100 великих загадок астрономии

Поваленные деревья в районе падения Тунгусского метеорита. Фото 1927　г.

Эпицентр взрыва находился в одном из самых отдаленных районов Сибири, близ реки Подкаменная Тунгуска, среди болот и тайги. А если бы удар пришелся в один из крупных городов? И ведь Тунгусский метеорит – далеко не самый крупный космический объект, когда-либо угрожавший Земле! Как иронично заметила на страницах журнала «Знание – сила» харьковская журналистка Валентина Гаташ, его падение «было чем-то вроде мимолетного космического поцелуя, который заворожил немало исследователей».

Теперь мы понимаем всю смертоносность «космических ласок». Природа же Тунгусского метеорита по-прежнему вызывает споры.

О чем вообще идет речь? О падении астероида или кометы? В принципе, в обоих случаях последствия схожи, но есть и важное отличие. Кометы обращаются по очень вытянутым орбитам, и скорость их движения заметно выше, чем у астероидов. Поэтому при падении на Землю небольшой кометы выделяется такое же количество энергии, как и при падении куда более крупного астероида. В то же время кометы гораздо реже пересекают орбиту Земли, чем астероиды. До сих пор астрономы не располагают ни одним подтвержденным фактом падения на Землю кометы. Так что, если бы выяснилось, что в районе Тунгуски упала комета, это стало бы уникальным событием.

Сейчас большинство ученых полагает, что это был все-таки астероид. Так, в модели, разработанной в 1993 году астрономами НАСА (руководитель Кристофер Чиба), подобные разрушения мог вызвать именно астероид размеров в несколько десятков метров, взорвавшийся в считаных километрах от Земли. К такому же выводу пришли Наталья Артемьева и Валерий Шувалов из московского Института динамики геосфер. По расчетам ученых, на высоте 5—10 километров взорвался и полностью испарился астероид, достигавший в поперечнике от 30 до 80 метров. Мощность Тунгусского взрыва составляла 10–15 мегатонн тринитротолуола. Это соответствует взрыву 1150 бомб, сброшенных на Хиросиму. Некоторые исследователи говорят даже о 50 мегатоннах. Впрочем, в конце 2007 года Марк Босло и Дэвид Кроуфорд из лаборатории в Альбукерке (США) показали, что Тунгусский взрыв мог быть вызван падением объекта гораздо меньших размеров – подобные разрушения мог произвести и взрыв мощностью от 2 до 4 мегатонн. По расчетам итальянских ученых, исследовавших несколько лет назад озеро Чеко, расположенное в восьми километрах от предполагаемого центра катастрофы, диаметр астероида составлял около 10 метров, он весил до 1500 тонн и мчался со скоростью от 3600 до 36 тысяч километров в час под углом в 45 градусов к поверхности Земли.

На сегодняшний день не найдено ни одного обломка этого загадочного небесного тела. Обнаружены лишь микроскопические фрагменты, возможно, внеземного происхождения, например, частицы графита, расплавленные крупицы железа и никеля. Не найден и кратер. Впрочем, еще в 1960 году советский исследователь Владимир Кошелев предположил, что озеро Чеко, напоминающее по форме скорее воронку глубиной около полусотни метров, и есть тот самый кратер – тем более что впервые оно появляется лишь на карте, составленной в 1928 году. А вот на военной карте, датированной 1883 годом, оно не значится. Однако местные жители, когда их опрашивали, повторяли, что озеро было всегда, оно было при их отцах, и дедах, и дедах их дедов.

Отсутствие фактов побуждает исследователей строить самые необычные гипотезы. Так, еще в середине 1940-х годов советский писатель-фантаст Александр Казанцев предположил, что в районе Тунгуски потерпел катастрофу инопланетный космический корабль. В 1951 году польский писатель Станислав Лем в своем романе «Астронавты» описал взрыв в районе Подкаменной Тунгуски космического корабля, прибывшего с Венеры. Сенсационные версии появлялись даже на страницах авторитетного журнала «Nature». Так, в 1958 году физики объяснили катастрофу проникновением к поверхности Земли антивещества, а в 1973 году два астронома предположили, что Земля могла столкнуться с миниатюрной черной дырой, прошившей ее насквозь.

Еще в 1980-е годы советский ученый Андрей Ольховатов, а в 2001 году немецкий астрофизик Вольфганг Кундль предложили геофизическую версию Тунгусского взрыва. По Ольховатову, это был нелокальный природный взрыв наподобие шаровой молнии. По Кундлю, такой же разрушительный эффект мог произвести взрыв примерно 10 миллионов тонн природного газа, вырвавшегося под большим давлением из-под земли сквозь трещины, образовавшиеся в коре. Впрочем, эта гипотеза не объясняет, почему в Ванаваре, расположенной в 65 километрах от эпицентра взрыва, видели яркую вспышку света. Всего насчитывается около 120 гипотез, объясняющих Тунгусский феномен, в том числе имеются версии, лежащие уже за гранью науки, например, взрыв огромного роя мошек.

Между тем это событие – вовсе не такое уникальное, как кажется на первый взгляд. На протяжении миллиардов лет на Землю и другие планеты Солнечной системы падали метеориты. Подобные катастрофы происходили даже на нашей памяти. Так, летом 1994 года форменной бомбардировке подвергся Юпитер. На него рухнули обломки кометы Шумейкеров-Леви-9. События же, напоминающие падение Тунгусского метеорита, повторяются, по оценкам астрономов, каждые 200—1000 лет. Так что не будет ничего удивительного, если еще в этом столетии в каком-либо уголке Земли произойдет что-то подобное.

На протяжении многих веков астрономы смотрели в небо с доверчивым любопытством. Теперь все чаще их побуждает вести наблюдения тревога. Взрыв Тунгусского метеорита был чем-то вроде предупредительного выстрела – знака, поданного космосом перед тем, как он нанесет по нашей планете сокрушительный удар. Когда это будет? В последний раз жертвами метеорита стали динозавры. Сумеем ли мы сделать все возможное, чтобы именно эта жертва была последней? Защитимся ли мы от космической угрозы?

Что нам ждать от Апофиса?

Астероид Апофис диаметром около 320 метров и массой 25 миллионов тонн был обнаружен в июне 2004 года, но только через полгода стало ясно, что он так просто от Земли не отстанет. Тогда в НАСА и подняли тревогу. В декабре того же года сводки о движении астероида 2004 MN4 напоминали фронтовые. Утром 23 декабря руководство НАСА оценивало вероятность столкновения с ним как 1: 300. Через четыре дня «точность наведения» астероида повысилась (1: 37).

Он стал первым небесным телом, удостоенным по Туринской шкале (своего рода шкале Рихтера, принятой астрономами и позволяющей оценивать вероятность падения на Землю крупного небесного тела и последствия этой коллизии) четвертой степени опасности. К этой категории относят объекты, вероятность падения которых на Землю превышает 1 % и которые причинят огромные разрушения.

Словно космическая пушка, этот астероид нацеливался на Землю. Вскоре он получил имя. Немногие каменные глыбы, снующие среди планет, удостаиваются такой чести. Из пронумерованного обломка, затерянного в космосе, он превратился в роковую планету Апофис. Египтяне называли этим именем – Апоп (Апофис) – огромного змея, который олицетворял мрак и зло.

Тем временем ученые оценили, что мощность столкновения с Апофисом была бы примерно равна мощности взрыва ста тысяч бомб, сброшенных на Хиросиму. Этого хватило бы, чтобы превратить в мертвую пустыню Тринидад или Канарские острова. Впрочем, вскоре последовали новые уточнения – тревога оказалась ложной. Как иронично заметил Дэвид Фолен, один из открывателей этого астероида, «коварные замыслы египетского Апопа, как правило, не сбывались. Вот и Апофис до нас не доберется, не сейчас во всяком случае».

Астероид Апофис. Компьютерная обработка

Астероид Апофис, как призрак, мелькнул в небесах и растворился в космическом мраке, чтобы вернуться к нам 13 апреля 2029 года, когда он в какой-то момент окажется на расстоянии 30 тысяч километров от Земли – ближе, чем спутники, располагающиеся на геостационарной орбите. После наступления сумерек жители Европы, Африки и Западной Азии в течение пары часов будут наблюдать «звездочку средней величины», пересекающую небосвод близ созвездия Рака. На нашей памяти Апофис станет первым астероидом, который нам удастся явственно различить невооруженным глазом. Подобное случается раз в тысячу лет.

Ученые не исключают возможности того, что на таком небольшом расстоянии Апофис будет разорван на части под действием силы притяжения Земли, и его обломки просыплются на нашу планету, подобно обломкам кометы Шумейкеров-Леви-9, которая, распавшись, изрешетила Юпитер в 1994 году.

Возможно также, что после этого сближения с Землей он сделает новый заход и тогда ровно семь лет спустя – 13 апреля 2036 года – все же врежется в нашу планету. Для этого в 2029 году Апофис должен оказаться на строго определенном расстоянии от Земли с точностью до 300 метров (сейчас мы можем прогнозировать его орбиту в 2029 году с точностью до 3000 (!) километров). Если Апофис войдет в этот коридор – «замочную скважину», как его часто называют, – у нас не будет возможности уклониться от столкновения. Сила притяжения Земли развернет астероид, и наша планета сама направит его на себя.

В любом случае траектория Апофиса решительно изменится. До сих пор она целиком лежала внутри орбиты нашей планеты, и большую часть времени астероид располагался так, что Солнце заслоняло его, не давая астрономам вести за ним наблюдение. После сближения с Землей его орбита вытянется и станет эксцентричной. Апофис будет курсировать от Венеры до Марса, регулярно пересекая орбиту нашей планеты, – иногда в опасной близости от нас.

Если же случится худшее, то, когда траектория Апофиса будет определена точнее, мы сумеем хотя бы приблизительно оценить область падения этого «снаряда» – очертим вокруг нашей планеты полосу шириной 45 километров. Пока предполагается, что он может упасть где-то на территории от Казахстана до Тихого океана включительно, и далее он угрожает Калифорнии, Центральной Америке, а также акватории Атлантического океана. Под угрозой находятся такие крупные города, как Манагуа (Никарагуа), Сан-Хосе (Коста-Рика) и Каракас (Венесуэла). Но самым вероятным местом падения кажется Тихий океан, а наиболее реальной угрозой – волны цунами высотой 20 метров, которые обрушатся на побережье Калифорнии.

Разумеется, этот сценарий скорее фантастичен. Сама вероятность такого развития событий крайне мала. По нынешней оценке, она составляет всего 1: 45 000.

К тому же в судьбу зловещего астероида может вмешаться человек. «Проведенный нами анализ показывает, что Апофис можно было бы сдвинуть на 25 километров, если бы в 2026 году удалось изменить скорость его движения на одну десятую долю миллиметра в секунду (!)», – подчеркивает Дон Йеомэнс, менеджер проекта «Near Earth Object» (с 1998 года НАСА по поручению правительства США следит за NEO, Near Earth Object – «объектами, сближающимися с Землей»). Этого было бы достаточно, чтобы после прохождения мимо Земли в 2029 году астероид не повернул бы в сторону нашей планеты. Для корректировки курса надо направить в него снаряд массой в одну тонну, разогнав его до скорости 8000 километров в час, обстрелять астероид, как в 2005 году – комету Темпеля-1.

«Явление Апофиса ученым» – показательный пример нашей беспечности, того, как мы плохо подготовлены к возможной катастрофе. А ведь эта планетка – всего одно из множества небесных тел, снующих близ Земли. По оценке астрономов, около 900 астероидов теоретически могут когда-нибудь столкнуться с Землей, ведь их орбиты пересекаются с орбитой, по которой обращается наша планета.

Проблема еще и в том, что, узнав о высокой вероятности падения астероида, например, на Калифорнию, власти США могут использовать все возможные средства, чтобы отвести угрозу от своей страны, то есть хотя бы немного затормозить или ускорить астероид, лишь бы он миновал один из самых процветающих штатов Америки, и тогда выше будет вероятность падения «снаряда» на какую-то другую страну, лежащую в этой полосе. Космическая безопасность становится крайне щекотливой, даже взрывоопасной темой, которая разделит целые народы на «чистые» и «нечистые» по их отношению к высоким технологиям. Как грустно отмечает обозреватель немецкой газеты «Die Zeit», «возможно, конфликты, которые разразятся из-за попыток отвести угрозу от своей страны и тем самым создать непосредственную угрозу для других стран, могут унести больше жертв, чем само столкновение с астероидом».

А может быть, астероиды через какое-то время превратятся в оружие массового поражения? Британские астрономы Дэвид Эшер и Найджел Холлуэй несколько лет назад представили компьютерную модель, в которой им удалось, устроив 15 нацеленных ядерных взрывов, – бомбы доставлялись на орбиту Земли с помощью ракет, – направить на Британские острова астероид 1998 НН49 диаметром 200 метров. Его падение было равносильно падению 50 тысяч бомб, сброшенных на Хиросиму. В радиусе 100 километров от центра взрыва всё было разрушено.

По словам ученых, когда космическое сообщение станет более оживленным, подготовку к подобной адской атаке можно будет вести совсем незаметно, доставляя на орбиту ядерные боеголовки с помощью обычных транспортных кораблей. Остается добавить, что в истории человечества все научные открытия так или иначе находили применение в военном деле.

Какой финал ждет нашу планету?

Со временем Солнце превратится в красного гиганта, стремительно разрастется и поглотит или выжжет дотла ближайшие к нему планеты. Однако детали этого апокалипсиса пока не ясны. Ученые продолжают спорить о том, каких размеров достигнет наше светило. Как изменятся радиусы ближайших к Солнцу планет? Что произойдет с Землей?

Существуют разные сценарии этой катастрофы. Вот один из них, представленный учеными из потсдамского Института изучения климатических изменений во главе с Зигфридом Франком. Уже через 1,6 миллиарда лет Солнце будет светить на 15 % ярче, чем теперь. Средняя температура на нашей планете составит 60–70 °C. Огромное количество водяных паров, скопившихся в атмосфере, будет лишь усиливать парниковый эффект. Высохнут моря и океаны. Все высшие формы жизни погибнут. На какое-то время уцелеют разве что бактерии, обитающие в недрах земли, на километровой глубине.

Земля погибнет еще до того, как Солнце достигнет предельных размеров красного гиганта

Пышные зеленые ландшафты уступят место унылым пустошам. Исчезнут растения, которые формировали почву и укрепляли ее. Это значительно ускорит эрозионные процессы. Там, где простиралась безмерная толща воды, будут расстилаться бескрайние пустыни-солончаки. Прекратится движение литосферных плит, а вместе с тем перестанут расти горы. Земная поверхность станет однообразно гладкой.

Значительно изменится и состав земной атмосферы. Под действием ультрафиолетового излучения молекулы воды расщепляются. При этом более легкий водород постепенно улетучивается в космическое пространство, поскольку земное притяжение не способно удерживать его очень долго. Более тяжелый кислород скапливается в атмосфере, и потому давление воздушной оболочки будет нарастать. Через полтора миллиарда лет оно окажется в сотни раз выше, чем теперь. Железо, содержащееся в минералах, будет поглощать кислород, и вся поверхность Земли со временем окрасится в цвета ржавчины. «Голубая планета» Земля станет двойником «Красной планеты» – Марса.

Теперь перенесемся на 7,5 миллиарда лет вперед (этот сценарий предложили американские планетологи Джеффри Карджел, Брюс Фегли и Лаура Шефер). К тому времени радиус Солнца увеличится в 250 раз по сравнению с нынешним. Нашу планету можно назвать тогда пленницей своего светила. Одна ее сторона вечно обращена к Солнцу, там длится нескончаемый день. Другая сторона погружена в вечную ночь. На границе этих двух областей царят непреходящие сумерки.

Температура в океане магмы, простершемся на «солнечной стороне» Земли, достигнет 2200 °C. В таком пекле даже магма начнет испаряться. Труднее оценить то, что будет происходить на «ночной стороне» Земли. Если к тому времени там сохранится плотная атмосфера, то и эта половина планеты раскалится. Но если воздушная оболочка, удерживающая тепло, исчезнет, то там станет очень холодно, предполагает Карджел. Тогда Земля будет напоминать Меркурий. В полуденные часы эта ближайшая к Солнцу планета разогревается до 460 °C, а ночью промерзает до минус 170 °C. На «ночной стороне» Земли, как показывают расчеты, температура и вовсе может опуститься до 240 градусов ниже нуля.

Итак, климат на нашей планете станет очень причудливым. На ее «солнечной стороне» испарятся кремний, железо и магний. В «сумеречной зоне» они будут конденсироваться. «Там на поверхность планеты будут обрушиваться дожди из жидкого железа и, может быть, осадки в виде снега из моноксида кремния», – предполагает Карджел. А на «ночной стороне» Земли начнут выпадать снежные хлопья из натрия и калия.

Посреди океанов из расплавленных пород будут громоздиться материки, сложенные из натрия, калия, алюминия и кальция, покрытые ледниками, состоящими из кремния, железа и магния. Но не только! Температура на «ночной стороне» будет достаточно низкой для того, чтобы там возникли огромные ледяные шапки из углекислого газа, диоксида серы и аргона. Возможно, под ними еще будут плескаться целые моря воды – грустное напоминание о прежнем прошлом планеты.

Но разве к тому времени она уцелеет? Разве ее не поглотит Солнце? Расчеты показывают, что неимоверно увеличившееся Солнце все слабее будет удерживать внешние слои своей оболочки. Почти треть массы оно потеряет в виде солнечного ветра. Соответственно, оно слабее будет и притягивать к себе планеты. Радиусы их орбит возрастут тоже почти на треть. В частности, радиус орбиты, по которой движется Земля, увеличится до полутора астрономических единиц, а значит, наша планета успеет выскользнуть из «пламенных объятий» светила. Ее поверхность расплавится, но, пусть и выжженная дотла, она все так же будет обращаться вокруг Солнца, превратившись в каменный шар, залитый огнем. Этот вывод обнародовали в 2001 году немецкий астроном Клаус-Петер Шрёдер и его британские коллеги Роберт Коннон Смит и Кевин Эппс.

Но история на этом не заканчивается. В своем новом сценарии, опубликованном несколько лет спустя, Шрёдер и Смит учли дополнительные факторы, в том числе действие приливных сил. Эта поправка оказалась очень важной. Когда выжженная Земля будет кружить в непосредственной близости от Солнца, ставшего гигантской звездой, – подобно тому, как Луна кружит рядом с Землей, – то из-за приливного торможения она начнет двигаться по своего рода «спирали смерти», и задержать ее падение будет нельзя. Земля, как шарик, покатившийся по склону горы, соскользнет навстречу Солнцу, в его огненную топку.

Итак, судя по последним расчетам, Земля погибнет еще до того, как Солнце достигнет предельных размеров. Она сгорит примерно через 7,59 +/– 0,05 миллиарда лет. К такому результату пришли Шрёдер и Смит, опубликовавшие статью об этом на страницах авторитетного журнала «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society». «Мы, в общем-то, уверены в том, что Земле не удастся избежать трагического финала, – говорит один из авторов этого сценария, Шрёдер. – Чтобы уцелеть, она должна была находиться на 22,5 миллиона километров дальше от нашего светила, чем она располагается сейчас».

Таким образом, судьба четырех планет земного типа, похоже, предрешена. Марс останется в стороне от этого крушения миров, ну а Меркурий и Венера сгорят еще раньше, чем Земля. Или новые гипотезы астрономов все-таки подарят нашей планете хотя бы один шанс?

А, кстати, может ли уцелеть в этом апокалипсисе жизнь? Каковы прогнозы ученых? Как известно, в окрестности звезды существует так называемая зона жизни. Ее очертания со временем меняются. Так, через 7 миллиардов лет планета Марс станет вполне пригодной для жизни – такой же, как сейчас Земля. Но это продлится «недолго» – 100 миллионов лет. Затем и там станет слишком жарко для всего живого. Зато через 7,4 миллиарда лет на спутнике Юпитера, Европе, климат будет таким же, как на Земле. Через несколько миллионов лет в зоне жизни окажутся уже спутник Сатурна, Титан, и спутник Урана, Оберон. Так что, нашим далеким потомкам, ежели таковые уцелеют, придется постоянно переселяться из одного региона Солнечной системы в другой. Со временем в окрестности Солнца появятся сотни водных миров. Растают толщи льда, сковывавшие спутники планет-гигантов, а также малые планеты из пояса Койпера, и их поверхность покроется морями и океанами. Но все эти водные миры просуществуют лишь несколько сотен миллионов лет, – пожалуй, слишком мало для того, чтобы там могла зародиться хотя бы примитивная жизнь. Когда же Солнце погаснет, все эти малые планеты снова будут скованы льдом – и теперь уже навсегда!

Можно ли сдвинуть Землю?

Время немилосердно и к людям, и к планетам. В расчетах астрономов Земля гибла не раз. Ее выжигало Солнце, ее удушала атмосфера, ей грозили метеориты. Пусть беды заставят себя ждать сотни миллионов лет, спасением ее жителей стали заниматься уже сейчас. Одни ученые ведут наблюдение за нашими космическими окрестностями. Другие обдумывают, как переселиться на соседние планеты. Третьи намечают, как… отвезти на безопасное расстояние саму Землю.

Недавно свой проект спасения Земли опубликовали три американских астронома: Дональд Корикански и Грегори Лафлин из Калифорнийского университета (Корикански – автор идеи), а также Фред Адамс из Мичиганского университета.

Идея такова. Надо изменить траекторию какого-нибудь астероида. Он будет время от времени пролетать мимо Земли, всякий раз невольно выталкивая ее на новую – более дальнюю – орбиту. Пусть Солнце пылает все сильнее – Земля, словно мяч под ногой футболиста, будет откатываться все дальше, вовремя уходя от иссушающего огня.

Астероиды в будущем могут стать спасителями человечества

Если спортивное сравнение раздражает, можно сопоставить труд астрономов с подлинно высоким искусством механиков XVIII–XIX веков, мастеривших уникальные машины из колесиков, кривошипов, пружин. Теперь рабочим столом мастеров-астрономов может стать вся Солнечная система. Она сама напоминает механизм, где вокруг центрального колеса – Солнца – равномерно обращаются сотни самых разных «зубчатых колес»: больших планет, астероидов, комет. Пусть планетарный механизм давно отлажен, можно придумать, какое из колес «толкнуть», чтобы наша Земля – заурядная деталь – сдвинулась, не нарушив слаженный ход всей системы.

Тут, прежде всего, важен расчет. Начнем его с постановки задачи. Известно, что через 6,3 миллиарда лет светимость Солнца возрастет в 2,2 раза. В то же время, если увеличить радиус земной орбиты в полтора раза, то планета по-прежнему будет получать столько же световых лучей, сколько и теперь. Как же достичь этой орбиты? Для этого, как посчитали, придется затратить огромное количество энергии – 8,7 × 1032 джоулей. Рядом с этой цифрой даже возведение пирамид кажется забавой жонглера.

Если бы Земля была ракетой, если бы ее оснастить ракетными двигателями… Подобная идея, кстати, приходила в голову новым архимедам, готовым сдвинуть Землю без всякой «точки опоры», но уж очень она опасна. Лучше довериться движителям, испытанным Природой, – законам Ньютона и Кеплера. Эти влиятельные формулы могут воплотиться для нас в образе астероида или кометы. Те и другие пригодны для astronomical engineering, «космической кройки» – искусства нового тысячелетия.

Между Юпитером и Марсом протянулся пояс астероидов. Множество малых планет снует здесь, иногда уклоняясь к Юпитеру, а то и к Земле. Все это дано «инженерам от астрономии» для своих опытов. Лучше всего им подошло бы небесное тело диаметром 100 километров. Его масса составляет 1022 граммов. Такой небольшой объект можно и впрямь оборудовать двигателями и направить в сторону Земли. Либо следует сбить его с курса серией направленных взрывов. Пролетая близ нашей планеты, он отдаст ей часть своей энергии – до 1027 джоулей. При этом радиус Земли увеличится примерно на тридцать километров.

Конечно, это немного, но ведь мы стронули с места «колесико», и, перекатываясь по небосводу, оно вновь и вновь будет возвращаться к Земле. Через каждые 6000 лет, по расчетам ученых, на расстоянии 10 тысяч километров от Земли станет проноситься астероид. Всякий раз нашу планету будет отбрасывать в сторону – словно волной пловца, мимо которого промчался катер. Примерно через шесть миллиардов лет Земля окажется на расчетной орбите – к этому времени раз и навсегда потревоженный астероид промчится мимо нее миллион раз.

В принципе, подобные маневры в чести у космических конструкторов. Еще в конце 1970-х годов, когда стартовал межпланетный зонд «Вояджер-2», его маршрут был рассчитан мастерски. Каждая планета, мимо которой пролетал зонд, словно «перекидывала» его к следующей планете. Гравитационное поле каждой из них придавало ему дополнительное ускорение.

Но одно дело раскачивать в космической пустоте небольшой летательный аппарат и другое дело – целый астероид, чье случайное падение может погубить жизнь на Земле. Да и легко ли сдвинуть его с места?

В распоряжении, прозвучавшем ранее: «Отдать 1027 джоулей энергии», нет и намека на то, что выполнить это очень трудно. Сказано мимоходом – словно просьба переставить в комнате стул! На самом деле мы не можем не понимать, какие громадные стихии вводим в игру. Чтобы наделить астероид таким количеством энергии, надо взорвать близ него почти 250 миллиардов атомных бомб, причем мощность каждой должна быть равна одной мегатонне, – это в 10 миллионов раз больше всего запаса ядерного оружия на нашей планете. Неужели, чтобы свершить этот план, все заводы должны перейти на выпуск атомных бомб? Ей-богу, прежде чем мы накопим такой невероятный арсенал оружия, оно – по всем законам драматургии – начнет взрываться у нас на Земле!

Нет, до взрывов дело не дойдет. Источником энергии станет мощный ядерный реактор. Сырьем послужит дейтерий (тяжелый водород). Сколько же надо сырья? Чтобы получить столько дейтерия, надо растопить ледяную комету диаметром около 100 километров. Еще двадцать астероидов такого же размера будет израсходовано ради добычи лития – он нужен при производстве трития, еще одного изотопа водорода.

И ведь это побочная проблема! Самое главное, как вмешаться в тончайший небесный механизм, не повредив его! Неожиданное движение астероида заставит отклониться и другие соседние планеты. По расчетам Корикански, радиус орбиты Юпитера, например, уменьшится после этого «космического футбола» на 1,5 миллиона километров. Придется постоянно корректировать орбиту астероида и для этого направлять его все ближе к Юпитеру или Сатурну. Как это получится, можно лишь гадать.

А что станется с Луной?! Двинувшись в сторону от привычной орбиты, Земля может потерять Луну. Это приведет к катастрофе. Ведь именно Луна стабилизирует климат на нашей планете. Чтобы не лишиться ее, надо будет все чаще направлять к Земле астероид или же удерживать его дальше от нашей планеты, невольно замедляя бегство из опасной части космоса.

И все-таки это не безнадежное предприятие. Это – дело будущего! «Никто не требует, чтобы задуманное непременно было выполнено, – подчеркивает автор идеи. – Кто угадает, что еще придумают наши потомки! Зато мы точно знаем, что Солнце со временем станет светить все ярче, и тогда придет пора действовать».

Пока возраст у космонавтики младенческий. Мы только учимся подолгу оставаться в стороне от своей колыбели – на околоземной орбите, – а уже мечтаем о том, как будем править целыми небесными телами, словно игрушечными машинками! Впрочем, можно и не замахиваться на эти грандиозные дела – можно выбрать что-то попроще, не сдвигая напропалую планеты, как стулья в комнате, где затеваем уборку. Можно заставить работать на себя те астероиды, что и так пересекают орбиту Земли. Можно отправиться на окраину Солнечной системы и доставить оттуда большое количество льда и руды, переправив их не на Землю, а, например, на Марс. «Быть может, наши потомки воссоздадут там условия, напоминающие земные, и обустроят на этой планете свои обширные колонии», – этой фразой Дональд Корикански лишний раз указал, в каком направлении будет развиваться космонавтика.

Как родилась Луна?

Вплоть до начала 2000-х годов рассматривалось несколько основных сценария происхождения Луны.

Наша «небесная соседка» могла сформироваться из того же газопылевого облака, что и Земля. Эту идею отстаивала, например, советская исследовательница Евгения Рускол. Луна и Земля возникли одновременно, образовав двойную планетную систему. Но почему тогда рядом с Марсом и Венерой не появилось своей Луны? Непонятна и аномалия железа: Земля содержит почти 35 % железа, Луна – всего 5 %. На Луне почти нет легкоплавких металлов. Очень заметно разнятся плотности обеих планет. Для Луны этот показатель составляет 3,3 грамма на кубический сантиметр, а для Земли – 5,5.

По другой гипотезе, Луна могла оказаться крупным астероидом, который случайно сблизился с Землей и был захвачен ею. В 1962 году такое предположение выдвинул американский геофизик Гарольд Юри. Однако сама по себе вероятность такого захвата почти равна нулю. Еще страннее было объяснить, почему изотопный состав лунных пород, – а в середине 1960-х – начале 1970-х годов советские автоматические станции и американские астронавты доставили на Землю большое число образцов лунного грунта, – так схож с составом верхних слоев нашей планеты. Именно эта схожесть убедила ученых в том, что происхождение Луны и Земли одинаковое.

Луноход-1　– первый советский исследовательский робот. Был доставлен на поверхность Луны 17　ноября 1970　г.

Вот и третий сценарий. Луна «отделилась» от Земли после столкновения нашей планеты с другим крупным небесным телом. Теперь большинство астрономов склоняются именно к этой гипотезе. На момент катастрофы Земля (точнее говоря, Протоземля) достигла 90 % своих нынешних размеров. Она уже обладала железным ядром, как и неизвестная планета, столкнувшаяся с ней. Большая часть ядра этого «космического молота» слилась с ядром Земли. А вот мантия и кора были отброшены после этого удара и, оказавшись на околоземной орбите, постепенно соединились друг с другом, образовав новую планету – Луну, которая расположилась на расстоянии в 20–30 тысяч километров от поверхности Земли. Значительная часть земной коры также была снесена этим ударом и пошла на «строительство» Луны. Это случилось 4,527 миллиарда лет назад.

Впервые гипотезу «Большого удара» независимо друг от друга выдвинули в 1975–1976 годах две группы американских астрономов: Уильям Хартман и Дональд Дэвис из Института планетарных исследований в Тусоне (Аризона), а также Альфред Камерон и Уильям Уорд из Гарвардского центра астрофизики (Массачусетс). Они обосновали ее разными способами, но в итоге пришли к очень схожему результату.

В 1980-е годы этот необычный сценарий стал завоевывать популярность, поскольку все больше фактов говорило о том, что Земля вскоре после своего рождения столкнулась с небесным телом величиной с Марс. Например, это объясняло, почему Луна содержит так мало железа. Разбившаяся планета в конце концов получила название Тейя (Фея).

Столкновение двух крупных небесных тел было поистине катастрофой космических масштабов. Поверхность нашей планеты, раскалившись до 4 тысяч градусов, превратилась в кипящее месиво. Сразу после удара Земля в течение часа светилась ярче Солнца. Огромное облако пыли взметнулось над ней; постепенно оно сгущалось, сливаясь с обломками Тейи. Из этой пыли, из этих бесчисленных глыб и камней и образовалось новое небесное тело – Луна.

Появившаяся в начале 2000-х годов компьютерная модель (ее автор – американский астрофизик Робин Кануп) свидетельствовала, что Земля во многом выиграла от той коллизии, не только «приобретя» Луну, но и значительно увеличившись в размерах. Железное ядро Тейи пронзило поверхность нашей планеты и слилось с земным ядром. Что же касается Луны, то расчеты показывали, что она могла возникнуть из обломков Тейи за несколько сотен, в крайнем случае, тысяч лет.

В то время ее поверхность представляла собой океан расплавленной магмы. Постепенно он остыл. Под действием гравитации вещество Луны перемешалось, и она оказалась затянута корой из легких минералов. Более тяжелые породы, содержащие железо и магний, опустились в ее недра, а такие легкоплавкие металлы, как натрий и калий, почти полностью испарились. Теперь Луна примерно на 80 % состоит из обломков той разбившейся планеты с небольшим добавлением материалов, «вырванных» с поверхности нашей планеты.

Очевидно, все это время в окрестности Земли и Луны кружило множество затвердевших глыб. Они еще долго падали на поверхность обеих планет. По оценке Дэвида Кринга из Аризонского университета и Барбары Коэн из Гавайского университета, только на Земле должно было образоваться до 22 тысяч кратеров диаметром более 20 километров. По меньшей мере сорок из них должны были иметь диаметр свыше 1000 километров, а несколько – свыше 5000 километров. Впрочем, вследствие происходивших на нашей планете геологических процессов – движения литосферных плит, а также эрозии – все эти кратеры давно исчезли с поверхности Земли.

Однако и эта гипотеза не могла сразу объяснить некоторые особенности химического состава Луны, например, очень заметное сходство между изотопами кислорода, встречающимися как на нашей планете, так и на Луне. Чем вызвано это совпадение, если Луна состоит в основном из вещества другой, разбившейся когда-то планеты? Эрнст Вайхерт из Политехнического института в Цюрихе предположил, что неизвестная планета по своему химическому составу была схожа с Землей, поскольку сформировалась примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Земля.

Но как это могло быть? Откуда взялась Тейя? Как могли в одной и той же части протопланетного облака образоваться две планеты, одна массой почти с Землю, другая – почти с Марс? Почему они не слились друг с другом гораздо раньше, неизбежно сближаемые силой гравитации? Где до поры до времени «пряталась» Тейя, укрываясь от притяжения Земли? Почему она разрослась до таких огромных размеров?

Расчеты, которые проделали недавно астрономы Джон Ричард Готт и Эдвард Бельбруно из Принстонского университета, подтвердили, что эта загадочная планета возникла почти на том же расстоянии от Солнца, что и Земля. Но долгое время «планеты-близнецы» не могли сойтись вместе. Дело в том, что в пространстве между Солнцем и Землей есть пять особых точек, в которых силы притяжения нашей планеты и Солнца взаимно уравновешиваются. Их местоположение рассчитал в 1772 году французский математик Жозеф Луи Лагранж. Небольшое небесное тело, попав сюда, будет долго кружить, не нарушая установившегося равновесия. Эти области пространства, образно говоря, называют «межпланетным Саргассовым морем».

В одной из таких точек и находилась Тейя. Однако по мере того, как планета росла, ее положение становилось все неустойчивее. К этому времени другие, более далекие от Солнца планеты превратились в гигантов. Они, особенно Юпитер, все сильнее притягивали Тейю. В конце концов гравитационные возмущения раскачали ее. Она устремилась к Земле. Столкновение было неотвратимо. Тейя медленно, но неуклонно – со скоростью порядка 14 тысяч километров в час – приближалась к Земле. В каждой четвертой компьютерной модели, созданной Готтом и Бельбруно, в результате столкновения возникало небесное тело величиной с Луну.

Луна уникальна еще и тем, что по своим размерам она вполне сопоставима с планетами земной группы. В принципе, мы живем на двойной планетной системе «Земля – Луна». Только одна из этих планет живая, а другая – мертвая, точно в сказке про живую и мертвую воду.

Обратная сторона Луны

Луна неизменно обращена к нашей планете одной и той же стороной. В этом нет ничего необычного, так ведут себя многие спутники планет. Обратная сторона Луны долгое время оставалась одной из главных загадок, терзавших умы астрономов, пока в 1959 году советская межпланетная станция «Луна-3» не сумела сфотографировать эту не видимую с Земли часть лунной поверхности. Она передала на Землю изображения примерно 70 % обратной стороны Луны.

Снимки немало удивили астрономов. Темная сторона Луны отличалась от ее привычного для нас обличья так же значительно, как разнятся образы людей разных рас. Видимый нами лик усеян иссиня-черными пятнами. Традиционно эти «родимые пятна» Луны – обширные впадины, покрытые застывшей лавой, – называют «морями». С обратной же стороны морей почти не было, они занимали лишь несколько процентов ее территории. Поэтому, вопреки сроднившемуся с ней эпитету «темная», обратная сторона Луны гораздо светлее видимой нами части; у нее выше альбедо, отражательная способность. Две стороны Луны не похожи друг на друга, как ночь и день, как свет и тьма. Поистине, Луна двулика.

За полвека с небольшим в гостях у нее побывали более семидесяти экспедиций, и пилотируемых, и автоматических. Астрономы неизменно убеждаются в том, что между обращенной к нам стороной Луны и ее «изнанкой» гораздо больше отличий, чем допускает статистика – случайный разброс параметров.

Обратная сторона Луны

Обратная поверхность Луны сильнее иссечена кратерами, а значит, старше видимой ее части. Если с помощью наземных телескопов мы можем заметить свыше 40 тысяч кратеров, то на обратной стороне их гораздо больше. Различен и химический состав двух половин Луны. Та ее область, что взирает на нас всенощно, изобилует радиоактивными элементами, например торием. Следы вулканической активности здесь тоже гораздо ощутимее.

Причина подобных расхождений во многом неясна. Возможно, судьбу двух половин Луны разделил один-единственный удар. Известно, что после того, как Луна образовалась при столкновении с Протоземлей некоего небесного тела величиной с Марс, вся поверхность новорожденной планеты была покрыта «океаном» раскаленной магмы, чья глубина превышала пять с лишним сотен километров.

Остывал этот океан неравномерно. «Наша» сторона Луны изобиловала радиоактивными элементами; их распад подогревал бурлившую толщу, не давал ей окаменеть. Обратная же сторона затвердела раньше. Поначалу здесь то в одном месте, то в другом возникали каменные островки – этакое подобие «ледяных гор», айсбергов, в морях, омывающих Антарктиду. Они разрастались, соединялись друг с другом. И вот уже весь океан с обратной стороны Луны оделся камнем, как льдом.

В ту эпоху наш уголок Солнечной системы переживал один из тяжелейших периодов в своей истории. Земля и соседние с ней планеты – Марс, Венера, Меркурий, Луна – подверглись одновременной и чудовищной бомбардировке астероидами и кометами. Следы той «звездной войны», разыгравшейся около 3,9 миллиарда лет назад, и поныне носит Луна, вечно отворачивая от нас свой лик, «изуродованный многочисленными оспинами», как сказали бы в старину.

Самая крупная из этих незаживающих ран – кратер Эйткен, расположенный в районе Южного полюса Луны. Его диаметр – около 2500 километров, а глубина – почти 13 километров. Напоминают о той давней эпохе и лунные горы, взметнувшиеся ввысь на 6000 метров. В отличие от Анд или Альп, они росли не миллионы лет, а считаные секунды! Они образовались после падения на Луну громадных астероидов, несшихся со скоростью в десятки тысяч километров в час.

Пару лет назад, размышляя о древнейшей истории Луны, французские астрономы Марк Вечорек и Матьё Лефевр даже выдвинули гипотезу о том, что в пору «космической бомбежки» соседняя планета пережила удар такой силы, что совершила уникальный кульбит. По их мнению, в то время Луна взирала на Землю именно своей ярко-светлой «обратной стороной». Ход рассуждений, предварявший их гипотезу, таков. Приступая к анализу расположения лунных кратеров, мы вправе были бы ожидать, что в западной части Луны, – если смотреть с Земли, – их будет больше, чем в восточной (расчеты показывают, что их будет больше примерно на треть). Ведь эта часть Луны – можно прибегнуть к такому сравнению – ее «лобовое стекло». Сюда чаще должны врезаться метеориты, поскольку, кружа близ нашей планеты, Луна всегда устремлена вперед именно этой своей половиной. Точно так же, если развивать сравнение, к которому мы прибегли, в лобовое стекло автомобиля во время дождя попадает больше капель, чем в заднее стекло. Здесь же ожидания подтвердились отчасти. В западной части Луны действительно больше кратеров, чем в восточной, – но только молодых, тех, что образовались менее 3,9 миллиарда лет назад. С более древними кратерами получилась обратная картина. Поэтому исследователи и предположили, что около 3,9 миллиарда лет назад Луна пережила такое страшное столкновение с астероидом, что в последующие несколько десятков тысяч лет ее развернуло на 180 градусов. С тех пор «белое» стало «темным», а Луна заняла свое нынешнее положение.

Как бы то ни было, на видимой нами стороне Луны жидкая магма еще долго изливалась сквозь многочисленные трещины в поверхностных породах и растекалась, заполняя обширные впадины. Эти темные базальтовые отложения вулканических пород и доныне остаются особой приметой нашей «ночной спутницы». Изобилие, Спокойствие, Ясность – их на Луне с лихвой хватило на целые «моря», как, впрочем, и Кризисов, Дождей, Холода. Почти треть всей видимой нами поверхности Луны покрыта морями. Почему же подобный геологический механизм не расцветил вкраплениями черных пятен «темную сторону Луны», не сделал ее «темнейшей»? Ученые не знают ответа на этот вопрос вот уже более полувека. Все, что нам остается пока, лишь догадки.

Может быть, все дело в том, что с той стороны Луны, которой она никогда не поворачивается к Земле, лунная кора более мощная? Там она вдвое толще, чем на видимой стороне Луны; там ее толщина достигает примерно 150 километров. По-видимому, магматическим потокам нелегко было пробить эту «броню», пролиться морем на твердь. Ясность должны внести новые лунные экспедиции.

В августе 2011 года планетологи из Бернского и Калифорнийского университетов предложили новое объяснение этому парадоксу. По их гипотезе, поначалу у Земли было два спутника – Луна и еще одна небольшая планета. Ее диаметр составлял 1200 километров, а масса – примерно 4 % лунной массы. Компьютерная модель показывает, что эта система просуществовала в равновесии около 100 миллионов лет, пока оба спутника Земли наконец не столкнулись друг с другом. Крохотный спутник буквально «расплющился» по обратной стороне Луны. Именно поэтому ее кора заметно толще, чем кора передней стороны.

…Исследования Луны любопытны еще и потому, что эрозионные процессы выражены там значительно слабее, чем на Земле. Там сохранилось гораздо больше свидетельств, относящихся к далекому геологическому прошлому Луны – к ее древнейшему периоду истории. У нас на Земле все эти следы прошлого давно исчезли в недрах планеты. Между тем не стоит забывать, что Луна – это часть Земли, она «родилась из ее ребра». Многое из того, что мы хотели бы узнать о «юных летах» Земли, мы могли бы спросить у Луны. Чем больше мы постигаем ее, тем больше понимаем и нашу собственную планету.

Таинственная геология Луны: магнитное поле, извержения вулканов, сейсмическая активность

Одна за другой к Луне устремляются автоматические станции. Всякий раз они прибывают к планете, которую мы, оказывается, не знаем. Мы побывали на ней, но не добыли всех ее секретов. Как ученым прошлого, жившим до покорения космоса, нам впору задаться вопросом: «Что же такое Луна?»

Например, анализ лунных камней, доставленных на Землю, показал, к удивлению многих астрономов, что они намагничены. Луна обладала магнитным полем? Обладает им? Откуда оно взялось?

Величина этого магнитного поля значительно – раз в 50 – меняется в различных областях Луны. В любом случае, по своим параметрам оно намного уступает магнитному полю Земли. Это коренится в фундаментальной разнице между природой магнетизма на обеих планетах.

На Земле оно существует повсюду, поскольку у нее есть собственная «динамо-машина», создающая это поле. Ядро нашей планеты пребывает в частично жидком состоянии. Там, на глубине от трех до пяти тысяч километров, происходит непрестанное перемешивание его расплавленного вещества. Как следствие, в ядре вырабатывается электрический ток, что и приводит к возникновению магнитного поля.

На Луне источником магнетизма является теперь ее кора, то есть поверхность планеты. Это – остаточное явление, напоминающее о далеком прошлом. Что-то вроде русла пересохшей реки, контура снесенной постройки. Генератор, создававший поле, давно приостановил работу, а лунная кора все еще сохраняет магнитные свойства.

Фото лунного вулкана, снятого американской космической станцией «Лунар Орбитер IV»

Когда-то, – по крайней мере 4,2 миллиарда лет назад – недра Луны тоже были жидкими. По мере того, как она остывала, образовавшиеся породы сохраняли важную мету – остаточную намагниченность. Новейшие приборы позволяют ее выявить.

Но, может быть, ядро Луны до сих пор пребывает в жидком состоянии? Подобным вопросом продолжают задаваться некоторые исследователи. Тут догадка строится на догадке. Априори ученые считают, что Луна обладает твердым металлическим ядром, но, на самом деле само его существование окончательно не доказано. И уж понятно, что гипотеза о «жидком ядре Луны» еще менее подкреплена фактами.

Пока известно одно. Если у Луны есть ядро, то его радиус составляет от 300 до 425 километров. На его долю приходится 2–4 % массы планеты. А вот жидкая ли она, эта сердцевинка, или давно затвердела, этого ученые на сто процентов не знают. Даже на таком крохотном участке Луны остается еще много места для различных гипотез.

На Земле вулканы встречаются повсюду, на всех континентах. А на Луне?

На протяжении почти всей своей истории Луна проявляла заметную вулканическую активность. Первые извержения начались более 4 миллиардов лет назад. Свидетельством тех событий является, например, море Дождей (оно образовалось около 3,9 миллиарда лет назад). Его темный овал занимает обширную часть северного полушария Луны. По дну этой впадины протянулись громадные лавовые потоки – они значительно длиннее, чем на Земле, хотя растекались они не по горному склону, а по равнинному участку. В отдельных случаях потоки расплавленной породы простерлись на 1200 километров, прежде чем затвердели. Очевидно, вязкость лунной лавы была гораздо ниже, чем на Земле. Лава текла как ртуть.

Следы вулканической активности на соседней планете широко распространены. Базальтовые породы покрывают до 17 процентов ее поверхности. Когда же на Луне погас последний вулкан? Ученые продолжают спорить об этом. Так, немецкий планетолог Харальд Хизенгер полагает, что в отдельных районах Луны вулканические извержения прекратились лишь около 1,2 миллиарда лет назад. С тех пор настало затишье. Лишь удары метеоритов легкими штрихами меняли рельеф Луны, исподволь перерисовывали его. Но почему эта крохотная каменная глыба, еженощно сопровождающая наши мечтания, оцепенела так поздно? Почему она бурлила на протяжении почти трех миллиардов лет? Пока об этом остается только гадать.

Внимание ученых, исследующих рельеф лунной поверхности, давно, например, привлекают странные борозды (рилли), напоминающие каналы. Некоторые астрономы полагали, что это следы водных потоков, которые проносились когда-то по равнинам Луны. В 1971 году экипаж корабля «Аполлон-15» совершил посадку близ одного из таких «каналов» – ущелья Хэдли, протянувшегося на 80 километров. Его ширина достигает почти километра, а глубина – трех сотен метров. После «полевого исследования» астрономы убедились, что по этому каньону никогда не струился речной поток. Здесь растекалась жидкая лава. Подобно ревущей горной реке, она прорыла громадное русло в толще лунной пыли. Похоже, под отвердевшей позднее коркой ее вязкий поток какое-то время еще сохранял текучесть. Ученые полагают, что в лунных недрах встречаются полости, где по-прежнему бурлит не успокоившаяся лава.

«С геологической точки зрения, Луна мертва» – эта догма опровергнута исследователями. Американские астронавты, не раз бывавшие на этой планете, оставили там разные приборы, в том числе аппараты для регистрации сейсмической активности лунных недр.

За восемь лет на Луне было зафиксировано около 13 тысяч землетрясений (точнее уж, селенотрясений). По большей части они зарождались на глубине от 800 до 1000 километров. Сейсмические волны долго не затухали, перекатываясь по лунным недрам от одного до четырех часов. Вскоре ученые подметили любопытную особенность. Периодически активность лунных недр нарастала. Эти циклы сейсмических всплесков, наблюдавшихся на Луне, отчетливо соотносились с периодичностью ее движения вокруг Земли, то есть с месячными циклами.

Очевидно, сейсмическая активность Луны обусловлена действием приливных сил, создаваемых Землей? Ученые пока не готовы так категорично отвечать на этот вопрос. Возможно, Земля лишь оказывается той «соломинкой, что ломит верблюда»: эти сотрясения лунных недр рано или поздно произошли бы само собой; наша планета лишь ускорила неизбежное.

Но теперь, зная, почему нарастает сейсмическая активность на Луне, мы вправе задаться обратным вопросом: а не влияют ли приливные силы, создаваемые Луной, на удары подземной стихии, ощущаемые уже на нашей планете? Ведь эти силы не только управляют вечной чередой приливов и отливов в Мировом океане, но и слегка деформируют земную кору.

Так неужели крохотная Луна, которая весит-то раз в 80 меньше Земли, может вызывать настоящие землетрясения? Большинство геофизиков отрицательно отвечают на этот вопрос. Ученые не раз пытались найти взаимосвязь между чередованием приливов и отливов, с одной стороны, и сейсмической активностью нашей планеты, с другой. Убедительного ответа нет.

Проведенный недавно анализ статистики сейсмической активности на Суматре, к слову, показал, что вплоть до декабря 2004 года, когда произошло знаменитое цунами, вызванное подводным землетрясением, некоторая взаимосвязь между сейсмической активностью и морскими приливами здесь наблюдалась. Но после того памятного события никакой корреляции вновь не удается заметить. И все же некоторые ученые не перестают подозревать в «тайных кознях» Луну, ласково глядящую на нас с небес, но в то же время раскачивающую воду в морях и почву у нас под ногами. Но как уличить эту «двурушницу»? И когда ее влияние бывает особенно опасным? Мы не в силах разобраться с этим даже в повседневной жизни, хотя где только ни пытаемся приметить власть полной Луны!

Есть ли вода на Луне?

Когда мы всматриваемся в фотографии, сделанные астронавтами, побывавшими на Луне, мы видим перед собой лишь безжизненную даль. Серую пыль. Сушь. Долгое время планетологи полагали, что Луна засушливее любой пустыни, что там нет ни капли воды. Если она и попадала на лунную поверхность вместе с кометами, то давно испарилась и улетучилась в космическое пространство, поскольку в дневные часы лунная поверхность разогревается до 130 °C.

Лишь в 1990-е годы давняя догма была поколеблена фактами. Спектрометр одного из американских зондов зафиксировал над полюсами Луны водород. Некоторые ученые предположили тогда, что на дне кратеров, расположенных в окрестности полюсов, мог скопиться лед, принесенный кометами, ведь солнечные лучи никогда не заглядывают туда. Там царит вечная ночь. Так, температура на дне кратера Эрмита составляет —248 °C. По гипотезе астрономов, когда ультрафиолетовое излучение, испускаемое Солнцем, достигает льда, громоздящегося в подобных провалах, оно вырывает атомы водорода из молекул воды. Их и заметил спектрометр.

Эта гипотеза встретила немало возражений. Но недавние открытия подтверждают ее. Усовершенствованные методы анализа позволили разглядеть в «мертвых глыбах» то, что и не надеялись обнаружить ученые. Следы воды. В каменный шар Луны, припудренный пылью, словно вдохнули жизнь.

Важнейший эксперимент был проведен 9 октября 2009 года. Американский зонд LCROSS врезался в кратер Кабеус в районе Южного полюса Луны. Речь шла о запланированном маневре – о поиске воды таким необычным способом. Если бы в облаке пыли, взметнувшемся над планетой, были капли воды, они вряд ли ускользнули бы от внимания астрономов.

Год спустя была обнародована подробная статистика эксперимента. Как сообщил в октябре 2010 года журнал «Science», дно кратера Кабеус примерно на 5,6 % состоит из водяного льда. Среди 4–6 тонн материала, разметанного взрывом, приборы зафиксировали примерно 155 килограммов водяного пара.

Откуда же на Луне взялась вода? Как часто пополняются ее запасы? Только ли в кометах дело? Ряд астрономов полагает, что здесь регулярно выпадают своего рода осадки. Вот как это можно представить себе. Над Луной, практически лишенной атмосферы, постоянно веет солнечный ветер. Он приносит сюда положительно заряженные ионы водорода. Соединяясь с атомами кислорода, содержащимися в лунном грунте, они образуют молекулы воды, пополняя ее запасы, которых, очевидно, немало на Луне. Впрочем, весной 2010 года в лабораторных условиях так и не удалось воспроизвести этот процесс. Похоже, верх берут сторонники другой гипотезы, которые считают, что на поверхность Луны непрестанно оседают «микрокометы» – пылинки, пропитанные льдом.

Запасов воды на Луне больше, чем могли предположить даже оптимисты. Очень любопытные сведения собрал индийский зонд «Чандраян-1», отправившийся к Луне в октябре 2008 года. В частности, он составил карту минералов, характерных для лунной поверхности.

Так, в полярных регионах и некоторых других областях планеты обнаружились минералы, содержащие молекулы воды и гидроксильных групп (Н2О и ОН). Очевидно, в лунном грунте тоже содержится водяной лед. Это открытие было сделано в конце 2009 года, но даже тогда ученые осторожно предположили, что количество воды на Луне весьма невелико. «Когда мы говорим о запасах воды на Луне, мы имеем в виду не моря или океаны, даже не лужи», – подчеркнул американский астроном Карл Питерс. Нет, речь идет о молекулах воды, которые присутствуют в верхнем слое лунного грунта – слое толщиной всего в несколько миллиметров. По первоначальной оценке, в горных породах Луны одна молекула воды приходилась на миллиард других молекул.

Снимок лунного кратера, обработанный в лаборатории НАСА. Темные пятна в левой части отмечают минералы, предположительно содержащие воду

Отдельный разговор – о полярных регионах. Здесь мы имеем дело с настоящим льдом. В начале 2010 года, анализируя сведения, переданные ранее зондом «Чандраян-1», американские ученые обнаружили огромные запасы водяного льда близ Северного полюса Луны. Лед скопился на дне сорока здешних кратеров, чей диаметр составляет от 1,6 до 15 километров. По оценке ученых, речь может идти о 600 миллионах тонн льда. Очевидно, именно с полярных регионов начнется освоение первой доступной нам планеты в бескрайнем космическом пространстве. «Теперь мы можем с определенной долей уверенности сказать, что люди могут длительное время оставаться на Луне», – так прокомментировал это открытие один из его авторов, американский астроном Пол Спудис.

А уже через несколько месяцев на страницах журнала «PNAS» («Proceedings of the National Academies of Sciences») был опубликован отчет Фрэнсиса Маккаббина и его коллег из Института Карнеги. Они проанализировали образцы лунных пород, доставленные на Землю американскими астронавтами, участниками программы «Аполлон». Из статьи явствовало, что воды на Луне в сотни (а может быть, и в тысячи) раз больше, чем считалось прежде. Возможно, она встречается всюду, а ее содержание составляет примерно 5 молекул воды на миллион других молекул.

Внимание этих исследователей привлекли апатиты, образовавшиеся при кристаллизации магмы (долгое время после своего возникновения Луна была покрыта целым океаном жидкой магмы). А поскольку этот процесс может происходить лишь в присутствии воды, ученые предположили, что вода на Луне была всегда – с самого ее рождения. В таком случае она играла важную роль и в вулканических извержениях, бушевавших на Луне в далеком прошлом. На Земле, когда раскаленная лава минует породы, содержащие воду, та моментально испаряется, превращаясь в пар, и тогда наблюдаются особенно мощные извержения. Быть может, подобное происходило и на Луне.

Существенный недостаток этой работы заключается в том, что ее выводы основаны лишь на анализе… двух образцов лунной породы, доставленных на Землю. Оппоненты справедливо замечают, что для того, чтобы определить количество воды на Луне, нужно исследовать куда большее число образцов.

Вскоре со страниц журнала «Science» последовала резкая отповедь. Ученые из университета штата Нью-Мексико в Альбукерке, в частности, геохимик Закари Шарп, решительно отвергли выводы коллег из Института Карнеги. Из расчетов Шарпа явствует, что содержание водорода в лунных недрах примерно в 10—100 тысяч раз ниже, чем на Земле. Вода – это продукт реакции водорода с кислородом. Нет водорода, нет и воды.

Что же касается следов воды, которые обнаружены – несколько десятилетий спустя! – в пробах, доставленных астронавтами, их наличие можно объяснить тем, что пробы были загрязнены уже здесь, когда их исследовали. Так создалось впечатление, что недра Луны изобилуют водой.

Особый скепсис вызвало известие о том, что вода на Луне была всегда. Почему она не превратилась в пар и не улетела в космическую даль в пору бурного рождения Луны – при столкновении с Землей страдалицы-планеты Тейи? Принято считать, что при той космической катастрофе все легкие и летучие элементы, в том числе вода, испарились. Но, может быть, не вся вода улетучилась? Или же за многие десятки миллионов лет, минувших с первого дня творения Луны, кометы, падавшие на нее градом, успели нанести немало воды – достаточно, чтобы наши приборы заметили ее следы?

Стоит добавить, что, как ни пессимистичен в своих выводах Шарп, он не отрицает очевидного. На дне глубоких лунных кратеров имеются запасы водяного льда, и, возможно, они велики. Эта вода станет важнейшим ресурсом для будущих колонистов Луны.

Загадочные вспышки на Луне

Мы привыкли считать Луну мертвой пустыней. Однако некое подобие жизни странно мелькает здесь. Такие явления подмечали исстари.

Так, 18 июня 1178 года пятеро англичан из Кентербери удивленно смотрели на то, как лунный серп, «яко же огонь», воссиял и заискрился: «И зачали раскутаться искры». Монах Гервазий зарисовал увиденное, и потому память об этом зрелище донесена нам через века.

В апреле 1787 года Уильям Гершель, наведя телескоп на темную часть лунного диска, заметил красные пятнышки в одном из кратеров. Их россыпь напоминала извержение вулкана. Три года спустя он разглядел на Луне более полутора сотен красных искорок.

В 1822 году два английских астронома-любителя вновь обнаружили в кратере Аристарх – именно с ним были связаны все упомянутые явления – некие светящиеся пятнышки.

Странные узоры продолжали красить лик Луны и впредь. То по ней пробегали клубы розовой и фиолетовой дымки, то вспыхивали молнии или загорались снопы искр. Эти феномены наблюдались лишь изредка. Они получили название «Lunar Transient Phenomena». Обширный их перечень приведен в книге харьковского астронома Алексея Архипова «Неразгаданные тайны Вселенной», выпущенной издательством «Вече». Отмечено уже более полутора тысяч подобных вспышек.

Некоторые из них длились миллисекунды, самое большее, пару секунд. В других случаях всё продолжалось часами. Заметно разнится и площадь участков Луны, охваченных этими феноменами. Порой это всего лишь точка, сверкнувшая на поверхности Луны, порой – обширная территория, достигающая в поперечнике многих километров.

Некоторые ученые полагают, что, как и в случае с «марсианскими каналами», речь идет об оптическом обмане, вызванном, например, тем, что глаз человека, длительное время наблюдающего в телескоп за Луной, устает, и тогда кажется, что какой-то участок поверхности, например, «вот этот кратер», вдруг начинает ярче светиться или меняется его цвет. Другие скептики считают, что наблюдатели принимают за вспышку отраженный солнечный свет. Третьи говорят о дефектах оптики телескопов, а то и о самолете или спутнике, мелькнувшем на фоне лунного диска.

Снимок таинственной вспышки на поверхности Луны

В ноябре 1958 года очевидцем вспышки в кратере Альфонс стал советский астроном Николай Козырев. Он же впервые провел спектральный анализ этого источника света. В его спектре обнаружился молекулярный углерод. По-видимому, тот выделялся из недр Луны.

Тогда же Козырев предположил, что таинственное свечение может быть связано с не вполне прекратившейся вулканической активностью Луны. По его мнению, многие лунные кратеры возникли не в результате падения метеоритов, а вследствие извержений вулканов. Однако позднее было доказано, что большинство кратеров на Луне образовалось очень давно – около 4 миллиардов лет назад, когда Луна, как и Земля, подверглась форменной бомбардировке. Впрочем, о природе кратера Альфонс (он достигает в поперечнике 117 километров, а его глубина составляет 2,7 километра) ученые продолжают спорить – образовался ли он после удара метеорита или в результате вулканической деятельности.

Исследования, проделанные Козыревым, стали научной сенсацией. Многие астрономы и теперь поддерживают его гипотезу. В принципе Луна давно остыла, и никаких действующих вулканов там не должно быть. Однако в ее недрах могут существовать отдельные магматические очаги. Время от времени оттуда на поверхность планеты вырываются вулканические газы. Они сметают слой реголита – лунной пыли. Эта пыль несколько светлее твердой породы. Она выделяется на ее фоне, а потому окраска поверхности моментально меняется.

В пользу этой гипотезы говорит то, что загадочные вспышки наблюдаются лишь в окрестности нескольких кратеров. Почти треть всех отмеченных в научной литературе случаев вспышек на Луне связана с кратерами Аристарх и Платон. Критики, впрочем, говорят, что эти объекты очень приметны, а потому и астрономы, и особенно любители, чаще всего нацеливают телескопы именно на них. Где наблюдают – там видят!

Кратер Аристарх – это один из наиболее известных лунных кратеров, «самое таинственное место на Луне», как его порой называют. Его диаметр достигает 40 километров, а глубина – 3,7 километра. Он находится в северо-западной части Луны. Это один из самых ярких здешних объектов, его можно разглядеть даже невооруженным глазом. Если же рассматривать его в телескоп, то кажется, что он сверкает на фоне соседних, более темных участков. Расположен он в той области Луны, где довольно заметны следы былой вулканической активности, видны, например, многочисленные борозды и желобки.

В 1960 году свои доводы предложили советские астрономы Константин Станюкович и Виталий Бронштэн. По их мнению, вспышки вызваны падениями метеоритов. Порой эти удары бывают так мощны, что из недр Луны вырывается поток газов, обволакивая место падения, а еще столп пыли, перемешанной с каменьями. Унесенная взрывом пыль – так вот что такое вспышки и блики, видимые на Луне? Похоже, эта гипотеза может объяснить часть наблюдаемых явлений.

Иногда метеориты оказываются не при чем. Под собственной тяжестью оползает стена кратера. Над ней опять веет облако пыли. Чаще всего эти явления наблюдаются в том же кратере Аристарх – там, где Луна ближе всего к земному шару, а значит, сила его притяжения максимальна. Мощная гравитация Земли сминает лунную породу; стены кратера вновь и вновь осыпаются; его впадина растет.

Примечательно и то, что с западной стороны кратера Платон его край на участке протяженностью около 15 километров сполз вниз. Дно этого кратера диаметром 101 километр, а глубиной около километра, как и поверхность лунных морей, покрыта застывшей базальтовой лавой.

У исследователей этого феномена есть еще одно объяснение. В тех районах Луны, где издавна замечали вспышки, астронавты, участвовавшие в «лунной программе» США, зафиксировали выделение из недр планеты радиоактивного газа – радона, а это свидетельствует о продолжающейся там геологической активности.

Как полагают американские астрономы Арлин Кроттс из Колумбийского университета и Питер Шульц из университета Брауна, между этими выбросами газа и таинственными вспышками есть прямая связь. Просачиваясь сквозь трещины в горных породах, струи газа достигают поверхности Луны, покрытой слоем реголита. Какое-то время газ скапливается под толщей пыли, но потом, когда его собирается слишком много, происходит своего рода взрыв, и весь скопившийся газ улетучивается. Поднятая взрывом пыль несколько минут держится над поверхностью Луны, прежде чем снова осесть. Солнечные лучи освещают это облако, оно мерцает и переливается. Этот феномен, считают Кроттс и Шульц, и принимают за «таинственные вспышки». По их оценке, взметнувшееся на Луне облако пыли площадью несколько квадратных километров можно наблюдать с Земли в течение 10 минут.

Насколько хороши все эти объяснения? Новейшие технологии позволили возобновить поиск подоплеки загадочных лунных феноменов. С 2008 года Арлин Кроттс и Питер Шульц ведут пристальное наблюдение за этими вспышками. Каждые 20 секунд их телескопы фотографируют видимую нами поверхность Луны, а компьютеры анализируют любые изменения яркости или окраски тех или иных участков планеты. Этот педантичный сбор информации позволит наконец, считают ученые, однозначно прояснить, как возникают вспышки на Луне. Или, может быть, все это нам лишь привиделось?

Влияет ли Луна на нашу жизнь?

В силу полной Луны верят с давних времен. Анналы истории хранят удивительные рассказы о том, как ночное светило вмешивалось в жизнь целых народов, решая исходы битв, играя царствами, как причудливым узором тени, покрывшей землю. Вот одно из таких преданий, связанных с чародейкой-луной.

В 490 году до нашей эры персидский царь Дарий повел войска на Грецию. Когда грозная армия монарха приблизилась к Афинам, жители города обратились за помощью к Спарте, с которой заранее условились об этом. Казалось, только Спарта, самая сильная в военном отношении держава Эллады, сумеет защитить стены Афин от неминуемого разорения. Ее правители, и верно, сдержали слово. Спартанцы прибыли на помощь, чтобы прогнать непрошеных чужеземцев из Марафонской долины, где должно было состояться важнейшее сражение. Вот только они явились, когда их никто уже не ждал, когда битва завершилась. Что же помешало им вовремя ринуться в бой?

Луна! Спартанцы отказывались начать сражение до того, как наступит ближайшее полнолуние. Таинственная власть Луны должна была послужить им оплотом в битве. Луна, могущественным знамениям которой они с истовой верой следовали, и впрямь защитила их от неудачи, но лишила и триумфа.

Итак, в канун решающей битвы, определявшей, быть ли Элладе свободной, действия спартанцев были, мягко говоря, неожиданными. Они ответили афинянам, что выступят в поход лишь после полнолуния, ибо справляют праздник в честь богов. Жаль, что они не обратились к персам с просьбой повременить до прихода полной Луны и не высаживаться на злосчастный афинский берег!

Историки давно спорят о подлинных мотивах спартанского ответа. Что это, религиозное рвение или отговорка? Предательство или покорность року? Интересно, как вели бы себя спартанцы, если бы персидский флот подошел к берегам их отечества? Отказались бы защищать родную столицу, потому что боги воспрещали им браться за оружие? У историков остается одно объяснение: в Спарте не были готовы к такой скорой развязке и оттягивали время, чтобы собраться с силами.

Или все же спартанцы так доверяли Луне, что судьбу своей отчизны и свои жизни вручили ее произволу, не решаясь даже защитить себя, пока Луна не подаст спасительный знак? Вот и афиняне, кажется, благосклонно отнеслись к оправданиям спартанцев, хотя сами победили персов, не полагаясь на помощь Луны.

Спартанцы были отнюдь не одиноки в трепетном почитании ночного светила. На протяжении тысячелетий люди поклонялись Луне и чутко ловили любые знаки, поданные ей, как свидетельствуют мифы и легенды разных народов мира.

А что сегодня? Многие по-прежнему верят в силу полной Луны даже в наш рациональный век. Но что может сказать наука о влиянии Луны на земную жизнь? Как отражается ее активность на судьбах всего живого?

Многое до сих пор неясно. Четко известно лишь одно: если бы Луна не стабилизировала земную ось, то наша планета покачивалась бы как юла. Земля стала бы, по расчетам американского физика Нила Коминса, весьма неприглядным уголком. Сутки здесь длились бы всего восемь часов. Животным и растениям приходилось бы приспосабливаться к быстрому чередованию дня и ночи, и не все виды, населяющие планету сегодня, оказались бы к этому готовы. Тем более, что жизненный ритм некоторых животных четко соотнесен с чередованием фаз Луны. Например, морские черепахи выбираются на берег, чтобы отложить яйца, сразу после полнолуния или новолуния, когда приливы особенно высоки (напомним, периодические подъемы и опускания уровня океанов и морей вызываются силами притяжения Солнца и, прежде всего, Луны). Некоторые виды ночных мотыльков откладывают яйца, наоборот, когда Луна на ущербе – когда ее яркость снизится до определенной величины. Луна регулирует жизненную активность всех этих видов, является календарем, с которым они сверяют свои планы и намерения. Но, может быть, так обстоит дело и с человеком?

На протяжении тысячелетий люди поклонялись Луне и чутко ловили любые знаки, поданные ею, как свидетельствуют мифы и легенды разных народов

Пока ученые продолжают спорить о том, как отражается чередование различных фаз Луны на организме человека и его поведении. Вера в то, что такое влияние есть, у многих людей очень сильна. Особенно устойчиво представление о том, что полная Луна неизменно вмешивается в нашу жизнь, в чем-то придавая нам силы, а в чем-то мучая, изводя нас. Так, традиционно считается, что в полнолуние больше детей появляется на свет – но и чаще происходят аварии на дорогах, возрастает количество самоубийств, совершается больше преступлений. Когда-то в Англии даже снисходительнее относились к преступникам, если они творили свои злодейства в полнолуние, когда помутиться может даже здравый рассудок. Недаром латинское слово luna в английском языке породило слово-диагноз – lunacy, «безумие». В этом лингвистическом парадоксе и поныне ощущается убежденность в том, что человек не способен противиться власти полной Луны. Ее чары коварно лишают нас сил и ума.

Особенно распространена уверенность в том, что в дни полнолуния люди хуже обычного спят. Однако ученые не так категоричны. Яркость Луны составляет всего 0,2 люкса, это меньше, чем яркость обычной свечи, поясняют они. Столь слабый свет не может оказать никакого физиологического воздействия на человеческий организм. Даже лунатики, по опыту врачей, не так уж зависят от «коварного» света Луны. Можно легко установить, что они реагируют на любой источник света, помешавший им спать. В наши дни вывести лунатика из равновесия может и назойливая реклама за окном. Раньше этим раздражающим сигналом в самом деле мог быть свет полной Луны. И стоило лишь раз поверить в то, что Луна не дает спать, как эта догадка вновь и вновь начинала подтверждаться – срабатывало самовнушение. Ведь тот, кто верит в это, уже готовится к тому, что сегодня полнолуние и, значит, опять не удастся выспаться. Язвящие лучи Луны доберутся сквозь оконное стекло и, словно барабанная дробь, будут снова будить несчастного.

«Люди легко и охотно запоминают события, приключившиеся с ними в полнолуние, и вытесняют из памяти те же самые события, если они происходят в любой другой день», – отмечает социолог Эдгар Вундер из Гейдельбергского университета. За последние годы он проверил результаты около тысячи исследований, в которых изучалось влияние различных лунных эффектов на организм человека. Как оказалось, среди них нет ни одной научной работы, в которой достоверно, с методологической точки зрения, доказывалось бы, что человеческий организм подвержен влиянию Луны. «Это не значит, что Луна никак не влияет на нас, это лишь означает, что нет ни одного убедительного доказательства, что такое влияние есть».

Словно в насмешку над признаниями ученых, необычайной популярностью стали пользоваться в последние годы всевозможные лунные календари. В них по фазам Луны расписано, когда надо сажать лук и собирать морковь, когда – подстригать волосы или пломбировать зубы. По наблюдению того же немецкого социолога, многие из тех, кто выполняет все предписания этих календарей, испытывают прилив уверенности. Они нашли правила, по которым следует поступать в такой запутанной и хаотичной жизни. Теперь они веруют, что рано или поздно их поступки вознаградятся сторицей. Подобно спартанцам, «прозевавшим» сражение, но победившим в войне, они так же надеются, что все их начинания будут успешны. И ведь часто – как часто! – всё так и бывает, как они веровали. Вот она, сила полной Луны – не на небесах, а в умах!

Исчезнувшие реки Марса

«Тревожные сообщения поступают с Марса. Планету поразила глобальная засуха. Последние реки и озера испаряются. Обитающим здесь организмам грозит вымирание. Лишь талая вода полярных ледников может спасти хотя бы часть марсиан от гибели. В отчаянии они роют громадные каналы, по которым вода должна поступать из полярных районов в экваториальные области».

Подобная сводка новостей отнюдь не почерпнута из научно-фантастического романа времен Герберта Уэллса и Алексея Толстого. Нет, именно так сто лет назад представляли себе события, происходящие на Марсе, некоторые астрономы и, прежде всего, американец Персиваль Ловелл. Он самолично открыл на этой планете шесть сотен каналов (первым их заметил в 1877 году итальянский астроном Джованни Скиапарелли).

Давно признано, что каналы, так взволновавшие на рубеже XIX–XX веков и ученых энтузиастов, и доверчивую публику, были… оптическим обманом. Поразительным самовнушением тогдашних планетологов! На Марсе нет ни каналов, ни рек.

Русло марсианской реки

Тем большим было удивление астрономов в 1971 году, когда искусственные спутники Марса – «Маринер-9» (США) и «Марс-2 и -3» (СССР) – прислали изображения гигантских каньонов, потухших вулканов и, самое интересное, – речных русел. В ранний период своей истории Марс изобиловал водой. Особенно поражают русла рек, прорезавших когда-то восточную окраину бассейна Эллада, а также равнины Элизиум и Амазония. Здесь уже близ истока ширина рек достигала нескольких десятков километров, а к устью увеличивалась до сотен километров. Расчеты показали, что каждая из этих рек переносила когда-то в 10 тысяч раз больше воды, чем все крупные реки Земли, вместе взятые.

Очевидно, Марс был покрыт этой сетью рек достаточно долго, раз они сумели так разительно изменить ландшафт планеты – навечно прорезать в каменистом грунте громадные долины и каньоны. По-видимому, эти реки постоянно питались грунтовыми водами или дождевой водой. В пользу первой гипотезы говорит то, что, в отличие от рек нашей планеты, они почти всегда были полноводными уже от истока. Похоже, здесь изливались на поверхность обширные скопления грунтовых вод.

Впоследствии на Красной планете были обнаружены окаменевшие остатки речных дельт, а также многочисленные озера. Воды на Марсе – в далеком прошлом – все прибавлялось. Наконец, в 2010 году со страниц журнала «Nature Geoscience» американские астрономы сообщили о том, что значительная часть северного полушария Марса была покрыта океаном.

Исследователи из Колорадского университета во главе с Брайаном Хайнеком, проанализировав карту Марса, выявили 52 речные дельты, причем 29 располагались примерно на одной и той же высоте – на уровне тогдашнего океана, как предположили они. В общей сложности, он занимал 36 % тогда еще «Голубой планеты». Объем воды в нем оценивается в 124 миллиона кубических километров.

Кроме того, Хайнек и его коллеги заново пересчитали все русла марсианских рек. Их оказалось около 40 тысяч – в четыре раза больше, чем предполагалось прежде. При таком обилии рек, несомненно, выпадало большое количество осадков. Очевидно, в ту пору Марс ничем не отличался от нашей планеты. Для его природы был характерен круговорот воды, что создавало предпосылки для зарождения и развития жизни.

В какой же период истории Красной планеты существовали все эти реки и озера? Еще недавно считалось, что уже 4 миллиарда лет назад Марс лишился большей части своей атмосферы и превратился в ледяную пустыню. Однако сенсационные находки, сделанные в последние годы, заставили по-иному взглянуть на историю этой планеты.

Так, в 2010 году британские исследователи, проанализировав фотографии, присланные зондом «Марс Реконнесанс Орбитер», выявили несколько пересохших озер, которые были связаны друг с другом протоками. По числу кратеров в окрестности озер ученые определили, что им около 3 миллиардов лет.

Как предположил руководитель исследования Николас Уорнер, 4 миллиарда лет назад Марс вовсе не окончательно превратился в пустыню. Впоследствии время от времени наступали периоды потепления. Это могло быть вызвано вулканической деятельностью, падением крупных метеоритов или небольшим изменением орбиты, по которой обращался Марс. В такие периоды он снова был окружен плотной атмосферой, которая удерживала тепло. Планета прогревалась, начинал таять лед, скопившийся в грунте, и тогда русла высохших рек или бывшие озера вновь заполнялись водой.

На эту же догадку наводят и другие соображения. Например, на фотографиях, сделанных различными зондами, видно, что истоки марсианских рек зачастую находились в областях с «хаотическим» ландшафтом. Громадные каменные глыбы, лежащие повсюду, а также многочисленные расселины свидетельствуют о драматических событиях, разыгравшихся здесь. На Земле подобный ландшафт можно встретить в зонах вечной мерзлоты. Он образуется, когда почва оттаивает и начинает проседать. Очевидно, периоды потеплений знавал и Марс. Тогда лед, сковывавший грунт, таял. Вода изливалась на поверхность планеты, а обширные участки грунта проваливались.

По оценке немецкого астронома Герхарда Нойкума, на Марсе пять раз наблюдались периоды бурной вулканической активности, во время которых скопления льда в недрах планеты таяли и ее поверхность вновь покрывалась водой. Первая такая эпоха наступила 3,5 миллиарда лет назад, затем многочисленные извержения вулканов снова происходили около 1,5 миллиарда лет назад, а также 800, 200 и 100 миллионов лет назад. Продолжительность этих периодов составляла, очевидно, несколько десятков тысяч лет. Вот и океан, обнаруженный в северном полушарии планеты, простирался здесь, по оценке исследователей, 3,5 миллиарда лет назад. В то время на Марсе извергались вулканы, и там было гораздо теплее, чем сегодня.

Теперь бывший водный мир выглядит так: мертвенные камни, припорошившая все красная пыль, зияющие каньоны, пересохшие русла. Почему теплая, влажная планета превратилась в холодный каменный шар? Никто не может объяснить.

Однако водные потоки появляются на поверхности Марса и сегодня. На склонах холмов обнаруживают борозды, прорытые ими. В среднем длина ручьев не превышает одного километра, а ширина – десяти метров. Но главное, что они есть. На Марсе существует вода в жидкой форме! Разумеется, из-за низкого атмосферного давления и невысоких температур эта вода должна либо быстро испариться, либо замерзнуть. И тем не менее из года в год все повторяется.

Так, по фотографиям, сделанным зондом «Марс Реконнесанс Орбитер», было замечено, что с ноября 2006 по май 2009 года одна из борозд вытянулась на 170 метров. Спектральный анализ подтвердил, что здесь протекала именно вода, а не жидкий углекислый газ. Очевидно, по весне, когда температура ненадолго поднимается выше точки замерзания воды, лед, покрывающий склоны марсианских холмов, тает, и тогда на короткое время здесь появляются ручьи и речушки.

Наблюдения, проводившиеся межпланетными зондами, свидетельствуют о том, что марсианская почва изобилует льдом. Огромные скопления водяного льда найдены в середине 2000-х годов в окрестности марсианских полюсов. Однако его суммарный объем, как подсчитали ученые, примерно в 33 раза меньше объема воды в древнем океане, простиравшемся на Марсе. Куда же исчезла вода из этого океана? Возможно, что-то удастся прояснить в ближайшие годы, ведь новые экспедиции к Марсу уже запланированы.

Загадка марсианских кратеров

Марс не перестает задавать ученым загадки. Так, в мае 2007 года зонд «Марс Реконнесанс Орбитер» обнаружил на его поверхности, к северо-востоку от вулкана Арсия, темное пятно диаметром более 100 метров. По своей форме оно напоминало круг. Другие снимки подтвердили, что на поверхности Марса зияла почти идеально круглая черная «дыра», достигавшая в поперечнике полутора сотен метров и уходившая далеко вглубь.

Еще на снимках, сделанных ранее зондом «Марс Одиссей», запущенным к Красной планете в 2001 году, ученые заметили это странное образование, а потому «Марс Реконнесанс Орбитер» целенаправленно фотографировал этот участок Марса, чтобы помочь астрономам понять, что это такое, поскольку с подобными объектами они еще не сталкивались на других планетах Солнечной системы.

Некоторую ясность внесли фотографии, присланные тем же зондом в августе 2007 года. Этот «кратер» (его назвали «Джейн») представляет собой шахту естественного происхождения, которая уходит практически вертикально в глубь марсианской почвы. Температура в шахте почти не меняется в течение суток. Поэтому днем здесь холоднее, чем в ее окрестности, а ночью, наоборот, оказывается немного теплее.

Снимок темного пятна близ вулкана Арсия

Кроме того, выяснилось, что этот объект был не один. На фотоснимках, присланных зондами «Марс Реконнесанс Орбитер» и «Марс-Экспресс», обнаружилось еще несколько подобных шахт. Всего их число достигло семи. Им всем дали имена. Так, на поверхности Марса, помимо Джейн появились Дэна, Хлоя, Уэнди, Энни, Эбби и Никки. Их диаметр колебался от 100 до 250 метров, а глубину было трудно определить. По крайней мере на фотографии, сделанной тогда же, в августе, под большим углом, стенки шахты Джейн уходили вглубь как минимум на 78 метров, но и на этом снимке не было видно ее дна.

Можно сказать с уверенностью лишь одно: это не кратеры, оставшиеся от падения метеорита, ведь рядом с ними нет характерных холмиков – насыпи из камней, выброшенных после мощного удара. У них острые, четко очерченные края. Вулканические кратеры на Марсе тоже выглядят по-другому.

Поразительнее всего, что даже на снимках шахты Джейн, сделанных с максимальным увеличением, внутри нее не было замечено никаких отдельных деталей. Для сравнения делались снимки самых затененных участков поверхности Марса. При большом увеличении на них можно было увидеть какие-то подробности. Пятно же на любых фотографиях оставалось «чернее черного». Очевидно, это какое-то отверстие с отвесными стенами, уходящее вглубь на сотни метров. На дно этой шахты не проникает солнечный свет.

Разумеется, никто из серьезных ученых не верит, что обнаружены некие туннели, ведущие к подземным марсианским поселениям. Подобные «шахты» – «сеноты» – встречаются, например, в Мексике. Вот цитата из статьи немецких исследователей Петера и Йоханнеса Фибагов «Научная гигиена» и палеоконтакты»:

«Спутниковые снимки, сделанные НАСА в 1987 году на полуострове Юкатан, произвели сенсацию. Собственно говоря, ученые намеревались реконструировать по этим снимкам систему водоснабжения майя. Однако на фотографиях перед ними предстал полукруг из “сенотов” (карстовых пещер); его диаметр составлял примерно 200 километров. Сегодня геологи уверены, что этот полукруг (к нему относятся и сеноты Чичен-Ицы) представляет собой край гигантской структуры, образовавшейся вследствие падения метеорита. В расположенных ниже, полностью разрушенных слоях породы вода могла лучше циркулировать; произошло размывание лежащей над ними толщи известняка. Как следствие, возникли впадины – “сеноты”. Сам метеорит, оставивший после своего падения кратер Чиксулуб, считается теперь кандидатом номер один среди возможных виновников гибели динозавров».

Итак, на нашей планете речь идет о карстовых пещерах с обрушившимся сводом. По оценке геологов, на полуострове Юкатан расположено от 5 до 10 тысяч подобных пещер. На фотографиях, сделанных со спутников, эти иссиня-черные точки виднеются всюду. Вся местность тут испещрена дырами, как швейцарский сыр, Не удивительно, что провалов так много. Ведь здесь, под поверхностью земли, простирается крупнейшая в мире система соединенных друг с другом пещер, протянувшихся в общей сложности на многие сотни километров. Точную длину не знает никто. Эту бесконечную череду пещер размыли грунтовые воды и потоки дождевой воды, просачивавшиеся в глубь известняка, – извечные капли, точившие мягкий камень. Свод же, отделяющий эти пещеры от поверхности земли, мог быть и впрямь пробит при падении многочисленных каменных глыб, разбросанных Чиксулубским метеоритом. И вот теперь подобная геологическая формация, возможно, найдена на Марсе – несколько громадных промоин в марсианском грунте.

У нас на Земле такие пещеры встречаются также в районе вулканов, например на Гавайских островах. Это сразу навело ученых на мысль о том, что марсианские «шахты» могут быть как-то связаны и с вулканическими процессами, – тем более что все они располагаются в окрестности потухшего вулкана. Возможно, речь идет о провале пористого грунта после давнего извержения – он мог быть размыт водой или не выдержал веса располагавшихся над ним пород.

Специалисты называют это явление процессом суброзии – при нем происходит разрушение нижних слоев грунта. На их месте образуются пустоты, и тогда слои, расположенные выше, обваливаются под собственной тяжестью. На Марсе суброзионные процессы могли наблюдаться именно в окрестности вулканов. Магма, скопившаяся в недрах планеты, разогревала находившиеся над ней слои льда, которые располагались в глубине марсианского грунта. Жидкая вода начинала тогда просачиваться сквозь поры грунта, еще сильнее размывая полость, прежде заполненную льдом. Возникала обширная пустота. Перекрывающий ее свод не выдерживал громоздившейся над ним массы грунта и рушился. Так возникал провал – например, шахта, уходящая далеко вглубь.

Еще в 2000 году немецкий писатель-фантаст Херберт Франке предсказывал, что в лавовых слоях Марса должна скрываться громадная система пещер. По его словам, «немалая часть Марса наверняка изрезана пещерами». Они «значительно крупнее, чем земные пещеры, а механизм их образования в застывших лавовых потоках, такой же, как и на нашей планете; он обусловлен законами природы, действующими не только у нас на Земле, но и во всей Вселенной».

Эти семь глубоких пещер могут быть, кстати, оазисами бактериальной жизни на Марсе. Именно в глубине пещер микроорганизмы сумели бы укрыться от смертоносных космических лучей, проникающих к поверхности планеты. «Если на Марсе и есть жизнь, то вероятнее всего ее можно найти в какой-нибудь пещере», – полагает американский геолог Джадсон Уинне. Там, на дне пещер, куда не попадает солнечный свет, наверняка скопился лед, а значит, там есть вода, без которой немыслима жизнь. Марсианские «сеноты» вызывают интерес и ученых, размышляющих над тем, как заселить Марс. Участники будущих экспедиций тоже могли бы укрыться в пещерах.

Тем более, что последних становится все больше. В 2010 году подобная шахта глубиной не менее 115 метров была обнаружена и на фотографиях, сделанных в окрестности горы Павлина – громадного древнего вулкана высотой более 20 километров. Правда, по своей форме эта шахта напоминает, скорее, овал, чем окружность. Ее диаметр колеблется от 160 до 190 метров.

Итак, Марс хранит еще множество тайн. Поэтому и американские, и европейские ученые планируют все новые экспедиции на эту планету.

Есть ли жизнь на Марсе?