«На суше и на море» 1962 - Георгий Кубанский

Но почему же кислород до сих пор еще не обнаружен в атмосфере Марса? Не считая несовершенства современных астроспектроскопических методов его обнаружения, это может быть вызвано следующими причинами: во-первых, поскольку источники кислорода на Марсе растения-однодневки, то его содержание в атмосфере должно быть переменным, повышаясь к концу дня (максимум температуры на Марсе приходится на 14 часов) и резко снижаясь к концу ночи и в начале дня; во-вторых, кислород должен быть сосредоточен в самых нижних слоях атмосферы Марса, главным образом над низинами. Вот эти условия и резко ухудшают возможности обнаружения кислорода.

ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ КАК ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ АТМОСФЕРЫ МАРСА

Обладая меньшей силой тяжести, Марс, естественно, должен иметь атмосферу, сильно обогащенную тяжелыми газами. Скорость убегания для газов на Марсе составляет немного менее половины земной, что, однако, еще достаточно для удержания азота и кислорода. Следует только отметить, что убеганию кислорода будут содействовать процессы ионизации верхних слоев атмосферы Марса. Следовательно, доминирующую роль должны играть тяжелые газы. Прежде всего приходит мысль об углекислом газе. Хотя содержание его в атмосфере Марса гораздо больше, чем на Земле, оно не превышает одного процента или около того. Американский астроном Браун высказывал идею, что главный компонент марсианской атмосферы — аргон. Нам кажется, что, по многим причинам, таким главным компонентом следует признать криптоно-ксеноновую смесь с преобладанием первого. Французский же астроном Вокулер предполагает, что аргон на Марсе такого же происхождения, что и на Земле, и содержится его столько же, то есть около 1,2 процента, а 98,5 процента атмосферы Марса состоят из азота. Однако все эти рассуждения гипотетичны и основаны не на непосредственном определении содержания азота (которое пока еще невозможно), а на полном переносе на Марс земных условий.

В то же время инертные газы распространены в космосе довольно широко. По этому поводу Браун пишет: «Было бы удивительным с точки зрения физики ядра, если бы редкие газы встречались гораздо реже, чем другие элементы, стоящие с ними рядом в периодической системе». Почему, например, аргон должен быть распространен в космосе меньше, чем кальций, натрий, хлор, алюминий, никель? Что же касается криптона и ксенона, то их содержание в космосе было высчитано Брауном из предпосылки, будто распространенность их примерно такова же, что и на Земле. Это предположение кажется нам недостаточно обоснованным хотя бы потому, что инертные газы имеют наиболее устойчивые конфигурации электронных оболочек, к типу которых стремятся другие элементы путем отрыва или присоединения внешних электронов. Уже только это соображение дает возможность предположить значительное распространение инертных газов в космосе.

Мы не знаем источника происхождения космических инертных газов, исключая гелий и отчасти неон. Произошли ли наиболее тяжелые инертные газы в результате радиоактивного распада или же, наоборот, ядерного синтеза, пока не установлено. Известные нам процессы радиоактивного распада, по-видимому, не могут обеспечить всего количества тяжелых инертных газов, имеющихся в космосе. Каким же может быть источник, создавший аргоно-криптоно-ксеноновую атмосферу на Марсе? Возможны две предпосылки: либо эти газы присутствовали в атмосфере Марса с самого начала, либо они образовались на самой планете впоследствии.

Но мы знаем очень мало процессов, приводящих в конечном итоге к образованию стойких изотопов криптона и ксенона. С другой стороны, имеются некоторые соображения в пользу первичного происхождения такой атмосферы из тяжелых инертных газов. Так, по взглядам некоторых космогонистов, Марс и Луна имеют несколько иное происхождение, чем Земля, Венера и Меркурий. Советский космогопист профессор Б. Ю. Левин отмечает огромный дефицит на Земле тяжелых инертных газов по сравнению с их космическим изобилием. Он также отмечает исключительность положения Марса, который мог недополучить часть твердых веществ из-за соседства с массивным Юпитером. Но, может быть, в силу этого обстоятельства Марс смог удержать тяжелые инертные газы, чего не смогла сделать Земля?

НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ПРЕДПОЛАГАЕМОЙ КРИПТОНО-КСЕНОНОВОЙ АТМОСФЕРЫ МАРСА

Предположим, что атмосфера Марса состоит в основном из смеси криптона с ксеноном (с преобладанием первого) и примесью относительно небольших количеств аргона, азота, кислорода и углекислого газа. Такая атмосфера обладала бы удивительными особенностями, полное представление о которых сможет дать лишь труд многих специалистов. Все же попробуем представить себе наиболее любопытные свойства такой атмосферы и попытаемся усмотреть, нет ли в них причин некоторых уже известных из наблюдений загадочных особенностей атмосферы красной планеты.

Прежде всего — вопрос плотности. Такая атмосфера в земных условиях была бы, по крайней мере, вдвое-втрое плотнее нашей земной. Но учитывая силу тяжести на Марсе, плотность такой атмосферы в условиях Марса, вероятно, не очень отличалась бы от имеющейся на Земле. Поэтому режим дыхания марсианина был бы близок к режиму землянина.

Высота так называемой однородной атмосферы Земли (то есть атмосферы, сжатой до равномерной плотности, соответствующей плотности у поверхности Земли) около восьми километров. Для пашей гипотетической тяжелой атмосферы эта высота в условиях Земли была бы менее четырех километров, по меньшая сила тяжести на Марсе подняла бы ее там на высоту, почти не уступающую земной. Вот почему белые облака на Марсе встречаются на высоте 10–30 километров, примерно так же, как и на Земле. Интересно, что такие облака в основном связаны с «морями» Марса и областями вблизи них.

Следовательно, распространенность атмосферы Марса, во всяком случае нижних слоев ее (тропосферы), приблизительно такая же, что и для Земли[103]. Существование белых облаков на высотах в среднем около 20 километров очень трудно вяжется с принятым мнением, что атмосфера Марса крайне разрежена и у поверхности планеты соответствует плотности земной атмосферы приблизительно на высоте 20 километров. Если это так, то существование белых облаков на Марсе при такой разреженности и пониженной силе тяжести на двадцатикилометровой высоте представляется странным.

К нашему мнению о том, что атмосфера Марса в ее нижних областях должна иметь значительную плотность, приводят и некоторые другие факты, в первую очередь сильное распространение пылевых бурь в ней и долгое оседание пыли.