, как заселить Марс. Участники будущих экспедиций тоже могли бы укрыться в пещерах.

Марс хранит еще множество тайн. Поэтому и американские, и европейские ученые планируют все новые экспедиции на эту планету. Так, в августе 2007 года к Марсу отправился американский космический зонд «Феникс». Он совершит посадку в северном полушарии планеты и займется сбором образцов льда и грунта на глубине до одного метра. Их анализ, надеются ученые, покажет, могут ли здесь обитать бактерии. Кроме того, зонд будет исследовать содержание в грунте таких «жизненно важных» химических элементов, как углерод, азот, фосфор и водород.

Если же и этот опыт не принесет результата, придется ждать сигнала «Авроры». В 2013 году намечено отправить на Марс европейский робот «Аврора», который будет брать грунт с глубины до двух метров, то есть с той глубины, куда не проникают ни ультрафиолетовые лучи, ни другие виды смертоносного космического излучения. Если в этих слоях марсианского грунта есть микроорганизмы, то во время данного эксперимента их удастся обнаружить. Предполагается, что робот «Аврора» будет доставлен к Марсу с помощью российской ракеты-носителя.

Планета глобального потепления

Пока ученые спорят о том, что стало причиной потепления на нашей планете — промышленная деятельность человека или естественные процессы, протекающие и на Земле, и в Солнечной системе вообще (см. «З-С», №№6,7/2007), — свое глобальное потепление наблюдается и на Марсе. Всего за три неполных десятилетия — с начала 1970-х и до конца 1990-х годов — средняя температура атмосферы Марса повысилась на 0,65 градуса. Для сравнения: температура на Земле возросла за все минувшее столетие всего лишь на 0,75 градуса.

Анализируя фотографии Марса, сделанные в разные годы, ученые попытались реконструировать, как менялась все это время и поверхность Марса, и его температура. Они обратили внимание на перепады в освещенности отдельных участков поверхности. Порой так называемое альбедо менялось на десять с лишним процентов.

Причиной изменения климата на Марсе стали бурные процессы, протекающие в его атмосфере. Ученые восстановили их в деталях. Различные участки поверхности разогреваются по-разному. Это приводит к зарождению пыльных бурь: и небольших, местных, и громадных бурь, охватывающих обширные районы планеты. Эти бури переносят большое количество пыли, вновь и вновь меняя облик Красной планеты. Пыль затемняет поверхность планеты. Скорость ветра над темными участками заметно выше, чем над светлыми, — это еще более усиливает бурю. Ученые говорят о «положительной обратной связи».

Стоит отметить, что состав атмосферы Марса, довольно разреженной, совсем иной, чем состав земной атмосферы. Вот почему нельзя проводить параллели между процессами, протекающими сейчас на Марсе, и глобальным потеплением на Земле.

Окончание в следующем номере.