Материалы по истории астрономии

На правах рекламы:

Глава VI. Планета Марс

Работы Скиапарелли, Фламмариона и Лоуэлля обратили внимание широких кругов на нашу соседку, планету Марс. Многие исследователи, между ними Фламмарион и Лоуелль, считали возможным утверждать с полной убежденностью, что Марс населен высокоразумными существами, соорудившими и поддерживающими особенные «каналы», создать которые могут лишь существа, разумом превосходящие человека.

Там есть воздух, вода и солнечное сияние, говорит Фламмарион в своем известном объемистом сочинении: «La planète Mars» (1902, стр. 515). «Нам представляется невозможным приговорить такой мир, как Марс, где налицо все жизненные условия, к такой участи», — а именно быть сухой пустыней. Несомненно, что главную роль в заключениях Фламмариона, как показывают уже выбранные им выражения, играют чувства и желания.

Марс отстоит от Солнца настолько дальше Земли, что сила освещения на нем составляет не более 43 сотых земной. Поэтому средняя температура должна там стоять гораздо ниже земной, ниже точки замерзания воды, и потому трудно себе представить, чтобы там была растительность — по Лоуэллю (см. его сочинение «Марс и жизнь на нем», 1909) вблизи полюсов, а по Фламмариону вообще на всем Марсе около каналов.

Но вопрос был возбужден, а потому вполне естественно, что астрономы воспользовались особенно благоприятными обстоятельствами при последнем приближении Марса в 1909 году, гораздо более удобными, чем когда-либо за истекшие 17 лет, и направили на нашего сияющего красным блеском небесного соседа свои инструменты, весьма усовершенствованные в последнее время.

Рис. 14. Узкая бухта на западной стороне Зегельскэра к востоку от Ганге в Финляндии. Бухта возникла потому, что лед унес один из лежащих между трещинами участков. Фотография Содергольма

Еще и прежде многие астрофизики, и между ними самые выдающиеся представители своего дела, бесчисленное множество раз исследовали Марс при помощи своих спектроскопов в связи с вопросом о наличности там водяного пара. В солнечном спектре обнаруживается много так называемых дождевых полос, которые возникают, если попадающий в спектроскоп свет прежде прошел через влажный воздух. Чем влажнее воздух, тем резче становятся эти дождевые полосы. Наблюдая сперва спектр Луны, которая совсем лишена атмосферы и потому тоже вполне свободна от водяного пара, а потом спектр Марса, непременно должны были увидеть разницу обоих спектров, если только атмосфера Марса содержит водяной пар в сколько-нибудь значительных количествах. Дождевые полосы солнечного света должны были бы значительно усилиться в отраженном от Марса солнечном свете, так как этот свет от Солнца к Марсу и от Марса к нам дважды проходит сквозь атмосферу Марса, тогда как в лунном свете они должны остаться неизменными. Правда, дождевые полосы видны в обоих случаях, так как влажность земного воздуха не может быть устранена при наблюдениях, но она строго одинакова в обоих случаях. Два всемирно знаменитых исследователя, Геггинс и Жансен, произвели такое наблюдение и, по их мнению, доказали, что водяной пар на Марсе имеется. С другой стороны, выдающийся нынешний директор Ликской обсерватории Кэмпбелль (Campbell) в 1894 году и французский астроном Маршан в 1896 и 1898 годах не нашли никакого указания на воду в атмосфере Марса, а они могли наблюдать при чрезвычайно благоприятных условиях: их места наблюдения лежали на 1283 и 2860 метров над уровнем моря.

Конечно, наблюдения были бы значительно определеннее, если бы земной воздух не содержал никакой влажности. Тогда вообще лунный спектр не обнаружил бы никаких дождевых полос, и его вовсе не нужно было бы привлекать к сравнению со спектром Марса. Но избегнуть содержащегося в воздуха водяного пара невозможно; правда, можно уменьшить его влияние, если производить наблюдения на высоких горах или в пустынях, где воздух сравнительно сухой. Поэтому такие наблюдения, произведенные в сухом воздухе, заслуживают более доверия, чем произведенные в сравнительно сыром, а это как раз можно сказать про наблюдения Кэмпбелля и Маршана, так как и те и другие производились в сухом воздухе, и они как раз заставляют сомневаться в существовании на Марсе водяного пара в измеримом количестве.

Позднее Кэмпбелль и Килер (Keeler) применили улучшенный метод. Они фотографировали спектры, но ни одному из них не удалось усмотреть водяной пар в атмосфере Марса.

Фотографический метод имеет большие преимущества в сравнении с непосредственными наблюдениями глазом. Фотографии можно положить рядом и спокойно делать очень точные измерения. Их можно сберегать на какое угодно время. Далее можно выбрать момент, когда наблюдаемые светила стоят одинаково высоко на небе, и потому отражаемый ими солнечный свет будет проходить одинаковую длину пути чрез содержащий воду воздух Земли.

Рис. 15. Области землетрясений в Калабрии и в Сицилии. На большей карте указаны пострадавшие места, а на меньшей — линии землетрясений. По Седергольму

Поэтому весьма приятно, что для проверки своего взгляда Лоуэлль мог применить великолепные вспомогательные средства, которыми он располагает в своей Флагстаффской обсерватории, находящейся в пустыне Аризоны, на высоте около 2200 метров над морем. В январе и феврале месяцах точка росы лежит там около −7°, а это значит, что на кубический метр воздуха там приходится 2,8 граммов воды, тогда как насыщенный влажностью воздух содержит при 0° почти вдвое более, а именно 4,8 граммов на кубический метр. Слайфер, работавший в обсерватории Лоуэлля, увеличил чувствительность своих фотографических пластинок до крайней степени возможного и снимал спектр Марса в январе и феврале 1908 года. Каждый раз он находил в нем важнейшие дождевые полосы выраженными гораздо сильнее, чем в спектре Луны, снятом в ту же ночь несколько позднее. Весьма замечательно, что только лежащая в красном, обозначенная «а» дождевая полоса обнаруживала ясное различие в обоих спектрах. По другим дождевым полосам нельзя было усмотреть какого-либо указания на содержание воды в атмосфере Марса. Но это не противоречит наблюдениям Кэмпбелля и Килера. Эти исследователи рассматривали не полосы «а», но другие дождевые полосы, и возможно, что линия «а» чувствительнее к водяному пару, чем другие.

Результаты Слайфера были настолько ценны, что обязательно нужно было их проверить как можно точнее. Обратились к известному физику Вери, и он точно вымерил линии на фотографиях и из их интенсивности вывел, что в атмосфере Марса содержалось в 1,75 раз больше воды, чем в земном воздухе у места фотографической съемки. Отсюда можно следующим образом рассчитать, сколько водяного пара содержится в воздухе Марса у его поверхности. Вертикальный воздушный столб, с основанием в один квадратный метр, содержит приблизительно в 2500 раз больше водяного пара, чем кубический метр воздуха у поверхности Земли. На месте съемки воздух содержал 2,29 граммов на кубический метр, и там, стало быть, приходится 5725 гр. водяного пара над каждым квадратным метром земли. Хотя воздушная оболочка значительно выше, но мы, следуя Ганну, считаем воздушный столб только в 2500 метров, так как содержание воды в воздухе на большой высоте — ничтожно малое, вследствие слишком быстрого понижения температуры кверху (сравн. стр. 62). Сила тяжести на Марсе в 2,68 раз меньше, чем на Земле, и потому температура понижается кверху медленнее тоже в 2,68 раз. Следовательно, воздушному столбу в 2500 метров на Земле, — на Марсе соответствовал бы столб в 2,68 раз более высокий, т. е. в 6700 метров высоты, и потому в одном кубическом метре воздуха Марса у его поверхности содержалось бы 1/6700 часть находящегося во всем столбе водяного пара. Во время же съемки Марс не стоял в зените. Идущий от него световой луч пробегал чрез земной воздух путь в 1,43 раз длиннее, чем если бы он исходил от точки в зените. Поэтому воздушный столб, лежащий в направлении наблюдения, содержал 5725×1,43 = 8186 г водяного пара. В воздушном столбе на Марсе водяного пара было в 1,75 раз больше = 14 300 г, а потому кубический метр воздуха на поверхности Марса содержал 14 300/6700 = 2,12 г. Точка росы на Марсе лежит по этим наблюдениям при −10,3°. В настоящее время вообще принято думать, что климат на Марсе имеет характер климата пустыни, и возможно, что во время этих наблюдений он почти соответствовал чрезвычайно сухому климату у Большого Соленого Озера, в Северной Америке, в средине лета, когда воздух содержит там только 31% количества влаги, необходимого для его насыщения. При таких условиях воздух у экватора Марса имел бы 5,3° теплоты в полдень.

Само собой разумеется, все это было не очень утешительно для Лоуэлля. Если в полдень при отвесно падающих солнечных Лучах температура не выше 5 градусов, то средняя температура дня и ночи в этом ясном разреженном воздухе должна даже среди лета быть значительно ниже нуля, а в таком случае о растительности на Марсе нечего и думать. Несмотря на это, Лоуэлль видит в измерениях Слайфера подтверждение своего мнения, что на Марсе обитает разумное население, которое даже до полярных кругов распространяет сильно зеленеющую растительность и поддерживает ею свое существование.

Между тем Кэмпбелль сделал еще шаг дальше, чем Слайфер. В сентябре 1909 года Марс занимал положение, весьма удобное для наблюдения. При поддержке одного богатого любителя, Крокера, который при различных случаях доставлял огромные, даже и на американский масштаб, средства для путешествий с целью астрономических исследований, Кэмпбелль снарядил экспедицию в Калифорнию, на гору Витней, высотою до 4420 метров, самый высокий пункт в Северной Америке. Его сопровождала солидная ученая свита, к которой принадлежал доктор Аббот, директор обсерватории Смитсонианского Института, и известный немецкий астроном Альбрехт. Члены экспедиции много страдали от горной болезни и от трудности путешествия. Ветер был бурный, около 25 м/с, и холодный, t° ночью ниже 0°. Воздушное давление было только 447 мм. Ночью во время съемки влажность воздуха доходила до 0,5—0,9 грамм, в кубическом метре, стало быть, была меньше от 2½ до 4 раз, чем при съемках Слайфера. Луна и Марс были сфотографированы через очень короткий промежуток времени друг за другом, и каждый раз в двойном снимке. Полоса «а» проявилась на фотографиях отчетливо, и в спектрах Марса, сравнительно с лунными спектрами, нельзя было заметить никакого следа ее усиления. Другие дождевые полосы давали такую же картину. Характерные для кислорода полосы казались равно одинаковыми в обоих спектрах, однако Слайфер думал, что заметил — правда, самую ничтожную — разницу, которая будто бы говорила за присутствие кислорода на Марсе. Само по себе в этом не было бы ничего невероятного, но все-таки количество кислорода на Марсе должно быть очень скудным.

Рис. 16. Карта Марса в проекции Меркатора по Скиапарелли

По другим наблюдениям и данным как Кэмпбелля, так и Слайфера, различие в спектрах Луны и Марса должно быть заметно, если содержание воды в воздухе Марса одинаково с земным во время и на месте наблюдения. Это содержание, как отмечено во время снимков на горе Витней, было приблизительно в три раза меньше, чем при снимках на Флагстаффе. Из последних можно было заключить, что количество воды в атмосфере Марса в 1,75 раз больше, чем в земном воздухе. Итак, по наблюдениям Кэмпбелля, в кубическом метре воздуха Марса при Солнце, находящемся в зените, может содержаться не более 0,4 граммов воды. Это соответствовало бы температуре таяния −28° или действительной температуре −17°, при предположении, что там настоящий климат пустыни со степенью насыщения воздуха только в 31%. Эта температура вероятно еще выше, чем средняя температура дня и ночи в летний день, так как фотографии были сняты во время полудня на Марсе.

По всему этому ясно, что нам нельзя признать Марс за обитель, назначенную для живых существ. Возможно, что там есть скудные следы кислорода в разреженном воздухе. Низкая температура и скудно отмеренный водяной пар образуют неодолимое препятствие для существования даже простейших организмов в экваториальной области Марса. Разница между температурой дня и ночи, при климате пустыни, должна быть чрезвычайно велика. Возможно, что температура днем — а он на Марсе почти такой же длины, как и земной (по Лоуэллю, вращение продолжается 24 часа 37 минут 22,6 секунд) — выше точки замерзания; но всякая жизнь, которая там, может быть, развивалась, была бы безжалостно уничтожена ужасным ночным холодом.

При точной проверке условий работы Слайфера, Кэмпбелль нашел причину, почему его фотографии показали воду на Марсе. Слайфер делал снимки Луны ночью приблизительно четырьмя часами позднее, чем снимки Марса. Во время всех съемок, исключая одной, в воздухе стояли облака. Стало быть, в воздухе содержалась вода, и степень его влажности должна была изменяться с быстро падающей температурой в течение, ночи. Кэмпбелль даже в ясные ночи, во время своих снимков наблюдал, что влажность воздуха в часы до полуночи понижалась наполовину или третью часть через несколько часов после солнечного заката. Убыль эта во всяком случае ограничивается тем воздушным слоем, который лежит выше и вокруг места наблюдения. Но так как концентрация влажности весьма сильна именно в глубоких слоях, то изменение ее должно быть принято во внимание. Или — что еще лучше — нужно избегать снимков в первые ночные часы, а затем очень быстро один за другим фотографировать спектры Марса и Луны. Вот те правила предосторожности, которым следовал Кэмпбелль, но не Слайфер. Что Слайфер нашел признаки меньшего содержания воды на Луне, чем на Марсе, объясняется во всяком случае тем, что он снимал первую около полуночи, а последний — вскоре после солнечного захола, около 7 часов, когда в земной атмосфере больше водяного пара, чем в полночь. Отсюда видно, как какой-нибудь ничтожный недосмотр, который может, конечно, постигнуть астронома, но не метеоролога, в состоянии испортить работу, в остальном выполненную чрезвычайно тщательно.

Кэмпбеллю, на критику измерений обсерватории Лоуэлла, Вери ответил указанием, что метеорологические условия на горе Витней во время исследований Кэмпбелля были весьма неблагоприятны; что во всей юго-западной части Соединенных Штатов и Мексики была в то время пасмурная погода с проливными дождями; что влажность распространилась также и в высших воздушных слоях над горой Витней, и потому исчисления содержащейся в ней воды были совсем сомнительны.

Рис. 16а. Карта Марса в проекции Меркатора по рисунку Антон и ади (1909 г.). Пояснения. Mendies — юг; Oriens — восток; Occidens — запад; Septentrio — север; M — море; S — Sinus, бухта; Fr — Fietum — пролив; L — Lakus, озеро; Fl — Flumen — река; R — Regio — область; S — остров; Pr — Promontorium — предгорья

Одновременно (август 1910) Вери опубликовал новые проверенные измерения пластинок Слайфера, снятых в феврале 1908 года. Вери твердо установил, что дождевая полоса <а> на Марсовой пластинке в 2,5 раза сильнее, чем на лунной, и что обе кислородные полосы были в таком же отношении друг к другу, как полосы «а». Отсюда он считал доказанным, что в атмосфере Марса и водяной пар, и кислород налицо в большом количестве.

Между тем Кэмпбелль продолжал свои опыты. При прежних приемах, измерения весьма затруднялись тем, что линии поглощения водяного пара как на Марсе, так и в земном воздухе лежали в спектре на одном и том же месте. Но для устранения этого затруднения есть путь, на который указал Кэмпбелль уже в 1896 году. Если Марс приближается к Земле или удаляется от нее с достаточной скоростью, то все солнечные линии в его спектре перемещаются. На основании этих смещений можно вычислить скорости таким же образом, как и из известных движений Земли и Марса, и оба расчета дали вполне согласные результаты. Так, 26—27 января 1910 года относительная скорость Земли и Марса равнялась 19,1 км/с по астрономическому расчету и 19,2 км по спектроскопическому измерению. За 3—4 февраля оба расчета дали разницу только в 1 км. Итак, надежность этого метода доказана. Исследование линий водяного пара и кислорода не обнаружило, что эти вещества находятся в атмосфере Марса. Кэмпбелль думает, что линии этих веществ в спектре Марса были бы замечены, если бы по интенсивности равнялись хотя бы пятой части соответствующих линий земного происхождения. Преимущество этого метода состоит в том, что линии Марса и земные линии лежат непосредственно друг подле друга на одной и той же пластинке, так что вполне исключается всякое сомнение относительно различной чувствительности пластинок или различного времени экспозиции, или состояния атмосферы.

Из этих данных, зная содержание воды в воздухе у места наблюдений (1,9 г в кубическом метре), зенитное расстояние Марса (55′) и направление падающих на Марс солнечных лучей (70° к поверхности Марса), можно рассчитать, что содержание водяного пара на Марсе было только 0,12 г в кубическом метре, что соответствует температуре насыщения в −38° и температуре −27° для воздуха с 31% влажности. Количество кислорода на поверхности Марса не превышает приблизительно шестнадцатой доли соответствующего содержания в земном воздухе. Эти определения строже, чем какие-либо прежде выполненные, и дают для поверхности Марса температуру, которая на десять градусов ниже самой низкой из вычислявшихся раньше. Затем, нельзя не считаться с тем, что Солнце в сентябре месяце 1909 года при этом определении стояло на Марсе почти в зените, тогда как январское и февральское определения 1910 года относятся к местности, где солнце взошло приблизительно только за 4½ часа до времени наблюдений, а потому полученные результаты довольно близки к средней температуре дня и ночи, может быть несколько больше. С тех пор не сделано определений, которые по точности могли бы равняться с последними определениями Кэмпбелля. Итак, их следует считать решающими.

По силе солнечного света легко можно вычислить температуру поверхности какой-нибудь планеты, если в ее воздушной оболочке нет никаких задерживающих теплоту газов. Самые главные из таких газов — это водяной пар, количество которого как мы только что видели, крайне ничтожно в атмосфере Марса и углекислота, которая, по приводимым ниже основаниям, тоже, вероятно, там представлена очень слабо. Такие расчеты выполнил прежде всего Христиансен в Копенгагене. Он принял солнечную постоянную, т. е. количество энергии солнечного света, проходящее в минуту через квадратный сантиметр перпендикулярной к лучам поверхности при среднем удалении Земли от Солнца, равной 2,5 калории. На Марсе при соответствующих условиях энергия солнечного освещения равна только 1,1 калории. Поверхность нагревается до тех пор, пока сама не начинает излучать в холодное пространство столько теплоты, сколько она получает от Солнца. Расчет дает для всей поверхности Марса среднюю температуру в −37°. В области, где Солнце стоит в зените, температура могла бы, если бы теплота не уходила в пространство, достигать в среднем для суток около +8°, а в полдень, пожалуй, и несколько больше.

Рис. 17. Увеличенная и ретушированная фотография Марса Ламиланда

Но вряд ли там температура поднимается даже до точки замерзания, так как теплота быстро уносится легко подвижным воздухом. Вышеуказанная средняя температура в −37° в общем вполне совпадает с наблюдениями Кэмпбелля на горе Витней.

Позднейшие точные определения силы солнечного излучения, сделанные Абботом, Ангстремом и другими, показывают, что вышеприведенная оценка солнечной теплоты приблизительно на 20% выше истинной. Если солнечную постоянную принять круглым счетом за две калории, что, пожалуй, слишком высоко, то средняя температура на Марсе дойдет до 50° ниже 0°. В экваториальных областях она может достигать до −8°, а в полдень стоять на несколько градусов выше нуля. Напротив, у полюсов, где солнце целый месяц среди лета стоит над горизонтом, температура могла бы подняться выше, до +8°, если бы воздушные течения не уносили теплоту. Само собой разумеется, это имеет место, и температура будет, конечно, оставаться довольно близкой к точке замерзания. Поэтому, может быть у полюсов Марса в течение короткой середины лета и могут прозябать какие-нибудь низшие растения (снеговые водоросли и тому подобное).

Если мы, опираясь на авторитет Лоуэлля, Вери и других, принимали до сих пор за среднюю температуру Марса +16°, то это случилось потому, что мы считали возможным предположить в атмосфере Марса большое количество газов, сохраняющих теплоту. Это предположение теперь не более допустимо, чем вера в высокую температуру на Марсе. Вероятно средняя температура Марса, точно так же, как и Земли, на самом деле градусов на десять выше только что упомянутых расчетов. Во всяком случае она будет около −40°, так как весьма ясный воздух Марса пропускает все солнечные лучи, и в нем не содержится ни водяного пара, ни, по-видимому, углекислоты, ни других сохраняющих теплоту газов. Средняя летняя температура у экватора Марса (по Кэмпбеллю −27°) могла бы быть приблизительно на 13° выше средней температуры всей планеты. Это походило бы на земные условия, так как здесь наибольшая температура у экватора в июле равна +27°, при средней в +16° для всей Земли.

Итак, мы должны совершенно изменить наши представления о Марсе. Уверенность, что органическая жизнь — зеленые растения, как предполагает Лоуэлль — является причиной зеленой окраски так называемых морей на Марсе или что красноватый цвет происходит от пурпурной окраски осенней листвы, как думает Фламмарион, — эта уверенность изгоняется в область мечтаний. Кто не считает так называемые каналы действительными каналами в целях навигации или орошения или только обманом, уничтожаемым фотографией (рис. 17), тот принимает их за трещины. Как и в земной коре, они разбегаются почти прямолинейно или неравномерно-искривленными дугами (рис. 16). Фламмарион рассказывает, что знаменитый физик Физо считал каналы трещинами во льду какого-нибудь моря на Марсе. В 1888 году Пенар высказал более вероятное предположение, что это трещины, соответствующие трещинам в земной коре. Фламмарион, однако, утверждает, что земные трещины не могут быть так прямолинейны, как каналы. Это совершенная ошибка, как и показывает рисунок 15. Указывают также на их непостижимую длину. Например канал Физон имеет 3620 км длины (Лоуэлль). Длиннейшая из известных произведенных землетрясением трещин, около которой тотчас же сдвинулись глыбы земной коры, имеет в длину 600 км. От этой трещины произошло сильное Калифорнийское землетрясение в апреле 1906 года, Однако несомненно существует мощная трещина, которая идет на север и юг прямолинейно по Чилийскому побережью от Арики до Магелланова пролива, длиной около 32 градусов широты или около 3650 км. Эта трещина почти столь же длинна, как и Физон на Марсе. И такие же трещины проходят вдоль всего берега Тихого океана. Мы еще не вполне точно знаем их расположение, так как длинные полосы проходят под морем и по странам, которые еще не принадлежат никакому культурному народу. Как пример небольшой трещины, может служить снятый Седергольмом вид Зегельскэра, к востоку от Ганге, в Финляндии (рис. 14). Изучение землетрясений, проходящее в последние годы с большим и все возрастающим интересом, наверно откроет трещины всевозможных протяжений. Впрочем, твердая кора на Марсе, без сомнения, несколько толще земной коры, так как охлаждение там ушло вперед дальше, чем здесь, а потому расщелины, произведенные трещинами на Марсе, должны быть более растянуты в длину и ширину. Этому же способствует меньшая тяжесть на Марсе (три восьмых тяжести на земле) и кривизна его поверхности, которая вдвое сильнее земной. Представьте себе два сферических свода, из которых один построен из более длинных и широких клинообразных камней, при меньшем наполовину радиусе, да к тому же еще нагружен только на одну треть в сравнении с другими. Ясно, что без боязни обвала, пролет можно взять у первого гораздо больше, чем у второго. Иначе говоря: если на Марсе уже суждено быть обвалу, то опускание должно распространиться на гораздо большую площадь, чем какая потребна для этого на Земле. А потому трещины в твердой поверхности Марса вообще будут длиннее, чем соответственные образования на Земле.

Рис. 18. Вид Марса 8 апреля 1907 г. По наблюдениям Кэниссе. Под одним из полюсов ясно виден темный край

Более точное исследование большой трещины в Калабрии показало, что она состоит из целой сети меньших прямолинейных трещин, как это явствует из рис. 15, заимствованного из работ известного финского геолога Седергольма.

На этой карте также видна одна из обозначенных Зюссом радиальных трещин (см. «Образование миров». Изд. «Матезис» рис 15, стр. 31), направление которой под морем указано пунктиром. Изображение слева, вверху, в углу рис. 15, обнаруживает удивительное сходство с данным Скиапарелли рисунком Марса в проекции Меркатора (ср. карту Марса, рис. 16 в конце книги). На обоих видны многочисленные параллельные трещины, и соответствующие двойным каналам линии. Не каждая трещина имеет подле себя параллельно идущую линию, да и на Марсе не каждый канал удвоен: обыкновенно появляется только один из обоих каналов, иногда же исчезают оба.

Подобно тому как радиальные трещины, воспроизведенные на чертеже Зюсса, направляются к Липарским островам, так и на Марсе различные каналы соединяются в так называемом озере (Лоуэлль именует эти образования рощами или оазами), которое, очевидно, есть центр провала. (На рис. 16 и 16а можно видеть много таких мест). Само собой разумеется, что не все точки, где пересекаются каналы, будут местами провалов.

Итак, мы приходим к выводу, что каналы Марса соответствуют геологическим сбросовым трещинам Земли. Из этих трещин выступают наружу газы, которые освобождаются при охлаждении Земли или Марса и которые поднимаются также из жерл вулканов. Прежде всего, это — водяной пар, потом углекислота и в значительно меньших количествах содержащие серу газы и хлороводород. Они струятся из трещин в областях, которые, в геологическом смысле, еще совсем недавно были театрами вулканической деятельности. В сбросовых трещинах возникают озера и речные потоки, как это, например, можно видеть в Швеции, особенно около Стокгольма.

Рис. 19. Пятна на южном полюсе Марса 10 июля 1909 г. По наблюдениям Жарри Делож

Допустим, что Земля медленно охлаждается. Большая часть трещин скрыта слоями более или менее рыхлых каменных пород. В сбросовых трещинах скопляется вода из окрестностей, а иногда и из недр Земли, и эта вода размывает рыхлый камень. Возникает обыкновенная, плоская земная борозда. Вода уносит к морю растворенные соли. По мере охлаждения Земли начинает замерзать море. Каждое лето оно немного оттаивает на поверхности, как теперь в полярных областях. Наконец, все море промерзло до самого дна, и теперь морской лед можно рассматривать, как горную породу, у которой нет налицо ни сбросов, ни сдвигов, и которая приняла совершенно ровный наружный вид. Летом при сильном солнечном сиянии море оттаивает, равно как и материковые воды, которые несут растворенные в них соли в верхний слой морской воды. С приближением зимы море замерзает снова, но не с поверхности, как наши озера, а со дна кверху, так как обыкновенная морская вода наиболее плотна ниже своей точки замерзания, а пресная вода, напротив, выше. Поэтому оно промерзает от старого льда на дне — кверху, и верхняя вода становится, наконец, концентрированным соляным раствором, из которого выделяются соляные кристаллы и лед при дальнейшем понижении температуры. Так, приблизительно, обстоит дело с неглубокими водными бассейнами, которые соответствуют соляным озерам в наших пустынях. Вследствие большого холода и большой траты воды на выветривание горных пород (при чем в огромнейшем количестве тратится также углекислота) на Марсе почти совсем прекратились осадки. Наличное количество воды проникает из недр планеты у трещин. Содержащиеся в ней хлороводород и углекислота образуют в почве соли: поваренную соль (хлористый натрий), хлористый кальций и хлористый магний, равно как карбонаты, которые все находятся в обыкновенной морской воде, куда их приносят реки. Известковые соли и соли магния не поглощаются черепокожими животными, как в наших морях, и выделяются, как углекислые соли. Летом, под сильными лучами Солнца, вода отчасти испаряется в разреженном воздухе. При той же температуре испарение на Мара должно бы происходить, по меньшей мере, в двенадцать раз скорее, чем на Земле, но при господствующей там более низкой температуре испарение будет происходить несколько медленнее чем на Земле. Соли не испаряются, и вдоль трещин возникает ряд усыхающих соляных озер, в роде описанных Гедином обыкновенно мелких, иногда высохших озер в пустынях центральной Азии. Да и климат на Марсе характерно пустынный. Наконец, в более глубоких местах водных потоков остается концентрированный соляной раствор, который с усилением концентрации все с большим трудом выделяет воду, и в самых глубоких местах кристаллизуются те соли, которые наиболее прочно удерживают воду. Если зимний холод достаточно силен (−55°), то из концентрированных растворов, которые содержат, главным образом, хлористый кальций, выделяется даже лед. Но и при этих крайне низких температурах в разреженном воздухе еще может происходить испарение, и часть выкристаллизовавшегося льда исчезает, чтобы снова отложиться у удаленного от Солнца полюса на самых холодных местах планеты. Тогда там, вдаваясь в замерзшее море, образуется из инея и снега белая полярная шапка, которая в южном полушарии Марса, где зима бывает во время удаления Марса от Солнца, достигает до 38° широты в северном же полушарии только до 58° (см. рис. 17 и 18), так как зима здесь приходится на время приближения к Солнцу, а потому и охлаждение не так сильно (рис. 18). Нечто подобное происходит и на Земле, но здесь это выражено не так резко.

Вблизи этих снежно-белых полярных шапок, будь там твердая земля или море, лежат крепко замерзшие воды под покровом чрезвычайно жадных гигроскопических солей: хлористого кальция, хлористого магния, хлористого натрия.

Если приходит лето и шапка нагревается, то иней испаряется и в окрестности распространяется сравнительно влажный воздух. Тогда там часто можно наблюдать образование тумана. При этом почва на краю полярного снега принимает темный оттенок (рис. 18). Иногда в полярных шапках выступают также каналы и озера, которые производятся горячими поднимающимися из трещин парами (рис. 19). Влажный воздух проходит над солями, они набирают воды и, расплываясь, превращаются в концентрированный раствор. От полюсов идут все новые количества водяного пара: они стремятся перетекать к противоположному лежащему в области зимы полюсу, все ближе продвигаются к экватору и, наконец, переходят через него. На своем пути они постепенно превратили в жидкое состояние соли в углублениях трещин, из которых они вышли, и особенно в глубоких понижениях на местах скрещивания трещин, где лежат центры провала, так называемые оазы. Лоуэлль наблюдал, что таким образом каналы от 78° сев. широты до экватора наполняются водой в 52 дня.

Объяснить это своеобразное явление при помощи теории каналов чрезвычайно трудно. Чтобы вода шла вперед, нужно, чтобы поверхность Марса была совершенно ровной или, по крайней мере, почти ровной и чтобы обитатели гнали талую волу с полюсов при помощи гидравлических машин. Каналы бывают различной ширины, поданным Лоуэлля до 16 км шириной, по Фламмариону от 60 до 300 км, что, конечно, слишком много. Один и тот же канал бывает различной ширины в различные годы, иногда может даже исчезнуть. При малом притоке водяного пара гигроскопические слои расплываются только в самой рытвине канала; чем больше пара проходит над каналом, тем большее количество солей расплывается в притягиваемой воде и делается видимым благодаря потемнению, То же самое можно сказать и о внутренних озерах — оазах. Водяной пар течет дальше и увлажняет канал во всю его длину, идет ли он ровно или местами опускается и поднимается.

Рис. 20. Вид Марса по наблюдениям Антониади в 1909 г. Весь диск несколько завуалирован. Внизу детали скрыты за песчаными облаками

В настоящее время все согласны, что материки на Марсе обладают пустынным климатом, и потому, вероятно, как и наибольшая часть пустынь на Земле, представляют из себя плато, построенные из расположенных ступенями слоев. Лежащие высоко породы измалываются ветром в тонкий песок. Никакое море не отлагает больше осадочных слоев на мертвой планете. На нее заносится только тихо сыплющаяся космическая пыль, в которой содержится железо, отчасти в металлической форме, отчасти в виде светло-зеленой соли закиси. На Земле, в глубочайших слоях моря, куда не заносится никакое вещество с соседних берегов, тоже найдены были содержащие железо осадки, о метеоритном происхождении которых можно заключить по известным находящимся в них минералам. Содержащийся в воздухе Марса кислород превращает железо в окись, которая, смотря по мелкости своего дробления, принимает различные цвета. Преобладает обыкновенно цвет, называемый охрой. Марс описывается также как охряной по цвету, а потому Дросс полагает, что там почва смешана с железной окисью. Тончайшая пыль железной окиси желтая, а большие кристаллы имеют у нее фиолетовый оттенок. На Марсе часто видны отдельные места, покрытые желтым покровом, стало быть, совсем тонким песком железной окиси, который, может быть, перемешан с другим песком, менее окрашенным, развеваемым ветром пустыни по большим площадям. Такое облако пыли, раскинувшееся над большими площадями Марса, описано Антониади, наблюдавшим его в Париже осенью 1909 года (рис. 20). Подобное же явление видел до него Пикеринг и другие. Из всей поверхности Марса, вообще говоря, можно с удобством изучать только полярные и центральные части. Экваториальные области, отстоящие на 40° или 50° от места, над которым находится Солнце, бывают окутаны тонким белым покровом тумана. Как только Солнце покидает зенит и проходит половину пути к горизонту, водяной пар выпадает в самых нижних слоях воздуха — доказательством того, что в атмосфере Марса нет сколько-нибудь значительных количеств сохраняющих теплоту газов. Такой туман никогда не простирается до близких к полюсам мест, белые шапки которых ясно видны во всякое время: это показывает, что Солнце не обладает уже достаточной силой для изменения температуры и количества водяного пара в этих областях, где оно не поднимается достаточно высоко над горизонтом и где высота его изменяется мало. Это же явление замечается и на других покрытых снегом местах, хотя бы они и не лежали очень близко к полюсам.

Если приток водяного пара скуден, то выступают только самые широкие каналы. Вообще они не являются двойными, так как один из каналов — близнецов постоянно виден слабее, чем другой. Лоуэлль считает доказанным, что из двух параллельных каналов всегда сначала выступает один и тот же канал, и что его длина постоянно остается одинаковой. Это как раз противоположно тому, что видел раньше Скиапарелли. Вследствие малого содержания воды в воздухе настоящие облака на Марсе бывают видны весьма редко. Рис. 21 показывает такое облако на краю Марса. Упомянутые выше туманы часто отмечаются как облака. Это часто случалось с Пикерингом.

По-видимому, на Марсе есть и горы. Снег или иней часто остается лежать в местностях у полюсов, а иногда даже в большом удалении от них — так, например, на большом острове Эллады на 40° южной широты, — тогда как в окрестностях полюсов и даже иногда у самых полюсов (южного) он исчезает. Такая покрытая льдом горная страна лежит близко к южному полюсу (рис. 23, у верхнего края). Там, где остается лежать снег, может происходить и слабое образование глетчеров. А потому весьма многие наблюдатели думают, что на Марсе можно предположить горы, хотя и умеренной высоты. Кэмпбелль даже видел их до 3000 метров высоты. Лоуэлль, который тщательно искал гор по краям освещенных частей Марса, думает, что если они есть, то возвышаются над окружающей равниной не больше, чем от 600 до 900 метров. Само по себе невероятно, чтобы все более значительные неровности на Марсе могли совершенно сгладиться. Если даже выветривание происходило с давних пор, то оно все-таки уже давно проявлялось в слабой степени, к тому же на Марсе не было также и воды, чтобы смывать выветрившиеся массы в долины. При этих условиях только пустынный ветер может медленно сглаживать своим песком все неровности, но едва ли он задевает плоскогория. Если не считать, что Марс представляет почти полную равнину, — что, однако, уже само по себе в высшей степени невероятно, — то трудно понять, каким образом каналы, которые должны лежать почти горизонтально, чтобы наполняться водой, могут итти прямыми линиями через горы и долины. Они должны были бы, как и наши реки, изгибаться сообразно с рельефом местности, даже если бы их сооружали инженеры.

Зимой каналы замерзают и делаются невидимыми, подобно озерам или оазам в точках их пересечения. Их покрывает красно-желтая навеянная на них ветром пыль. Прежде чем канал снова станет видимым, на его месте появляется темно-красная полоса: это сделавшаяся влажной железная окись. Иногда он возвещает свое появление туманом. Ясно, что холодный туманный воздух залегает, как и у нас на земле, в глубине долин и увлажняет на их почве соли, после чего канал становится видным, как темная полоса. Иногда окрестность канала является тоже потемневшей, что показывает, что и там поглощено некоторое количество влажности. По краям каналов отложились менее гигроскопические соли. Зелеными каналы могут казаться по контрасту с красными окрестностями. Возможно также, что зеленый цвет вызывается взвешенными в воде частицами тонкой пыли. Возможно, что происходит восстановление окиси железа через сероводород, вытекающий вместе с паром из трещин. Уже малые количества могут вызывать большие действия. Ф. Ле-Культр характеризует окраску иногда черной, как уголь.

Рис. 21. Облако над краем Марса. По наблюдениям Молесворта 7 марта 1901 г.

Подобное же происходит с морем. Если оно замерзает, то на него ложится желто-красная пыль и сообщает ему оттенок между первоначальным зеленым цветом и светлым красно-желтым. Если лед снова тает, то пыль опускается вниз, и вода опять принимает темно-зеленый цвет.

Концентрированный раствор хлористого кальция замерзает при −55°, раствор хлористого магния при −44°, а поваренной соли при −22°. Если же, как указано выше, средняя температура на Марсе стоит около −40°, на экваторе около −10°, а у полюсов среди лета около 0°, то таяние на поверхности моря или в каналах возможно именно там, где выделяются соли. Нужно думать, что лед на Марсе лежит неподвижно, между тем как на Земле он перемещается. Благодаря этому, в течение тысячелетий песок и пыль могут накапливаться на дне неглубоких полыней, образовавшихся на полярном льде Марса. Тогда море, несмотря на свою малую глубину, является темным, и оставшиеся еще нерастворившимися белые кристаллы соли и льда могут не просвечивать. Лоуэлль думал, что открыл каналы даже на море (рис. 22). Возможно, конечно, что в более ровных частях моря, которое походит на замерзший кевир, выступают трещины, как в Тирренском море, к северу от Сицилии. Нужно отметить, что Фламмарион высказал на первый взгляд поразительное мнение, что вода на Марсе замерзает при более низкой температуре, чем на Земле. Но это как раз именно и говорит за соляные растворы.

Абсолютно равномерную ширину и прямолинейность каналов Марса обыкновенно приводят как ясное доказательство того, что они — искусственные сооружения, работа инженеров. Итальянский астроном Черулли сильно возражал против такого взгляда. «В крайне редких случаях, когда ясно видны обе стороны канала», — говорит Скиапарелли, — я замечал на них бухты и мысы. Так было с каналами Евфратом и Тритоном в 1879 году и с Гангом в 1888 году. Совершенно ясно, что все появившиеся в старых трещинах водные потоки не могут быть равномерно широки. Антониади подтвердил это своими наблюдениями осенью 1909 г. (сравн. рис. 16а и 23), равно как и Ле-Культр, который установил наличность вдвое большего количества неравномерных, чем равномерных каналов. Антониади говорит, что некоторые каналы кажутся рядом озер, расположенных друг подле друга в одном направлении, другие же напоминают тонкие линии с искривлениями и изгибами. «Сложная сеть прямых линий является, по-видимому, фантазией». «Пятна на Марсе, — говорит он, — весьма неправильны и вовсе не обнаруживают каких-либо (простых) геометрических форм». Последние именно и выставлялись в доказательство того, что каналы являются сооружениями разумных существ. «Вид планеты напоминает Луну или земной ландшафт, рассматриваемый с воздушного шара». «Одним словом, геометрия Марса оказывается воображением». Особенно поучительно сравнение карты Скиапарелли (1886), начерченной в проекции Меркатора, с картой Антониади (1909), изготовленной таким же способом. Обе воспроизведены на таблицах в конце этой книги. Между тем как Скиапарелли изображает каналы по большей части узкими, прямыми или слабо изогнутыми лентами равномерной ширины, у Антониади они часто разрешаются в ряд темных пятен, которые связаны несколько более светлыми частями. (См. каналы Нектар и Эро при Солнечном озере). Так же обстоит дело и относительно различных «морей» или «морских заливов», особенно относительно Тирренского моря и Солнечного озера (lacus Solis), как и известного Большего Сырта (Syrtis major), который, как и Солнечное озеро, принадлежит к поразительнейшим явлениям на Марсе. Обе карты интересны также потому, что иные каналы и другие образования, которые обозначены на одной, часто отсутствуют на другой, а ведь отсюда вытекает большая изменчивость Марса в сравнении с Землей.

Если смотреть с Марса, то на Земле не нашлось бы никаких заметных перемен за историческое время; конечно, надо исключить меняющийся с временами года снежный покров. Противоположную особенность Марса можно объяснить себе только тем, что видимые образования — это лишь крайне тонкие, легко меняющиеся образования поверхности.

Рис. 22. Марс по наблюдениям Лоуэлля 11 июля 1907 года. На темных местах также заметны каналы

Иногда внезапно выступают большие белые пятна, особенно вблизи озер, как, например, при озере Феникса (приблизительно на средине рис. 23, представляющего Марс 6 окт. 1909 г., по Антониади). Эти пятна исчезают столь же внезапно, как и появляются. Во всяком случае их белизна происходит от тонкого покрова из снега и инея, которые легко образуются поблизости озер и быстро исчезают при теплом веянии ветра или солнечном луче. Иногда на Марсе описываются также более темные пятна, которые при сильном увеличении разрешаются в светлые и темные четырехугольники, как на шахматной доске. Они напоминают баджиры в Туркестане (рис. 8).

Лежащие у трещин на Марсе ряды озер, которые для нас представляются каналами, постоянно подвергаются новому заносу песком и высыханию. Они возникают вновь благодаря новым, соответствующим нашим землетрясениям, понижениям почвы по сбросовым линиям, при чем вытекают водяной пар и другие газы и в самых низких местах у трещин сгущаются в озера. Поэтому каналы появляются весьма быстро, почти каждый день, чтобы иногда опять столь же быстро исчезнуть. Замечательнейший случай появления «нового» канала недавно сделался известным по сообщению Лоуэлля. Два новых канала, ко времени наблюдения представлявшиеся наиболее резкими на поверхности Марса, были замечены на Флагстаффской обсерватории 30 сентября 1909 года к востоку от Большого Сырта (Syrtis magna) и тотчас же сфотографированы. Стало быть, здесь не было никакого обмана чувств. Напротив, большой канал Аментес не появился на карте (рис. 16). Он лежит приблизительно в 30° к востоку (слева) от Сырта, как раз в той области, где был замечен новый канал. При этом также в первый раз были наблюдаемы и новые «оазы», к которым сбегались немного искривленные каналы и некоторые меньшие каналы.

Итак, как раз перед 30 сентября 1909 года, очевидно, произошло одно или, может быть, несколько сильных потрясений, приведших к образованию двух новых оазов, как центров провала, к востоку от Большего Сырта (Syrtis major). Трещины там вероятно были бы замечены раньше, если бы не были засыпаны песком. Но благодаря вытекающему из них водяному пару, который уплотнился в воду в холодном воздухе Марса, они снова сделались видными.

Рис. 23. Марс 6 октября 1909 г. (рис. Антониади)

В 1913 году, на обсерватории Лоуэлля, был снова открыт двойной канал Эфиоп (на карте рис. 16, под 240° долготы представлен одиночным), который исчез за 15 лет перед тем.

Это внезапное появление и исчезновение больших каналов доказывает очевиднейшим образом, что они вовсе не величественные сооружения инженеров, на выполнение которых на Земле потребовались бы века.

Вера в разумное население на Марсе весьма распространена. При этой вере можно все объяснить, особенно если допустить, что разумность этих существ далеко превосходит нашу, так что мы не в состоянии понять мудрых планов, по которым сооружены эти каналы. Пункты скрещения каналов — это будто бы города (Лоуэлль) в пятнадцать раз больше Лондона. Так объяснить можно все, не объясняя в сущности ничего. Если мы хотим понять явления на Марсе, то мы прежде всего должны отрешиться от пользовавшегося в прежние времена большим почетом принципа целесообразности, который привел к смешным выводам иных выдающихся людей науки. Чтобы понимать, нам нет нужды прибегать, как это делает Фламмарион, к еще неизвестным силам природы, как бы это ни одобрялось мистиками. Если мы хотим познать природу, то должны основываться только на тех ее силах, с которыми хорошо знакомы, и только таким образом мы сможем двигаться вперед и в изучении Марса.

«Кабинетъ» — История астрономии. Все права на тексты книг принадлежат их авторам!
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку