1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Наука и техника

Поиск воды на Марсе

07.05.2007

Сегодня наш выпуск передачи «Наука и техника» посвящен космической тематике. А начнем мы его с рассказа о том, какое влияние оказывает космическое излучение на нашу планету.

Ученые уже давно обратили внимание на тот интересный факт, что катастрофы, не раз вызывавшие вымирание животных на нашей планете, подчиняются определенному внутреннему ритму и повторяются в среднем один раз в 62 миллиона лет. Однако причина этих катастроф вплоть до последнего времени оставалась для исследователей загадкой. Возьмем, к примеру, конец пермского периода. Тогда 250 миллионов лет тому назад с лица земли исчезли 95 процентов всех населявших нашу планету животных и 75 процентов рептилий и амфибий. Согласно новой тории, массовое вымирание животной жизни на Земле непосредственным образом связано с маршрутом, которому следует солнечная система, проходя через нашу галактику. Говорит Адриан Мело (Adrian Melott) из университета штата Канзас:

Никто не понимает причины этого явления. Однако статистические данные свидетельствуют о том, что оно повторяется регулярно – один раз каждые 62 миллиона лет. Надо сказать, что количество населявших Землю видов животных в различные периоды земной истории изменялось неоднократно, однако наиболее серьезные колебания происходили с периодичностью в 62 миллиона лет.

Ученые и ранее подозревали, что за этой периодичностью кроется некое циклическое явление. Адриан Мело, подтвердил эту догадку, проанализировав окаменелые останки органической жизни. Однако найти причину этой регулярности ученым долгое время не удавалось. Так, согласно одной из гипотез, катастрофы были каким-то образом связаны с перемещением солнечной системы внутри Млечного пути. Но эта гипотеза не вызвала в научном мире особого доверия. Ведь Солнечной системе требуется 200 миллионов лет, для того чтобы совершить полный оборот внутри Млечного пути, в то время как катастрофы случались с периодичностью в 62 миллиона лет. Эту неувязку удалось устранить Михаилу Медведеву, сотруднику университета штата Канзас, который на ежегодной встрече американский физиков во Флориде представил на суд общественности стройную теорию, объясняющую зловещую цикличность с которой вымирали виды на нашей планете. По мнению Медведева, все дело в опасном космическом излучении, которое усиливается каждые 62 миллиона лет, по мере приближения солнечной системы к северному краю нашей галактики:

Солнечная система, проходя по Млечному пути, совершает маятникообразные движения, вверх-вниз. Когда она поднимается к северу, расстояние до края галактики уменьшается и пагубное космическое излучение достигает поверхности Земли. Согласно нашим расчетам, на это колебательное движение уходит 62 миллиона лет, плюс-минус три миллиона.

Внутри Млечного пути Земля защищена от вредоносного космического излучения мощным магнитным полем галактики. Тем временем на границе Млечного пути магнитное поле становится слабее. Однако на этом проблемы не заканчиваются. Дело в том, что

Млечный путь движется в направлении весьма массивного скопления галактик, так называемого скопления Девы, которое находится как раз к северу от нашей галактики.

Для защиты от космического излучения у галактики имеется еще один защитный механизм. Млечный путь постоянно излучает в межгалактическое пространство электрически заряженные частицы, которые блокируют вредное космическое излучение. Однако в направлении движения галактики эффективность этого «галактического щита» снижается. В результате, север млечного пути получает повышенную дозу космического излучения, а вместе с ним и планета Земля. Земная атмосфера способна остановить это излучение, тем не менее, по мере поглощения космического излучения земной атмосферой, там образуются особо тяжелые частицы, так называемые мюоны, которые долетают до земной поверхности, вызывая изменения в генной информации животных. Эти генные изменения приводят к мутации видов, жизнеспособность которых значительно снижается. Если теория американских ученых верна, то тогда уже сегодня можно предсказать время наступления очередной катастрофы. Она произойдет через 10 миллионов лет, разумеется, если до тех пор человек сам не уничтожит имеющиеся на планете виды животных и растений.

Если в ближайшие 100 лет разнообразие обитающих на нашей планете видов будет сокращаться прежними темпами, то наши внуки станут свидетелями массового вымирания животных, которое можно сравнить по масштабам с последствиями наиболее страшных катастроф, когда-либо случавшихся на Земле.

Есть ли жизнь на Марсе? Этот вопрос продолжает и сегодня волновать научный мир. А, как известно, органическая жизнь, в нашем земном ее понимании, невозможна без воды. Поэтому заявления астрономов о нахождении следов проточной воды на Марсе, снова и снова привлекают внимание мировой общественности к Красной планете. Однако, до последнего времени все эти заявления основывались лишь на косвенных свидетельствах, таких, например, как следы водных потоков, оставшихся на склонах крутых скалистых ущелий. Поэтому критики, к числу которых относится профессор Трой Шинброт (Troy Shinbrot) из Университета Ратгерс в Нью-Джерси, сомневаются в обоснованности подобного рода умозаключений. Трой Шинброт является специалистом в области физики сыпучих материалов. По его словам, большинство его экспериментов мог бы провести и ребенок. Излюбленной лабораторией профессора является песочница, где Трой Шинброт исследует поведение гранулированных материалов в различных условиях. Чаще всего к нему за советом обращаются представители фармацевтических компаний. Шинброт консультирует фармацевтов по самым различным вопросам. Например, объясняет, как наилучшим образом смешать различные порошкообразные вещества, необходимые для изготовления медикамента, чтобы при прессовке таблеток результат был всегда одинаковым. Несмотря на большое уважение, которым пользуется Трой Шинброт как эксперт в среде фармацевтов, астрономы неохотно прислушиваются к мнению специалиста по сыпучим материалам. Исследователи из американского космического агентства НАСА, убежденные в том, что по поверхности Марсе еще совсем недавно текли реки, не слишком жалуют непрошенного советчика, ставящего под сомнения их умозаключения.

В качестве доказательства теории, согласно которой по поверхности Марса в недавнем прошлом текли реки, астрономы охотно прибегают к фотографиям марсианской поверхности. На этих фотографиях можно наблюдать геологические структуры, которые в земных условиях могли образоваться только под влиянием потоков воды.

Речь идет о небольших желобках на склонах кратеров вулканов, которые образовались, судя по всему относительно недавно, всего лишь несколько миллионов лет тому назад. С геологической точки зрения – это практически вчера. Если интерпретировать эти желобки как следы, оставленные проточной водой, то можно логически прийти к выводу о том, что и сегодня на поверхности Марса где-нибудь должны находится вода, а, следовательно, там есть условия для жизни. Естественно, что это было бы весьма кстати для планируемых американским агентством НАСА пилотируемых миссий к Красной планете. Однако Трой Шинброт считает подобного рода аргументацию притянутой за уши, указывая на тот факт, что эти канавки образовались под влиянием лавин сухой пыли.

Сила тяжести на Марсе составляет всего лишь 38 процентов от земной гравитации. Поэтому крупинки пыли, приведенные в движения ветром или упавшим на поверхность планеты метеоритом, способны преодолеть в силу инерции довольно большие расстояния, прежде чем сила трения заставит их остановится в состоянии покоя. Мы провели ряд испытания и установили, что лавины пыли оставляют точно такие же следы, что и потоки воды.

В ходе лабораторных исследований с полыми керамическими шариками Шинброт сымитировал динамику потоков песка. И пришел к следующему выводу: по мере того, как песчинки набирают скорость, возникает пылевой поток, который подобно воде низвергается со склонов гор в долины, оставляя на поверхности планеты следы, напоминающие следы водных потоков. Таким образом, доказательство астрономов, опирающееся на особенности поведения воды на Земле, и не учитывающее динамику пылевых потоков на Марсе, было поставлено под сомнение.

Для того чтобы убедить меня в обратном, астрономам необходимо найти борозды, истоки которых не находятся на крутых склонах. Происхождение такого рода борозд мы уже не сможем объяснить одними лишь пылевыми потоками, поскольку пылевые лавины свергаются с горы в долину только в том случае, если склон достаточно крут. Тем временем проточная вода оставляет следы и на склонах относительно пологих холмов.

В отличие от специалистов из американского космического агентства НАСА Троя Шинброта не удивляет тот факт, что оба марсианских ровера Spirit и Opportunity до сих пор не смогли обнаружить ни капли воды на марсианской поверхности. Тем не менее, поиски воды продолжаются, запланированы новые миссии, выделены солидные средства. Не удивительно, что критические замечания непрошенного советника не находят отклика в сердцах марсианских исследователей из американского агентства НАСА.

Есть несколько ученых, которые меня поддерживают. Однако ведущие специалисты предпочитают игнорировать мое объяснение, опасаясь лишиться финансирования.

Следует отметить, что в природе происхождения глубоких ущелий и широких долин, возникших на Марсе в результате действия водных потоков многие миллиарды лет назад, никто не сомневается. Однако сегодня эти водные массы в замерзшем состоянии находятся на обледенелых полюсах Красной планеты. Проточной же воды на Марсе уже давно нет.

С весны 2002 года европейский сателлит Envisat находится на околоземной орбите. Сотрудники европейского космического агентства ESA подводят баланс пятилетней работы спутника.

Многочисленные инструменты, находящиеся на борту спутника, позволяют проводить наблюдения, результаты которых используются учеными, занимающихся исследованием Земли. Более 900 научно-исследовательских проектов пользуются данными, полученными сателлитом.

И с каждым днем число пользователей растет. Такого спутника нет даже у американского космического агентства НАСА.

Безусловно, Envisat – это чрезвычайно успешная миссия. Бортовые инструменты спутника собирают данные, которые невозможно получить ни от одного другого сателлита. Исходя из этого, можно смело назвать Энвисат поп-звездой научного мира.

Джон Барроуз (John Burrows) принадлежит к числу пользователей сателлита. Британский профессор занимается исследованием физики земной атмосферы в университете немецкого города Бремен, где он проводит оценку данных, полученных от спектрометра Sciamachy, находящегося на борту сателлита Энвисат и регистрирующего то, как распространяется солнечное излучение в земной атмосфере. При помощи этого спектрометра ученые могут с высокой точностью определить содержание того или иного газа в атмосфере Земли.

Сегодня мы видим, как быстро растет загрязнение воздуха в Китае. Наши наблюдения показывают, что ранее мы недооценивали этот фактор. На самом деле Китай выбрасывает в земную атмосферу намного больше вредных газов, нежели мы ранее предполагали. Мы также можем доказать, что вредные вещества распространяются вместе с потоками воздуха по всему миру: выбросы из Азии достигают берегов Северной Америки, американские выбросы добираются до Европы. Часть европейских газов попадает в Азию и в Арктику.

Сенсоры европейского сателлита Энвисат измеряют температуру поверхности морей и океанов, тектонические подвижки земной коры на континентах, а также определяют толщину слоя льда на полярных шапках. И все это с высоты в 800 километров над уровнем моря. Благодаря данным, полученным при помощи сателлита Энвисат, бременские ученые составили карту основных источников парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу Земли.

Впервые в истории нам удалось подробнейшим образом нанести на карту мира источники выбросов парниковых газов, таких как двуокись углерода и метан. Это чрезвычайно важно, поскольку теперь у нас в руках имеется технология, позволяющая проследить за выполнением взятых на себя обязательств странами, подписавшими киотский протокол. Для этого необходимо точно разграничить естественные и искусственные источники парниковых газов.

Многие ученые видят в этом одну из важнейших задач спутника Энвисат. Европейский сателлит как нельзя лучше подходит для наблюдения за климатическими изменениями, происходящими на Земле. Но тут есть одна проблема. Дело в том, что страны, подписавшие Киотский протокол, обязались уменьшить выброс двуокиси углерода и метана к началу 2012 года. Только после наступления этого срока к провинившимся государствам можно будет применять штрафные санкции, предусмотренные договором. Однако к тому времени Энвисат уже будет снят с эксплуатации. Согласно первоначальным планам, его работа должна будет завершиться уже в этом году. В наиболее благоприятном случае, миссия сателлита будет продлена до 2010 года. На большее рассчитывать не приходится. Однако, отчаиваться не следует. По словам Анри Лора (Henri Laur) из европейского космического агентства ЕСА, у европейцев уже сегодня есть твердые планы по замене отслужившего свой срок сателлита:

Для замены Энвисата мы намереваемся запустить на околоземную орбиту не один, а несколько спутников типа «Сентинель». Они поделят между собой инструменты и задачи, которые сегодня выполняет Энвисат. Первые спутники этой серии будут запущены в 2011-2012 годах.

Но и тут еще далеко не все проблемы удалось устранить. Пока не ясно, действительно ли будут построены все пять спутников, как это было первоначально запланировано европейским космическим агентством ЕСА. И сможет ли в конечном итоге один из пяти новых сателлитов, подобно Энвисату, замерять наличие двуокиси углерода и метана в атмосфере нашей планеты. Окончательное решение по этому вопросу пока еще не принято.