Страница 151 из 161
Если на таинственной красноватой планете действительно существует жизнь, то там непременно происходит круговорот органического вещества. А этот круговорот невозможен без участия микроорганизмов — различных микробов и бактерий. Поэтому первая задача, которую поставили перед собой ученые, — выяснить, могут ли земные микроорганизмы, и если могут, то при каких обстоятельствах, приспособиться к марсианским условиям.
Ученые и раньше ставили опыты, в которых микроорганизмы подвергались воздействию высоких и низких температур и ультрафиолетовой радиации. Многие бактерии хорошо перенесли их. Однако если во всех этих опытах определяли влияние на микроорганизмы лишь какого-то одного фактора, то «искусственный Марс» позволил проверить их совокупное воздействие.
Уже первые наблюдения принесли интересные результаты. В частности, оказалось, что окрашенные микроорганизмы лучше переносят марсианский климат. Пигмент защищает их от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей. В связи с этим не исключена возможность, что наблюдаемые на Марсе изменения окраски каким-то образом связаны с жизнедеятельностью микроорганизмов.
Аналогичные исследования проводятся на специальной установке «Фотостат-1», созданной по идее профессора Л. К. Лозина-Лозинского.
В этой установке есть камера, в которой с помощью программного устройства можно воспроизводить суточный ход температуры, а также необходимое разрежение на поверхности другого небесного тела, например Марса.
Камера освещается специальными светильниками, способными воссоздать весь спектр солнечного излучения.
Как известно, земные организмы весьма чувствительны к проникающей ионизирующей и ультрафиолетовой радиации. Но на поверхности других небесных тел интенсивность радиации может оказаться значительно выше, чем на Земле. Однако лабораторные опыты показали, что, чем ниже содержание кислорода в окружающей среде, тем выше устойчивость живой клетки радиационному излучению. Более того, оказалось, что одноклеточные организмы можно постепенно приучить к повышенной радиации. Для этого они должны пройти курс специальной «тренировки», заключающейся в многократном облучении малыми дозами. Любопытно, что приобретенную таким образом устойчивость клетки передают по наследству последующим поколениям и она даже усиливается.
При этом оказалось, что живые клетки, получив заведомо смертельную дозу ультрафиолетовых лучей, погибают, если их после этого поместить в темноту, и выживают, если их осветить солнечным светом. Вероятно, видимый свет Солнца вызывает какие-то сложные биохимические процессы, которые возвращают клетке жизнь. Очевидно, результаты подобных опытов будут иметь важное значение для изучения космических форм жизни, для освоения космоса человеком.
Опыты по созданию искусственного марсианского климата проводили и зарубежные ученые. Они заметили, что приспосабливаются к необычным условиям высшие растения. На этом основании некоторые исследователи сделали сенсационный вывод о том, что растения Марса — это не мхи и лишайники, как предполагалось раньше, а высокоразвитые организмы. Однако подобное заключение весьма проблематично, ибо оно игнорирует весьма важное обстоятельство. Одно дело — приспособление уже сложившихся организмов к изменившимся в худшую сторону условиям и совсем другое — их возникновение и формирование в неблагоприятных условиях. И если не удается установить, что физические условия на Марсе в эпоху возникновения и развития жизни были более благоприятны, чем сейчас, то, несмотря на опыты в установках искусственного климата, все же придется предположить, что жизнь на этой планете скорее всего находится на низших ступенях развития.
В лабораторных условиях имитировался климат не только Марса, но и других небесных тел, в частности Юпитера. Например, американские ученые ставили такой опыт. Герметическая камера заполнялась смесью метана, водорода и аммиака. В камере поддерживалось атмосферное давление и температура в пределах 22–24°. Внутренность камеры освещалась тусклым светом, едва пробивавшимся сквозь толстые стеклянные стенки. По мнению исследователей, в газовой оболочке Юпитера имеются слои со сходными условиями. Затем в камеру помещались так называемые ксерофиты: лишайники, кактусы и другие растения, способные существовать на весьма ограниченном водном «пайке». После длительного (иногда до двух, месяцев) пребывания в необычных условиях растения извлекали из камеры и подвергали тщательному микроскопическому исследованию. Оказалось, что многие из бактерий, обитающие на поверхности растений, не только выжили в суровых условиях, но даже размножились.
Это свидетельствует о том, что в космосе жизнь растений и микробов может быть более распространенной, чем мы предполагаем.
Дальнейшие наблюдения на всевозможных установках, моделирующих космические условия, вероятно, помогут пролить свет на многие вопросы, связанные с проблемой существования жизни на таинственной планете.
Интересные опыты по моделированию проводились также в лаборатории профессора Шаронова. Ученых и на этот раз интересовал Марс. Но не… гипотетические живые организмы, обитающие на этой планете, а характер ее поверхности. Каким веществом она покрыта.
Производились сотни, тысячи опытов. Среди различных земных пород ученые искали такие, которые отражали бы солнечные лучи так же, как марсианские породы. В конце концов такой минерал был найден. Им оказался бурый железняк — лимонит, или охра. Причем выяснилось, что это сходство сохраняется и тогда, когда лимонит находится в пылеватом состоянии. А это говорит о том, что знаменитые марсианские «песчаные бури», быть может, представляют собой не что иное, как тучи мельчайшей лимонитной пыли, которую даже легкий ветерок может легко вздымать над поверхностью планеты.
Может быть, в этом и кроется решение загадки, так как до сих пор было непонятно, как в очень разреженной атмосфере Марса могут возникнуть такие сильные ветры, которые поднимают тучи тяжелых песчинок.
Гипотезы, родившиеся в лабораториях
До сих пор мы говорили о воспроизведении и моделировании в земных лабораториях явлений, наблюдающихся в космосе. Но бывает и так, что результаты исследований, осуществляемых в земных условиях, открывают возможность более глубокого проникновения в закономерности космических процессов. Еще в 1958 году член-корреспондент АН СССР Р. Сагдеев разработал теорию распространения ударных волн в разреженной плазме. Казалось бы, что в разреженной плазме, когда длина свободного пробега частиц велика и они сталкиваются очень редко, что практически не играет никакой роли, — ударная волна вообще возникнуть не может.
Однако из расчетов Р. Сагдеева следовало, что и в разреженной плазме ударные волны все же могут распространяться. Это объясняется тем, что плазма состоит из электрически заряженных частиц, которые обладают собственными электрическими и магнитными полями и которые чутко реагируют даже на очень слабые электрические и магнитные воздействия.
Благодаря этому разрежению плазма и обладает своеобразной электромагнитной «упругостью». Ударная волна возникает в ней при распространении электромагнитных воздействий, а не при передаче столкновений от одних частиц к другим.
Р. Сагдеев разрабатывал свою теорию в связи с практическими задачами ядерной физики. Однако предсказанные ею явления были обнаружены и в космосе. Космические исследования показали, что в межпланетном пространстве, которое как раз и заполнено разреженной плазмой, при определенных обстоятельствах действительно возникают ударные волны, предсказанные Сагдеевым. Это происходит при вспышках на Солнце, сопровождающихся мощными всплесками магнитных волн. Таким образом, эксперименты подтвердили теорию. Наблюдаемая ширина фронта космической ударной волны и скорость нарастания магнитных возмущений вблизи Земли совпали с расчетными.
В последние годы физики создали особые устройства лазеры — приборы, способные «перерабатывать» внешнюю энергию в энергию мощного электромагнитного излучения со строго определенной длиной волны. В настоящее время наряду с кристаллическими лазерами созданы различные типы газовых лазеров, в которых процесс возбуждения и «разрядки» атомов происходит в газовой среде.