На равнинах и внутри крупных кратеров — песчаные барханы или дюны, как в зонах пустынь на Земле. Расстояние между марсианскими дюнами больших размеров достигает 1–2 километров.
В некоторых районах, где дуют постоянно ветры одного направления, за кратерами тянутся светлые шлейфы — это пылевые наносы, создаваемые господствующими ветрами и переносимой ими пылью. На темном фоне обнаженных пород видны светлые параллельные полосы. По фотографиям кратерных шлейфов можно составлять карты направлений сезонных ветров для разных местностей.
Необычной и во многом еще загадочной особенностью марсианского рельефа являются длинные ветвящиеся долины протяженностью в сотни километров, с многочисленными извилистыми «притоками», своим внешним видом очень напоминающие высохшие русла земных рек. Их несколько десятков тысяч. Как правило, более узкие истоки берут свое начало в возвышенной части местности и, спускаясь по склону, расширяются к «устью». Иногда извилистые русла соединяют собой отдельные впадины.
Невероятная схожесть этих долин и русел земных рек поневоле заставляет задуматься над существованием потоков воды, прорезавших в поверхности Марса свои извилистые пути.
Для современных условий на планете подобная возможность нереальна, и ее можно сразу же отвергнуть. При таком малом давлении атмосферы, которое существует сейчас на Марсе, вода закипает даже не нагреваясь, по нашим привычным понятиям. Например, в низинах Марса, где давление его атмосферы достигает максимальных значений, вода должна кипеть уже при температуре в несколько градусов выше нуля. При среднем значении давления для поверхности Марса лед переходит в пар, минуя жидкое состояние. В настоящее время реки на Марсе не могут течь, поскольку не может существовать жидкая вода.
Но не исключено, что в другие времена условия на Марсе были иными.
Примерно 200 лет назад ученые стали обращать пристальное внимание на камни, падающие с неба, — метеориты. Их стали специально разыскивать, исследовать химический состав вещества, пытаться понять их происхождение. Всего на пяти континентах Земли найдено 2500 метеоритов. Особенно богатыми сборы метеоритного вещества оказались на ледяном континенте — Антарктиде, где эти поиски начаты сравнительно недавно. На белоснежных просторах камни с неба хорошо выделяются и видны издалека. За несколько лет шестой континент дал науке столько же находок, сколько все остальные за двести лет.
Принято считать, что метеориты являются осколками малых планет — астероидов. Все научные данные в настоящее время говорят в пользу такого вывода.
В 1865 году в Шерготти, в Индии, был найден образец, который был не похож на обычные метеориты. Но тогда это обстоятельство не привлекло к себе особого внимания.
Настоящая сенсация разразилась несколько лет назад, когда к восьми известным образцам «шерготтитов» добавились еще два, найденные в Антарктиде.
Наиболее крупный из этих осколков был подвергнут подробному анализу. Шерготтиты отличаются от большинства метеоритов, возникших в результате дробления вещества астероидов, прежде всего тем, что состоят из вулканической породы.
Образцы, найденные в Антарктиде, отличаются высоким содержанием частиц воды и некоторых других летучих элементов, а также содержанием элементов калия и урана. Вещество необычных метеоритов застыло и кристаллизовалось по астрономическим меркам сравнительно недавно, не более 1,3 миллиарда лет назад. Породы лунной коры имеют возраст около 4 миллиардов лет. Возраст астероидов и того больше. Следовательно, шерготтиты образовались на тех планетах, где вулканическая деятельность происходила по космическому календарю сравнительно недавно. Можно допустить, что найденный в Антарктиде осколок принадлежал большой и активной планете. Было установлено, что примерно 180 миллионов лет назад изучаемый осколок подвергся сильному удару. В результате частичного плавления каменного вещества в нем образовались мелкие стеклянные пузырьки, внутри которых были найдены газы: аргон, криптон, ксенон и азот. Содержание газов хорошо согласуется с данными о составе атмосферы Марса.
Эти сведения позволяют высказать предположение, что в природе «марсианских» метеоритов отразилось влияние атмосферы и подповерхностных вод Марса.
Наиболее убедительным объяснением всех особенностей служит гипотеза о захвате газовых частиц расплавленной поверхностью осколка 180 миллионов лет назад, когда он подвергся удару.
Возможно, исследованный осколок был выброшен с поверхности планеты в результате взрыва от падения крупного метеорита или астероида. Долгое путешествие его в межпланетном пространстве закончилось на поверхности земного шара, в Антарктиде.
Обсуждая подробности химического состава и структурные особенности шерготтитов, специалисты приходят к выводу, что недра Марса, вероятно, более похожи на недра Земли, чем думали раньше. Если, конечно, шерготтиты действительно прилетели к нам с Марса.
После того как Марс, подобно Земле и другим телам земного типа, образовался из роя отдельных твердых частиц и мелких фрагментов, в общей расплавленной массе вещества началось выделение более тяжелого ядра. Полагают, что железное ядро формировалось в условиях относительно невысоких температур — около 1000 градусов. На Марсе железо содержится в больших количествах, чем на Земле, и в мантии и в коре. Цвет поверхности планеты вызывают красные окислы железа, распространенные в рыхлом покровном веществе. Общее содержание железа в планетном веществе Марса меньше, чем у Земли, и не превышает примерно 25 процентов. Этим объясняется и меньшая средняя плотность Марса. Если сравнить объем и массу Земли, средняя плотность земного вещества составит величину 5,5 граммов в одном кубическом сантиметре. Примерно такая же плотность Венеры и Меркурия. А вот средняя плотность Марса ниже. Сравнив объем и массу планеты, можно убедиться, что эта величина составляет лишь около 4 граммов в кубическом сантиметре.
Итак, в течение первого миллиарда лет существования планеты у Марса образовалось сравнительно небольшое и не очень плотное ядро. Ученые считают, что радиус марсианского ядра составляет от 800 до 1500 километров, а общая масса достигает менее десятой доли массы всей планеты.
В течение первого миллиарда лет существования Марса сформировалось плотное ядро с массой около 1/10 массы планеты. Затем произошло выделение среднего и внешнего слоев недр: возникла мантия из расплавленных горных пород и твердая оболочка — кора.
Еще через один миллиард лет начинается бурная внутренняя деятельность недр планеты. В мантии — слое, лежащем между ядром и внешней корой, — образуются зоны расплавленных пород, которые под давлением вырываются на поверхность.
В это время на лике планеты возникли обширные равнины, заполненные лавами, и наиболее сильно проявлялась вулканическая активность.
Эпоха глобальных изменений форм рельефа, когда выросли знаменитые гиганты — вулканы, относится именно к этому этапу истории Марса.
В течение следующего миллиарда лет активность недр продолжалась, но уже с постепенным угасанием.
Сейчас Марс переживает период полного остывания.
Толщина твердой оболочки непрерывно нарастает и в настоящее время, по-видимому, достигла уже нескольких сотен километров, из которых около 100 километров приходится на верхний слой — кору. Такой мощный твердый панцирь уже непробиваем для расплавленных лав марсианских недр. Поэтому вулканы потухли и безмолвствуют, в низины не затекает лава и не раскалывается зияющими провалами марсианская кора.
Остывает и поверхность Марса. Поскольку средние температуры поверхности на всех широтах значительно ниже нуля градусов по Цельсию, планета как бы погружена в область вечного холода.
Мы знаем, что в наиболее суровых по климату районах Земли образуется так называемая вечная мерзлота — слой пород с постоянно минусовой температурой, в котором вещество горных пород смешано с замерзшей водой.
Подобный же слой образовался и на Марсе.
Но в отличие от своего земного аналога слой вечной мерзлоты на Марсе охватывает всю планету и имеет большую мощность. Расчеты показывают, что мощность промерзания пород на полюсах может доходить до глубины в 4 километра, а в экваториальной зоне — до 1 километра. Внутри этого слоя возможны обширные скопления льда, прикрытого сверху многометровым слоем раздробленных пород.
О существовании слоя вечной мерзлоты на Марсе говорят особые формы рельефа, которые известны и на Земле в зоне многолетней мерзлоты.
Но если планета имеет такие большие запасы льда, может быть, в ее истории действительно существовали периоды, когда внешние условия могли приводить к внезапному интенсивному оттаиванию вечной мерзлоты и к появлению рек, высохшие русла которых мы видим сегодня на марсианской поверхности. Можно предположить, что подобные изменения климата Марса происходили в течение последнего миллиарда лет. Но почему и каким образом, до сих пор неизвестно. Остается лишь строить различные догадки, выдвигать гипотезы, искать новые научные факты.
