Хотя Марс почти определенно имеет примерно тот же возраст, что и Земля (около 4700 млн. лет), он настолько меньше по размерам и по массе, что эволюционировал гораздо быстрее. Поэтому предполагается, что образования на его поверхности должны быть достаточно стертыми и эродированными, поскольку атмосфера планеты хотя и тонка, но пренебрегать ею нельзя.

Теория: старые и новые

Интересно вспомнить, что думали астрономы о Марсе до 1965 г., когда «Маринер-4» передал первые фотографии планеты, полученные с близкого расстояния. Прежде полагали, что темные области – впадины (возможно, старые ложа морей), а яркие районы, такие, как Эллада и Аргир, – плато; считалось также, что поверхность повсюду должна иметь гладкий рельеф без высоких гор или глубоких долин. На самом деле все оказалось иначе. Первые снимки, переданные с «Маринера-4», показали несомненные признаки существования кратеров; по мере приближения аппарата к планете фотографии становились четче и общий тип ландшафта перестал вызывать сомнения. Марс оказался планетой не с плоским ландшафтом, а, напротив, крайне неровным. Даже по данным «Маринера-4» было ясно, что разные области планеты существенно отличаются друг от друга и что поверхность Марса, вероятно, даже более разнообразна, чем поверхность Луны. Кроме того, обнаружилось, что атмосфера планеты гораздо более разрежена, чем предполагалось ранее, и предположение о том, что растительность покрывает дно морей, стала выглядеть менее вероятной.
«Маринср-6» и «Маринер-7» в 1969 г. дали подобную же картину Марса, на которой, по-видимому, можно было выделить кратерированные области, а также «хаотические», без какого-либо четкого рисунка. Благодаря техническим усовершенствованиям снимки, переданные с этих аппаратов, были более четкими, чем фотографии, полученные «Марине-ром-4».

Открытия «Маринера-9»

Самые удивительные открытия на Марсе были сделаны в 1971 г. «Маринером-9», который в значительной степени компенсировал неудачу, постигшую «Маринер-8». Приблизившись к планете и сфотографировав два марсианских спутника, «Маринер-9» должен был переждать пылевую бурю. Казалось, что пыль почти достигает вершин Олимпа и А реи и – самых высоких из известных вершин Марса, превышающих 20 км. Когда атмосфера прояснилась, обнаружилось, что это громоздящиеся вулканы, и все соображения о природе Марса опять пришлось пересматривать. Мало кто из астрономов надеялся обнаружить там вулканы земного типа, однако сходство между горами Олимп и Арсия, с одной стороны, и гавайскими вулканами – с другой, было несомненным.
Основное различие заключалось в масштабе. Изучение высот деталей поверхности было выполнено двумя способами – с помощью радиолокации и по измерениям плотности слоя углекислого газа над разными областями. В результате выяснилось, что марсианские вулканы примерно в три раза выше, чем гавайские, а поскольку Марс имеет относительно меньшие размеры, они являются еще относительно более высокими.
Эти вулканы не были обнаружены предыдущими «Маринерами» по двум причинам. Во-первых, время фотографирования было очень ограниченным. «Маринеры» (4, 6 и 7) проходили мимо Марса только по одному разу, а затем переходили на вечные орбиты вокруг Солнца, тогда как «Маринер-9» и «Викинги» были выведены на орбиту вокруг планеты и могли посылать на Землю информацию до тех пор, пока у них не кончался запас энергии. Во-вторых, была значительно усовершенствована «очистка» снимков Маринера с помощью ЭВМ, причем процесс «очистки» стал занимать мало времени.

Фотографирование поверхности

Наши знания о марсианской поверхности претерпели революционные изменения благодаря «Маринеру-9» и «Викингам»; полный анализ полученной ими информации занял несколько лет. Наиболее удивительным оказалось разнообразие отдельных районов. Области очень сильно кратерированные сменяются относительно ровными; наряду с огромными вулканами существуют области, напоминающие дренажные канавы и глубокие бассейны, лучшими примерами которых являются Эллада и Аргир. Экваториальные каньоны Долины Маринер глубоко врезаются в поверхность Марса и вытягиваются примерно на треть ее окружности. Местами стенки каньонов разрушены гигантскими оползнями, в других районах под влиянием поверхностной эрозии образовалась сложная система притоков. Где-то в других местах кажутся
преобладающими разного рода разломы.
Когда движение орбитального отсека «Викинга-1» было изменено так, что аппарат мог исследовать различные области планеты, удалось сделать еще одно открытие. Было обнаружено, что северная полярная шапка состоит главным образом из замерзшей воды, а не из сухого льда (твердого С02), как считали большинство ученых. В некоторых местах толщина льда, возможно, достигает 100 – 1000 м. Фотографии показали, что он, в сущности, заполняет и некоторые кратеры.
На больших площадях поверхности планеты имеются свидетельства вулканической деятельности и водной эрозии. В геологическом прошлом Марса, когда атмосфера была гораздо более плотной, чем теперь, дождевые потоки должны были заполнять впадины и прорезать русла сквозь скалы и пустыни. Некоторые из стоковых каналов, возможно, даже возникли вследствие термальных процессов. Согласно другой гипотезе, они были образованы потоками расплавленной лавы.