Рождение науки

Когда наука, хотя бы и самая молодая, прочно отвоевала место, заставила с уважением относиться к себе, быстро забывается, каким долгим, трудным, тернистым был ее путь к утверждению.

В 1860 году впервые ученые заговорили о растительной жизни на Марсе. Разговоры, даже если это разговоры ученых, — еще не научное обоснование. Необходима длительная, подчас утомительная, не приносящая радости победы работа, чтобы получить подтверждение предсказанной догадки.

Многие ученые мира допускали, что жизнь на Марсе существует. Но, как всякая научная гипотеза, это предположение требовало серьезных научных доказательств.

«Есть ли растительная жизнь на Марсе?» — такова была основная задача, которую мы с Н.Н. Калитиным поставили перед собой, готовясь к наблюдениям планеты в 1909 году.

Для решения этого вопроса мы, можно сказать, спустились с Марса на Землю и стали изучать оптические свойства земной растительности, чтобы потом снова вернуться на Марс и сказать, к какому виду земных растений подходит более всего растительный покров «морей» Марса.

Чрезвычайно важную проблему разработал в своих научных трудах великий ученый К. А, Тимирязев. Он открыл космическую роль растений.

Из его открытия следует, что жизнь на Земле не изолирована от Космоса, а, наоборот, связана с движениями, происходящими в солнечной системе.

Тимирязев рассматривал фотосинтез — освоение светового луча растением — как вэаимосвязанность земных и космических процессов.

«Зеленый лист, или, вернее, микроскопическое зеленое зерно хлорофилла, является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия Солнца, а с другого берут начало все проявления жизни на Земле. Растение — посредник между небом и Землей. Оно истинный Прометей, похитивший огонь у неба», — писал ученый. Он считал, что «если главное отправление растительного организма зависит от света, то очевидно, что и главную особенность растений должно искать в их оптических свойствах».

Понятно, что в своих исследованиях я пытался открыть поглощение хлорофиллом падающих на растения Марса лучей, но положительных результатов не получил.

Чтобы лучше понять то, о чем здесь говорится, сравним спектр Солнца и спектр земного растения, который получается при отражении солнечных лучей от зеленой листвы растений.

Числа на схеме указывают в миллионных долях миллиметра длину волны тех участков, которые отмечены белыми черточками. Латинские буквы над черными линиями соответствуют земным линиям в солнечном спектре. Заметим, что линии «А» и «В» получаются от поглощения света Солнца кислородом земной атмосферы, а линия «а» — от поглощения водяными парами земной атмосферы.

Из сравнения спектра Солнца со спектром зеленого растения ясно, что у растения видны три темные полосы: первая между волнами длиной 700 и 650, вторая — между 650 и 600 и третья — за 600. Кроме того, заметно значительное ослабление голубых лучей. Из полос в красных лучах темнее всего та, которая лежит между 700 и 650. Она носит название «Главная полоса поглощения хлорофилла».

Вот эту полосу я и пытался обнаружить в спектре Марса в 1918 и 1920 годах, но так и не нашел.

Спектр Солнца вверху и спектр зеленого растения внизу.

Многочисленные поиски ее другими наблюдателями тоже дали отрицательный результат. Загадка оставалась нерешенной в течение многих лет.

Теперь обратимся к двум фотоснимкам. На них изображены тянь-шаньские ели, снятые на первом снимке в синих лучах, на втором — в инфракрасных. Второй напоминает зимний снимок после сильного снегопада. Это позволило заключить, что зеленые растения очень сильно отражают или рассеивают инфракрасные лучи.

Между тем на Марсе подобного явления нет. Экспедиция Ленинградского университета, возглавляемая профессором В.В. Шароновым, установила на Ташкентской обсерватории в 1939 году, что в инфракрасных лучах «моря» Марса выходят, наоборот, особенно темными. Опять противоречие.

Тянь-шаньские ели, снятые в синих лучах.

Все эти факты, а также и то, что на Марсе очень суровый климат, мало воды, кислорода и в атмосфере нет озона, поглощающего гибельные для жизни коротковолновые ультрафиолетовые лучи, дали повод для категорических высказываний против гипотезы существования жизни на Марсе.

Кроме того, высказывалось еще одно сомнение: «моря» Марса голубого, синего и даже фиолетового цвета — следовательно, это не растительные покровы.

Посмотрим, как опровергли эти возражения сторонники мнения, что жизнь на Марсе существует.

Тянь-шаньские ели, снятые в инфракрасных лучах.

В 1945 году в Алма-Ате я читал лекцию на тему о возможности жизни на других планетах. Как обычно, я указал, что одним из главных возражений против существования растительности на Марсе является отсутствие отражения инфракрасных лучей его растительными покровами.

Г.А. Тихов за наблюдениями.

После лекции агрометеоролог А.П. Кутырева спросила меня: не является ли такая особенность следствием сурового климата Марса? Ведь инфракрасные лучи несут почти половину солнечного тепла, и марсианские растения должны поглотать их для согревания.

Это мне показалось вполне вероятным. На следующий же день я решил заняться сравнением отражения инфракрасных лучей лиственными и хвойными растениями.

Если у хвойных отражение окажется значительно меньшим, чем у лиственных, то мысль А.П. Кутыревой верна.

Для проверки я воспользовался тогда еще рукописными материалами моего ученика, ныне лауреата Сталинской премии Е.Л. Кринова, который изучал в течение нескольких лет отражательную способность всевозможных земных растений в разных лучах спектра.

Были взяты две пары растений: первая — зеленый овес и полярный можжевельник, вторая — береза и ель. Оказалось, что отражение инфракрасных лучей у хвойных растений — ели и можжевельника — в три раза меньше, чем у сфотографированных одновременно с ними березы и зеленого овса.

Диаграмма отражения растениями и «морями» Марса инфракрасных лучей. Круто вверх идет кривая отражения овса (4) — растение отбрасывает всю тепловую часть спектра. Хвоя пихты (3) и зелень мха «кукушкин лен» (2) удерживают тепло, рассеивая только десятую часть его. Кривые их отражения сходны с кривой отражения «морей» Марса (1).

Таким образом, было выяснено, что летнезеленым растениям инфракрасные лучи не нужны, поэтому они отражаются. Полярному можжевельнику, живущему в суровом климате, и ели, не теряющей своей зелени и зимой, инфракрасные лучи необходимы для согревания, потому и отражаются они слабо.

Работы Кринова показали, что зимой хвойные деревья отражают инфракрасные лучи почти вдвое слабее, чем летом. Наши наблюдения подтвердили обнаруженное явление.

Это были уже научные исследования и научные выводы из исследований.

В конце 1945 года на заседании президиума Казахского филиала Академии наук СССР я выступал с докладом, подводящим итоги многолетних наблюдений Марса. И мне посчастливилось первому в истории науки во всеуслышание произнести слово астроботаника.