Науке еще предстоит объяснить, как, когда, где и почему впервые возникла жизнь. Появилась ли она на Земле? Это всего лишь одно из мнений. Возникла ли она в результате случайного сочетания молекул в «первичном бульоне»? Это тоже одно из мнений, как и противоположное мнение о том, что жизнь появилась по воле Творца. Неприглядная истина, по признанию биологов Стэнли Миллера и Лесли Оргела, заключается в том, что «мы не знаем, как началась жизнь» [1].

Так или иначе, существует согласие по ряду основных моментов. Самый важный из них — «наличие воды в форме жидкости является необходимым условием наличия жизни» [2]. Согласно биологу Андерсу Хансену, вода, как инертный растворитель, «идеально подходит для биохимического цикла. Без нее жизнь не может укорениться, а дарвиновская эволюция не может начаться» [3].

В царстве науки, где есть лишь немного твердо установленных фактов, это тоже можно считать лишь одним из мнений. Тем не менее это широко распространенное мнение, и мы не имеем оснований предполагать его ошибочность [4]. До тех пор пока не появятся доказательства обратного — и поскольку нам известно, что именно так происходило на нашей планете, — представляется разумным признать, что вода, по всей видимости, является необходимой предпосылкой для возникновения жизни где-либо во Вселенной.

Сейчас Марс представляет собой мертвую, сухую и холодную планету. При средней температуре — 23 °C там нет жидкой воды, но может быть замерзшая вода в форме льда. Действительно, вода в форме жидкости не может сохраниться на поверхности планеты в таком климате больше чем на несколько секунд. Поэтому когда началась эпоха космических исследований и были сделаны фотографии Марса с близкого расстояния, люди с некоторым удивлением обнаружили, что на большей части поверхности планеты видны безошибочные свидетельства существования бывших океанов, рек и озер, следы обильных дождей и катастрофических наводнений.

Даже в самых благоприятных условиях астрономические наблюдения Марса могут привести к неверным выводам. Как мы могли убедиться в главе 1, оптическая иллюзия, связанная с так называемыми оросительными каналами, привела Персиваля Лоуэлла и других астрономов конца XIX века к выводу, что «Марс населен существами того или иного рода» [5]. Такие заявления питали общественные ожидания более 50 лет. Даже в середине 1960-х годов многие все еще верили, что существование каналов будет подтверждено космическими зондами НАСА. Когда было обнаружено, что никаких каналов не существует, наступило всеобщее разочарование, сопровождавшееся утратой интереса к Марсу и его тайнам.

Хотя каналов не существует, другие марсианские феномены, хорошо известные по данным астрономических наблюдений и подтвержденные фотометрическими исследованиями, труднее отбросить как оптические иллюзии. К числу наиболее любопытных принадлежит феномен, называемый астрономами «волной затемнения» [6].

«У края каждой полярной шапки ранней весной, когда лед начинает отступать, возникает общее затемнение поверхности. Потом это затемнение отделяется от отступающей полярной шапки и движется по направлению к экватору в виде четкой полосы с более высокой контрастностью и наконец растворяется в противоположном полушарии. Волны по одной в каждом полушарии движутся с видимой скоростью около 35 км в день» [7].

Южная полярная шапка Марса в период максимального расширения достигает 50° ю.ш. Северная полярная шапка достигает 65° с.ш., гораздо дальше от экватора. При измерении «спектра отражения» полярных шапок ученые обнаружили, из чего они состоят. Южная шапка, наиболее холодная, целиком состоит из замерзшего углекислого газа. Северная полярная шапка содержит переменное количество замерзшей углекислоты, но всегда сохраняет постоянный остаток чистого водяного льда диаметром около 1000 км [8]. Это считается «крупнейшим резервуаром доступной воды на планете» [9].

Вокруг полярной шапки и на некотором расстоянии под ней находятся «мощные слоистые отложения» [10], по определению геологов. Эти отложения, сформированные, по-видимому, под воздействием ветра, прорезаются узкими извилистыми долинами и граничат с самым большим морем песчаных дюн в Солнечной системе [11]. «Это песчаное море полностью окружает реликтовую северную полярную шапку. Дюны этого региона очень живописны и отличаются регулярным расположением на протяжении сотен километров» [12].

Время от времени на поверхности Марса бушуют грандиозные песчаные бури. По еще не вполне понятным причинам таким бурям обычно предшествует период внезапной локальной турбулентности в определенных районах южного полушария, во время которых огромное количество пыли выбрасывается в атмосферу на высоту до 10 км. Затем мощные ветры разносят пыль по всей планете, быстро затмевая черты ее ландшафта. Потом интенсивность бури начинает спадать, и через несколько недель атмосфера возвращается к нормальному состоянию [13].

В то время как на Земле преобладают плавные изгибы и округлые формы, Марс являет картину резких контрастов. Его долины — самые низкие, каньоны — глубочайшие, а вулканы — высочайшие в Солнечной системе. В отсутствие такой точки отсчета, как уровень моря, ученые соотносят марсианские высоты и глубины с условным «уровнем поверхности». Вершина гигантского вулкана Олимп, расположенная на высоте 27 км над уровнем поверхности, является высочайшей точкой планеты, а дно системы каньонов, известной как долина Маринер, расположенное в 7 км ниже уровня поверхности, является самой низкой точкой [14].

Гора Олимп похожа на видение из какой-нибудь мрачной сказки. Она относится к категории щитовых вулканов и состоит из круглой лавовой возвышенности диаметром 700 км, поднимающейся к вершинной кальдере диаметром 80 км [15]. Внешний край лавовой возвышенности, протяженность которого достигает почти 5000 км, ограничен отвесными утесами шестикилометровой высоты [16].

К юго-востоку от горы Олимп находится плато Элизий — огромный возвышенный регион, увенчанный тремя вулканами. Главный из них, гора Элизий, возвышается на 9 км над окружающей равниной [17]. К юго-востоку от горы Олимп на расстоянии 1600 км начинается еще более огромная возвышенность, известная как плато Фарсида (Тарсис). Она возвышается на 10 км над уровнем поверхности, а ее размер составляет более 4000 км с севера на юг и 3000 км с запада на восток (примерно размер Африки к югу от реки Конго) [18]. Она, в свою очередь, увенчана тремя гигантскими щитовыми вулканами, известными под общим названием Фарсидские горы [19]. Их пики поднимаются на высоту 20 км над уровнем поверхности и всегда остаются видимыми для наблюдателей с орбиты даже во времена самых сильных песчаных бурь [20].

На восточной оконечности плато Фарсида Марс как будто был расколот под воздействием некой катастрофической силы. Посреди беспорядочной мешанины перекрещивающихся глухих каньонов и впадин, известных как Noctis Labyrinthis (Лабиринт Ночи), на поверхности планеты возникает гигантская, плавно изгибающаяся борозда, которая тянется на восток почти параллельно экватору, но между 5° и 20° ю.ш. на расстояние 4500 км [21].

Это долина Маринер. Названная в честь «Маринера-9», первого космического зонда, сфотографировавшего ее, она имеет глубину до 7 км при максимальной ширине более 200 км [22]. По сравнению с Большим Каньоном она в четыре раза глубже, в шесть раз шире и более чем в 10 раз длиннее [23].

На восточной оконечности долина Маринер загибается в северном направлении к экватору и углубляется в мешанину так называемого хаотического ландшафта, состоящую из скалистых блоков, мелких долин и разломов, похожих на один из нижних кругов Дантова Ада. От южного края этой хаотической зоны отделяются глубоко врезанные каналы долины Симуд, долины Тиу и долины Арес (именно в долине Арес посадочный модуль НАСА «Глобал Сарвейор» приземлился 4 июля 1997 года). Все эти каналы очень длинные и широкие. Они тянутся вдоль ложа огромного бассейна, известного как равнина Хриса, и соединены другими каналами, в частности Kasei Vallis, который тянется на север от центральной части каньонов долины Маринер на протяжении 3000 км [24].

Геологи единодушно сходятся в том, что эти каналы могли возникнуть лишь под воздействием невероятно мощных водных потоков. Эти потоки текли из южного полушария Марса в северное полушарие с огромной скоростью из-за значительного перепада высоты.

Одна из великих загадок Марса состоит в том, что он имеет две совершенно разные и четко определенные области рельефа: сильно изрытые кратерами южные возвышенности, большая часть которых находится на высоте двух или более километров над уровнем поверхности, и сравнительно ровные и лишенные кратеров северные низменности, большая часть которых расположена на глубине одного километра ниже уровня поверхности [25]. Площадь этих низменностей и возвышенностей примерно равна площади каждого полушария, но они лишь очень приблизительно совпадают с современными южным и северным полушариями Марса. По словам геолога Питера Кеттермола:

«Линия дихотомии, разделяющая эти две зоны, описывает огромную окружность, наклоненную под углом примерно 35’ к марсианскому экватору» [26].

Главными исключениями в «низменном» ландшафте северного полушария являются плато Элизий и значительная часть плато Фарсида, которое перекрывает разделительную линию [27]. Главными исключениями в «возвышенном» ландшафте южного полушария являются долина Маринер и два колоссальных кратера, Аргир и Эллада, появившиеся в результате столкновения с кометами или астероидами. Кратер Аргир имеет диаметр 630 км при глубине около 3 км. Кратер Эллада имеет диаметр почти 2000 км, а его глубина достигает 5 км [28].

Эти два кратера вместе с третьим, который носит имя Исиды, являются самыми большими на Марсе, но поверхность планеты изрыта легионами других кратеров диаметром от 30 км, многие из которых, включая один на южном полюсе, являются настоящими гигантами с диаметром более 200 км [29].

В общем и целом, среди десятков тысяч мелких кратеров диаметром до 1 км на Марсе было определено 3305 кратеров шириной более 30 км. Разумеется, трудно объяснить, почему 3068 из них, или 93 %, расположены к югу от разделительной линии и лишь 237 больших кратеров расположены к северу от нее [30]. Не менее любопытен и факт значительного перепада высот между двумя полушариями.

Причина этих видимых контрастов, по замечанию геолога Рональда Грили, «остается одной из главных нерешенных проблем Марса» [31]. Не вызывает сомнения, что в какой-то период своей истории планета подверглась катаклизму почти невообразимых масштабов. В главё 4 мы исследуем причины и последствия этого катаклизма, который, по мнению ряда ученых, лишил Марс его первоначальной атмосферы и некогда обильных ресурсов жидкой воды [32].

Многие из самых больших марсианских кратеров диаметром 30 км и более обнаруживают безошибочные признаки воздействия влажного и теплого климата. В частности, Эллада, Исида и Аргир имеют низкие нечеткие края и плоское ложе. По мнению некоторых специалистов, это указывает на их формирование в плотной атмосфере при быстрой эрозии и более сильном магнитном поле, чем в наши дни [33]. Сходным образом большие земные кратеры под воздействием эрозии «могут сливаться с ландшафтом за несколько сотен лет и становиться практически неотличимыми от окружающей местности» [34].

Другие крупные марсианские кратеры диаметром от 30 до 45 км имеют центральные пики, напоминающие гигантские сталагмиты с углублениями на вершинах. По мнению Рональда Грили, «такая форма выбросов может быть обусловлена наличием воды и атмосферы на Марсе» [35].

Планетологи Джей Милош и Энн Ликери просчитали, что Марс «вероятно, имел первоначальную атмосферу с примерно таким же давлением у поверхности, как в наши дни на Земле, и соответственно более высокую температуру у поверхности, превышающую точку таяния льда» [З6]. По их предположению, марсианская атмосфера была сметена многочисленными астероидными ударами: «Из-за слабой гравитации на Марсе расширяющаяся ударная волна после падения крупного астероида могла выбросить в космос всю атмосферу на окружающей территории» [37].

Один из марсианских метеоритов, изученных специалистами НАСА, действительно содержал несколько миллиграммов жидкой воды; эта капелька теперь выставлена на обозрение в запечатанной стеклянной пробирке [38]. Более того, существует мнение, что «замерзшая подповерхностная вода может существовать на Марсе и в наше время на глубине примерно 200 м» [39]. Есть даже намеки, что на достаточно большой глубине, близкой к внутренним слоям расплавленной магмы, могут существовать горячие источники [40]. Теоретически перегретый пар из таких источников может выходить на поверхность, и в августе 1980 года Леонард Мартин из Лоуэлловской обсерватории в Аризоне сообщил, что на двух последовательных снимках, сделанных зондом «Викинг» над регионом, расположенным к югу от долины Маринер, действительно «наблюдается что-то похожее на выброс воды или пара» [41]. Винсент Ди Пьетро и Грегори Моленаар выполнили компьютерную обработку этих снимков. Они пришли к следующему выводу: «Мы не только подтвердили открытие Мартина, но и обнаружили круглое компрессионное кольцо вокруг центральной колонны… Разница в размерах на изображении между двумя кадрами свидетельствует о том, что облако поднималось со скоростью более 200 футов в секунду» [42].

Фонтаны на Марсе — вопрос спорный, но ученые уже не оспаривают, что Марс когда-то обладал огромными ресурсами жидкой воды, следы которой можно видеть на десятках тысяч фотографий НАСА. Недавно эти свидетельства подверглись углубленной оценке со стороны специалистов из отдела экзобиологических программ НАСА. Группа исследователей включала Дэвида Демеро из Эймсовского исследовательского центра, Майкла Керра из Геологической службы США, Майкла А. Мейера из штаб-квартиры НАСА и знаменитого астронома Карла Сагана [43]. Их выводы, представляющие консенсус научных мнений по этому предмету, приведены подробно:

«Одним из самых трудных аспектов марсианской геологии является роль воды в эволюции планеты. Хотя вода в жидкой форме на поверхности нестабильна в нынешних условиях, мы наблюдаем повсеместные свидетельства водной эрозии. Наиболее интересными чертами ландшафта являются широкие сухие долины, которые могли сформироваться в результате мощных наводнений. Многие долины начинаются в регионах так называемого хаотического ландшафта, где крупномасштабное обрушение привело к образованию поверхности из беспорядочного нагромождения каменных блоков на глубине 1–2 км ниже уровня окружающей местности… На равнине Хриса такие долины возникают из зон хаотического ландшафта и простираются в северном направлении на несколько сотен километров. Несколько крупных каналов на севере и востоке долины Маринер сходятся в бассейне Хрисы и затем продолжаются на север, где сливаются с низменными северными равнинами. Эти долины остаются практически неизменными на всем протяжении и почти не имеют притоков. Для них характерны прямые борта с гладким ложем, на котором обычно встречаются островки каплевидной формы. Это позволяет предположить, что они возникли в результате катастрофических наводнений… Хотя большая часть таких каналов находится в бассейне Хрисы, они встречаются и в других местах, например в окрестностях Элизия и Эллады, другие обнаружены в Мемнонии и Западной Амазонии…

Другие аллювиальные признаки, по-видимому, являются результатом медленной эрозии под воздействием проточной воды. В сильно кратерированных регионах обнаружены ветвящиеся системы узких долин… Они напоминают речные долины на Земле в том отношении, что имеют притоки и увеличиваются в размерах ниже по течению… Наиболее вероятное объяснение существования этих долин заключается в том, что они сформировались под воздействием водной эрозии» [44].

Хотя доклад специалистов НАСА изложен сухим научным языком, он тем не менее касается вопросов огромной важности. Он подтверждает не только то, что Марс некогда имел влажную и сравнительно теплую среду обитания — возможно, даже пригодную для существования высших форм жизни, — но и внезапное катастрофическое исчезновение этой среды.

Другие исследования подкрепляют общую картину. Ширина главной системы каналов на равнине Хриса достигает 25 км при длине более 2000 км [45]. Она образовалась в результате катастрофического наводнения, свидетельством которого служат не только отвесные стены, но и «кавернозные пустоты глубиной до нескольких сотен метров» и обтекаемые «каплевидные» острова размером до 100 км [46]. Вода двигалась чрезвычайно быстро:

«…мощность максимальных выбросов составляла миллионы кубических метров в секунду. Даже в плотной атмосфере Земли поток воды такой мощности не может быть локализован в отсутствие достаточно большого резервуара для ее накопления… Сравнимые по силе эрозионные процессы могли происходить лишь при прорывах крупных дамб» [47].

Производилась также оценка объема воды, необходимого для формирования каналов. По расчетам Питера Кеттермола, он был эквивалентен пятидесятиметровому изменению уровня воды Мирового океана [48]. Майкл Керр из Геологической службы США считает, что эту цифру следует увеличить по меньшей мере в десять раз [49].

Другое крупное наводнение произошло в долине Ареса. Фотографии, полученные от посадочного модуля «Патфайндер» в июле 1997 года, свидетельствуют о том, что этот огромный канал был некогда наполнен «потоками бурлящей воды глубиной более тысячи футов» [50]. Майкл Мэлин, принимавший участие в обработке данных «Патфайндера», считает:

«Это был грандиозный катаклизм. Наводнение подобных масштабов на Земле заполнило бы весь Средиземноморский бассейн» [51].

Слоистые отложения осадочных материалов, сходные с отложениями самых больших озер, были установлены в ряде различных районов Марса. В некоторых местах глубина таких отложений достигает 5 км. Это подтверждает не только существование на Марсе плотной и теплой атмосферы, в которой вода могла существовать в жидком состоянии, но и то, что вода присутствовала там в течение достаточно долгого времени, ведь произошли процессы осадконакопления, сходные с земными [52]. Эти выводы подкрепляются убедительным доказательством, упомянутым в докладе НАСА, что реки в определенных регионах планеты существовали в течение сотен миллионов лет [53]. Более того, «существование водных каналов делает вероятным и выпадение дождевых осадков на Марсе» [54].

Итак, бытует общее мнение, что миллиарды лет назад на Марсе существовала теплая и влажная внешняя среда. Однако Хэролд Мазурски из Геологической службы США показал, что вода в жидком состоянии могла существовать на Марсе «и несколько миллионов лет назад» [55]. Колин Пиллинджер и его британские коллеги пошли еще дальше. Их исследование марсианских метеоритов показывает, что жидкая вода и примитивная жизнь могли существовать на Красной планете всего лишь 600 тысяч лет назад [56]. Другие исследователи, чью работу мы обсудим в главе 4, готовы рассмотреть еще более близкий к нам временной интервал. Они полагают, что грандиозный катаклизм, лишивший Марс воды и атмосферы, разразился менее 17 000 лет назад.

Специалисты все чаще соглашаются с тем, что наряду с большими озерами «на Марсе могли существовать речные дельты и моря» [57]. Дэвид Скотт из Геологической службы США изучил «извилистые каналы, протоки террасы, слоистые отложения и побережья» в ряде бассейнов Элизия, Амазонии, Утопии, Исиды и Хрисы и считает эти элементы ландшафта доказательством существования озер и морей. Бассейн Элизия, по его мнению, был некогда наполнен водой глубиной 1500 м [58]. Вик Бейкер и его коллеги из Аризонского университета считают, что огромный океан некогда покрывал большую часть северного полушария [59], и подкрепляют свою теорию указанием на древние побережья низменных северных равнин [60].

Сходные черты ландшафта были определены на участке с координатами 41° северной широты и 9° западной долготы неподалеку от так называемых пирамид и «Лица» на Марсе в регионе Сидония [61]. Согласно геоморфологу Джеймсу Л. Эрьявику, этот регион, расположенный к северо-востоку от равнины Хрисы, «…содержит области, очень сходные с линиями побережья и участками водной эрозии, где могли происходить оползни и интенсивное осадконакопление. Некоторые эрозионные черты явно указывают на присутствие воды в значительных количествах. Остается лишь определить, к какому периоду марсианской истории принадлежат эти события» [62].

Поверхность Марса представляет собой палимпсест, покрытый наслоениями загадок. В этих слоях записана история о гибели целого мира. Катастрофа могла произойти не так уж давно, и участь, постигшая Марс, возможно, еще не вполне миновала Землю.