Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах - Антон Иванович Первушин

будто бы учёные обнаружили признаки кислорода в спектре, хотя они лишь указали верхний предел возможного содержания этого газа. В 1956 году астроном Роберт Ричардсон в той же обсерватории Маунт-Вилсон повторил попытку найти кислород и снова получил отрицательный результат; при этом он рекомендовал для решения задачи попробовать поднять с помощью ракеты измерительное оборудование на высоту 100 км, где влияние земного кислорода на спектральные линии близко к нулю. Лишь в 1968 году Майклу Белтону и Дональду Хантену удалось обнаружить в атмосфере Марса признаки молекулярного кислорода в красной части спектра. Его содержание они оценили в 0,3 % от общего объёма, что оказалось близко к реальности: позднее с помощью космических аппаратов было установлено, что доля кислорода составляет 0,2 %.

Так или иначе, но Марс становился в глазах учёных всё более неприветливой и непригодной для жизни планетой. Даже принимаемое завышенное давление атмосферы давало аналогию с высотой в 18 км над поверхностью Земли (нижняя граница стратосферы), где выживание человека без специального оборудования невозможно. Наличие углекислого газа и отсутствие кислорода тоже настраивало на пессимистический лад. И всё же, поскольку единого мнения по поводу приповерхностной температуры на планете не существовало, у сторонников «живого» Марса оставался последний аргумент: там есть вода в жидком состоянии, а где есть вода и свет, там может начаться биологическая эволюция.

Марсианскую жизнь попытался «спасти» советский астроном Гавриил Адрианович Тихов, ставший основоположником сначала астроботаники, а затем и астробиологии. Предпосылки к его теории были заложены в 1865 году французом Эммануэлем Лиэ, который, наблюдая сезонные изменения интенсивности и окраски «морей» Марса, предположил, что они покрыты растительностью. В момент своего возникновения гипотеза не получила широкой известности, а позднее её вытеснила теория Лоуэлла. В XX веке она обрела новых сторонников, но, как и многие другие идеи, требовала серьёзного осмысления и проверки. Учёные предложили два пути решения задачи. Первый: надо искать в спектре «морей» Марса тёмную полосу хлорофилла (красящего вещества земных растений), расположенную в красной части спектра. Её поиском занимался Весто Слайфер в обсерватории Лоуэлла, но безрезультатно. Второй путь предполагал использование так называемого «эффекта Вуда». В начале века американский физик Роберт Вуд изготовил фотопластинки, чувствительные к инфракрасным лучам. Растения на его снимках получались белыми, словно присыпанными снегом: причина была в том, что они хорошо отражают инфракрасные лучи. Если бы тёмные области Марса были покрыты растительностью, они выглядели бы белыми или хотя бы светлыми. Но они получились ещё более тёмными, то есть эффект Вуда не наблюдался.

Тем не менее Гавриил Тихов начал активный сбор доказательств в пользу «растительной» гипотезы. Позднее он вспоминал: «В 1860 году впервые учёные заговорили о растительной жизни на Марсе. Разговоры, даже если это разговоры учёных, ещё не научное обоснование… „Есть ли растительная жизнь на Марсе?“ – такова была основная задача, которую мы с Н. Н. [Николаем Николаевичем] Калитиным поставили перед собой, готовясь к наблюдениям планеты в 1909 году. Для решения этого вопроса мы, можно сказать, спустились с Марса на Землю и стали изучать оптические свойства земной растительности, чтобы потом снова вернуться на Марс и сказать, к какому виду земных растений подходит более всего растительный покров „морей“ Марса… Понятно, что в своих исследованиях я пытался открыть поглощение хлорофиллом падающих на растения Марса лучей, но положительных результатов не получил».

Рис. 41. Астроном и астробиолог Гавриил Адрианович Тихов изучает земные хвойные растения, чтобы реконструировать облик марсианской флоры. Из книги: Зигель Ф. Загадка Марса. – М-Л.: Гос. изд-во дет. лит., 1952.

Казалось бы, вопрос закрыт, но в 1945 году, после очередной лекции о внеземной жизни, которые Тихов читал в Алма-Ате, к нему подошла агрометеоролог Анастасия Кутырева и высказала предположение, что, если марсианские растения вынуждены приспосабливаться к суровым природным условиям, они должны поглощать бóльшую часть инфракрасных лучей, несущих тепло, для «согревания». Идея выглядела многообещающей, и Тихов приступил к сравнению собранных ранее спектров лиственных и хвойных деревьев, сразу выяснив, что отражение инфракрасных лучей у последних в три раза ниже.

Кроме того, зимой хвойные деревья отражают вдвое слабее, чем летом.

Тихов провозгласил появление науки, изучающей внеземные растения, а в ноябре 1947 года по его настоянию был учреждён Сектор астроботаники Академии наук Казахской ССР, сотрудники которого занялись сравнением спектральных свойств «морей» Марса и земных растений. Впрочем, они не ограничивались рассуждениями и подбором земных аналогов, а ставили лабораторные эксперименты по выращиванию растений и размножению бактерий в искусственно созданных «марсианских» условиях. Эксперименты дали положительные результаты: растения выдерживали «марсианский» холод и низкое атмосферное давление, бактерии размножались в «марсианской» атмосфере. Правда, при постановке этих экспериментов принималось завышенное значение давления у поверхности – 85 миллибар (63,8 мм рт. ст.), что почти в четырнадцать раз выше действительного, да и химический состав атмосферы Марса был в то время под вопросом. Всё это не помешало Тихову объявить о рождении ещё одной науки – астробиологии.

Как же выглядела марсианская растительность в представлениях Тихова? Он говорил следующее: «Прежде всего она должна быть низкорослой, прижимающейся к почве. Это главным образом травы и стелющиеся кустарники зелёно-голубого цвета. Некоторые из них буреют и высыхают к середине лета, другие сохраняют свои зелёно-голубые листочки и зимою. Живут эти растения вперемешку. Некоторое сходство с марсианскими растениями могут иметь наш можжевельник, остролодка, морошка, брусника, мхи, лишайники и другие северные и высокогорные растения».

Определённый вклад в астроботанику внёс вышеупомянутый Джерард Койпер. Он тоже не обнаружил признаков поглощения хлорофиллом солнечных лучей в спектре Марса, но в книге «Атмосферы Земли и планет» (The Atmospheres of the Earth and Planets, 1952) заявил, что марсианская растительность должна представлять собой нечто вроде лишайников. Он предположил, что на соседней планете раньше, вероятно, преобладал более мягкий климат, способствующий постепенной адаптации флоры, а вулканы могли служить источниками тепла для неё.

Вершиной торжества «растительной» гипотезы стало открытие, сделанное гарвардским астрономом Уильямом Синтоном. В 1957 году он заявил, что обнаружил в спектре «морей» Марса полосы в инфракрасной части, соответствующие органическим соединениям, и сделал обнадёживающий вывод: «Хотя для сравнения был использован спектр лишайников, согласованность [спектров], конечно, не подразумевает, что лишайники присутствуют на Марсе, – она указывает только на присутствие органических молекул. Однако представляется маловероятным, что органические молекулы остаются на поверхности Марса, не будучи покрытыми пылью от бурь или не разлагаясь под действием солнечного ультрафиолета, если бы они не обладали некоторой способностью к регенерации… Эти данные, наряду с убедительными доказательствами сезонных изменений, делают чрезвычайно вероятным существование растительной жизни