Однако по многолетним наблюдениям с Земли установлено, что вещество полярных шапок полностью не исчезает даже при температурах, близких к нулю. Поэтому скорее всего полярные шапки включают в себя как затверденевшую углекислоту, так и небольшое количество замерзшей воды. Не исключено, что под полярными шапками (в слое вечной мерзлоты) имеется также лед.
По данным «Марса - 3», температура поверхности северной полярной шапки составляет –110°С.
Наблюдения южной полярной шапки с борта автоматических станций – спутников Марса показали, что в течении лета она не растаяла. Это означает, что она не может состоять только из углекислоты. Согласно расчетам, скорость испарения углекислоты в условиях марсианского лета на столько высока, что к концу лета она должна исчезнуть полностью. Скорость же испарения водяного льда, напротив, достаточно низка, и он может частично сохраняться. Это позволяет сделать вывод, что южная полярная шапка состоит из остатков льда, покрытого слоем углекислоты. В течении каждого марсианского лета углекислота испаряется, обнажая ледяной слой (рис. 3).
Поскольку времена года тесно связаны с климатом планеты, рассмотрим вкратце и этот вопрос.
Климат Марса.
На нем значительно холоднее, чем на Земле. И это не удивительно. Во-первых, потому, что Марс находится в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, и солнечные лучи согревают его поверхность в 2 с лишним раза слабее, чем земной. Ведь интенсивность солнечных лучей убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца! А раз так, то на Марсе Солнце светит и греет 1,52 в кв.=2,31 раза слабее.
Во-вторых, как уже было сказано выше, среднее атмосферное давление у поверхности планеты не превышает 6 мбар., то есть соответствует давлению земной атмосферы на высоте 35 – 40 км. над поверхностью Земли. А так как на этой высоте в земной атмосфере свирепствует жесточайший мороз, то можно сказать, что и на поверхности Марса существуют аналогичные условия.
Сплошных облачных образований, которые мы наблюдаем на Земле, на Марсе нет. В любом районе почти всегда безоблачно. Лишь изредка можно увидеть облака, состоящие, вероятно, из ледяных кристаллов. Они образуются в результате конденсации водяных паров, плавающих в атмосфере. Поэтому марсианская атмосфера очень сухая. Правда, на Марсе часты легкие туманы, возникающие на короткий срок и, главным образом, в утренние часы. Когда же воздух прогреется солнечными лучами, они рассеиваются. Эти марсианские туманы напоминают ту морозную мглу, которая временами появляется в земной атмосфере в морозное утреннее время, а с потеплением рассеивается.
На Марсе, так же как и на Земле, имеются климатические пояса. Правда, температурные колебания в них значительно больше, чем на Земле. Ведь на Марсе нет в таком изобилии, как на Земле, водяных паров и океанов, этих мощных аккумуляторов тепла, регулирующих климат планеты путем накопления и выделения тепла при смене сезонов. В ряду разряженности атмосферы Марс не может эффективно задерживать тепло, полученное его поверхностью в течении дня и, в следствие этого, огромное количество тепла ночью улетучивается в космическое пространство. Поэтому для Марса характерны резкие колебания температуры в течении суток. Если днем на экваторе температура поверхности может достигать +30°С, то ночью она падает до –100°С и более. Среднегодовая температура для всей поверхности Марса на 50 – 60°С ниже, чем на Земле. Для сравнения укажем, что на Земле оно около +10°С. полдень в районе экватора, где Солнце стоит в зените, поверхность нагревается достаточно сильно. С приближением же Солнца к горизонту температура быстро снижается и к закату светила доходит до нуля градусов. Ночью мороз крепчает, и к восходу Солнца температура достигает –100°С. И это в самом теплом, экваториальном поясе! В умеренном же поясе зимой температура днем и ночью держится на очень низком уровне –60-80°С. В полярных же областях, где летом Солнце совсем не заходит в течении нескольких месяцев, температура непрерывно держится в пределах от 0 до +10°С. Как раз в это время наблюдается быстрое разрушения светлого полярного покрова.
В следствие прецессии ось вращения Марса имеет свое положение в пространстве и каждые 25 тыс. лет ориентируется таким образом, что ни одна из полярных шапок в перигелии не обращена в сторону Солнца. В такие периоды на Марсе могут возникать климатические условия, при которых происходит таяние вечной мерзлоты. Оно, как предполагают, сопровождается кратковременными ливневыми дождями, которые могут вызывать эрозионные процессы (рис. 4).
Анализируя фотографии полярных областей Марса, сделанные автоматическими станциями с близкого расстояния, ученые высказывают предположения о том, что на Марсе, возможно, наступил ледниковый период. Южная полярная шапка в перигелии марсианской орбиты обращена в сторону Солнца, и здесь холодные зимы сменяются жарким летом. В районе северной полярной шапки температурные контрасты зимы и лета несколько смягчены. Заметим, что в виду значительного эксцентриситета орбиты Марса разность солнечной постоянной в перигелии и офелии орбиты составляет около 40%.
Как это ни парадоксально, но на Марсе самыми теплыми являются полярные районы летнего полушария, где за длительное летнее полугодие незаходящее Солнце успевает нагреть верхний слой грунта выше средних дневных температур по диску планеты. Поэтому в летнем полушарии температура вдоль меридиана меняется незначительно, и ветры не очень сильны. В зимнем же полушарии, напротив, температура резко падает от экватора к зимней полярной шапки.
Из-за большого перепада температуры в зимнем полушарии Марса дуют сильные ветры. По расчетам ученых, на высоте 12 км. их скорость может достичь 170 м./с. Вследствие этого в атмосфере развивается активная циклоническая и антициклоническая деятельность. Однако дожди или снег в нашем «земном» понимании вряд ли сопровождают марсианские циклоны. И это потому, что в марсианской атмосфере мало воды. Поэтому очень редко образуются в атмосфере Марса и облака. Только утром и вечером в умеренных широтах можно наблюдать облака, напоминающие дымку. Таким образом, на Марсе, если, конечно, нет пыльных бурь, всегда стоит прекрасная погода. И видимость там на много лучше, чем на Земле, из-за малого рассеивания света на частицах пыли в воздухе. Особенно хорошая видимость в летнем полушарии, где ветры заметно слабее и пыли меньше. Космическими аппаратами зафиксировано сильное отражение от поверхности планеты солнечной ультрафиолетовой радиации. Слой озона земной атмосферы задерживает это губительное для жизни излучение. На Марсе такой «защиты» нет. А это имеет важное значение для органической жизни.
Жизнь на Марсе.
Вряд ли какая-нибудь другая планета Солнечной системы возбуждала столько надежд среди тех, кто искал жизнь на других небесных телах! Начиная с 70-х годов ХIX века, вопрос – «Есть ли жизнь на Марсе?» - кочует по страницам как научно-фантастических, популярных, так и научных книг. И объясняется это не только близостью этой планеты, сколько сравнительно легкой доступностью ее для обозрения с помощью даже не очень сильных телескопов (благодаря прозрачности ее атмосферы).
До какой степени в начале даже нашего века было модным и всеобщим предположение о вероятности разумной жизни на Марсе, свидетельствует сенсация, сообщенная астрономом В. Пикерингом 8 декабря 1900 года из Ловелской обсерватории (Дунлас). В посланной им телеграмме, молниеносно облетевшей весь мир, он сообщил, что северном краю Икарийского моря на Марсе в продолжение 70 минут был виден яркий выступ. Совершенно серьезно обсуждался вопрос о «сигнальных огнях» жителей Марса.
Наличие атмосферы, не слишком суровый климат, таинственные каналы – не свидетельствует ли все это о том, что на Марсе когда-то была высокоразвитая цивилизация! Не исключено, что на этой загадочной во многом планете, издавна волнующей человеческое воображение возможностью существования жизни, люди могут встретить ее в самом неожиданном виде. И совершенно справедливо замечают по этому вопросу некоторые ученые, что если на Марсе будут найдены жилые организмы, то без преувеличения можно сказать, что их изучение станет биологической связью землян с инопланетной жизненной формой. И нет сомнений в том, что земное человечество сможет оказать весьма существенное влияние на дальнейшее ее развитие. Однако сложность решения этой проблемы заключается нее столько в посылке на Марс космических аппаратов и доставке специальных приборов на его поверхность, сколько в том, по каким признакам мы должны судить о наличии или отсутствии жизни на планете. В настоящее время мы еще не имеем достаточно надежного метода, позволяющего различать формы «на грани жизни» от отсутствия каких-либо ее признаков, но можно различить три большие группы вопросов.
Во-первых, вопросы, связанные с тем, имеют ли исследуемые планеты химические соединения, подобные аминокислотам и белкам;
Во-вторых, вопросы, связанные с тем, имеет ли место обмен веществ – поглощаются ли питательные вещества зеленого типа существующими формами жизни в химических реакциях, которые характерны для земной жизни;
В-третьих, вопросы, связанные с тем, какими средствами могут быть обнаружены формы жизни (животные), остатки жизненных форм (ископаемые) или искусственные сооружения.
Ни один из этих вопросов не является окончательным, так как все они допускают, что жизнь на Марсе подобна земной. Тем не менее мы вынуждены пока исходить именно из этого предположения, беря за основу три отличительных признака жизни: обмен веществ, размножение и эволюция. Эти признаки универсальны для всех живых организмов на Земле. С этой точки зрения чрезвычайно важной проблемой является изучение физических условий на Марсе с целью определения, насколько они благоприятны для протекания биологических процессов. По мнению учены, полученные данные не исключают возможности жизни на Марсе. Измерения, проведенные с помощью ультрафиолетового спектрометра, показали, что формы жизни на Марсе, если они существуют, должны были выработать механизм защиты от этого излучения.