Поиски жизни в Солнечной системе

Предположения и мифы, веками окружавшие Марс и его "обитателей", достигли кульминации летом 1976 г., когда две американские межпланетные станции "Викинг" прибли зились к планеге. Главная цель полета этих наиболее совер шенных в техническом отношении автоматических космиче ских аппаратов состояла в том, чтобы выяснить, существует ли в действительности жизнь на Марсе. Каждая из станций состояла из двух частей: орбитального и спускаемого аппа ратов, в целом составлявших четыре самостоятельных бло ка. После их разъединения орбитальные аппараты продол жали обращаться по своей орбите вокруг планеты, произво дя фотографирование ее поверхности и глобальные исследо вания распределения паров воды и температуры поверхнос ти. Они служили также ретрансляторами для передачи ин формации со спускаемых аппаратов на Землю. Спускаемые аппараты, достигнув поверхности планеты, провели серию исследований, касающихся биологии и морфологии Марса. В этой главе мы остановимся на важных открытиях биологи ческого характера, которые были сделаны с помощью орби тальных аппаратов "Викинг", и познакомимся с результата ми, полученными спускаемыми аппаратами.

Вода, лед и пары воды

В одном решающем отношении Земля не имеет себе аналогов в Солнечной системе-это единственное из вра щающихся вокруг Солнца тел, на поверхности которого существует жидкая вода. В самом деле, на Земле имеются не "следы" воды, как на некоторых планетах, а ее необъятные количества. Более 70% земной поверхности покрыто океана ми, которые содержат столько воды, что если распределить се равномерно по всему земному шару, то образуется слой

толщиной около 2700 м. Инопланетному наблюдателю трудно было бы поверить, что на таком богатом водой космическом теле, как Земля, существуют обширные облас ти, где вода (точнее, ее нехватка) является фактором, ограни чивающим возможность жизни. Тем не менее это так. Пус тыни, которые занимают одну пятую площади суши. красно речиво свидетельствуют о важности постоянного присутст вия жидкой воды для существования жизни на нашей плане те.

До 1963 г. вопрос о наличии воды на Марсе по-прежнему оставался открытым, как. впрочем, и большинство других проблем, связанных с этой планетой. К 1970 г.. т.е. за пять лет до запуска "Викингов", наблюдения, проведенные с Земли и с помощью космических аппаратов, со всей очевид ностью показали, что недостаток воды-основное препятст вие для возникновения любой предполагаемой марсианской биосферы. Полное представление об этом сложилось после полета "Маринера-9" и особенно орбитальных аппаратов "Викинг", которые осуществили съемку распределения паров воды на Марсе в зависимости как от местоположения, так и от времени года. Данные, полученные с помощью инфра красных спектрометров, установленных на орбитальных ап паратах, показали абсолютную сухость марсианской пусты ни. Но чтобы в полной мере оценить этот факт. коротко напомним сначала основные физико-химические свойства воды.

Как и многие другие соединения, вода существует в трех состояниях (или фазах): твердом, жидком и газообразном. легко переходя из одного состояния в другое. Если оставить в комнате открытый сосуд с жидкой водой, то ее молекулы начнут отрываться от поверхности жидкости и улетучивать ся, включаясь в состав воздуха комнаты в виде паров. Некоторые из этих молекул могут вновь попасть в сосуд. присоединившись к жидкости, однако в основном их переме щение происходит в одном направлении-в результате жид кость испаряется. Чтобы избежать испарения, сосуд можно закрыть, в этом случае пространство над жидкостью в сосуде вскоре насыщается парами, и тогда скорость конденсации пара станет равной скорости испарения с поверхности жид кости. С этого момента система в целом больше не меняется: в таком случае говорят, что она находится в равновесии. Давление водяного пара при равновесии (статическое давле ние) можно измерить, причем оно зависит от температуры: чем выше температура, тем выше давление. Например, при

25 ^С давление паров в состоянии равновесия равняется 31,7 мбар, или примерно 0,03 атм. Это означает, что система стабильна при 25"С до тех пор, пока давление паров воды в окружающей среде равняется 31,7 мбар. При более низком давлении пара вода испаряется, а при более высоком пар конденсируется, пока вновь не установится равновесие. При ЮО^С статическое давление пара на уровне моря составляет 1013 мбар ^ 1 атм. При этом в жидкой фазе начинают образовываться пузыри в таком случае говорят, что вода кипит.