Марс

| Категория реферата: Рефераты по астрономии
| Теги реферата: реферат людина, административное право шпаргалки
| Добавил(а) на сайт: Родион.

Во-первых, вопросы, связанные с тем, имеют ли исследуемые планеты химические соединения, подобные аминокислотам и белкам;

Во-вторых, вопросы, связанные с тем, имеет ли место обмен веществ – поглощаются ли питательные вещества зеленого типа существующими формами жизни в химических реакциях, которые характерны для земной жизни;

В-третьих, вопросы, связанные с тем, какими средствами могут быть обнаружены формы жизни (животные), остатки жизненных форм (ископаемые) или искусственные сооружения.

Ни один из этих вопросов не является окончательным, так как все они допускают, что жизнь на Марсе подобна земной. Тем не менее мы вынуждены пока исходить именно из этого предположения, беря за основу три отличительных признака жизни: обмен веществ, размножение и эволюция. Эти признаки универсальны для всех живых организмов на Земле. С этой точки зрения чрезвычайно важной проблемой является изучение физических условий на
Марсе с целью определения, насколько они благоприятны для протекания биологических процессов. По мнению учены, полученные данные не исключают возможности жизни на Марсе. Измерения, проведенные с помощью ультрафиолетового спектрометра, показали, что формы жизни на Марсе, если они существуют, должны были выработать механизм защиты от этого излучения.

С этой точки зрения большое значение придаются углекислоте, которая может защитить от ультрафиолетового излучения. Койпер и Юри считают, что
Марс в прошлом мог быть теплее и иметь более мощную и влажную атмосферу. Ее облачный покров удерживал температурные колебания на значительно более низком уровне, чем сейчас. В результате фотолиза водяного пара в атмосфере появился кислород. В этих условиях начала развиваться растительная жизнь, а после возникновения фотосинтеза появились дополнительные источники кислорода. Однако вследствие относительно малой массы планеты кислород мог улетучиться в космическое пространство. Окисление железа на поверхности могло ускорить потерю кислорода и, вполне возможно, что это так и было, потому что поверхность Марса имеет характерную оранжевую окраску. В результате длительного процесса постепенно образовалась тонкая, сухая и холодная атмосфера. Процесс этот сопровождался увеличением интенсивности ультрафиолетового и рентгеновского излучения и потока солнечных протонов на поверхность. Это создало суровые физические условия, к котрым любая возникшая растительность должна была приспособиться.

В лаборатории космической биологии Института цитологии Академии наук
СССР уже в течение ряда лет проводятся исследования по определению границ жизни. Для этого создана специальная камера – «фотостат». В нем иммитируются физические условия, существующие на Марсе. Эксперименты показали, что некоторые формы микроорганизмов и простейших способны выживать в «марсианских условиях» довольно длительное время, а ряд микроорганизмов - даже размножаться. К их числу относятся микроорганизмы, выделенные из почв Антарктиды. Таким образом доказано, что многим живым существам присущ большой «запас прочности», позволяющий им переносить крайне суровые условия, в том числе сходные с марсианскими. Это дает возможность предположить наличие существования на Марсе микроорганизмов, близких по своей природе к земным.

Ф. Солсбери придерживается мнения, что проявления жизни на Марсе могут наблюдаться телескопически, то эта жизнь должна удовлетворять следующим пяти критериям:

1. Она должна образовать сообщества, занимающие большие площади, видимые с Земли.

2. Ее окраска должна соответствовать наблюдаемой и должна реагировать на изменение температуры и влажности.

3. Она должна быть ответственна на наблюдаемые быстрые изменения размеров и формы темных областей и быть способной быстро возобновляться после пылевых заносов.

4. Она должна проявлять эти свойства в суровых условиях Марса.

5. Удовлетворять определенным основным принципам экологии, таким, как кругооборот элементов, свойственный нашей планете.

На основаниях этих условий Ф. Солсбери считает маловероятным, чтобы какие-либо из низших форм жизни могли удовлетворять критериям 1,2 и 3.
Лишайники, например, найденные в Сахаре и Антарктиде, удовлетворяют критерию 4 лучше любого другого известного земного организма. Однако они не могут удовлетворять остальным критериям. Ведь они не имеют сезонных изменений цвета, растут крайне медленно, форма и высота их таковы, что они не могут легко пробираться сквозь слой пыли, поэтому в атмосфере, имеющей столь низкую влажность, они едва ли могут образовать колонии, видимые с
Земли. Стало быть более вероятно существование на Марсе высшей растительности, ибо она удовлетворяет всем этим критериям, за исключением четвертого. Возможно также наличие некоторых видоизмененных форм растительности с пигментом, способным экранировать ее от сильного ультрафиолетового облучения. Этот пигмент может поглощать солнечное излучение, что позволяет растительности удерживать тепло. Несмотря на крайнюю сухость и отсутствие кислорода, у марсианской растительности может осуществляться либо земной цикл фотосинтеза, либо какой-то иной биохимический процесс с участием других элементов. Подобными исследованиями занимался и на это указывал основатель астробиологии советский ученый
Гавриил Адрианович Тихов. Он пришел к выводу, что марсианская растительность действительно сильно напоминает арктическую флору Земли. И если в окрестностях Верхоянска и Оймякона – самом холодном районе Северного полушария – произрастает около двухсот видов растений, то почему бы аналогичным растениям не расти на Марсе?! Г. А. Тихов показал, что если преобладающим цветом земной растительности является зеленый, то марсианская флора должна быть голубого и темно-голубого цвета. Почему? Дело в том, что в более суровых, чем на Земле, марсианских условиях растения будут поглощать более теплые лучи и отражать более холодные – синие и фиолетовые.

Наиболее благоприятным фактором, ограничивающим возможность существования жизни на Марсе, следует признать чрезвычайно малое содержание воды в атмосфере и полное ее отсутствие, по крайней мере, в жидком виде - на поверхности.

Водоемы диаметром более 300 м. исключаются совершенно, так как в противном случае при прозрачной атмосфере планеты наблюдались бы яркие блики Солнца. Однако это вовсе не означает, что под поверхностью Марса также нет воды. Ведь не исключено, что значительная часть первоначального запаса воды на Марсе могла превратиться в подпочвенный лед и таким путем избежать диффузии в космос. Такого мнения придерживаются ученые Ю. Давыдов,
К. Саган, Д. Лидерберг и другие. В некоторых случаях (вблизи горячих источников, очагов вулканической деятельности) этот подпочвенный лед может таять и увлажнять поверхность, тем самым создавая благоприятные условия для развития жизни.

Есть все основания предполагать, - утверждает советский планетолог В.
Дерпгольц, - что подповерхностные марсианские воды более обильны, чем подземные, так как Марс находится дальше от Солнца, и, хотя атмосфера его уже была неплотная при возникновении планеты, в ней должно было сохраниться больше воды, чем на Земле. Этому в дальнейшем способствовала и мерзлотная покрышка марсианских пород… Свободной воды в атмосфере и на поверхности этой планеты мало. Но связанная вода, содержащаяся в породах Марса, по- видимому, весьма обильна – она может составлять одну треть их веса.
Довольно уверенно можно предположить, что породы, покрывающие поверхность
Марса, близки к гидрату оксида железа, так называемому лимониту, в состав которого входит приблизительно 34% воды. Эту воду можно получить из породы, если ее сильно нагревать…

Чтобы ответить на вопрос, могла ли возникнуть жизнь на Марсе, надо исследовать марсианские условия, выяснить, какой путь прошла планета. Если, скажем, будет установлено, что на Марсе когда-то существовали океаны, то значит и возможность возникновения жизни станет весьма вероятной. Известно, что для образования сложных органических соединений необходимо присутствие азота. А его в марсианской атмосфере меньше пяти процентов. Но если его сейчас практически нет, то был ли он ранее?

Точно так дело обстоит и с кислородом. Пока что на Марсе он вообще не обнаружен. Но и на Земле живут анаэробные микроорганизмы, которые обходятся без него, больше того, есть даже микробы, которые погибают от этого
«живительного» газа.

Одно из самых неблагоприятных обстоятельств заключается в том, что слабая атмосфера Марса не в силах удержать мощное ультрафиолетовое излучение Солнца, которое там достигает поверхности планеты. А известно, что для земных форм жизни воздействие такого облучения губительно. И если бы не слой озона, имеющийся в земной атмосфере, который поглощает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца, вполне вероятно, что и на нашей планете жизни, подобной земной, не было бы.

Правда, не следует забывать о способности живых организмов приспосабливаться к внешним условиям. Ведь и на нашей планете нет практически ни одного стерильного места: во льдах Антарктиды и в пекле
Сахары, в глубинах мирового океана и на исполинских вершинах гор – всюду мы находим простейшие живые организмы. Они даже живут в атомных котлах!

Фотоснимки Марса, сделанные с борта автоматических станций, не дали прямых доказательств существования жизни на нем. Обилие же кратеров и отсутствие тектонических структур, подобных земным, свидетельствует, что на
Марсе очень давно нет океанов, сравнимых по размеру с земными, а скорее всего их никогда и не было. И все же, не смотря на это, многие ученые предпочитают не спешить с окончательными выводами по этому вопросу. Ибо наличие на Марсе элементов рельефа, происхождение которых может быть объяснено только воздействием жидкостной эрозии, признаки присутствия льда в южной полярной области, утечка водяных паров из атмосферы – все это позволяет предположить возможность жизни на Марсе.

Противостояния Марса.

Двигаясь по орбите, Земля, имея бо’льшую, чем Марс, скорость, пробегает свой более короткий путь быстрее и поэтому время от времени она как бы догоняет Марс, чтобы затем его перегнать. Когда это случается, то
Солнце, Земля и Марс выходят на одну прямую линию. Такое расположение их называется противостоянием, потому что в это время для того, кто смотрит с
Земли, Марс виден в точке неба, как раз противоположной Солнцу (рис. 5).

Противостояния Марса по отношению к Земле происходят в среднем с интервалом 780 суток (средний синодический период обращения обеих планет).
Если бы орбиты планет были концентрическими окружностями, лежащими в одной плоскости, и имели бы общий центр в центре Солнца, все противостояния Марса были бы всегда одинаковыми. Но эллиптичность планетных орбит и тот факт, что они лежат в разных плоскостях, нарушают эту воображаемую стройную картину. Поэтому одно противостояние отличается от другого. Бывает, что во время противостояния Марс удален от Земли почти на 100 млн. км., а при самых благоприятных из них дистанция Земля – Марс сокращается до 56 млн. км. Такие противостояния называются великими. Поскольку действительный синодический период отличается от среднего синодического периода на величину до 20 суток, великие противостояния повторяются через 15 – 17 лет, хотя обе планеты встречаются регулярно через 780 суток в разных частях своих орбит. Поскольку во время великих противостояний Марс ближе всего подходит к Земле и находится на расстоянии примерно 56 млн. км., то в это время представляется наилучшая возможность для астрофизических наблюдений
Марса. Последнее такое противостояние произошло 10 августа 1971 года. Но сближение двух планет до минимального расстояния (из-за эксцентричности их орбит) было не в день великого противостояния, а двумя днями позже. 12 августа расстояние Земля – Марс было минимальным – 56,2 млн. км. В это время видимый с Земли поперечник Марса увеличился до 25 секунд дуги, а блеск достиг 2,6 звездной величины (для сравнения укажем, что ярчайшая из звезд Сириус имеет блеск 1,4 звездной величины). Хотя само противостояние, строго говоря, происходит только в какой-то один конкретный момент времени,
Марс удобно наблюдать и до и после противостояния (примерно в продолжение двух-трех месяцев).

Преимущества великих противостояний состоят не только в том, что Марс близко подходит к Земле, но и в том, что они происходят в августе и в сентябре, когда условия наблюдения за Марсом наиболее благоприятные. Не менее важно еще и то, что в этот период Марс остается сравнительно недалеко от Земли в течение нескольких месяцев. Поэтому неудивительно, что именно годы великих противостояний всегда были наиболее плодотворыми в отношении новых открытий, касающихся Марса. Именно в эти периоды или в самые близкие к ним годы были открыты на Марсе «моря» и «материки» (в 1836 году итальянским астрономом Фонтана), полярные шапки (в 1716 году астрономом
Моральди), знаменитые каналы и оазисы (в 1877 году итальянскими астрономами
Секки и Скиапарелли). В том же году американский ученый Холл открыл два спутника Марса. В периоды великих противостояний были зафиксированы сезонные изменения цвета на поверхности планеты (1892 год), пылевые бури
(1909 год). В результате наблюдений Марса в период великого противостояния
1956 года удалось зафиксировать значительные измениия в его атмосфере и на поверхности – сильные пылевые бури и туманы. Атмосфера Марса была очень непрозрачной и заполнена мглой. Несмотря на это, ученые отметили изменения интенсивности темных и светлых деталей на поверхности планеты. Во время великого противостояния Марс располагается таким образом, что к Солнцу и к
Земле обращено его южное полушарие. В это время в северном полушарии Марса всегда бывает осень, а в южном – весна. Поэтому бо’льшая часть добытых сведений о Марсе получена из исследований южного полушария.