Владислав Шевченко - На зов таинственного Марса

Итак, в течение первого миллиарда лет существования планеты у Марса образовалось сравнительно небольшое и не очень плотное ядро. Ученые считают, что радиус марсианского ядра составляет от 800 до 1500 километров, а общая масса достигает менее десятой доли массы всей планеты.

В течение первого миллиарда лет существования Марса сформировалось плотное ядро с массой около 1/10 массы планеты. Затем произошло выделение среднего и внешнего слоев недр: возникла мантия из расплавленных горных пород и твердая оболочка — кора.

Еще через один миллиард лет начинается бурная внутренняя деятельность недр планеты. В мантии — слое, лежащем между ядром и внешней корой, — образуются зоны расплавленных пород, которые под давлением вырываются на поверхность.

В это время на лике планеты возникли обширные равнины, заполненные лавами, и наиболее сильно проявлялась вулканическая активность.

Эпоха глобальных изменений форм рельефа, когда выросли знаменитые гиганты — вулканы, относится именно к этому этапу истории Марса.

В течение следующего миллиарда лет активность недр продолжалась, но уже с постепенным угасанием.

Сейчас Марс переживает период полного остывания.

Толщина твердой оболочки непрерывно нарастает и в настоящее время, по-видимому, достигла уже нескольких сотен километров, из которых около 100 километров приходится на верхний слой — кору. Такой мощный твердый панцирь уже непробиваем для расплавленных лав марсианских недр. Поэтому вулканы потухли и безмолвствуют, в низины не затекает лава и не раскалывается зияющими провалами марсианская кора.

Остывает и поверхность Марса. Поскольку средние температуры поверхности на всех широтах значительно ниже нуля градусов по Цельсию, планета как бы погружена в область вечного холода.

Мы знаем, что в наиболее суровых по климату районах Земли образуется так называемая вечная мерзлота — слой пород с постоянно минусовой температурой, в котором вещество горных пород смешано с замерзшей водой.

Подобный же слой образовался и на Марсе.

Но в отличие от своего земного аналога слой вечной мерзлоты на Марсе охватывает всю планету и имеет большую мощность. Расчеты показывают, что мощность промерзания пород на полюсах может доходить до глубины в 4 километра, а в экваториальной зоне — до 1 километра. Внутри этого слоя возможны обширные скопления льда, прикрытого сверху многометровым слоем раздробленных пород.

О существовании слоя вечной мерзлоты на Марсе говорят особые формы рельефа, которые известны и на Земле в зоне многолетней мерзлоты.

Но если планета имеет такие большие запасы льда, может быть, в ее истории действительно существовали периоды, когда внешние условия могли приводить к внезапному интенсивному оттаиванию вечной мерзлоты и к появлению рек, высохшие русла которых мы видим сегодня на марсианской поверхности. Можно предположить, что подобные изменения климата Марса происходили в течение последнего миллиарда лет. Но почему и каким образом, до сих пор неизвестно. Остается лишь строить различные догадки, выдвигать гипотезы, искать новые научные факты.

Мы знаем, что в далеком прошлом на Земле происходили периодические изменения климата в масштабах всего земного шара. Примером могут служить периоды оледенения, существенно менявшие условия обитания живых существ на огромных пространствах материков.

Возможно, нынешнее «оледенение» Марса лишь эпизод в его бурной жизни? Может, у планеты были и другие времена?

Необходимо разобраться в том, что могло бы вызвать общее изменение климата. Вот что утверждают сторонники одной из гипотез.

Обратите внимание на обыкновенную игрушку — сильно раскрученную детскую юлу. Быстро вращаясь вокруг своей оси, она еще медленно покачивается то в одну, то в другую сторону.

Оси вращения планет, в частности Земли и Марса, описывают в пространстве точно такие же плавные колебания. Конечно, масштабы времени и расстояний соответствуют масштабам самих тел. Ось Земли за период в 26 000 лет совершит полный оборот, который меняет наклон ее от среднего значения 23,5 градуса на 1 градус. Сдерживающее влияние оказывает находящаяся рядом масса Луны. Иначе наклон земной оси менялся бы еще более значительно.

У Марса нет такого массивного соседа, и наклон его оси меняется в более широких пределах, хотя и медленнее — с периодом 125 000 лет.

Если в настоящее время наклон оси вращения Марса близок к среднему значению — 25,2 градуса, — то в другие времена он мог бы составлять от 15 до 35 градусов. Полный цикл изменения угла наклона оси вращения завершается примерно через миллион лет.

Изменения наклона оси сказываются на нагревании полярных шапок. Когда планета максимально наклонена, полярные шапки получают на одну треть больше солнечного тепла, чем в настоящее время. Подобный наклон ось вращения Марса имела около полумиллиона лет назад.

При максимальном наклонении весь лед на полюсах может растаять. Ученые пришли к выводу, что в этом случае давление атмосферы Марса могло бы возрасти более чем в десять раз. В то же время тепло не окончательно остывших тогда недр планеты могло поддерживать существование вблизи поверхности большого водоносного слоя. С увеличением внутреннего давления на такие водоносные горизонты даже слабого внешнего удара достаточно для освобождения гигантского потока воды. Расчеты ученых подтверждают, что в подобном случае на поверхность могли вырываться потоки в несколько сотен миллионов кубометров воды в секунду. Такие потоки вполне способны были промыть существующие сегодня сухие русла за сравнительно короткое время, пока вода не испарится полностью.

Особенность речных русел Марса — значительная их глубина. Крутые берега, не имеющие террас, обрываются с высоты двух километров. По сравнению с земными долинами марсианские русла при той же протяженности имеют большую ширину.

Родилась и еще одна гипотеза. Вода могла течь и под слоем льда, который нарастал сверху из-за того, что замерзание воды происходило на поверхности быстрее, чем испарение. Испытывая давление массы льда, марсианская река уходила в глубь каменных пород, промывая себе глубокое русло с обрывистыми берегами.

Ледовый панцирь рек тоже, вероятно, не оставался неподвижным. Заторы и наползание друг на друга больших масс льда разрушали каменные берега, расширяли их. И конечно, бурные потоки резко меняли направление, метались из стороны в сторону, образовывая извилистые русла.

Проблема «подземных океанов» на Марсе продолжает волновать исследователей. Внимательно изучая рельеф, они обнаруживают новые и новые детали, которые можно объяснить только существованием подповерхностных залежей льда.