Снимки получены в период летнего сезона в северном полушарии. Полярная шапка уменьшилась в размерах, и только на вершинах холмов и протяженных возвышенностях остался покров из льда и снега.
То же самое происходит и на Марсе, когда начинают «таять» полярные шапки. Верхний слой углекислого льда или инея с наступлением весны и лета испаряется. Поэтому сезонные изменения нельзя связывать с потоками жидкой воды, текущими по поверхности планеты от полярных зон в умеренные широты, как это думали астрономы в прошлом.
Но что же происходит, ведь сезонные волны потемнения — это вполне реальное явление, достоверно установленный эффект?
Да, это явление многократно наблюдалось и относится к одному из самых впечатляющих и до недавнего времени весьма загадочных процессов на Марсе.
С наступлением весны от полярных шапок в направлении к экватору начинает двигаться темный вал — волна потемнения. Со скоростью конного экипажа эта волна за два марсианских месяца добирается до экватора и, пересекая его, движется дальше. Летом, когда размеры полярной шапки уменьшаются до минимума, темная полоса оказывается уже в противоположном, зимнем полушарии. Но начинается осень, и рост размеров полярной шапки как бы возвращает полосу потемнения назад. Быстро проходит волна изменений в обратном направлении, потемневшие было за лето области опять приобретают свой зимний, более светлый оттенок.
По заманчивым объяснениям сторонников развитой марсианской жизни, весенние воды оживляли буйную растительность, которая произрастала в течение лета и увядала, жухла с началом осени, когда потоки воды в каналах иссякали.
Но теперь мы знаем, что ни воды, ни каналов, увы, на Марсе нет. А волны потемнения, как оказалось, вызываются громадными процессами перемещения пыли.
Помните, в начале главы мы рассказывали о воздушных потоках, охватывающих всю планету и меняющих свое направление от одного полюса к другому в разные сезоны марсианского года.
Но что такое воздушный поток в атмосфере планеты? Это же ветер, хорошо нам знакомый, обычный ветер, который может быть и приятным дуновением прохлады и жестоким ураганом.
Ветер, который дует в одном и том же направлении в течение длительного времени, уносит верхний слой сыпучего материала поверхности — светлую пыль, в результате чего обнажаются более темные участки ландшафтов. Светлая пыль уносится все дальше к экватору, а вслед за ней движется волна потемнения — это обнажаются более темные породы.
Затем направление ветров меняется. На смену летнему сезону приходит осенне-зимний, и светлая пыль возвращается на свое место. Волна прошла в обратном направлении, сезонный цикл замкнулся. Планета продолжает свое кружение в пространстве, лето сменяется зимой, сильный холод сменяется не очень сильным. Пульсируют, не затихают природные циклы.
Марс имеет массу в десять раз меньшую, чем Земля. Сила тяжести на поверхности планеты тоже существенно меньше земной. Критическая скорость, необходимая, чтобы преодолеть земное притяжение, составляет 11 километров в секунду. На Марсе достаточно развить скорость 5 километров в секунду, чтобы навсегда покинуть планету.
Атомы и молекулы газов под влиянием теплового движения очень часто разгоняются до такой скорости и свободно уходят в межпланетное пространство. Этим и объясняется малая плотность современной атмосферы Марса.
Давление у поверхности планеты в среднем такое же, как в земной атмосфере на высоте примерно 35 километров над поверхностью нашей планеты. Значит, среднее давление у поверхности Марса в 160 раз меньше, чем давление воздуха на Земле на уровне моря. Но эта величина колеблется в зависимости от характера местности. В низинах давление в пять — десять раз выше, чем на вершинах гор.
Марсианский воздух состоит на 95 процентов из углекислого газа и незначительных долей азота, кислорода, паров воды и некоторых других газов. В атмосфере Марса, а значит, и в марсианских облаках очень мало водяного пара, примерно в 100–200 раз меньше, чем в воздухе самых сухих районов Земли.
Наиболее «сухой» сезон в каждом полушарии Марса приходится на зиму. Низкие температуры вымораживают и без того мизерное количество водяных паров в атмосфере, которые оседают на поверхность в виде инея.
Весной содержание водяного пара в воздухе относительно увеличивается и к середине лета достигает наибольшей величины.
В летнем воздухе Марса в утреннее время на всех широтах часто можно наблюдать туманы. Так же как и углекислый газ, водяной пар перемещается в зависимости от времени года. Так как его содержание в атмосфере невелико, подобные изменения могут уловить только очень чувствительные приборы. Например, в северном полушарии в период между летним солнцестоянием и осенним равноденствием наибольшее содержание водяных паров в атмосфере постепенно перемещается от полярной области к экваториальным широтам, то есть вслед за уходящим летним теплом.
Легкие облака из водяного пара образуются на сравнительно небольших высотах — менее 20 километров над поверхностью. А вся атмосфера Марса простирается на расстояния в десять раз больше. Выше водяных облаков — облачные массивы из конденсата углекислоты, которые иногда достигают больших размеров и сохраняются на протяжении нескольких недель.
В некоторых районах, часто над горами, наблюдаются кучевые и перистые облака, формирующиеся на высотах примерно 50 километров над поверхностью.
Можно представить, что на фоне розоватого марсианского неба эти серебристые призрачные узоры выглядят очень живописно.
В нашей, земной атмосфере основные облачные образования не поднимаются выше нескольких километров. Реактивный самолет даже в самый ненастный день, пробив тяжелые тучи, выходит на солнечные просторы. Все облака оказываются внизу, а кругом только темно-синее небо и слепяще-яркое Солнце. Бортпроводница сообщает, что полет проходит на высоте 9 или 10 километров. А на Марсе облачность в несколько раз выше.
Еще одна интересная подробность — необычный цвет марсианского неба.
Почему земляне в безоблачный день видят голубое небо?
Когда белый свет Солнца, который, как известно, слагается из многих цветов спектра — от темно-красного до фиолетового, — попадает в земную атмосферу, путь лучей оказывается разным. Фиолетовые и синие лучи окрашивают небосвод, потому что рассеиваются внутри атмосферы, а желтые и красные свободно проходят сквозь воздушную оболочку Земли. Поэтому, если мы смотрим прямо на Солнце, высоко над горизонтом оно кажется нам несколько желтоватым. А во время захода или восхода, когда солнечным лучам приходится пронизать большую массу воздуха, прежде чем попасть в наш глаз, Солнце имеет красный цвет. Голубые и фиолетовые лучи полностью потерялись, рассеялись по дороге, и до нашего глаза добрались только желто-красные.
Но всегда ли безоблачное небо бывает чисто голубым?
Каждый, наверное, мог заметить, что после долгого засушливого периода небо кажется каким-то белесым, тусклым. Но стоит пройти хорошему ливню, и умытые небеса опять сияют голубизной!
Что же произошло?
Во время сухого периода в воздух поднялось много пыли и мелких песчинок, на которых лучи света тоже рассеиваются, отражаясь от них многократно и воспринимая цвет этих твердых частиц. Именно пыль и песчинки, замутнившие атмосферу, придают небу несвойственный ему белесоватый оттенок. Когда же дождь прибьет пыль к земле, воздух очистится, небеса вновь станут естественного голубого цвета.
Наблюдатели, поднимавшиеся на стратостатах, отмечали/ что непосредственно над горизонтом, который выделяется полосой белой дымки, небо имеет светло-синий оттенок. Несколько выше этого слоя оно окрашено в сине-голубой цвет такой насыщенности, какую мы видим с поверхности Земли. Ближе к зениту цвет неба становится темно-синим, почти черным.
Примерно таким же можно увидеть дневное небо Марса. Ведь характер рассеивания света газовой средой не зависит от ее химического состава и определяется размерами частиц, рассеивающими солнечные лучи. В чистом, незапыленном воздухе свет рассеивают молекулы газа. Их размеры, очевидно, так же малы в марсианской атмосфере, как и в земной.
Интенсивность окраски зависит от количества рассеивающих частиц. Поэтому, когда луч зрения пересекает толщу атмосферы по кратчайшему пути (наблюдатель смотрит в зенит), в сильно разреженной атмосфере голубое свечение почти незаметно и небесный свод имеет темно-синюю или вовсе черную окраску. При наблюдении горизонта и прилегающих к нему зон на пути луча зрения оказывается толща атмосферы в двадцать с лишним раз большая. Слабое свечение газовой среды становится более насыщенным.
